既要省錢(qián)省地，還要綠色低碳？42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)滿(mǎn)足你

我們正在進(jìn)入AI（人工智能）時(shí)代，以大語(yǔ)言模型為代表的AI技術(shù)的加速普及，使得訓(xùn)練和推理的算力需求大增。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，智算中心的建設(shè)如火如荼。知名研究機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測(cè)，到2027年，中國(guó)生成式AI的投資規(guī)模將超過(guò)130億美元，五年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)86.2%。

不過(guò)，就在智算中心迅猛發(fā)展的同時(shí)，一些突出的矛盾也正在凸顯出來(lái)。根據(jù)老冀的觀察，主要有以下兩大矛盾：

1.算力需求高速增長(zhǎng)與投資硬約束的矛盾。如今，AIGC（生成式人工智能）仍在大發(fā)展，對(duì)于AI算力的需求還在高速增長(zhǎng)，這就使得智算中心的算力規(guī)模要比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心至少高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，這也意味著芯片、服務(wù)器以及各種配套成本都會(huì)顯著上升。另一方面，客戶(hù)用于建設(shè)智算中心的資金、場(chǎng)地、人工往往都存在預(yù)算硬約束。如何在滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)預(yù)算硬約束的條件下，建設(shè)面向未來(lái)的智算中心，這是一個(gè)“既要又要”的大難題。

2.高能耗與綠色低碳之間的矛盾。智算中心算力規(guī)模的急劇膨脹，使得其對(duì)電力、水等諸多資源的消耗也出現(xiàn)了高速增長(zhǎng)；而資源的消耗，也會(huì)增加碳排放。 隨著“雙碳”可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的提出，客戶(hù)在建設(shè)智算中心的同時(shí)，還要遵循綠色低碳的諸多要求。如何平衡巨量能源消耗與綠色發(fā)展的矛盾，同樣也是一大難題。

如何才能破解這兩大矛盾？作為算力基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商的浪潮信息，適時(shí)推出了42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)解決方案，并成功在西南某智算中心投入運(yùn)營(yíng)，從而提供了解決兩大矛盾的鑰匙。下面，老冀就給大家具體分析一下浪潮信息的這套解決方案。

省錢(qián)省地背后的秘密

如何解決算力需求高速增長(zhǎng)與投資硬約束的矛盾？42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)給出的答案，就是“高密度部署”。

在很多人的印象中，風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心的單機(jī)柜功率只有3~7kW，不可能滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)超大規(guī)模算力的需求。難不成，漫山遍野全都建成智算中心？

實(shí)際上，業(yè)界已經(jīng)在嘗試高密度部署的風(fēng)冷智算中心，一般能做到單機(jī)柜功率20kW左右。而如今，浪潮信息創(chuàng)新發(fā)布的42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)，功率密度在現(xiàn)有高密方案的基礎(chǔ)上直接翻倍，單機(jī)柜可部署AI服務(wù)器的數(shù)量是傳統(tǒng)風(fēng)冷機(jī)柜的8-10倍以上，這也意味著同樣的占地面積，可以部署的算力規(guī)模是原來(lái)的8-10倍以上。

由此，42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)在輸出超高密度算力、挑戰(zhàn)風(fēng)冷極限的同時(shí)，相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，大幅減少了機(jī)柜數(shù)量和空調(diào)數(shù)量，減少了40%的模塊部署量和60%的建設(shè)用地，從而大大節(jié)約了智算中心的建設(shè)成本。

下面，咱們具體可以通過(guò)計(jì)算實(shí)例，把采用42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)的智算中心，與現(xiàn)階段高密度風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心的投資成本做個(gè)對(duì)比：

以某小型智算中心為例。為了滿(mǎn)足AI算力的需求，需要部署32臺(tái)AI服務(wù)器，目前單臺(tái)AI風(fēng)冷服務(wù)器的功耗約為10.5kW。如果采用與現(xiàn)階段高密度風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心一致的規(guī)格進(jìn)行部署，單機(jī)柜一般能支持20kW左右，這樣就需要16臺(tái)機(jī)柜、4臺(tái)配電柜、8臺(tái)空調(diào)。而采用42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)呢？?jī)H需部署8臺(tái)機(jī)柜、8臺(tái)空調(diào)，節(jié)省了50%的柜位。

與此同時(shí)，機(jī)柜的減少，也減少了IB線(xiàn)纜之間的互聯(lián)距離，預(yù)計(jì)能夠節(jié)約50% IB線(xiàn)纜成本。

綜合算下來(lái)，如果采用42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)建設(shè)智算中心，基礎(chǔ)設(shè)施初期投資可節(jié)省將近100萬(wàn)元；智算中心投入運(yùn)營(yíng)之后，每年還能夠節(jié)約超過(guò)120萬(wàn)元的電費(fèi)，大幅降低了智算中心的總體投資成本。

