從數(shù)據(jù)中心走向“液冷”時代，看聯(lián)想問天海神的底蘊與底氣

從2023年的ChatGPT，到2024年的Sora，AI和大模型正以不可思議的發(fā)展速度顛覆著業(yè)界的認知，但大模型的火熱登場，也進一步引爆了智能算力的需求。傳統(tǒng)算力時代，算力需求每18-20個月翻一倍，在深度學習出現(xiàn)之后，算力需求每6個月翻一倍，而到了大模型時代，對智能算力的需求幾乎是每年數(shù)百倍的增長。

在此過程中，可以看到數(shù)據(jù)中心的機柜功率越來越大，能耗越來越高，這也意味著數(shù)據(jù)中心行業(yè)所面臨的“雙碳”任務更加艱巨與緊迫，同樣更對數(shù)據(jù)中心的“節(jié)能減排”提出了更高的要求。

也正因此，液冷成為了未來數(shù)據(jù)中心供冷的“必選題”，市場熱度逐步增加。根據(jù)IDC最新發(fā)布的《中國半年度液冷服務器市場（2024上半年）跟蹤》報告顯示，中國液冷服務器市場在2024上半年繼續(xù)保持快速增長，市場規(guī)模達到12.6億美元，與2023年同期相比增長98.3%。IDC預計，2023-2028年，中國液冷服務器市場年復合增長率將達到47.6%，2028年市場規(guī)模將達到102億美元。

在此背景下，聯(lián)想近期面向本地用戶重磅發(fā)布了“聯(lián)想問天海神”液冷品牌，該品牌基于聯(lián)想20年來領先的液冷技術打造，更加聚焦國內市場，希望能夠為本土客戶提供符合國家標準，匹配中國數(shù)據(jù)中心設計、兼容本地處理器和軟件生態(tài)的液冷解決方案，助力客戶加速綠色升級。

客觀地說，液冷技術從最初應用于科學計算領域，經(jīng)過不斷地發(fā)展和演進，特別是在數(shù)據(jù)中心能耗攀升以及“雙碳”的需求牽引下，開始進入到更多的行業(yè)場景，而此時聯(lián)想推出“聯(lián)想問天海神”液冷品牌，以全場景液冷產(chǎn)品線，完善的液冷方案組合以及大規(guī)模高質量的交付經(jīng)驗服務中國用戶，不僅代表著聯(lián)想已經(jīng)站在了液冷技術創(chuàng)新的主航道，更預示著數(shù)據(jù)中心將加速邁入“液冷”新時代。

01.

面向中國市場，

提供全場景液冷產(chǎn)品線

事實上，液冷并不是一個“新名詞”，其是在解決數(shù)據(jù)中心服務器高密度部署出現(xiàn)的散熱難題推出的一項技術，誕生于上個世紀80年代，但之前主要是一些超大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)用戶和高功耗計算用戶在應用，其產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的“拐點”發(fā)生在最近兩三年。

一方面，從技術演進看，隨著近兩年智算中心的爆發(fā)，更高功耗的GPU成為了智算型服務器中的最主要功耗貢獻者，尤其在訓練服務器中，單服務器內多顆大功耗的GPU可占據(jù)整體服務器的80%—90%功耗。因此，如何降低服務器內部CPU+CPU的功耗變得日趨嚴峻。

另一方面，從國家政策看，為了降低數(shù)據(jù)中心能耗、助力實現(xiàn)雙碳目標，國家對于數(shù)據(jù)中心的PUE指標要求逐年提升。《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》中就提出，到2025年底，新建及改擴建大型和超大型數(shù)據(jù)中心的PUE指標要降至1.25以內，國家樞紐節(jié)點數(shù)據(jù)中心項目的PUE不得高于1.2 。

據(jù)聯(lián)想中國基礎設施業(yè)務群服務器產(chǎn)品部總經(jīng)理周韜介紹，聯(lián)想在液冷技術領域有著深厚的積累，其中自主研發(fā)的聯(lián)想海神（Neptune）液冷技術已經(jīng)演進到第六代，不僅匯集了材料學、流體力學、傳熱學等多學科的科研結晶，能夠實現(xiàn)對關鍵部件100%全覆蓋液冷散熱設計，同時還面向中國市場推出了全場景液冷產(chǎn)品線，覆蓋了從通用計算、智能計算到科學計算的全場景算力。

一是，在智能計算場景，全新升級的聯(lián)想問天WA7880a G3聚焦于多元算力、靈活配置與節(jié)能高效三大方向，作為國產(chǎn)首款支持OAM 2.0模組的服務器，它可兼容國內主流GPU廠商的OAM標準GPU，展現(xiàn)了強大的生態(tài)兼容性與前瞻性。在高效節(jié)能方面，該服務器通過部署聯(lián)想問天海神液冷方案，結合獨立風道設計，有效降低了運行時的能耗與熱量積聚，為用戶打造了一個既環(huán)保又高效的AI算力中心。

