新火種
2024-01-27 
AIGC時代，算力發展不僅要智能還要綠色
2023年，大模型的出現帶火了整個算力行業。
從行業發展的角度，算力已然成為全行業競爭的高地，似乎誰能擁有更多的算力，誰就能掌握更多的主動權，無論是大型企業還是中小企業都希冀于通過獲取高質量的算力，謀求新的業務創新，創造新的增長點；從數字經濟發展的角度，算力作為一種新型生產力，已成為推動數字經濟發展的核心力量，正強有力地支撐數字中國建設。
基于此，國內企業也開始進行算力產業的布局，《2023胡潤中國數字技術算法算力百強榜》顯示，企業價值在1000億以上的企業共29家，其中騰訊控股、阿里巴巴、中國移動、抖音、華為、美團、螞蟻科技、比亞迪、拼多多、京東進入榜單前十。
從多方的支持下，較以往幾年，近兩年我國算力產業的發展明顯提速，據工信部數據顯示，截至2022年底，我國基礎設施算力規模達到180EFLOPS（每秒18000京次浮點運算），算力核心產業規模達1.8萬億元。另外，隨著數據中心、智能中心、超算中心等新型基礎設施加快部署，預計2023年中國基礎設施算力規模將增長至231EFLOPS。
但隨著AI、大數據等新型技術的迭代，企業對算力的需求不僅僅局限在基礎算力層面，還對智算、超算有了很大的需求。從目前的算力市場結構看，受益于AI服務器需求的爆發，智能算力超過基礎算力成為我國算力規模增長的主要驅動力。
而近兩年的算力需求的變化也是最好的例證，據中國信息通信研究院數據，2021年中國智能算力規模、基礎算力規模、超算算力規模分別為104EFlops、95EFlops、3EFlops，分別占比51%、47%、1%。隨著生成式AI的發展以及人工智能大模型的應用落地，預計未來智能算力規模占比將進一步擴大。
基于此，我國在算力基礎設施扶持政策方面也在不斷調整。早在2013年到2016年，國家出臺的數據中心指導意見明確將全國劃分為四個區域，引導算力向更綠色，更集約的地區布局，2017年到2022年，在數據中心不斷優化布局的基礎上，提出了綠色數據中心的發展要求。
2023年，《算力基礎設施高質量發展行動計劃》則提出了很多關于完善綜合布局，提升算力高效運載的指導意見。
也就是說，通過十年的跨越，在政策和需求雙輪驅動的作用下，算力基礎設施即將進入高質量發展階段。
何為高質量發展？這個階段又會出現哪些明顯的特征？
中國信通院產業與規劃研究所副總工程師王青拆解道，其一，多元泛在。隨著人工智能、大數據等等技術的發展，我們的通用算力、智能算力等協同發展供給體系越來越顯現。怎么樣實現多元異構泛在的算力，是未來高質量發展的重要特征。
其二，智能敏捷。無論是東數西算、一體化大數據還是國家數據局的成立，都是為了推動算力成為像水和電一樣的基礎資源。在這種情況下，算力必須擁有像水電一樣彈性調度的優勢，能根據用戶需求滿足多層次算力調度的體系，讓算力更泛在化，算力資源和需求能夠精準對接。
其三，普惠賦能，算力最終是要和千行百業、實體經濟相融合，在融合的過程中，幫助企業創造價值。
其四，綠色安全，隨著算力需求的持續攀升，綠色化、低碳化對于算力的發展越來越重要，怎樣提高算力基礎設施的能源效率和低碳水平已然成為了重要課題。
與前三者相比，算力的綠色發展正在成為企業和社會關注的焦點話題，因為算力的持續攀升往往會帶來高能耗問題。
通用算力方面，以CPU為例，CPU能耗已經從2019年的205瓦，演進到2022年的400到500瓦的規模，但是以傳統風冷的散熱方式，400瓦以上就會遇到一個巨大的挑戰。
智算方面，尤其是異構計算，用于AI 的GPU芯片的功耗已經從2017年的300瓦左右的規模，演變到2022年的700到800瓦的規模。而且單機芯片密度更高的GPU，在散熱方面會遇到更大的挑戰。
王青介紹道，根據測算，如果芯片的尺寸演進到10納米，整個芯片的性能提升一倍，它的功耗至少要提高30%到40%，也就是說，散熱能力決定了芯片的性能發揮，所以散熱能力對芯片性能的發揮至關重要。
由此可見，高能耗已然成為當前算力帶來高價值驅動力背后不可忽視的問題。所以綠色算力就成了算力高質量發展的重要目標，是算力的綠色低碳追求。
那如何實現算力的綠色、可持續發展，一下成了迫在眉睫的事情。
其實反觀近幾年國家對算力的綠色發展，一直處于高度重視的程度，無論是政府還是各行業企業都做了大量的工作。
政府側，工信部出臺的《新型數據中心發展三年行動計劃（2021—2023年）》提出，要加快提升算力算效水平，加快高性能、智能計算中心部署，推動CPU、GPU等異構算力提升，逐步提高自主研發算力的部署比例，推進新型數據中心算力供應多元化，支撐各類智能應用...
