北京2023年4月26日 /美通社/ -- 數字經濟正在為全球經濟的復蘇注入新活力，數字技術的發展也正在推動行業的升級和產業的重塑，數字基礎設施成為承載數字經濟的底座，數據中心也成為承載著數字經濟的根基，近年來，在不斷的發展和建設。然而以我國數據中心為例，整體用電量以每年超過10%的速度遞增，2020年我國數據中心用電量突破2000億千瓦時，占全社會用電量的比重升至2.6%；根據預測，到2030年數據中心用電量將突破4000億千瓦時，占全社會用電量的比重將升至3.7%。由此可見，數據中心是未來為數不多能源消耗占社會總用電量比例持續增長的行業。
但世界氣象組織年初發布公報表示，受不斷上升的溫室氣體濃度和累積熱量的推動，過去8年是全球有記錄以來最暖的8年，全球長期變暖仍在繼續，按照《巴黎公約》把全球平均氣溫較工業化前水平升高控制在2攝氏度之內，并為把升溫控制在1.5攝氏度之內努力，而把升溫控制在1.5攝氏度以內是非常不易的，需要全球不斷努力，更需要各行各業肩負起綠色可持續的企業社會責任。
浪潮信息作為全球領先的IT基礎設施產品、方案和服務提供商，一直為全球客戶提供品類豐富、性能強勁、功能敏捷的服務器產品解決方案，基于低碳綠色可持續的環境發展目標打造綠色理念產品并不斷創新優化。
數據中心中IT設備占據了近50%的電力消耗，且隨著CPU功耗升高對整機的散熱要求也越來越嚴苛。考慮全球用戶對PUE降低的需求，浪潮信息G7服務器采用綠色環保設計，從"源頭"入手，推出風冷優化、液冷優化滿足不同客戶所需，并從"硬件解構"和"軟件定義"雙管齊下的方式挑戰極致綠色的難題。
硬件解構，從架構、部件到系統的綠色創新設計
首先是在架構上的突破，浪潮信息多年來一直與全球多個領先科技公司有著良好的合作，產品團隊通過對大量用戶的調研和交流，發現前IO的架構能更好滿足數據中心的部署和運維需求。所以在G7服務器上，產品團隊針對整機架構進行設計優化，支持多種出線方式，除了傳統出線方式外，G7服務器支持前IO出線架構，這種架構可以讓機房的運維人員在冷通道進行操作，降低了運維難度，而且前IO架構機柜后端溫度可達55℃-65℃，而機柜前端溫度則保持在25℃左右，這使得光模塊、智能網卡等熱敏部件壽命更長，數據的穩定性更高，降低丟包可能。
而整機架構的突破僅僅是產品團隊對G7服務器綠色創新設計的第一步，精益求精的G7服務器工程師在部件優化和整機系統層面投入了更多的創新元素和匠人精神。
一是，針對于部件，在服務器中，風扇作為服務器內部散熱的動能源，為滿足正常運行風扇所消耗的功耗占比約為20.3%左右。從源頭出發，產品團隊第一步便圍繞著風扇本體進行優化。"不同的轉速下，不同的扇葉攻角都會產生不同的風流場"浪潮信息工程師表示，對此他們進行了上萬次的仿真實驗，通過對風扇葉間距，葉形態精細的測算找到最優扇葉攻角，加大風量并減少震動，同時對馬達效率和內部結構、材質優化，最大限度從"源端"提高單位能效的風流量。
突破源頭后，產品團隊開始挑戰風流場的設計，加快風流流動速度提高熱交換率是突破的關鍵，產品團隊首先是增大前后窗開孔率，相比于上一代產品提高15%以上，這可以讓更多風量順暢的流入到機器內部而且風流速度也更快，同時根據G7服務器內風道和高功耗部件布局，以毫米為基準線進行內部風道低阻精密設計，每組內存間距都是測算了性能和散熱效率上千次后的最優解，并在風道中增加波導網擊破湍流，設計系統風流導向器、PSU風流導向器等精細化的散熱部件，讓風流更平穩同時更精準的按照既定的風道高效帶走熱能，從而解決散熱平衡問題。
破解了風源和風流場之后、產品團隊開始破解高功耗部件難題，通過嘗試幾百種形態和材質的散熱器，最終按照不同產品和配置情況，定義了標準散熱、T型散熱、虹吸散熱、冷板散熱等多種方案，最終整機散熱效率提升可24%以上，單臺設備一年可以節約近千度電力。
