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2023 開年，浪浪山的一只小妖火出了圈，在中國奇譚》這部漫的第一個(gè)單元，小豬妖躊躇滿，想要做出一番業(yè)，結(jié)果費(fèi)盡千萬苦，自己的工成果卻被否定，后，小豬妖說出那句經(jīng)典臺詞“想離開浪浪山”小豬妖的遭遇，中了當(dāng)代打工人隱痛，也像極了據(jù)中心里那些鮮人知，又百抓撓的困境。近年來我們能夠在很多壇、峰會、發(fā)布商聽到一些高瞻矚、提綱挈領(lǐng)的，比如“計(jì)算力是生產(chǎn)力”、“字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)”、“上云用數(shù)智”等，這些宏層面的趨勢、路支撐著云數(shù)據(jù)中、智算中心等計(jì)集群的快速發(fā)展我們也在此前的章中分析過很多不過，實(shí)際建設(shè)程中，會面臨這那樣的具體挑戰(zhàn)可能是坐在辦公 / 研究所，對著 PPT 指點(diǎn)江山的人很難想的。比如西部某校中計(jì)算中心的個(gè)女工作人員曾訴我，服務(wù)器散主要靠風(fēng)冷，維降溫會加大送風(fēng)力，她們女員工機(jī)房都是沒法穿子的；機(jī)房內(nèi)的音很大，常年負(fù)運(yùn)維的同事，聽也受到了損害。些細(xì)節(jié)而真實(shí)的題，構(gòu)成了數(shù)據(jù)心必須翻越的浪山，否則就會像豬妖一樣疲憊且無用功，而這些題，只能從扎根腳下的土地中來從與一線人員交中來。今天我們結(jié)合一些實(shí)地見來聊一聊，數(shù)據(jù)心正在等待翻越些山巒。第一重：電談到數(shù)據(jù)中的中美差異，你想到什么？芯片架構(gòu)、軟件、產(chǎn)鏈？有一個(gè)容易忽略但很重要的素是：供電。益研究院自 2018 年來實(shí)地考察了多個(gè)國內(nèi)云數(shù)中心，發(fā)現(xiàn) 2 路 2U 是國內(nèi)服務(wù)器市場上的流規(guī)格，IDC 的服務(wù)器市場追報(bào)告也證實(shí)，2018—2021 年，機(jī)柜式服務(wù)中 2U 規(guī)格占據(jù)了 70% 左右。然而，美國場上，1U 反而更受歡迎。1U 和 2U 究竟是什么？到底是什原因?qū)е铝诉@種別？又意味著什呢？（中國電子創(chuàng)云基地（順義機(jī)房的 2U 服務(wù)器）我們知道隨著 IT 設(shè)備技術(shù)的變化，現(xiàn)數(shù)據(jù)中心采用的務(wù)器高度一般為 1U 或 2U，U 指的是機(jī)架式服務(wù)器的厚度，1U 是 4.45 厘米，而早期數(shù)據(jù)中心的機(jī)架式務(wù)器高度一般在 3-5U。U 的數(shù)字越少，服務(wù)高度越低，單機(jī)算密度越高，1U 服務(wù)器的計(jì)算密度可以達(dá)到 2U 服務(wù)器的兩倍。然而，東數(shù)西算程中對數(shù)據(jù)中心群的要求，京津、長三角、粵港大灣區(qū)、成渝這個(gè)樞紐節(jié)點(diǎn)都強(qiáng)了“高密度”。為只有密度更高才能在有限的土面積上供給更多算力，提高土地源效益。這樣看1U 應(yīng)該是更好的選擇，但實(shí)地訪得到的結(jié)果，是 2U 規(guī)格在中國云數(shù)據(jù)中心占比較多，這是什么呢？這里有個(gè)決定性因素 —— 供電能力。因?yàn)?1U 比 2U 更耗電，支撐約 18 臺 2U 服務(wù)器的單機(jī)柜供電量需要達(dá) 6kW，如果換成部署 36 臺 1U 服務(wù)器，那供電量就要達(dá) 12kW。如果單機(jī)柜的供電能達(dá)不到，就無法分發(fā)揮 1U 的密度優(yōu)勢。（和格爾東方超算云據(jù)中心內(nèi)景）而前，我國數(shù)據(jù)中的機(jī)柜功率還是遍偏低的，主流率以 4-6KW 為主，“東數(shù)西算”工程的宣傳，甚至還可以看“2.5 千瓦標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架”的配置6kW 以上的機(jī)柜占比只有 32%。數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)，既有舊，也有新患。