2022年8月，工信部等七部委聯合印發《信息通信行業綠色低碳發展行動計劃（2022—2025年）》，提出到2025年，全國新建大型、超大型數據中心電能利用率（PUE）降到1.3以下。
2023年《數字中國建設整體布局規劃》提出，要系統優化算力基礎設施布局，促進東西部算力高效互補和協同聯動，到2025年基本形成橫向打通、縱向貫通、協調有力的一體化推進格局。
企業端，諸如中國聯通GPU資源編排調度賦能綠色AI智算，通過打造AI算力綠色節能調度系統，對AI算力的IT系統能耗進行全生命周期的細顆粒度管控，對AI算力進行能耗壓降。
中國電信選擇與能源企業合作，打造數字青海綠色大數據中心，自建分布式光伏+電化學儲能的綠電供應系統，是全國首個100％清潔能源可溯源綠色大數據中心。
中國移動呼和浩特數據中心結合政策指引、內部偏差控制、準確掌握電力市場動態及時交易和調整等舉措，避免核減綠電使用量，最大限度提高綠電使用比例。
浪潮信息則圍繞了綠色計算多維度的標準和整個全生命周期，構建了豐富多元的評價體系和標準建設，以推動綠色計算的產業化發展。標準建設方面，出臺了相應的技術標準指引和白皮書，評價體系方面，研發了大量綠色測評的工具、規范以及報告；綠色計算技術方面，貫穿綠色采購、綠色設計、清潔生產，到綠色包裝運輸、綠色運營、回收處理等整個全生命周期做了技術方面創新，來推動綠色計算的發展。
但是最值得一提的是，近段時間，浪潮信息還與英特爾聯合發布了全球首個全液冷冷板服務器參考設計，并面向業界開放，為全球液冷產業鏈上下游提供極具價值的參考樣板，推動先進全液冷冷板解決方案在全球數據中心的大規模部署應用，實現數據中心更加綠色低碳可持續發展。基于該參考設計，浪潮信息推出全液冷冷板服務器，實現服務器部件接近100%液冷散熱，達到PUE值接近于1的極致水平。
究其原因，IDC數據顯示，冷板式液冷已經成為液冷數據中心的主流，在中國液冷服務器市場中的占比達到90%。
隨著AIGC時代的到來，對CPU、AIPU、內存、存儲等各類IT資源的部署密度提出更高的需求，傳統風冷制冷模式在換熱性能及能耗優化方面逐步受限，全液冷冷板技術將成為大規模、高密度數據中心特別是智算中心的必然選擇。
然而，目前由于液冷產業標準不完善，產業鏈上各個企業技術路徑多種多樣、產品規格千差萬別，產品質量良莠不齊，各液冷模塊無法兼容，讓用戶難以選擇，獲取成本和使用門檻高，液冷產業發展面臨阻礙。
而此次浪潮信息與英特爾聯合開放的全液冷冷板服務器參考設計，主要做了兩方面的革新：
一方面，基于雙方在液冷技術領域的創新能力，從系統級解決方案出發，以模塊化解耦設計思維，兼容不同廠商和型號的計算設備，探索高能效、易于運維、使用更安全，兼容性更出色的全液冷冷板服務器設計；另一方面，通過設計開放，對產業探索全液冷冷板解決方案，提供新思路，加速全液冷冷板技術的普及和規模化應用，推動產業化進程。
可以說，在這個過程中，雙方均發揮了自身的優勢，浪潮信息和英特爾憑借著在綠色低碳方面的實戰經驗和積累的技術經驗，實現了1+1大于2的效果。
在全液冷冷板技術方面，雙方共同探索，實現了液冷模塊解耦、冷板結構全局設計等創新突破，并面向全產業進行開放，為蓬勃發展的液冷產業生態注入新的創新活力，打通了液冷規模化應用的最后一公里。
同時，該產品針對不同部件的結構、材質、工作溫度等差異化需求，創新設計了諸多系統部件級液冷解決方案，包含PSU、內存、硬盤、擴展模塊等，靈活性更高，用戶可以按需選擇。
其中，首創的內存枕木散熱器液冷方案結合了傳統風冷散熱和冷板散熱的優勢，比現有的管路（Tubing）內存液冷方案，更加易于組裝和維護，且通用性更強。憑借這些創新的液冷解決方案設計，浪潮信息全液冷冷板服務器將為客戶提供極致PUE的算力系統，助力客戶在AIGC時代構建更加綠色低碳的數字基礎設施，并推動液冷產業在全液冷冷板技術這一新興技術領域的實踐與探索。
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