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類比到AI領(lǐng)域，當下以大模型為代表的AI技術(shù)，正引發(fā)算力需求的指數(shù)級增長。畢馬威報告顯示，大模型訓(xùn)練帶來的算力正以平均每年驚人的10倍速度增長。與此同時，則是“芯火”的越燒越旺，即能耗與散熱的嚴峻挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)顯示，主流GPU的TDP熱功耗已從250W迅速增加到1000W，單臺設(shè)備功耗數(shù)千瓦已是常態(tài)，而AI訓(xùn)練服務(wù)器熱功耗則直逼10千瓦大關(guān)。研究還表明，芯片運行靠近70℃-80℃時，溫度每升高2℃設(shè)備性能就會降低約10%，超過55%的電子設(shè)備失效都因溫度過高引起。
發(fā)展綠色、高質(zhì)量算力日益成為社會各界關(guān)注的焦點。作為中國領(lǐng)先的智能基礎(chǔ)設(shè)施提供商，聯(lián)想深耕服務(wù)器30余載，在優(yōu)化服務(wù)器及數(shù)據(jù)中心能耗和散熱方面積累了豐富的技術(shù)，正持續(xù)為綠色、低碳的算力發(fā)展和AI加速落地應(yīng)用輸出獨特的“聯(lián)想方案”。
CPU散熱效率提升50% 風(fēng)冷散熱依然能“戰(zhàn)”
相較于正在異軍突起的液冷技術(shù)，風(fēng)冷以低成本、無需額外組件、維護簡單、安全性高等特點，至今仍然是服務(wù)器經(jīng)濟高效的散熱方案。
針對風(fēng)冷散熱挑戰(zhàn)，聯(lián)想新一代服務(wù)器創(chuàng)新性地采用“羊角”EVAC散熱器。散熱器內(nèi)部仿生“貓爪”銅管結(jié)構(gòu)有效解決大功率處理器散熱問題，同時還兼顧服務(wù)器內(nèi)部空間優(yōu)化，如為CXL版或者GPU板卡騰出空間。這一設(shè)計可支持下一代500W-550W的處理器風(fēng)冷散熱，完美適配存儲、超融合、AI推理、科學(xué)計算等多種應(yīng)用場景要求。
“羊角”EVAC散熱器中的“貓爪”仿生學(xué)設(shè)計結(jié)構(gòu)
從數(shù)據(jù)上來看，通過精準設(shè)計散熱器鰭片間距、厚度，以及對機箱內(nèi)風(fēng)流進行調(diào)控，聯(lián)想“羊角”EVAC散熱器極大提高了CPU處理器的散熱效率，并有效降低系統(tǒng)后部運行溫度。實測顯示，可使CPU散熱效率提升50%，堪稱風(fēng)冷最優(yōu)散熱方案。
此外，通過大量仿真和散熱測試，聯(lián)想為服務(wù)器電源量身定制了一套“龍卷風(fēng)”智能風(fēng)道電源散熱控制系統(tǒng)。系統(tǒng)智能化、模塊化的獨立氣流控制設(shè)計，可防止1U高度CPU散熱器出風(fēng)溫度過高對電源處進風(fēng)溫度的影響，降低電源進風(fēng)溫度4℃以上，從而有效控制電源運行溫度，提高了電源可靠性，為客戶提供更穩(wěn)定更可靠的服務(wù)器運行環(huán)境。
聯(lián)想“龍卷風(fēng)”智能風(fēng)道模塊化氣流控制
針對散熱風(fēng)扇運行中存在的震動及噪聲問題，聯(lián)想還自主研發(fā)了“蜂巢”風(fēng)扇減震降噪系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用業(yè)界最薄蜂巢式設(shè)計，風(fēng)扇則采用蜂巢式導(dǎo)波加固板，起到了隔離聲波和加固作用。而結(jié)合聯(lián)想“優(yōu)化PID控制降噪技術(shù)”，控制系統(tǒng)散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，則可以大幅降低風(fēng)扇噪音并提高散熱效率。一系列的技術(shù)創(chuàng)新使得服務(wù)器通風(fēng)效率提高30%，硬盤故障率降低5%，硬盤運行性能提高20%。
聯(lián)想“蜂巢”風(fēng)扇減震降噪系統(tǒng)
為進一步提升散熱效率，聯(lián)想服務(wù)器內(nèi)部還采用了“超跑式”自動格柵風(fēng)扇設(shè)計。該設(shè)計可根據(jù)機箱溫度自動控制開合并有效降低風(fēng)阻，使得系統(tǒng)支持環(huán)境溫度增加5℃以上，同時可有效防止風(fēng)扇失效情況下產(chǎn)生回流影響整體散熱性能。
熱移除率高達98% 液冷中的“王者”
賽迪顧問統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國數(shù)據(jù)中心主要設(shè)備能耗占比中制冷耗電位居第二，僅次于IT設(shè)備自身能耗。如果采用液冷技術(shù)替代大部分空調(diào)系統(tǒng)、風(fēng)扇等高能耗設(shè)備，可實現(xiàn)節(jié)能20%-30%甚至更高。此外，采用液冷散熱有利于進一步降低芯片溫度，進而帶來更高的可靠性和更低的能耗，預(yù)計整機能耗可降低約5%。
