隨著云計算、大數據迅猛發展，數據連接一切成為未來趨勢，同時也是企業優化業務流程的必要手段，因此，數據中心建設成為趨勢下的必然產物。目前，雖然數據中心在我國的大規模建設剛剛起步，但速度增長很快，2016年我國數據中心產業同比增長近40.4%，市場總規模預計達七百多億元。

　　在行業結構上，電信、金融行業的數據中心建設較早、投入較大、應用相對成熟，這兩大行業數據中心建設投入占50%以上。然而，數據中心卻是個耗電大戶，據《中國數據中心能耗現狀白皮書》顯示，2015年數據中心的電耗達1000億度，年耗電量超過全社會用電量的1.5%。

“節”盡所能 “花”落浪潮

　　當前國際領先的綠色數據中心PUE值可低至1.2，而中國移動南方基地曾經的PUE值為2.2，這意味著IT 設備每耗1 度電，就有多達1.2 度的電被非IT 設備消耗掉了。隨著不斷增加的電力開支，耗電和散熱成為數據中心的一大挑戰。

南方基地是中國移動兩大綜合基地之一，它承擔著中國移動集中化、云計算和IDC的運維，同時還肩負著對IT支撐架構進行創新研究和運維探索的重任。因此，南方基地決定對數據中心進行改造，以“去空調、去UPS”為方向，從致冷節能技術著手進行突破，有效降低PUE值。

　　眾所周知，數據中心里布置著大量的服務器、交換機等IT設備，發熱量很大。為保障IT設備的穩定運行，需要有一套環境控制系統，以保持數據中心的溫度、濕度和潔凈度在較小范圍內波動。據中國移動南方基地總經理林湧雙介紹：“南方基地現在一年的電費超過一個億，其中估計有八千萬是數據中心的消耗。”

　　以前，數據中心降溫要么靠風冷，要么靠水冷，大家最熟悉的就是空調。但隨著數據中心的發展及單位面積功率的提升，數據中心制冷方式也在不斷演進與發展。“芯片級”致冷為接觸式致冷，散熱系統無需空氣作為介質，能在確保安全工作的前提下進行高效散熱，因此，南方基地決定采用全新的“芯片級”致冷方案。

“芯片級”熱管水冷技術

此次由南方基地與浪潮及另外兩家公司共同參與芯片級致冷方案研發，前期先各自研發，經過對比后選定最終方案。其中兩家公司分別提出了浸泡式和直接水冷方案，而南方基地卻提出了熱管水冷的構想，這恰恰與浪潮的液冷方案不謀而合。南方基地對三種方案進行了長達兩年的測試，用夏天最極端的高溫天氣測試獲得的PUE值為參考進行評估，最終選定了浪潮的熱管水冷方案。熱管水冷方案具有可靠性高、成本低、工藝復雜度低、維護便利等優勢，理論上在滿足PUE值降低至1.2這個主要目標的同時，產品化的可行性非常高。

中國移動南方基地總經理 林湧雙

　　三大技術挑戰 浪潮將革命進行到底

　　目前，數據中心的致冷方式有比如浸泡式、液冷、風冷，這些是數據中心使用最為普遍的方式，但無論哪種方式，最終目的都是降低能耗。雖然有些致冷方案也能降低PUE值，但要么成本高，要么工藝復雜，或者是后期維護復雜，都不具備大規模推廣的條件。而熱管水冷方案更適合北上廣深等業務需求和人才分布集中的一線城市，并且在選址方面也更加靈活。

　　但是，“芯片級”致冷方案雖好，卻必須對服務器進行改造和定制。浪潮對傳統雙路服務器浪潮NF5280M4進行了設計調整，以熱管液冷模塊代替傳統的散熱翅片模塊，通過自然熱傳導帶走CPU等高發熱密度芯片的熱量。即使使用溫度高達45℃的水流，也可對CPU進行高效散熱，使其工作溫度保持在正常范圍內。

浪潮通信行業部廣東區總經理 劉君偉

　　項目團隊在改造的過程中遇到了很多問題。比如，液冷方案改變了服務器的整體散熱策略，改造影響了風扇的正常運轉，經常導致服務器死機，浪潮研發人員經過多次嘗試，把服務器風扇數量減少到3個或2個，成功解決了這一問題。在設計熱管時，熱管的形狀和排布也會影響到實際的散熱效果，浪潮聯合新創意的研發人員經過配合并多次優化，最終找到了散熱效率最高的方式。

　　對致冷系統改造方面，由冷卻塔、板式換熱器、雙循環水路代替傳統精密空調，采用雙通道設計、“接觸式”致冷通道，排走高功耗高密度元器件的熱量；“非接觸式”致冷通道，排走低功耗低密度元器件熱量。為了保證服務器的運行安全，浪潮和申菱共同承擔起方案優化，即將水流進行分區，外循環封閉于致冷設備間，同時在服務器接口部分設計了防漏接頭，內循環采用無腐蝕絕緣冷媒，以負壓方式驅動水流，經反復測試，這種方式即便出現水路漏點也不會對服務器造成影響。

　　對于供電系統，此次采用市電直供，供電效率接近100%，使用高壓直流作為熱備份，確保市電失壓時無縫切換。目前，浪潮作為項目總集成，整合多方資源，其基礎架構成功落地，PUE降低至1.2以下。

　　與傳統數據中心相比，新型數據中心節能效果非常突出，PUE值可由原先的2.2下降到1.2以下，省電節能高達45%，在同等業務能力下減少機房建筑面積70%，配套投資下降10%，并可廣泛應用于高溫高濕地區。目前，該科技成果已獲得發明專利16項、實用新型專利35項，并成功入選了國家2015年工業轉型升級資金綠色制造項目名單。

　　南方基地總經理林湧雙表示：“南方基地希望在產品大規模應用之前能形成一個業界的標準，包括技術規劃、設計規劃、技術標準。”浪潮通信行業部廣東區總經理劉君偉也表示：“未來，浪潮將與南方基地在數據中心的節能上繼續探索和創新，浪潮愿意做火車頭，和其它廠商一起把產品做起來，豎立綠色數據中心節能新標桿，讓客戶受益，讓整個產業受益。”

　　目前，包括Google、微軟、BAT等廠商都在積極引入各種綠色節能技術。通用做法比如水冷、自然冷卻、冷熱封閉通道、取消UPS、高溫運行等，當然新能源技術也在逐步引入。可以說，在數據中心技術領域，出現了“百家爭鳴，百花齊放”的現象。

　　而此次南方基地與浪潮共同研發的熱管水冷技術是對數據中心里的服務器CPU芯片進行直接制冷，這樣散熱更快，而且芯片溫度也可以進行隨時控制，與其它制令技術相比，熱管水冷技術更安全、更高效，維護方便、成本可控。

　　所以說，在未來綠色數據中心的建設中，浪潮的“芯片級”熱管水冷技術無疑是一次技術的創新突破，我一直認為，一個產品如果差異化明顯，并且在特定領域做到對手無法達到的高度，那么這個產品才具有更強的生命力。顯然，此次浪潮給行業豎立起了一個新的標桿，如果能將改造后的方案推廣到其他行業數據中心，對整個行業來說也是一份很大的貢獻。