4月12日，英特爾在北京召開主題為“可持續(xù)·共未來”的2023英特爾可持續(xù)發(fā)展高峰論壇。帕特·基辛格首次以英特爾公司首席執(zhí)行官的身份來訪中國，并在峰會上發(fā)表了“攜手共創(chuàng)可持續(xù)的未來”的主題演講。

基辛格在演講中提到，我們正在步入被五大超級技術(shù)力量所定義的數(shù)字經(jīng)濟時代，即無所不在的計算、無所不在的連接、從云到邊緣的基礎(chǔ)設(shè)施、人工智能以及傳感與感知助推數(shù)實融合。這些超級技術(shù)力量不僅單獨來看非常強大，結(jié)合在一起更可以相互促進，驅(qū)動指數(shù)級增長。芯片驅(qū)動萬事萬物的數(shù)字化，半導(dǎo)體是數(shù)字化的基石。基辛格巧妙地將英特爾的計算架構(gòu)比作美猴王的金箍棒。就像美猴王可以使用金箍棒變大撐起天空，或變小成繡花針放到自己的耳朵里一樣，英特爾的計算架構(gòu)既可以打造出大型的超級計算機或者用于訓(xùn)練AI的計算設(shè)備，也能內(nèi)置到諸如手環(huán)、便攜設(shè)備乃至助聽器一樣非常小的計算設(shè)備里面。

基辛格非常堅定的說到：“我一直是一個徹底的技術(shù)樂觀主義者，我相信科技具有其它行業(yè)無法比擬的力量，去推動進步和變革”。身處科技行業(yè)，我們不僅需要把握數(shù)字經(jīng)濟的機遇，也肩負助力數(shù)字經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任。

█數(shù)字化變革中的數(shù)據(jù)中心

(資料圖)

數(shù)字經(jīng)濟時代，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為支撐數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展的底座，其規(guī)模在迎來高速增長的同時也面臨著低碳化的迫切要求。以ChatGPT為代表的生成式AI爆火之后對算力提出了巨大需求。在新型的數(shù)據(jù)中心中如何采取更好、更低能耗的設(shè)計，以及如何降低后期的運維成本，從何有效提升算力帶來的綜合價值，這是迫在眉睫要解決的問題。與此同時，現(xiàn)有的存量數(shù)據(jù)中心，如何在新舊數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)化過程中，尋找到產(chǎn)業(yè)化和低成本之間的平衡點，從而更好的推動可持續(xù)發(fā)展，這些都是當(dāng)前面臨的重重挑戰(zhàn)。

英特爾數(shù)據(jù)中心與人工智能集團副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理陳葆立表示，未來對算力需求必然是一個持續(xù)增長的趨勢。在英特爾的路線圖上，核數(shù)正在飛速增長，從現(xiàn)在第四代至強擁有的50個核、60個核，在一兩年之后，將很快會增長到100個核、200個核。所以在同樣一個數(shù)據(jù)中心的設(shè)計當(dāng)中，它的高密度、核數(shù)，以及性能都是大幅度提升的。在算力如此集中的情況下，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計勢必要經(jīng)歷巨大的演進。

從新型數(shù)據(jù)中心的整體布局規(guī)劃到推廣新型的技術(shù)，包括高效制冷、余熱應(yīng)用、智能運維等。英特爾在這個領(lǐng)域，主要開展了三個部分的探索：處理器產(chǎn)品；服務(wù)器整體設(shè)計；軟件與工具。其中，在處理器部分，陳葆立介紹，今年1月英特爾發(fā)布的第四代英特爾至強可擴展處理器，在深層環(huán)節(jié)已經(jīng)使用了90%的可再生電力。除此之外，處理器本身的設(shè)計也在各個環(huán)節(jié)內(nèi)置了多種提高能效的技術(shù)。另外，第四代英特爾至強可擴展處理器中內(nèi)置了諸多加速器，這些內(nèi)鍵的加速器能夠大幅提升不同工作負載的能效，平均可以帶來2.9倍的能效提升，且對于現(xiàn)在比較火熱的AI則會帶來高達14倍的能效提升。

