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数字化转型、云计算 技术与应用的爆发,数据中心从传统 CPU 为核心,变为 CPU、GPU、ASIC、FPGA、DPU 等等多种硬件与芯片架构、多元算力并存的阶段。对于企业来说,数字化转型中算力就是生产力,底层算力底座可能是企业寻求业务创新和商业竞争的最重要支撑和机遇。因此,数据中心追求更高效灵活算力的同时,兼顾绿色低功耗,也是 IT 底层技术厂商重要的挑战。
中国企业级服务器市场重要厂商浪潮计算机,也是算力底座生态链中的重要企业,浪潮计算机在多元异构计算系统设计、绿色节能计算系统设计以及稳定健壮计算系统设计等方面,都积累了多个实践成果。近日,浪潮计算机技术与产品负责人接受媒体采访,详细介绍了浪潮计算机在多元异构与绿色低碳的算力底座和整机柜产品的经验和心得。
浪潮计算机基础技术研究,聚焦多元异构、绿色节能、系统稳定
数据中心异构计算涉及非常多方面的研发与设计,例如浪潮计算机探索了在整机多元异构计算架构、混合架构均衡、信号完整性、散热设计与固件调优等方面技术的设计。具体来说,在高密度高速互联技术方面,浪潮计算机开展高精度有限元 3D 建模仿真技术研究,挑战高速信号设计极限,建立高于行业标准的高速互连设计规范,在相同损耗等级的 PCB 板材条件下实现了更高的信号传输距离;开展 40 层以上高密度高速 PCB 互连技术研究,实现在工业化大批量制造条件下,满足 56Gpbs 以上速率高速信号板级传输要求,布线密度处于国际领先水平。
除了多元异构计算,还有绿色节能的计算系统设计能力。浪潮计算机整机研发通过动态电压频率调整技术、智能能效管理技术,以及整机散热策略设计等技术,统一监控服务器各芯片状态,并动态调整芯片工作模式,实现整机功耗的更优化。具体来说,在高功率服务器系统散热技术上,浪潮计算机采用新型金属相变导热材料,在 4U 空间里实现 8 卡 500W GPU 风冷散热;此外,研发定向浸没冷却技术,可实现 700W 以上高功耗芯片定向浸没冷却,将极大提升系统散热效率,降低 PUE。另外还有虹吸散热、波导散热等提升传统风冷设计效率,动态节能管理技术,实时调整电源激活数量,提升整机功耗效率。
第三,对于稳定健壮的计算系统设计能力,浪潮计算机以整机系统为中心,研究整机可靠性设计,可管理设计,易维护设计技术,提升整机可靠性、稳定性。具体来说,面向服务器系统可靠性设计需求,浪潮计算机建立了涵盖建立涵盖元器件膨胀系数、运行温度等 十余个加速失效因子模型,验证了加速因子(Af)与生命周期(Nf)之间关系,。另外还有底层阈值和漏斗技术、自研功耗封顶技术、创新 NVMe 热插拔技术,以及开发测试治具、400A 级电源完整性技术、32G 高速总线仿真等可管理设计,和在线升级、无人值守、实时监控硬件报错等等。
正是有了这些多元异构、绿色节能、系统稳定等方面基础技术研究和积累,浪潮计算机在大规模和超大规模数据中心中,可以实现整机柜的交付,最终实现数据中心的低成本、快速部署、简化运维。
整机柜交付的浪潮计算机,还有哪些硬核技术
随着数字化加速,除了互联网大厂,运营商、金融等行业客户对整机柜服务器的需求也在增多。这些用户场景中,通常已有通用服务器集群,同时有多个计算、存储、网络的管理平台。浪潮计算机也看到,目前数据中心服务器生态发展仍是多元化,没有形成统一标准。因此浪潮服务器实现了机柜节点解耦,面向通用服务器机型兼容,并且实现跨平台、跨不同存储网络技术的统一纳管,屏蔽异构差异,实现无感迁移,另外还有整机柜集中供电、电源池化结合动态节能调节技术,显著降低数据中心电力消耗。
具体来说,首先,目前整机柜服务器产品普遍偏向大规模客户的定制化,难以形成统一标准,无法兼容通用服务器及其应用场景,对其它行业客户应用的覆盖度不足,给整机柜服务器的规模化推广带来极大困难。浪潮计算机创新技术整机柜服务器率先实现机柜与节点解耦,实现面向通用服务器机型的兼容,客户可以按照业务需求,像搭建积木一样按需组合;实现面向液冷、集中散热、智能管理等增值特性的平滑扩展,以及面向一体化交付和现场增值功能扩展的兼容,最终推动整机柜服务器在全产业规模化推广。
另外,随着用户场景化应用增加,一些特定场景对计算能力的要求或者对计算特性的要求越来越复杂,导致越来越多的企业会选择多元架构算力,浪潮创新技术整机柜服务器建立了统一的接口标准去管理这些异构的算力资源,实现了异构算力和相关的存储和网络等资源的统一纳管,能够进行不同平台、不同技术路线算力资源的应用部署、资源调度、策略设定、安全管理,可实时监控各算力单元的运行状况、使用情况等多指标项,并提供定期巡查、智能监控告警和故障自动报修,掌握和处理突发情况,帮助用户实现不同平台、不同技术路线算力资源的无感迁移,屏蔽异构差异,提升资源利用率,降低运维成本。
最后,浪潮计算机创新技术整机柜服务器采用集中供电模式,支持 N+N 或 N+2 冗余 80Plus 钛金电源,48V 输出通过 Busbar 给整机柜供电,满足多节点供电需求的同时,均衡负载输出;结合动态 PSU 节能调节技术,整个设备满负载时电源工作在 50%负载效率点;相比分布式供电模式,浪潮整机柜服务器综合能耗最大降低 4.6%,对于千台机柜规模的数据中心,每年最多节能 250 万千瓦时,降低数据中心运营成本。
浪潮计算机在企业级服务器领域的技术与方案还有很多,这些都是让浪潮计算机服务器取得市场成绩的重要实力。CSDN 将继续关注与报道浪潮计算机最新的技术信息,欢迎持续关注。