继去年9月国家提出碳达峰碳中和的“双碳”目标后,工业和信息化部近日印发《新型数据中心发展三年行动计划(2021—2023年)》,提出构建以新型数据中心为核心的智能算力生态体系,因此如何实现数据中心的节能减排、降低PUE(Power Usage Effectiveness)、绿色发展成为当下数据中心产业关注的焦点。
在综合支付及信息服务领域深耕19载的银联商务,早在上海、武汉等核心经济枢纽城市部署了数座高规格、高等级、高安全的数据中心,为其业务系统每天产生的海量数据提供持续、稳定、安全的运营环境。基于对当前IDC数据中心运营中制冷、温控、散热等节能降耗痛点的精准挖掘,银联商务运用AI、大数据等前沿技术,探索并推出包含预冷墙、AI智冷、芯片级喷淋液冷的“三位一体”低碳数据中心解决方案,不断夯实低碳绿色的数字化“底座”,助力打造绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心。
自主研发预冷墙,提高空调制冷效率辅助节能
随着服务网络和商户规模不断扩大,银联商务数据中心负载显著增长,由IT设备用电和空调系统用电构成的总电力成本占到机房运营成本的65%左右。在保障IT核心系统稳定运行前提下,如何通过提高空调制冷效率来削减空调系统整体用电成本,成为数据中心节能降能工作的关键环节之一。
银联商务在对数据中心内部气流组织、散热密度等关键因素进行分析的基础上,自主研发了包括冷却塔、氟水板换、换热预冷墙等多组件在内的预冷墙辅助节能系统。其主要原理是通过室外的冷却塔或者水冷空调系统实现热量交换,对热回风进行预冷处理,从而大幅提升空调制冷的效率,降低机房空调的能耗。该系统具备结构简单、故障率低等特性,正常情况下使用年限可达20年,长期投入成本相对较低。
目前,预冷墙辅助节能系统已获得发明专利和多项知识产权,并已落地应用到包括自有数据中心以及银行、保险等行业客户在内的大规模数据机房运营中。
AI助力智能温控,实现科学精准降能
对于大型数据机房来说,IT设备稳定运行核心在于保障机房处于合理的温湿度环境,因此制冷系统的精准控制十分关键。
目前,市面上通用的制冷系统都存在依赖人工经验运维、操作模式有限且固定等问题,严重制约了系统操作的灵活性和精准性,从而导致大多数的数据机房温湿度范围都有较大冗余,能效较低。
针对这一问题,银联商务联合外部合作伙伴推出数据中心智冷系统控制方案,利用大数据、人工智能等新兴科技,通过AI建模、AI推理调优和深度学习等方式,对包括大量传感器数据等在内的海量历史数据进行分析,探索制冷系统中供回水温度、水流量、压差等关键性参数与机房温度、整体能耗等关联程度,建立动态PUE模型,从而实现对制冷系统进行智能精准控制。据介绍,该模型最快1分钟就能推理出数据中心温度和能耗控制的最优策略,可将PUE有效降低8%—15%,实现数据中心能耗的进一步优化。
喷淋液冷技术,精准解决芯片散热难题
随着数据中心规模不断扩大、设备功率和密度与日俱增,通过传统风冷技术已不能满足大功率的柜机降温、散热难题。
为此,银联商务与外部机构合作推出“芯片级精准喷淋液冷技术”解决方案,使用特殊液体材料向芯片及主板上的发热单元直接精准喷淋,通过液体吸收发热单元的热量,液体温度升高后自动进入冷却系统进行换热,之后再次进行循环喷淋,从而达到高效精准散热的效果。
据介绍,该方案采用的冷却液是一种绝缘的、经过特殊抗氧化处理的矿物油,循环使用寿命可以达到10年以上。
与传统风冷技术相比,通过喷淋液冷技术可使服务器运行温度降低20℃~30℃,从而为其提供更加适宜的运行环境。此外,由于该技术的散热效率高,在降低中央空调等机房设备投入成本的基础上,使得数据中心的功率密度最高提升10倍,不仅可将机房所需空间缩减70%左右,还能把包括IT设备能耗、制冷能耗在内机房总能耗降低50%左右,机房整体PUE最低可降至1.05,助力实现降本增效。
如今,银联商务IDC数据中心绿色低碳解决方案,已广泛应用于其京津冀、长三角、珠三角以及武汉、合肥等中部地区的自有高等级数据机房,未来还将持续向各行各业客户输出,助力推动经济体系全面绿色智能化升级。
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