此外，節(jié)約下來(lái)的還有時(shí)間成本。由于42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)采用了模塊化設(shè)計(jì)與預(yù)制化安裝，例如出廠集成冷熱通道門(mén)，無(wú)需施工搭建傳統(tǒng)風(fēng)冷通道件等，從而將智算中心的建設(shè)工期從14天縮減至5天，同時(shí)還采用了AIStation管理軟件節(jié)省調(diào)試時(shí)間，做到上電即上線(xiàn)，使智算中心盡快具備業(yè)務(wù)使用要求，實(shí)現(xiàn)快速部署上線(xiàn)。

當(dāng)客戶(hù)對(duì)高密部署和快速投運(yùn)有廣泛需求，而又受到場(chǎng)地、設(shè)備、成本等限制，并不具備液冷的部署條件時(shí)，42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)就是最佳的、且經(jīng)過(guò)大規(guī)模實(shí)踐驗(yàn)證的高密風(fēng)冷智算中心解決方案。

創(chuàng)新技術(shù)打造綠色低碳

緊接著，智算中心的高能耗與綠色低碳之間的矛盾，又如何解決？浪潮信息的42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)同樣拿出了一整套創(chuàng)新的解決方案：

一、創(chuàng)新散熱及供電設(shè)計(jì)

為解決高密部署帶來(lái)的散熱難題，同時(shí)降低能耗，浪潮信息對(duì)智算中心散熱及供電進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。一方面，采用封閉冷熱通道，從而縮短了送風(fēng)距離，避免傳統(tǒng)大空間彌漫式送風(fēng)導(dǎo)致的風(fēng)量處理不集中及冷量散失問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)冷量100%利用。與此同時(shí)，還采用了機(jī)柜內(nèi)外縫隙全密封式設(shè)計(jì)，可避免冷、熱氣流短路及熱風(fēng)倒灌問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)算力倉(cāng)外“0”噪音。

另一方面，由于高密機(jī)柜與列間空調(diào)采用配比接近1:1的間隔布局，假如端部空調(diào)故障會(huì)導(dǎo)致風(fēng)量分配不均，超高功率密度部署風(fēng)冷散熱不均衡，極易出現(xiàn)局部熱點(diǎn)。為解決相關(guān)問(wèn)題，算力倉(cāng)專(zhuān)門(mén)針對(duì)空調(diào)的布局做了全新的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以使氣流組織達(dá)到最佳狀態(tài)。在這里，浪潮信息設(shè)計(jì)了一套獨(dú)創(chuàng)的空調(diào)雙群控策略，它能夠根據(jù)冷熱通道布局的溫濕度傳感器數(shù)據(jù)變化，嵌套兩組輪巡調(diào)控算法，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)模式，可完全避免因單臺(tái)空調(diào)設(shè)備故障或輪巡休眠出現(xiàn)的局部熱點(diǎn)問(wèn)題，在提升系統(tǒng)的可靠性的同時(shí)提升能效水平。

此外，42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)的列間空調(diào)還采用了高溫進(jìn)水模式，與冷熱通道全密封結(jié)合起來(lái)，相比傳統(tǒng)風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心，制冷系統(tǒng)能效比有效提升10%以上。

同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)高效供電，浪潮信息還對(duì)智算中心的供配電系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用了中壓配電+變壓器+濾波補(bǔ)償+高效UPS+末端智能母線(xiàn)的全供電鏈路一體設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)一體解決方案，供電效率大幅提升，降低電能損耗30%以上。

由于采用了這一系列的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)可將智算中心風(fēng)冷散熱的PUE降到1.25以下，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心。

而這正契合了當(dāng)前綠色低碳的要求。2024年7月，國(guó)家發(fā)改委等四部委印發(fā)了《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》，對(duì)數(shù)據(jù)中心PUE進(jìn)行了嚴(yán)格限制要求：2025年底，新建/改擴(kuò)建大型及超大型數(shù)據(jù)中心PUE不超過(guò)1.25，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)PUE不超過(guò)1.2。

二、智能運(yùn)營(yíng)

對(duì)于智算中心來(lái)說(shuō)，綠色低碳必然會(huì)體現(xiàn)在其生命周期的全過(guò)程，這也意味著除了項(xiàng)目的建設(shè)階段之外，建成之后的運(yùn)營(yíng)同樣也很重要。如果能夠?qū)崿F(xiàn)更加智能的管理和運(yùn)維，勢(shì)必將大大減少智算中心的人員和資源配置，同樣也是為綠色低碳做了貢獻(xiàn)。

對(duì)此，浪潮信息InManage管理平臺(tái)下足了功夫，它首先解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心IT和動(dòng)力環(huán)境割裂的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一套系統(tǒng)同時(shí)采集智算中心的IT基礎(chǔ)設(shè)施和動(dòng)力環(huán)境兩種數(shù)據(jù)，解決數(shù)據(jù)不互通問(wèn)題，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了5大功能創(chuàng)新，包括高密單排微模塊2D/3D可視化、供配電系統(tǒng)鏈路展示、數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控及視頻回放、數(shù)據(jù)中心門(mén)禁安全管理、核心制冷部件遠(yuǎn)程調(diào)控。

