在近幾年的國際超級計算機展會上，中國企業憑借豐碩的成果在國際舞臺上贏得了業界的關注和認可。中國的超級計算機也首次在最新的全球超級計算機500強排行榜上以202臺的總數反超了美國，并從2013年開始穩居全球超算速度之首。下面就隨網絡通信小編一起來了解一下相關內容吧。

除了在計算速度上取得的矚目成就，國內企業在商用超級計算機環保節能方面也大放異彩。其中一款備受矚目的“地球數值模擬裝置”來自中科曙光：此裝置運用了我國首款成功商業化的冷板式液冷服務器TC4600E-LP，可以完全模擬地球土壤、海洋和大氣運動變化，同時大幅提升速度、降低能耗，是一臺協助人工智能更進一步的深度學習一體機。該項目在幫助人類社會進一步了解地球環境的同時也做到了服務器全年自然冷卻，可謂在綠色發展道路上邁出了意義非凡的一步。

引領液冷服務器商業化

計算能力的突飛猛進使人工智能在各個行業都具備無限的可能性。大量的計算芯片需要高密度部署，一個服務器機柜的發熱量也將增至數十千瓦。CPU作為服務器的主要驅動力對電源和散熱有著極高的要求——電源系統需要提供更大的功率，冷卻系統也要做到與之相匹配的散熱能力。這是傳統的風冷技術無法達到的。因此，能夠精確到CPU的液冷技術成了曙光節能技術（北京）股份有限公司（以下簡稱曙光節能）主要的研究方向，也是解決目前數據中心節能問題的必然趨勢。相較風冷，液冷能達到更低的PUE值、有效降低風扇噪音和大幅降低耗電量。

雖然液冷技術問世已有一段時間，但囿于技術成熟度和成本等因素，液冷高性能計算機始終未能得到大規模應用。對于習慣運營風冷機房的用戶來說，從風冷到液冷的過度也是一個充滿挑戰的過程。除了服務器架構搭建上的不同，機房的維護方法和程序也需要做出相應的改變。

以此為出發點，曙光節能開始與曙光服務器事業部、上下游廠商合作，致力研發性價比和用戶接受度高的產品，使其滿足科技商業化的必要條件。這一研發項目的成果就是TC4600E-LP冷板式液冷服務器。它采用風冷和液冷混合散熱模式對服務器主要部件進行冷卻，將液冷散熱占比提高至90%以上，從而降低了風機功耗。TC4600E-LP采用了集成管理模塊設計，在整箱刀片式液冷服務器中的CPU芯片和內存上安裝固定水冷板，冷媒通過進出口循環流動。TC4600E-LP投入市場2年來，先后為中科院大氣所“地球數值模擬裝置原型系統”和國家電網電力科學研究院仿真中心超級計算系統項目提供了超過2000節點的計算能力，整柜密度超過25kW，空調系統功耗直接降低70%，PUE值始終控制在1.2左右。

冷板式服務器因其對計算機系統較小的改動要求成為液冷技術商業化最合適的選擇，只需將原風冷散熱片替換為液冷板，并將冷媒管路引出機箱即可。快速插拔管路連接也使運行維護更加接近用戶現有的使用習慣，安全便捷。

建設中國HPC生態圈

據曙光節能總經理何繼盛介紹，曙光節能專注于自己的專業領域，其價值在于讓其它應用液冷技術的產業能夠專心鉆研自身的工作，取得經濟與資源上的最高效率。這不僅需要曙光節能本身技術實力雄厚，也需要一個生機盎然的產業生態圈來幫助國內高科技企業實現更快的技術應用和大項目部署。

近年來，曙光節能通過研發制造過程中與上下游合作伙伴的接觸與溝通，將創新鏈與產業鏈結合，深度利用特定的應用進行各類產品的開發和優化。由于國內的HPC產業鏈尚未成熟，曙光節能十分看重上游廠商的研發定制能力，在不同的應用中與供應商進行深入的技術交流，借此希望更多的廠家能在液冷技術配套原材料和零部件研發方面投入更多的精力。

對此，曙光節能液冷系統研發總監崔新濤強調：“液冷系統各個部件都是非常關鍵的，哪個部件出現問題對服務器來說都是致命的影響。正因為有了這些關鍵供應商的支持，才促成這個液冷系統的誕生。”

上游零部件廠商合作：小部件，大作用

在液冷系統的設計中，液冷管路連接是其中重要的一環。機房的空間結構、管路的安全性和易維護性是選擇與設計管路接頭關鍵的考量。崔總監解釋道：“管路接頭是水冷模塊中比較核心的部件，需要保證用戶在使用和維護過程中可以快速插拔，并且冷卻液不泄露。”