那么從整個數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)業(yè)層面來看，數(shù)據(jù)中心的PUE（Power Usage Effectiveness）是一個非常關(guān)鍵的技術(shù)指標。簡單來說，PUE就是用于測量IDC能源效率的指標，是用IDC總能耗除以IT設(shè)備能耗得來。IDC總能耗包含IT設(shè)備能耗和制冷、配電等系統(tǒng)能耗，PUE數(shù)值越靠近1，則說明非IT設(shè)備的能耗越少，能效水平越高。

目前，數(shù)據(jù)中心中最常用的散熱和制冷方式是風(fēng)冷方式，即用空氣作為媒介冷卻需要冷卻的物體。不過，隨著算力的快速發(fā)展，CPU功耗的不斷提高，以及節(jié)能降耗、“雙碳”戰(zhàn)略等宏觀因素的迫切需求，許多應(yīng)用場景在快速考量更新數(shù)據(jù)中心整體設(shè)計時，已經(jīng)轉(zhuǎn)向更節(jié)能、更先進的液冷數(shù)據(jù)中心的方式來解決能耗和平衡的問題。

英特爾市場營銷集團副總裁、中國區(qū)數(shù)據(jù)中心銷售總經(jīng)理兼中國區(qū)運營商銷售總經(jīng)理莊秉翰介紹說：“傳統(tǒng)風(fēng)冷的數(shù)據(jù)中心的PUE能到1.4-1.5，但現(xiàn)在通過液冷可以做到近1.1，這對整個能耗的改善有很明顯的作用?！币豪鋵谛乱淮幚砥鞯姆?wù)器來說肯定是一個發(fā)展方向。新一代服務(wù)器所搭載的處理器的核數(shù)越來越多，對功耗的需求越來越高，包括國家“東數(shù)西算”等工程項目對數(shù)據(jù)中心PUE的要求也非常高。

新華三集團計算存儲產(chǎn)品線副總裁劉宏程分享說：“從風(fēng)冷技術(shù)轉(zhuǎn)向液冷技術(shù)，這不僅是可以節(jié)能多少的問題，還包括在使用過程當(dāng)中有可能出現(xiàn)巨大空間浪費的情況。因為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心無法容納新的能耗過高的設(shè)備。比如GPU服務(wù)器會造成空間的占用，以及提高數(shù)據(jù)中心管理和運營費用?！睂Υ?，莊秉翰指出：“在今后的服務(wù)器發(fā)展中，液冷大概率會成為一個趨勢。”

█液冷技術(shù)是否將是未來的主流冷卻方式

液冷技術(shù)是指使用液體取代空氣作為冷媒，與發(fā)熱部件進行熱交換，帶走熱量的技術(shù)。按照液體與發(fā)熱器件的接觸方式，液冷又可分為“間接接觸型”和“直接接觸型”兩大類。直接接觸又可分浸沒式液冷和噴淋式液冷兩種。英特爾主推的是間接接觸型的冷板式液冷，和直接接觸型的浸沒式液冷。陳葆立非常形象說：“就比如今天天氣很熱，冷板等于鋪了一個涼席，也就是在很熱的CPU上鋪了一層冷板，把熱能通過這層冷板給傳出去；而浸沒式液冷是泡澡，把所有的部件泡在液體當(dāng)中，讓溫度可以降低?！?/p>

其實，液冷技術(shù)并非一項新興的技術(shù)。液冷技術(shù)是指使用液體取代空氣作為冷媒，與發(fā)熱部件進行熱交換，帶走熱量的技術(shù)。該技術(shù)在上世紀80年代就嶄露頭角，90年代出現(xiàn)一些通信設(shè)備的液冷基站。隨著21世紀初云計算時代的到來，數(shù)據(jù)中心需要更高功率、更大規(guī)模部署，液冷概念被正式提出，相關(guān)技術(shù)逐步成熟。

