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【SC17手记】全球各国液冷产品大揭秘!

仔细算来,这是笔者第四次参加美国SC大会,也是连续第三年跟随中科曙光来参加大会。SC最大的好处就是大家总会在这个时刻将一年来最好的产品展示出来。对于液冷来说,如今也有越来越多的企业拿出了成熟的产品。在这次大会上,我就看到了许多有代表性的液冷产品。

说起液冷,早在多年前这种技术就已经被应用在计算机当中,只是当时的技术还处于比较基础的阶段,而且大众对于液冷的接受程度也并不是太高。无论是个人应用还是商业应用,液冷真正进入实际的时间并不长。

中科曙光就是其中有代表性的液冷解决方案提供商。就类别来说,液冷散热主要分为浸没式和冷板式两大类。其中,冷板式液冷比较常见,包括曙光在内的许多厂商也有类似的产品,而且在应用层面也比较成熟,比如著名的六连冠“天河二号”就是采用液冷实现散热的,之前还有媒体报道说散热的水可以用于广州地区的供暖。

另一种散热方式则是浸没式,这种方式目前的应用范围还很小,却被看作是未来的重要趋势。目前,国内以曙光和阿里巴巴为代表的企业已经在制造全浸没式液冷,并且有成熟的产品面世,曙光的液冷服务器更是已经投入商用。

但在SC17大会上,我们却看到了许多国家和地区展示的液冷新品。从冷板式到浸没式,从相变到非相变,一应俱全。大嘴哥特别挑选了几个好看的设备,给大家做一下介绍。

随处可见的冷板式液冷

要说冷板式液冷存在的时间可不短了,早在十多年前我就见过它的存在。不过最近几年,受限于功耗的提升和散热成本的增加,越来越多的超级计算机都在采用液冷的散热方式。也因此,包括曙光、克雷、BULL等许多服务器厂商以及专业的类似CoolIT之类的解决方案供应商,都有类似的产品出现。

首先我们看到的这个厂商是BULL,这个品牌虽然在中国并什么声音(因为人家没进入中国市场),但是在HPC领域依然是一家响当当的企业。简单介绍一下,BULL是一家成立于1923年的企业,目前已经有接近百年的历史,隶属于欧洲IT巨头Atos,主营业务是IT服务与基础设施。

这里大家看到的是BULL展示的全冷板的液冷刀片服务器(3节点1U),整齐的做工和黄铜色的管道给人以踏实的感觉。特别是图中那个形似螃蟹又像蜘蛛的管道下面,就是处理器的位置了。相对其他品牌来说,BULL的冷板液冷面积更大,散热效果也更让人期待。

这次我们看到的设备来自于Astek.Astek是业界著名的液冷解决方案提供商,许多服务器厂商都采用它的技术或者解决方案。比如我们下面看到的,就是Astek为富士通和Acer制造的的冷板式液冷刀片服务器。

乍看起来,它们显然不如刚才BULL的那样光彩照人,但是这两款产品胜在成本低廉。除了一进一出两个导管之外,刀片服务器与普通的产品一般无二。我问过现场负责的日本人,据说这种改造的效果不错,而且成本很低,单个刀片的成本大概在2500元左右。

看过了欧洲的金光闪闪版,看过了Astek的低配版,我们再来看看中国的冷板式液冷是什么样的。这次,曙光展示了一款型号为TC4600E-LP的产品。话说这个型号的产品是曙光液冷的主力,也是早在2014年前就发布过。但是,这次曙光展示的是TC4600E-LP的第三代升级产品G3,虽然在体积上缩小了许多,但是性能变得更加强大。

新款的TC4600E-LP G3内部增加了更多的散热冷板,特别是对于内存条也提供了散热的支持,这与我们刚刚看到的BULL的设计是一样的,也是目前国际流行的做法。另外在接口上,TC4600E-LP G3同样采用的是无滴漏快速接头,应用更安全、更放心。

无论是欧洲还是日本,美国还是中国,冷板式液冷作为一项成熟的技术已经相对普及。虽然我们看到富士通的解决方案比较简陋,但是胜在成本较低;而曙光和BULL的解决方案则代表了目前业界的领先水平,能够为用户带来更好的全系统散热体验。

全浸没液冷有多难?