舊在于，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)心的各個(gè)機(jī)電系分別運(yùn)行，采集度不足，調(diào)控范也有限，供電能和 IT 需求無法精細(xì)化對等，旦單機(jī)柜功率密加大，電源連續(xù)行的可靠性就可受到影響，發(fā)生機(jī)中斷的風(fēng)險(xiǎn)也增大。對于云服商來說，云數(shù)據(jù)心斷電會直接導(dǎo)客戶業(yè)務(wù)終端，來經(jīng)濟(jì)損失，這不可承受之重。患在于，國家提“雙碳”戰(zhàn)略后建設(shè)綠色節(jié)能數(shù)中心已經(jīng)成為共，而單機(jī)功率密的增加，會直接高制冷要求，從增加空調(diào)設(shè)備和冷用電。以 2021 年數(shù)字中國萬里行考察過的數(shù)據(jù)中心為例，訊云懷來瑞北數(shù)中心使用 52U 機(jī)柜，UCloud（優(yōu)刻得）烏蘭察布云基地使 47U 和 54U 的機(jī)柜，如果都改用 1U 服務(wù)器，不僅不真正提高密度，而會增大服務(wù)器熱設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。知數(shù)據(jù)中心必須高計(jì)算密度，那要提高單柜密度單機(jī)柜功率需要高可靠、高可用供電能力來保障因此可以得出，電能力接下來會中國數(shù)據(jù)中心必翻越的一重山。二重山：冷前面到，機(jī)柜功率密的提升，會讓制用電上升?？赡?機(jī)智的小伙伴會，采用更高效節(jié)的制冷方式，不可以解決這個(gè)問，順利向高密度化了？確實(shí)如此數(shù)據(jù)中心行業(yè)為更加節(jié)能的制冷統(tǒng)，可謂是操碎心。一方面是加“西算”，充分揮烏蘭察布等西地區(qū)的氣候優(yōu)勢建設(shè)新數(shù)據(jù)中心利用室外自然冷?！皵?shù)字中國萬行”實(shí)地考察了 7 個(gè)數(shù)據(jù)中心集群，發(fā)現(xiàn)張家口據(jù)中心集群、和格爾數(shù)據(jù)中心集的數(shù)據(jù)中心，一有 10 個(gè)月以上的時(shí)間可以使自然冷源，年均 PUE 可達(dá) 1.2。另外就是發(fā)揮液體冷卻在降能耗上的優(yōu)越性逐步用液冷服務(wù)替代風(fēng)冷。比如里巴巴 2018 年在河北省張家口市張北縣部署一個(gè)浸沒式液冷Immersion Cooling）機(jī)房，一個(gè)臥置的 54U 機(jī)柜，部署 32 臺 1U 雙路服務(wù)器和 4 臺 4U 的 JBOD。開篇我們提到，風(fēng)冷機(jī)房給女工著裝上帶來的困擾，液冷技術(shù)能很好地解決這問題。這是不是味著，液冷技術(shù)快會在數(shù)據(jù)中心業(yè)普及呢？結(jié)束 2021 年數(shù)字中國萬里行后，企研究院推出的2021 中國云數(shù)據(jù)中心考察報(bào)》，給出了“謹(jǐn)觀望”的答案。們認(rèn)為，原因有：1.成熟期的生態(tài)問題。液體冷雖然制冷效率遠(yuǎn)于風(fēng)冷，但長期來，風(fēng)冷機(jī)房在據(jù)中心建設(shè)中占了主流，幾十年貫制的風(fēng)冷服務(wù)已經(jīng)形成了成熟生態(tài)鏈，建設(shè)和營成本都有優(yōu)勢因此一些氣候優(yōu)的地區(qū)，風(fēng)冷方就可以滿足降 PUE 的需求，比如華為烏蘭察布數(shù)據(jù)中心就以 8 千瓦的風(fēng)冷機(jī)柜為主。此外，在些東部中部地區(qū)引入液冷的需求意愿，但也要考成本，如果能夠過優(yōu)化 UPS 架構(gòu)，采用智能能效管理方案等取得顯著的節(jié)能果，那么能風(fēng)冷風(fēng)冷。2.過渡期的技術(shù)問題。當(dāng)，對于 HPC、AI 等計(jì)算，采用液冷的優(yōu)勢很，因此也有一些司希望嘗試液冷術(shù)，但又不想改風(fēng)冷機(jī)房，于是風(fēng)冷升級到液冷過渡期，出現(xiàn)了風(fēng)液混布”的市需求。我們知道風(fēng)冷服務(wù)器可以制冷設(shè)備松耦合環(huán)境適應(yīng)性、靈度很高，而浸沒液冷需要將服務(wù)的板卡、CPU、內(nèi)存等發(fā)熱元器完全浸沒在冷卻中，噴淋式液冷需要對機(jī)箱或機(jī)進(jìn)行改造，二者來的成本都比較。過渡期中，冷式液冷與風(fēng)冷混使用，是比較適的方案。