寧暢總裁秦曉寧分享，以前液冷技術(shù)沒有大批量使用，主要由于它對于客戶是非必要的。液冷是一個很創(chuàng)新的技術(shù)，在高性能應(yīng)用環(huán)節(jié)才可能被需要，但是當(dāng)時的應(yīng)用并不需要那么高功耗。但現(xiàn)在不一樣了，CPU的功耗高達270W~300W，未來可能到350W，GPU甚至都已經(jīng)達到400W~500W，加之現(xiàn)在很多數(shù)據(jù)中心、智算中心等大量都需要高算力，因此就需要應(yīng)用液冷。此外，從宏觀上來看，“雙碳”戰(zhàn)略、節(jié)能政策等已提上日程。整體來看，無論是宏觀戰(zhàn)略要求，還是實際業(yè)務(wù)的需求，都趨動我們必須要把液冷技術(shù)應(yīng)用到日常的研發(fā)或客戶應(yīng)用的機房環(huán)境當(dāng)中去。

那么，現(xiàn)在液冷技術(shù)的落地應(yīng)用情況如何呢？據(jù)莊秉翰介紹，液冷技術(shù)首先被大量應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，比如阿里采用的是浸沒式液冷方案，京東是基于冷板技術(shù)的方案。而對于運營商來說，因為它管理的數(shù)據(jù)中心數(shù)量也非常大，因此對冷板的采用比例也很高。除此之外，還有像金融行業(yè)也非常早期開始應(yīng)用，他們從數(shù)年前就開始用液冷的POC，現(xiàn)在也到了采用階段。莊秉翰總結(jié)說：“整體來看，國內(nèi)幾個服務(wù)器使用的頭部行業(yè)，如互聯(lián)網(wǎng)、運營商、金融行業(yè)等，目前對液冷都已經(jīng)跳過了POC階段，進入到了規(guī)?；捎玫臓顟B(tài)?！?/p>

那對于冷板和浸沒兩種不同方式，未來哪種技術(shù)將會成為主流？陳葆立回答說：“從英特爾的視角來看，由于客戶需求不同，所以它們將會是同時存在的。另外，盡管現(xiàn)在液冷技術(shù)比較熱門，但風(fēng)冷也是存在的，而且整個業(yè)界大家都在每一個不同的環(huán)節(jié)做創(chuàng)新。比如像未來新的至強處理器可能會升級到擁有100個能效核，CPU的電源功率可能還是300W或350W。所以理論上來看，它在風(fēng)冷上也可以應(yīng)用，而并非一定要用液冷。所以在不同服務(wù)器部件上，我們會做不同的創(chuàng)新。對客戶而言，是在他的可支出的能力或是環(huán)境限制下?lián)碛懈唷⒏玫姆桨高x擇，更能適合他自己的部署?！?/p>

雖然液冷技術(shù)是未來的一大發(fā)展趨勢，但當(dāng)前它的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展依然面臨諸多問題。冷板技術(shù)，技術(shù)門檻比較成熟，但使用率卻不高，主要原因是國內(nèi)許多冷板設(shè)計缺乏一個規(guī)范的驗證標準，使得每個廠家設(shè)計都有差異，這使系統(tǒng)設(shè)計成本、驗證成本比較高，因此對于最終用戶而言這個方案就比較貴。而浸沒式液冷則是一項難度系數(shù)更高的技術(shù)，除了成本更高的制約因素之外，莊秉翰分享說，它其實對器件、和芯片本身也有一些可靠性的影響。為此，英特爾提出，為在浸沒式液冷場景下使用第三代和第四代至強可擴展處理器的廠家，提供一年保修服務(wù)，這也是英特爾為了加速液冷技術(shù)在產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用所做的努力之一。