与冷板式不同,全浸没液冷目前在世界范围内都是应用的难题,也是各大企业研发的主要方向。相比冷板式来说,全浸没具备体积小、密度高的特性,而且没有冷板式那巨大的散热机柜。

不过全浸没的难点在于如何控制液体的相变(也就是沸腾)或者如何保证空间压力。相比于冷板式单纯的物质投入来说,全浸没更考验厂商的技术研发能力。所以截至目前,能够实现真正商用的全浸没液冷在世界范围内也是凤毛麟角。

首先登场的是技嘉的全浸没设备,但是……正如我们知道的,技嘉的强项在于板卡,所以这里更多让大家看的是技嘉的主板和显卡都可以泡在冷却液里面。不过大家看到,这个冷却液一直是在冒泡的,这就是相变的全浸没应用。当然了,技术提供方是下面小字部分的3M和Allied Control.

说完了相变,咱们来看看非相变。这家名为 Green Revolution Cooling的公司(名字好长)现场展示了一款设备。乍看起来它把服务器整个泡了进去,咕嘟咕嘟冒泡像是一个相变的设备。但是仔细看起来,原来在池子底部放了一个气泡生成器,好像咱们给鱼缸打氧的那种设备。我嘞个去,还有这么玩的,这是图个啥?

当然了,我觉得这样的好处就是看起来很酷,设备看起来更高大上一些。不过这样一来散热的需求也就更大了,除了服务器之外,你还需要将存储、网络、供电一起都泡进去,想想就可怕。那得是多大一个池子呀,都能游泳了吧!

下面一个提到的品牌是日本的富士通。其实对于HPC来说,日本在这一领域具备较大的优势,在中国崛起之前日本一直是亚洲HPC的领先者。即便是在这次第50届TOP500榜单中,前十名中也有3套系统来自于日本,体现了日本继软件和应用之后的硬件实力。

在中国市场,富士通这个品牌表现平平,有些边缘化的味道,但是这并不阻碍日本研发者那类似变态般的工匠精神,高端全浸没非相变液冷散热器。

就是这个看起来像是婴儿洗澡盆的大家伙。在这个设备中,我们看到了计算、存储、网络等多种模块泡在一起,而且据介绍这种冷却液的蒸发速度相当慢,一年的损耗只有千分之五左右。看到那个漂浮的小鸭子了吗?是不是真的有洗澡盆的感觉?

另一家名为ExaScaler的日本公司也展示了型号为ZettaScaler-2.4标准的产品。其实早在去年的SC16上他们就展示过ZettaScaler-1.8,只是时隔一年之后进行了升级。虽然型号名称很长,但它却有个很好记的日本名字“晓光”Gyoukou.

在本次大会公布的Green500榜单中,这款部署在日本横滨海洋研究所的设备击败美国橡树岭实验室的泰坦位居第四名,至此TOP5榜单中有四台设备都来自于日本,可见日本对于节能的重视程度。

相比于富士通的产品来说,晓光的设计更为精细,而且空间利用率更高。我们可以看到密密麻麻的板卡插在里面,但是却整齐有序,并不混乱。我觉得这一点还是值得业界学习的,毕竟涉及到大规模的浸没应用,还是应该注重空间密度的应用,单纯的把机器泡进去显得有点简单粗暴。

有人可能会问,日本在全浸没的技术上如此领先,那么咱们中国的设备又如何呢?别着急,其实早在今年9月,中科曙光就展示了一款名为I620-M20的全浸没式液冷服务器,并且已经交付华中科技大学进行相关的研究应用。

这应该说是中国首家交付商用的系统。正如文章开头我提到的,除了中科曙光之外,包括阿里巴巴在内的许多企业也在研发类似的全浸没设备。但是曙光第一家实现了商业交付,相比于实验室的产品来说这的确是了不起的成就。古语说:是骡子是马牵出来溜溜。牵都不敢牵,就别提溜溜了。

至此,我们就看过了中国、欧洲和日本的全系列液冷散热设备,特别是全浸没的液冷给我们带来了新奇的视觉体验和全新的解决方案。未来,我相信随着系统能耗的不断提升,肯定有越来越多的用户会采用液冷的散热方式,这从目前天河二号、神威太湖之光的应用上就可以看出来。那么大的系统,要是不用液冷的话,得费多少电呀。

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