舉個(gè)例子。過(guò)去，為了保證核心制冷部件的安全可靠，運(yùn)維人員只能進(jìn)入機(jī)房，對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。如今有了核心制冷部件遠(yuǎn)程調(diào)控這個(gè)創(chuàng)新的功能，運(yùn)維人員只需要坐在控制室內(nèi)，就能夠完成全套調(diào)整動(dòng)作。

有了如此智能的管理平臺(tái)作為基礎(chǔ)，老冀有理由相信，未來(lái)客戶(hù)還能夠開(kāi)發(fā)出更多實(shí)用、好用的運(yùn)維功能和服務(wù)，并提供更加靈活的AI服務(wù)，例如在資源上納管裸金屬和容器、以卡時(shí)的形式出售GPU和算力資源、通過(guò)拖拽方式即可直接租用成熟大模型框架和應(yīng)用等等。

因此，對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，采用42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)只是個(gè)開(kāi)始，后續(xù)還有很多文章可以做。

正當(dāng)其時(shí)

從以上分析大家應(yīng)該不難看出，對(duì)于當(dāng)前渴望擁有智算中心的大多數(shù)主流客戶(hù)來(lái)說(shuō)，42kW智算風(fēng)冷算力倉(cāng)是一套“剛剛好”的解決方案，它能夠有效解決算力需求高速增長(zhǎng)與投資硬約束、高能耗與綠色低碳這兩大矛盾，滿(mǎn)足這些客戶(hù)的現(xiàn)實(shí)需求。相對(duì)液冷，它的建設(shè)周期更快，能夠在傳統(tǒng)機(jī)房做高密化快速部署;相對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)冷，則有更高的部署密度和接近于液冷的 PUE，實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能降耗。

不過(guò)，客戶(hù)往往也有個(gè)不小的顧慮：隨著AI服務(wù)器功耗及單機(jī)柜功率密度持續(xù)攀升，未來(lái)高密風(fēng)冷智算中心是否還能繼續(xù)滿(mǎn)足算力需求？老冀認(rèn)為大可不必?fù)?dān)心，原因有兩點(diǎn)：

第一點(diǎn)，據(jù)老冀了解，浪潮信息還會(huì)對(duì)智算風(fēng)冷算力倉(cāng)技術(shù)進(jìn)行持續(xù)升級(jí)，未來(lái)我們還會(huì)看到更高單機(jī)柜功率密度的智算風(fēng)冷解決方案，足以滿(mǎn)足目前主流客戶(hù)對(duì)智算中心擴(kuò)容和進(jìn)一步拓展算力的需求。

同時(shí)，浪潮信息也在持續(xù)推動(dòng)液冷技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，未來(lái)還會(huì)推出單機(jī)柜功率超過(guò)100kW的液冷算力倉(cāng)產(chǎn)品，以滿(mǎn)足客戶(hù)更高密度、更高能效、更低PUE的需求。

第二點(diǎn)，新技術(shù)的發(fā)展和普及，需要遵循行業(yè)基本規(guī)律，老冀舉個(gè)汽車(chē)行業(yè)的例子。

大家都知道，咱們國(guó)家新能源汽車(chē)發(fā)展很快，目前的滲透率已經(jīng)超過(guò)了50%。但是，新能源汽車(chē)大發(fā)展，并不意味著汽車(chē)市場(chǎng)馬上就進(jìn)入純電時(shí)代。相反，由于很多消費(fèi)者都存在續(xù)航焦慮和對(duì)于補(bǔ)能便利性的擔(dān)心，在當(dāng)前這個(gè)階段，他們往往會(huì)選擇購(gòu)買(mǎi)兼容燃油的混合動(dòng)力汽車(chē)。

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，今年前5個(gè)月，混合動(dòng)力汽車(chē)的銷(xiāo)量仍然占到了中國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量的38%，而且銷(xiāo)量占比還有進(jìn)一步提升的趨勢(shì)，這也倒逼中國(guó)幾乎所有的汽車(chē)廠商，無(wú)論是老牌燃油車(chē)廠還是造車(chē)新勢(shì)力，都在加緊推出更多的混合動(dòng)力新車(chē)。

回到算力市場(chǎng)。超大規(guī)模、超強(qiáng)算力、超低能耗是下一代智算中心的演進(jìn)方向，智算中心由風(fēng)冷走向液冷是大勢(shì)所趨，同時(shí)也有一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程。而從以上兩點(diǎn)可以看出，正在加緊規(guī)劃建設(shè)智算中心的客戶(hù)，會(huì)根據(jù)自身的需求場(chǎng)景和成本約束，理性地做出選擇。在未來(lái)很長(zhǎng)的時(shí)間里，風(fēng)冷和液冷都會(huì)繼續(xù)發(fā)展，滿(mǎn)足客戶(hù)的多樣化需求，并帶給客戶(hù)更多的價(jià)值。

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