除此之外，面對液冷技術(shù)標準不統(tǒng)一，甚至快插的接口大小、尺寸都不一樣，通用性不解決，嚴重影響產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等問題，英特爾也作為倡導(dǎo)者，為搭建更好的生態(tài)而在做積極的貢獻。據(jù)介紹，英特爾攜手20余位生態(tài)伙伴經(jīng)過過去半年的努力，共同編纂的冷板液冷團體標準已于今年3月15日正式發(fā)布。與此同時，英特爾還與生態(tài)伙伴一同通過簡化設(shè)計與替代材料的選擇等舉措，推動成本優(yōu)化措施，加速方案落地。在浸沒式液冷方面，英特爾希望能在今年下半年把相關(guān)經(jīng)驗與設(shè)計規(guī)格通過白皮書分享給業(yè)界伙伴，加速浸沒式液冷解決方案落地，普惠最終用戶。

秦曉寧非常認可英特爾在標準化方面所做出的努力和貢獻，她表示：“能耗問題的解決，需要在芯片層面、系統(tǒng)層面，甚至于整體機房的結(jié)構(gòu)設(shè)計層面去綜合考慮。英特爾牽頭制定的這個標準在業(yè)界得到了廣泛的認同，并且為客戶帶來了積極影響。冷板標準統(tǒng)一后，產(chǎn)量提升會帶來成本的下降。其相關(guān)成本的降低，不僅限于單個元器件的采購成本上，還包括在動態(tài)使用過程當(dāng)中環(huán)溫的控制，包括散熱、CPU能耗對整個功耗的影響等。整體而言，在持續(xù)使用的情況下，尤其是一個大型數(shù)據(jù)中心的使用過程當(dāng)中，是能夠?qū)崿F(xiàn)可觀的成本控制和節(jié)能降耗。

劉宏程分享，新華三和英特爾在數(shù)據(jù)中心設(shè)計方面的合作已超過14年。綠色節(jié)能不是一個部件、一個系統(tǒng)或者一個機柜的問題，而是一個系統(tǒng)性工程，需要從整個底層的部件，依照底層數(shù)據(jù)中心全方位地去做一些設(shè)計才有可能達到目標。劉宏程說：“當(dāng)’用戶需求激增→標準建立→規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)→整體成本自然下降’的循環(huán)形成之后，就可以加速推動產(chǎn)業(yè)從存量的數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向新型節(jié)能的數(shù)據(jù)中心。”

有效降低成本無疑是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵。而在成本之外，還有如安全、液體漏液等其他影響因素的考量。一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并非是一朝一夕就能促成，還需要大規(guī)模的驗證去證明應(yīng)用的普適性。數(shù)字化就是提高效率的手段，提高效率就是可持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵。

█結(jié)束語

在英特爾看來，中國是可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。目前為止，中國算力的爆發(fā)式增長，正在連續(xù)性地考驗國家能源戰(zhàn)略。信通院去年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，在2021年底到2022年時，全國已有近520萬個數(shù)據(jù)中心的基架進入部署，而且過去五年的年均復(fù)合增長率達到30%。同時另外一組數(shù)據(jù)也值得我們關(guān)注，全國數(shù)據(jù)中心的用電量已經(jīng)達到了全國用電的2.6%，而且這個比例預(yù)估還會繼續(xù)增長。

新基建中的5G網(wǎng)、電力網(wǎng)和交通網(wǎng)有效地打通了信息流、能源流以及人流物流，是促進中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的大動脈。但隨之而來的環(huán)境問題、氣候問題也是當(dāng)前面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。如何可持續(xù)性發(fā)展是未來很長一段時間都繞不開的話題。

科技是實現(xiàn)綠色經(jīng)濟的唯一途徑，對此，基辛格也表示，“中國生態(tài)伙伴們在可持續(xù)發(fā)展方面的積極目標讓我們深受鼓舞，我們將繼續(xù)利用自身技術(shù)和專長，支持中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展目標，幫助打造可持續(xù)未來。”

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