浪潮加入中国移动打造绿色数据中心

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浪潮加入中国移动打造绿色数据中心 随着云计算和大数据等新技术的不断发展，各行各业的数字化转型已不可避免，随之而来的是大型甚至超大型数据中心的不断涌现。在环境问题突出的时候，如何让数据中心成为一只“电动老虎”，吃得好、健康，是每个人都关心的话题，每个人都有自己减少PUE的能力。 随着诸如新兴技术的不断发展，数字转型在各行各业变得不可避免，随之而来的是大规模甚至超大规模的不断出现。统计数据显示，2016年中国数据中心行业同比增长近40.4%。

然而，数据中心是一只真正的电动老虎。目前，全球互联网数据中心每年使用超过30千兆瓦的电力，相当于30座核电站的电力。一个高端数据中心的耗电量相当于30到40栋高密度住宅建筑的耗电量。根据《中国数据中心能耗白皮书》，2015年数据中心能耗将达到1000亿度，年能耗将超过全社会用电量的1.5%。因此，每年高昂的电费已经成为数据中心的主要开支。

如何建设绿色数据中心、节能减排、降低电费已经成为许多企业和IT厂商面临的共同而紧迫的问题。

高电费成为数据中心的巨大负担

中国移动广州南方基地是中国移动两大综合基地之一。它负责中国移动的集中化、云计算和IDC业务。南方基地数据中心的PUE值为2.2，相当于大多数国内数据中心的数值。中国移动南方基地总经理林永爽表示，南方基地每年近90%的用电量用于数据中心。

目前，国际领先的绿色数据中心的PUE值仅为1.2，差距不小。除了承担重要的业务任务外，南方基地还承担了对信息技术支持架构进行创新研究和运维探索的重要任务。因此，南方基地决定开始数据中心的转型，目标是将PUE价值降低到国际数据中心的领先水平。

降低PUE值应从制冷开始

众所周知，数据中心的功耗主要来自数据中心的运行和冷却，其中制冷占绝大多数。南方基地决定向de 空调整和去UPS方向发展，从制冷节能技术入手，实现突破，有效降低PUE值。

目前，IDC制冷节能技术经历了四代演变:从传统的房间级制冷，到模块级和机架级制冷，再到芯片级制冷。中国移动南方基地总经理林永爽表示，前三种类型为非接触式制冷，散热系统需要低温空气体作为散热介质，系统热阻高。最后一个是接触制冷。散热系统不需要空气体作为介质，系统的热阻可以大大降低。芯片级制冷技术可以在保证安全工作的前提下高效散热。南方基地决定采用全新的芯片级制冷方案。

为了进一步提高冷却效率，南方基地邀请浪潮和另外两家服务器制造商共同开发芯片级冷却方案。南方基地提出热管水冷方案，与浪潮的液冷方案一致，而另外两家服务器制造商分别提出浸没式和直接水冷方案。

热管水冷方案具有可靠性高、维护方便、成本低、工艺复杂程度低等优点。理论上，它满足了将PUE值降低到小于或等于1.2的主要目标，并且具有更高的商业化可能性。然而，虽然其他两家服务器厂商的水冷方案理论上可以达到降低PUE值的目的，但实施成本过高，后期维护复杂，或者流程复杂度高，不符合大规模推向市场的条件。

南方基地对这三个方案进行了长达两年的测试。利用夏季极端高温天气试验获得的PUE值作为方案评估的参考。经过综合评价，最终选择热管水冷方案。

这个计划很理想。服务器更新是关键。

尽管芯片级冷却方案很好，但服务器必须定制。因此，浪潮调整了传统的双向服务器浪潮NF5280M4的设计，用热管液冷模块取代传统的散热片模块，通过自然导热带走高散热密度芯片如中央处理器的热量。即使使用温度高达45℃的水流，中央处理器也能有效地散热，以将工作温度保持在正常范围内。

在改造过程中，方案不断优化。例如，服务器的整体冷却策略因液体冷却方案而改变。经过多次尝试，浪潮研究人员将服务器风扇的数量减少到了3或2个，以确保服务器不会受到影响，并且能够正常稳定地运行。在设计热管时，为了防止热管的形状和布置降低实际散热效果，浪潮联合新思想的研究人员经过多次协调和优化，最终找到了散热效率最高的方法。

此外，制冷系统进行了优化。冷却塔、板式换热器和双循环水回路取代了传统的精度空调节。采用双通道设计:接触式制冷通道，排出高功耗、高密度元件的热量；非接触式制冷通道，从低功耗和低密度组件中释放热量。为了保证服务器的安全运行，浪潮和沈凌共同进行了方案的优化，即分流、封闭制冷机房的外循环、在服务器接口部分设计防漏接头。内部循环使用非腐蚀性绝缘制冷剂以负压模式驱动水流。反复测试表明，即使有漏水点，这种模式也不会影响服务器。

二是供电系统的优化，采用市电直接供电，供电效率接近100%，采用高压直流作为热备份，保证市电失压时的无缝切换。

低于1.2的PUE成为国家绿色节能基准

林永爽介绍，与传统数据中心相比，这种新型数据中心具有突出的节能效果，能效指标的PUE值可从平均2.2降低到1.2以下。节能高达45%，在同等业务能力下，机房建筑面积可减少70%以上，配套投资可减少10%以上。可广泛应用于高温高湿地区，能有效促进我国数据中心的绿色发展。

据了解，该芯片级节能绿色数据中心建设方案能够有效降低能耗。科技成果获得16项发明专利和35项实用新型专利，并成功入选2015年国家产业转型升级绿色制造项目。关键技术成果被工业和信息化部确定为国际领先水平。接下来，该计划将得到大规模推广。南方基地的创新试点可以说是国家绿色节能的新标杆，为运营商绿色节能带来了新的方向。