二是，在科學計算場景，聯(lián)想ThinkSystem SC750 V4 Neptune聯(lián)手聯(lián)想問天海神液冷方案，可以實現(xiàn)服務器100%的全覆蓋冷板式液冷，從而有效降低整個數(shù)據(jù)中心的PUE，實現(xiàn)零噪音數(shù)據(jù)中心。該產(chǎn)品配合第六代垂直液冷產(chǎn)品聯(lián)想ThinkSystem N1380 Neptune刀箱可實現(xiàn)整機柜交付，單機柜總功率可達100KW以上，在緊湊的封裝中實現(xiàn)萬億參數(shù)的HPC和AI計算。

除此之外，聯(lián)想ThinkSystem SD650 V3服務器，通過部署聯(lián)想問天海神液冷方案，以及通過整機柜全水冷無風扇設計，也使得服務器散熱效率高達98%，并實現(xiàn)60%以上的余熱回收再利用，降低40%的能耗，讓數(shù)據(jù)中心PUE可降至1.1。

三是，在通用計算場景，面向應用負載更加廣泛的通用計算領域，聯(lián)想推出針對大中型企業(yè)和云服務提供商的聯(lián)想問天WR5220 G5通用服務器，支持關鍵部件如CPU、MEM及GPU等液冷散熱方案。

此外，針對內存液冷散熱，聯(lián)想還創(chuàng)新打造“百變精硅”等多項創(chuàng)新技術，采用定制的軟硅材料制作成1.27mm雙層超薄導熱墊的內存液冷模組，恰到好處的軟硅壓縮比既保證了與內存的充分接觸和熱傳導效果，同時又確保在插拔安裝過程中不會損傷內存且每根內存可獨立操作；通過精確到0.01毫米級的軟硅厚度調試與測試，不但保證了軟硅與內存顆粒的接觸縫隙，還允許在19英寸服務器內排列32個DIMM的結構。

周韜進一步表示：“聯(lián)想服務器產(chǎn)品線實際上從G3這一代就已經(jīng)有部分產(chǎn)品開始支持液冷設計，甚至是全液冷的覆蓋；而到了G5這一代，則基本上可以做到全線產(chǎn)品都會支持液冷設計。未來兩年，無論是不同的CPU處理器，還是不同的GPU處理器，以及不同的計算應用場景，聯(lián)想都會實現(xiàn)液冷產(chǎn)品的全方位布局?！?/p>

由此可見，在當前數(shù)據(jù)中心走向液冷時代的重要關口，聯(lián)想“與時俱進”的將液冷技術標準化和產(chǎn)品化，并面向中國市場打造出了全場景的液冷產(chǎn)品線，不僅為數(shù)據(jù)中心帶來了更加高效和豐富的液冷產(chǎn)品線，更為中國用戶提供了一個面向數(shù)據(jù)中心綠色升級的最佳選項。

02.

打造中國方案，

構建完善液冷方案組合

我們常說：“機遇總是留給最有準備的人。”

那么，為什么聯(lián)想能夠打造出全場景的液冷產(chǎn)品線呢？——背后的關鍵原因，既源于聯(lián)想過去多年來持之以恒在液冷技術進行投入研發(fā)的韌性，更源于聯(lián)想一直致力于構建技術領先、質量可靠、服務完善的液冷方案組合，這正是聯(lián)想能夠確保數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)綠色高效與穩(wěn)定運行的底蘊與底氣。

對此，聯(lián)想中國基礎設施業(yè)務群服務器研發(fā)總監(jiān)李鑫表示，作為液冷技術的最早探索者之一，在近十余年中，通過不斷的演進，結合超過七萬節(jié)點的液冷服務器集群交付項目經(jīng)驗，錘煉出聯(lián)想液冷方案最佳實踐，并一代又一代的融入到聯(lián)想企業(yè)級液冷產(chǎn)品、方案和服務中，沉淀出了聯(lián)想企業(yè)級液冷全景圖。也正因此，無論是在液冷技術、質量安全保障和服務保障方面，聯(lián)想都有著深厚積累以及豐富的實踐，具體來看：

首先，液冷技術創(chuàng)新方面，在冷卻液領域，聯(lián)想問天海神液冷解決方案，創(chuàng)新性地采用成本低、無污染的去離子水作為熱量傳輸介質，通過出色的并行水回路設計及微通道散熱器設計，可降低CPU、GPU等部件的性能抖動，Linpack效率可提升5%-10%；在全冷板設計領域，聯(lián)想問天海神液冷解決方案實現(xiàn)對CPU、GPU、內存、IO設備及電源等關鍵部件100%全覆蓋液冷散熱設計，散熱系統(tǒng)機械故障率接近于0，大幅提高了系統(tǒng)的可靠性，且標準機架服務器可做到內存32根全液冷板，采用VR+CPU+DIMM冷板方案，液冷覆蓋率居行業(yè)前列。