二是，針對整機系統，單節點架構突破和結構部件的優化帶來的收益是有局限的，如把單節點的綠色節能維度提高到機柜層級，這將為數據中心帶來多少綠色收益呢？為此產品團隊，針對于部署密度更高，PUE需求更強的用戶設計了整機柜服務器產品，通過集中供電、一體化交付、高密度部署的方式給客戶帶來更高收益。以集中供電技術為例，通過集中供電技術把原本離散的電源進行池化。原本通用服務器離散供電的冗余要求是1+1，以20節點為例需要40顆PSU進行供電，且PSU之間無法實現負載均衡，當服務器負載較低時，電源的轉化效率處于較低水平。當通過整機柜的形式將電源進行池化后，整機20個節點可以采用N+1或N+2（N+M）冗余模式，大幅減少PSU總數。同時，池化后的PSU之間可以實現負載均衡，結合動態PSU節能調節技術，在整機柜負載較低時，關閉多余的PSU，始終使得PSU保持在高轉化率的負載下，效率更高。所以，通過集中供電技術可以降低整個TCO中的整機柜成本，另外可以提升交付效率。經過測算，供電效率大約可以提升4%-5%左右，極大的降低了電力消耗，幫助實現低碳目標。
軟件定義，智能調控優化散熱
完成硬件解構，接下來就是通過軟件定義的方式優化，為此產品團隊設計了多種方案。
一是，面向部件的，比如單盤上下電、散熱策略自動匹配等，通過CPLD實現單塊硬盤上下電控制，可以將系統吞吐控制在一定數量的磁盤，讓其他硬盤進行休眠狀態，節省能耗，配合對應的系統固件開發，首先使硬盤進入standbyz的深度休眠模式，此模式硬盤只有1.06W；此外，通過調整散熱策略，大幅度降低風扇轉速，將風扇功耗控制到10W，從而降低整機系統功耗，在降低IT設備功耗的同時，降低機房制冷設備功耗，相比傳統方案，單TB功耗下降315%，節省機房空間40%，TCO效益降低30%以上。
二是，整機散熱策略優化，G7服務器產品團隊在產品中內置了400多個傳感器，及時的收集不同位置和入風口等溫度的信息，通過檢測到的信息配合獨有的整機分區智能調控技術，G7服務器可以按照不同風道中部件的功耗情況，智能調節風扇轉速，解決溫度傳遞滯后性問題，實現風扇節能調速和精確送風，這個功能就好像是豪車的配置，同一輛車中胖人可能想讓溫度低一點，瘦人可能想讓溫度高一點，每個人的需求都有所不同，所以G7服務器針對客戶應用提供16種不同散熱策略方案，按需選擇做到"千人干面"，滿足不同業務所需。
全鏈路踐行減少碳足跡 承擔企業社會責任
2022年，浪潮信息將"All in 液冷"納入到公司戰略中，實現了全線服務器產品支持冷板式液冷。而在最新一代浪潮信息英信G7服務器產品更加注重綠色創新的研發，不僅優化了產品設計并從制造、交付、回收等全鏈上關注產品的綠色環保能力，踐行減少碳足跡的環保理念。
在產品設計方面，浪潮信息英信G7服務器支持冷板式液冷、浸沒式液冷等創新技術，其中冷板式液冷覆蓋包括CPU、內存等高功耗部件，液冷覆蓋率可達70%以上，同時液冷模組兼容多種主流液冷快接方案，有效減低整機能耗并降低部署成本，可幫助數據中心的PUE下降到1.1以下。而面向極高密度部署和超高運算效率的特殊需求場景，浪潮信息英信G7服務器支持浸沒式液冷整體解決方案，可適配50℃的進液溫度，這將幫助客戶降低散熱成本，節約用電量為數據中心帶來更高的TCO收益，以1300臺服務器為例，相差10℃的進液溫度，每年預計可減少17萬元以上投入。同時浪潮信息可為數據中心提供全方位的液冷整體解決方案，具備全棧液冷能力。
此外，G7服務器從產品部件內部結構到包材都堅持綠色低碳，在關鍵部件如網卡、RAID卡、顯卡、內存、硬盤等工藝設計選用無鉛（ROHS）要求的產品，包材100%可回收，并創新使用緩沖氣袋，體積較傳統EPE襯墊減少90%，塑膠材料用量減少30%，以50萬臺出貨為例來計算，這種包材可減塑超350噸。
同時，浪潮信息英信服務器的綠色設計也得到了國際和國內多方權威機構的認可，目前G7服務器已獲得中國質量認證中心頒發的節能認證證書和中環聯合頒發的中國環境認證，以及UL頒發的美國能效Energy star認證和韓國能源管理公社頒發的韓國能效E-standby等多個權威認證，高效助力數據中心綠色低碳發展。
全球的氣候問題需要國際社會共同積極應對，在未來，浪潮信息將持續創新助力環境可持續發展目標實現，承擔更多企業責任，為合作伙伴提供更高效節能、綠色低碳的產品解決方案，助力千行百業夯實綠色算力底座，為推動全球可持續發展貢獻智慧和力量。
