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给数据中心降降温,怎样节水、节电、降碳?

最近,北方持续高温天气刷了屏,人们开玩笑地说,不得不躲在空调房中“续命”。

的确,酷暑难耐,降温“续命”的不只有我们,还有数据中心内的服务器、存储、路由交换等IT基础设施设备,这些自发热的IT设备更是常年需要制冷控温,以保证系统稳定运行。

由此产生的新的问题是,电力消耗成为数据中心的巨大成本支出,电费在数据中心10年TCO中的占比高达50~60%,远高于初始投资和运维等其他支出。在基础设施电费支出中,制冷系统电费更是占比达70%以上。因此,制冷系统是数据中心电费节省的发力点,也是实现低PUE目标的最主要发力方向。特别是在双碳战略下,作为能耗大户的数据中心节能降碳更有其必要性和重要意义。

此外,安全性是制冷系统另外一个倍受关注的重点,伴随着数据中心机柜密度越来越高,即使是短时间的制冷系统中断,都会带来巨大影响。最近一年时间以来,国内外多个因集中式制冷架构故障导致的数据中心系统长时间宕机均产生了巨大影响和后果。

所以,数据中心制冷系统一方面要节约能耗、实现极低PUE,另一方面要保障稳定性、可靠性和安全性。

如何找到一个更优选的数据中心制冷解决方案?华为给出的答案是最大化利用自然冷源,作为典型的分布式制冷架构的代表——间接蒸发冷却技术是极佳的选择。

最大化利用自然冷源,间接蒸发冷却技术获得青睐

一说到自然冷源,或许与当下北京、河北、河南等地的40度高温形成鲜明对比。不过,越来越多的数据中心选址会选在气候凉爽的地域,如贵州、乌兰察布等地,而非平均气温较高的区域,东数西算工程推动的重要原因也正是因为“西算”为打造绿色节能的数据中心提供了有利条件。以乌兰察布举例,全年平均气温4.3摄氏度,大部分时间低于机房温度,从而可以更好地利用自然冷源。

间接蒸发冷却系统充分利用自然冷源,相比于传统冷冻水系统有明显的节电节水优势,特别是低负载下绝大多时间可以不用机械辅助制冷,从而更能显着降低能耗。

并且,相比于冷冻水制冷系统为代表的集中式制冷架构存在故障面大、运维复杂的特点,华为认为未来分布式架构将会是云时代的一种更优选择。而间接蒸发冷却作为其中典型分布式制冷架构的代表,在行业中得到越来越多的青睐,更符合数据中心高能效、低排放的核心诉求,这也是华为当前的选择。

华为新一代EHU,打造绿色、极简、智能、安全的数据中心

面向大型数据中心制冷场景,为应对传统制冷系统能耗高、可靠性低等挑战,在日前于乌兰察布召开的2023全球数据中心产业论坛上,华为重磅发布了新一代间接蒸发冷却解决方案EHU。

华为新一代EHU体现了极致节能和全链安全两大理念:

首先是绿色,依托自研AeroTurbo风机和IceCube高分子换热芯,华为将AeroTurbo风机风量提升比行业先进水平风机大40%,峰值效率高4.5%,IceCube在节水30%的基础上,换热效率也能够做到与金属相当,从而实现省水省电,大幅提升制冷效率。根据在乌兰察布华为云数据中心的应用情况看,PUE低至1.15、WUE低至0.6 L/kWh,从而实现真正的高效制冷。

其次是安全,正如上文所述,安全越来越成为数据中心建设运行的前提条件,践行“全链安全”理念,华为新一代EHU从架构安全、设备安全到网络安全,全体系筑牢安全防线,系统可用性达到“6个9”。在架构安全方面,采用分布式制冷架构,每台设备独立运行,确保设备故障“0”影响;在设备安全方面,通过备电直连,实现0ms切换电源和制冷0中断,确保电源故障“0”影响;在网络安全方面,华为新一代EHU通过公安三所/IEC62443-4-2双重信息安全检测,确保网络攻击“0”影响。

第三是极简,华为新一代EHU通过极简部署和极简运维,实现全生命周期极简化。一方面,采用超融合预制模式和创新冷电融合架构,将工程产品化和产品模块化,交付周期从6个月缩短至3个月;另一方面,依托硬件模块化,实现3分钟不停机维护;此外,通过功能软件化,支持软件自定义备电,一键即切换风机备电或风机+压缩机备电,实现分钟级调整。

最后是智能,在iCooling@AI能效调优技术加持下,华为新一代EHU实现PUE设计即所得,交付即运营和高效节能,间接蒸发冷却场景下降低能耗3%-5%。举例而言,在华为廊坊数据中心,利用iCooling@AI可以同时监控700个参数,1分钟内可以从140万个原始组合中推断出最佳冷却策略,两年时间华为将廊坊数据中心PUE从1.42降到1.25。

数据中心加速降碳,迈向数字能源新时代

极简快速部署、绿色高效利用自然冷源、智能寻优提升能效、全链安全打造系统极致可用性,华为新一代间接蒸发冷却解决方案EHU无疑为数据中心节能降耗带来了全新价值。

当下,在全球范围内来看,政策监管对新建数据中心的PUE制定了更高的准入门槛,无论是响应节能降碳的要求还是基于成本考量,不难预见,间接蒸发冷却解决方案等自然冷却方案将会得到更广泛的应用。

面向未来,绿色低碳成为经济社会发展的共识,数据中心加速降碳,间接蒸发冷却技术应时而生。融合数字技术和电力电子技术,华为数字能源致力于发展清洁能源与能源数字化,华为数字能源技术有限公司总裁侯金龙表示,华为融合Bit、Watt、Heat、Battery等4T技术,在数据中心领域聚焦大型、中小型数据中心和行业关键供电等三大场景,以领先的产品解决方案,助力行业打造绿色、极简、智能、安全的面向未来的数据中心,让每一瓦特承载更多算力,牵引行业加速迈向数字能源新时代。

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