此外，在冷管設計上，全部采用預制醫(yī)用304不銹鋼管道，耐腐蝕性強且使用壽命長，有效防止表面氧化和腐蝕，適用于潮濕和化學腐蝕環(huán)境。二次側預制冷管設計，無需焊接，無需現(xiàn)場加工，保障施工清潔度。除此之外，為了最大限度降低漏液帶來的風險，聯(lián)想問天海神液冷方案通過冷板漏液感應線能夠實時監(jiān)測服務器機柜內的冷板表面及鏈接管道是否有液體泄漏。這一創(chuàng)新技術能夠迅速發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)出預警，從而顯著降低業(yè)務中斷的可能性，并大幅提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

更為重要的是，聯(lián)想問天海神液冷方案還支持“600W CPU +1200W GPU”散熱，整體PUE指標小于1.1，且熱量回收超80%，可將數(shù)據(jù)中心功耗降低高達40%，極大滿足國家對數(shù)據(jù)中心的“綠色低碳”要求。

其次，質量安全保障方面，聯(lián)想冷板式液冷服務器采用一體式冷板，冷板加工工藝和檢測方面有多重質量安全保障。最為典型的例子，就是焊膏改為一體成型焊片工藝，進一步提升焊接質量穩(wěn)定及可靠性，焊著率提升到85%以上超出國標要求（國標為80%），依據(jù)實際應用要求增加最小焊縫管控并提升管控標準，焊接厚度>=1mm，保證無漏點。在基礎上，通過AI輔助檢測技術，還實現(xiàn)100%無損檢測，為整個液冷系統(tǒng)提供更加堅實的質量安全保障。

除了生產(chǎn)制程實施嚴苛，聯(lián)想冷板式液冷服務器在出貨前，其冷板組件還執(zhí)行100%干燥并監(jiān)測管路內部濕度，嚴格保證出貨質量；同時還給管路充氮，預打2個大氣壓氮氣，保證冷板組件管路內部維持在無氧環(huán)境無細菌滋生；而在大規(guī)模驗證方面，聯(lián)想問天海神液冷技術在中國客戶的上萬臺液冷服務器驗證中，三年來未發(fā)生任何漏液事件，真正實現(xiàn)了安全可靠“零風險”。

最后，服務保障方面，根據(jù)客戶的具體需求，聯(lián)想可提供定制化的聯(lián)想問天海神液冷部署解決方案，包括服務器選型、系統(tǒng)設計、安裝調試等全生命周期服務保障。此外，聯(lián)想問天海神液冷方案也支持節(jié)點交付、標準交付以及一體交付等。

不僅如此，聯(lián)想還提供專業(yè)的超算踏勘部署服務，該服務由原廠專業(yè)團隊實施交付，提供“交鑰匙”服務內容，針對HPC集群系統(tǒng)提供“一站式”無憂服務。同時，AI智算踏勘服務，同樣也可以可提供數(shù)據(jù)中心動環(huán)評估、空間承重評估、PUE評估等全方位勘測，讓客戶的數(shù)據(jù)中心更好的適配AI設備，最大程度發(fā)揮AI設備的計算能力。

值得一提的是，聯(lián)想還將自身在液冷技術、質量安全保障、服務保障方面沉淀的經(jīng)驗凝練成為了《聯(lián)想問天海神液冷方案白皮書》，該《白皮書》向業(yè)界充分展示了聯(lián)想在液冷技術領域的創(chuàng)新突破，詳細介紹了聯(lián)想領先的設計理念與精湛的工藝技術，以及在安全質量和服務保障方面的綜合實力，無疑也為數(shù)據(jù)中心用戶選擇液冷解決方案提供重要的借鑒和參考的價值。

在李鑫看來，過去液冷是一個相對比較“高大上”的技術，主要是在科學計算場景中使用，但隨著智算中心的崛起，液冷被討論和應用也越來越多，而作為液冷技術領域的領導者，聯(lián)想也希望基于自身的技術創(chuàng)新和應用實踐，能夠給更多的數(shù)據(jù)中心用戶帶來因地制宜的“中國方案”，幫助更多的中國客戶走好“綠色低碳”轉型之路。