目前，聯(lián)想已全面布局主流液冷散熱技術(shù)，包括風(fēng)液冷混合、全液冷、整機柜液冷和單相浸沒式液冷等。而且新一代服務(wù)器實現(xiàn)了全線產(chǎn)品支持液冷模式，通過液體流動帶走功耗器件熱量。
其中，經(jīng)過實踐檢驗并不斷迭代升級的聯(lián)想海神液冷技術(shù)，實現(xiàn)了對CPU、GPU、內(nèi)存、IO設(shè)備及電源等關(guān)鍵部件100%全覆蓋液冷散熱設(shè)計，服務(wù)器不使用任何風(fēng)扇，散熱系統(tǒng)機械故障率接近于0。
值得一提的是，針對內(nèi)存液冷，聯(lián)想采用定制的軟硅材料制作內(nèi)存液冷模組，精確到0.01毫米的厚度，恰到好處地保證了液冷模組與內(nèi)存的充分接觸和熱傳導(dǎo)效果，同時又確保在插拔安裝過程中不會損傷內(nèi)存。
前瞻性設(shè)計理念使得該技術(shù)熱移除效率最高達98%，并實現(xiàn)90%的余熱回收再利用，降低42%的能耗，數(shù)據(jù)中心PUE可降至1.1以下。同時，并行水路設(shè)計可降低CPU、GPU等部件的性能抖動，Linpack可提升5%~10%。在數(shù)據(jù)中心部署時，該技術(shù)可支持72個單機柜高密度液冷節(jié)點，功率支持在100KW以上。
聯(lián)想海神液冷技術(shù)已連續(xù)多年入選工信部《國家綠色數(shù)據(jù)中心先進適用技術(shù)產(chǎn)品名錄》，2023年獲得聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織（UNIDO）Global Call2023全球方案征集活動能效優(yōu)化賽道冠軍（特等獎）。聯(lián)想新財年第一季度（2024年4月-6月），海神液冷服務(wù)器營收同比增長55%，創(chuàng)歷史新高，也彰顯出備受市場認可。
聯(lián)想海神液冷服務(wù)器演示
在散熱技術(shù)研發(fā)過程中，聯(lián)想還開發(fā)了新型鋁材料冷板作為冷板式液冷的核心組件，流阻值比傳統(tǒng)銅板減少了30%，實現(xiàn)液冷板熱性能提升10%，成本優(yōu)化20%以上，突破了冷板換熱極限。
此外，聯(lián)想不斷聚焦芯片、整機、系統(tǒng)等不同層次的技術(shù)創(chuàng)新，進一步提高電源利用效率。如在系統(tǒng)層面通過負載均衡技術(shù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)分析預(yù)測技術(shù)等實現(xiàn)自適應(yīng)節(jié)能……
面向AI新時代，聯(lián)想將在四大方向推進液冷技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和突破。第一，通過相變冷板液冷技術(shù)解決高于千瓦TDP熱功耗的AI加速芯片散熱問題；第二，利用內(nèi)存液冷扣板代替“冷板內(nèi)存”，提高內(nèi)存液冷覆蓋效率；第三，通過48v整機柜電源與全液冷結(jié)合技術(shù)，持續(xù)追求整機柜能效極致；第四，不斷落地先進數(shù)據(jù)中心，持續(xù)改進運維和流控，提升浸沒式液冷實踐效果。
面向AI新時代，聯(lián)想已經(jīng)構(gòu)建了“一橫五縱”的戰(zhàn)略布局，通過聯(lián)想萬全異構(gòu)智算平臺，打造服務(wù)器、存儲、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、軟件及超融合、邊緣計算“五縱”產(chǎn)品能力，為客戶提供高效穩(wěn)定、綠色節(jié)能，且覆蓋通用、AI、科學(xué)算力的全場景產(chǎn)品方案，進而問鼎AI基礎(chǔ)設(shè)施。
關(guān)于我們 北京漢深流體技術(shù)有限公司是丹佛斯中國數(shù)據(jù)中心簽約代理商。產(chǎn)品包括FD83全流量自鎖球閥接頭，UQD系列液冷快速接頭、EHW194 EPDM液冷軟管、電磁閥、壓力和溫度傳感器及Manifold的生產(chǎn)和集成服務(wù)。在國家數(shù)字經(jīng)濟、東數(shù)西算、雙碳、新基建戰(zhàn)略的交匯點，公司聚焦組建高素質(zhì)、經(jīng)驗豐富的液冷工程師團隊，為客戶提供卓越的工程設(shè)計和強大的客戶服務(wù)。 公司產(chǎn)品涵蓋：丹佛斯液冷流體連接器、EPDM軟管、電磁閥、壓力和溫度傳感器及Manifold。
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