但是，板式液冷要將冷固定在服務(wù)器的要發(fā)熱器件上，靠流經(jīng)冷板的液將熱量帶走，全封和防泄漏要求，設(shè)計(jì)和制造難很大。（華為云莞松山湖數(shù)據(jù)中部署的 Atlas?900 集群，采用風(fēng)液混合術(shù)散熱）3.產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)作問題。冷數(shù)據(jù)中心需要業(yè)鏈上下游的協(xié)創(chuàng)新，包括制造設(shè)計(jì)、材料、施、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)。風(fēng)冷模式也正為松耦合，導(dǎo)致冷行業(yè)和數(shù)據(jù)中行業(yè)是比較割裂，推動數(shù)據(jù)中心液冷變革，必須構(gòu)建一個(gè)新的生，加強(qiáng)各角色的系，降低液冷服器的前期制造成和后續(xù)維護(hù)成本這需要一個(gè)多方合、配合的過程不是一朝一夕能實(shí)現(xiàn)的。從這些度來看，液冷數(shù)中心雖然是大勢趨，但還有較長路要走，整個(gè)行都在持續(xù)關(guān)注變。第三重山：芯果說供電效率、冷液冷，是云數(shù)中心機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)的重要變化，那芯片可能就是 IT 基礎(chǔ)設(shè)施的重點(diǎn)關(guān)注對象。2021 年，由安謀科技獨(dú)家冠名贊的數(shù)字中國萬里，在考察貴州、蒙古烏蘭察布、林格爾期間發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的現(xiàn)象 —— 中國“芯”力量正在崛起，國技術(shù)的成熟度和用程度正在提升追趕主流。阿里的倚天 710、AWS 的 Graviton、Ampere 的 Altra 等，都獲得了長足的展與應(yīng)用。造成一局面的原因很，比如云全棧走自主化，為中國芯”提供了市場撐；政務(wù)、金融交通、電力、制等行業(yè)的數(shù)字化快，為中國“芯提供了應(yīng)用落地景；x86 與 Arm 并存，為中國“芯”基于架構(gòu)進(jìn)行定制和化提供了研發(fā)基。但必須指出的，月亮都有暗面中國“芯”崛起背后，也要看到國半導(dǎo)體領(lǐng)域還難中探索。首先是制程工藝的枷。我們知道，摩定律的延續(xù)是基制程工藝的推進(jìn)然而半導(dǎo)體制程藝的提升已經(jīng)觸天花板很久了，不上芯片規(guī)格提的速度。所以，數(shù)據(jù)中心開始采“堆 CPU”的做法來提升機(jī)柜度，但是靠堆料來的性能提升是邊界的，不能止于此。于是后摩時(shí)代，小芯片（Chiplet）開始被很多國產(chǎn)芯廠商選中。這種的芯片設(shè)計(jì)模式可以把多個(gè)硅片裝在一起，組成個(gè)芯片網(wǎng)絡(luò)，x86 和 Arm 生態(tài)系統(tǒng)都在采這項(xiàng)技術(shù)。但需注意的是，目前 IP 重用方法中，對 IP 的測試和驗(yàn)證已經(jīng)比較成熟的方法但多個(gè) Chiplet 封裝后如何測試、良率怎保證，還是中國芯”必須解決的題。更主要的是小芯片的封裝依先進(jìn)的封裝技術(shù)芯片 I / O 接口可以和封裝協(xié)同設(shè)計(jì)并優(yōu)化對于芯片性能的升非常重要。這要求先進(jìn)封裝設(shè)與芯片設(shè)計(jì)有較的交互性，同時(shí)對設(shè)計(jì)工具提出一定的要求，我知道，EDA 工具一直是我國半體領(lǐng)域的“軟肋之一，這一點(diǎn)不決，在 Chiplet 越來越重要的當(dāng)下，中國芯”很難高枕無。目前看來，數(shù)中心集群作為數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要成部分，正在發(fā)一系列變化，究干得怎么樣，有些待解問題，是個(gè)必須回答又不易回答的問題。識廬山真面目，緣身在此山中。多事情，只有在近實(shí)地一線，再離出來縱覽全局才能看到困住數(shù)中心前進(jìn)腳步的重重“浪浪山”2023 數(shù)據(jù)中心需要跨越的山還很多，盡管道且長，但只要一行在路上，總有闊天空任鳥飛的天。本文來自微公眾號：腦極體 （ID：unity007），作者：藏?