在這一環節上與曙光節能合作的上游廠商是快速插拔接頭研發制造商CPC。早在2010年，CPC由于意識到無溢漏接頭在液冷系統解決方案中所起到的重要作用開始與曙光節能進行聯系，并于2013年正式建立合作關系。曙光節能也注意到CPC的產品曾多次被應用在國際名企的液體傳輸和處理系統中。漂亮的成績單和不斷的溝通使雙方對彼此的專業度都有著極高的信賴。

在研發初期，服務器液冷系統技術尚處摸索階段，項目因此以原型機的測試為主導。曙光節能在全浸沒前置式驗證機上試用了CPC的PMC12塑料接頭，對其氣密性和安全性進行了長期觀察和測試。

由于PMC12接頭在各方面表現理想，一年之后，曙光節能對CPC要求試用金屬接頭，以滿足用戶對連接器材質的新需求。隨著技術的進步和雙方研發人員不斷的討論和溝通，曙光節能開始在冷板式服務器上對CPC的LQ6金屬接頭進行測試。這款專為液冷應用設計的快速插拔接頭采用鍍鉻黃銅、聚砜和不銹鋼材料制造，確保了可信賴的強度以及對大范圍應用的化學相容性。在保障電子設備安全方面，接頭具有特殊的斷面和閥門技術，使其在長時間保持連接之后還能在斷開時實現無滴漏，符合超級計算機的使用維護特點。除此之外，LQ6還優化了流量效率、配備了具有符合人體工程學的拇指鎖，并運用藍、紅兩種顏色編碼為運維人員提供視覺提示，以預防誤接。預緊螺紋設計也有效避免了設備在運行中由于振動所導致接頭松動的風險。

在接下來的合作中，曙光節能根據客戶反饋和冷板式服務器的結構提出了盲插設計的想法，讓服務器刀片在有誤差的情形下也能保證接頭順利連接。CPC于2015年為TC4600E-LP冷板式服務器訂制了RP-LQ2盲插產品， 其獨特的自對中設計容許刀片和機架在對接時位置發生少許偏移，以確保其它電子連接準確無誤為前提自動校對到中心，實現盲插接頭的無損對接。盲插使液冷服務器的維護方式與風冷散熱服務器基本無差別，加上多層泄漏檢測和溢流技術，提高了數據中心的安全和穩定。

研發總監崔新濤如此評價與CPC的合作：“CPC具有強大的技術實力，并在研發制造易維護的快速插拔連接器方面具有豐富的經驗。因此，曙光節能樂意與CPC這樣技術成熟的廠商進行合作，選擇它作為曙光節能液冷模塊接頭的主要供應商。”

對于CPC 來說，與曙光節能的技術交流也是提高自身研發訂制能力的最佳平臺。CPC工程經理張欣說道：“我相信雙方的合作能促使液體冷卻技術更加完善，推動行業成長。”

未來的推廣與創新之路

為何要大力推廣商業化？對此，崔總監一針見血地指出：“雖然我們的服務器在技術上已經是國際水平，但不同的是，在需求上，國外的大用戶在節能環保意識上更為超前，也更為積極地部署液冷系統。相比之下，國內的環保節能意識開始得稍微晚一些，但我們產業的發展速度卻是超前的。”由此可見，國內市場需要依靠高科技企業的不斷推廣和商業化研發來使液冷技術更為普及，這也包括了對未來趨勢的展望和研究。崔總監提到，浸沒式服務器雖然是不可避免的趨勢，但在世界范圍內都是一個應用難題，需要控制液體的相變或保證空間壓力。正因如此，現在能實現真正商用的全浸沒液冷服務器在世界上也是極為罕見。

這并沒有阻止HPC產業對浸沒式商業化的追求。自2010年起，曙光節能聯合曙光服務器事業部就在實驗室中同時開展了冷板式和浸沒式兩種液冷方案的科研。繼2015年曙光TC4600E-LP冷板式液冷服務器亮相并成功競標多個大型項目之后，曙光節能也在竭力開發商用浸沒式液冷系統。

為了更好地推動這一切的發展，曙光節能持續主動地與生態圈內的合作伙伴保持溝通。CPC作為曙光節能重要的零部件供應商之一也在這個過程中不斷完善液體處理技術。雙方工程師以更好響應液冷發展趨勢為目標，通過不懈的專業交流讓高性能計算走出實驗室，攜手研發開辟未來的創新產品。

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