“整個白皮書我們分為了三冊，其中一部分內容是如何去設計液冷相關的方案。比如現(xiàn)在市場流行的冷板式的液冷，那么它的設計方方法論是什么？冷卻水的標準是什么？在冷板式液冷的循環(huán)過程中，水流的速度是什么等等。此外，質量部分的內容，主要是去告訴從業(yè)者如何保證液冷數(shù)據(jù)中心的長期可靠性，因為不可能裝機之后就不管，它的維護質量和服務還會有更多的要求。如要定期檢測水的雜質，pH 值低了添什么？ pH 高值高了添什么？如果檢測有異樣的微生物，要加什么進去等等?？傊?，我們希望通過白皮書的形式，讓業(yè)界更好地了解聯(lián)想在液冷技術領域的所思所考，以及沉淀出的實踐經(jīng)驗。”李鑫說。

如果站在今天看過去，每一次技術的創(chuàng)新，都可能是一場“蝴蝶效應”的開始。而現(xiàn)在，在液冷技術領域，可以看到聯(lián)想正通過自身的技術創(chuàng)新和應用實踐，所打造出的聯(lián)想問天海神液冷品牌，不但為整個液冷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供出了更優(yōu)的技術和方案，同時也為整個液冷產(chǎn)業(yè)未來的技術創(chuàng)新開辟出了全新的視野，相信這一系列的探索與實踐，將為數(shù)據(jù)中心走向綠色低碳提供更加可靠的技術和方案支撐，為千行萬業(yè)的數(shù)智化轉型提供更為堅實的保障。

03.

服務中國用戶，

加速數(shù)據(jù)中心綠色升級

當然，作為“專屬”中國客戶的液冷品牌，以及專為“匹配”中國客戶的數(shù)據(jù)中心而設計的聯(lián)想問天海神，不僅技術領先，同時其超過七萬節(jié)點的液冷服務器集群交付項目經(jīng)驗，廣泛應用于高校、科研機構、政企等領域的落地場景，也為聯(lián)想深度服務中國用戶，加速數(shù)據(jù)中心綠色低碳升級夯實了堅實的基礎。

在教育行業(yè)，華南理工大學基于聯(lián)想的異構算力設計，搭配CPU和GPU的混合使用滿足多樣化的計算需求，同時與聯(lián)想問天海神液冷方案構建了校級智算中心平臺，整體雙精度算力7.3PFlops，全液冷設計（涵蓋電源模塊），實現(xiàn)了95%以上的水冷散熱效率，數(shù)據(jù)中心能源成本縮減40%以上，達到了國內綠色節(jié)能標準的最高等級。

同樣，南京大學攜手聯(lián)想基于聯(lián)想服務器、聯(lián)想DSS存儲、LiCO調度軟件打造的高性能計算集群，提供了一套從最底層基礎設施到上層資源管理門戶在內的完整HPC 系統(tǒng)，其中聯(lián)想問天海神液冷方案的應用比風冷節(jié)省45%的能耗，陪伴南京大學精準完成多領域學科復雜演算任務。

在制造行業(yè)，聯(lián)想助力吉利汽車集團打造了吉利星睿智算中心·智能仿真平臺，是目前國內已知汽車制造企業(yè)一次性建設的最大仿真科學計算集群。該平臺支持吉利汽車集團實現(xiàn)12000+次/輛的模擬安全碰撞。同時，聯(lián)想問天海神液冷方案的應用，將PUE值降至1.1062，一年滿負荷運行，可減少約3179噸碳排放。

在科研領域，聯(lián)想為海南人工智能計算中心提供了4.86 PFLOPS FP64算力方案，且PUE值整體低于1.2，該方案同樣基于聯(lián)想問天海神液冷方案打造，采用間接式液冷方式對計算機服務器進行冷卻，同時對CPU、GPU等部件采用微通道散熱器，對內存、較低功耗的I/O板卡等部件采用導熱板散熱技術。通過減少對空調和散熱器的需求， 海南人工智能計算中心節(jié)省了40%以上的能耗成本，熱量還可以循環(huán)利用，給機房、社區(qū)加熱，同時噪音也比風冷低很多。

聯(lián)想中國基礎設施業(yè)務群戰(zhàn)略總監(jiān)黃山強調表示：“聯(lián)想問天海神傳承先進技術的同時也深入匹配中國客戶需求，未來借助本地質量把控與服務能力，我們希望能夠因地制宜為中國客戶提供全面且成本優(yōu)化的智算液冷解決方案，同時持續(xù)引領面向超智融合的本地液冷技術創(chuàng)新?！?/strong>

所謂“因地制宜”，指的是在新建智算中心場景中，如果客戶以搭建AI訓練集群為目的，那么給GPU上冷板式液冷是相當劃算的，聯(lián)想則支持客戶搭建液冷數(shù)據(jù)中心；而一些老舊的數(shù)據(jù)中心出于降低PUE值的要求，但本身又很難進行大規(guī)模的“改造”，那么聯(lián)想也能提供風液混合的方案組合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的“降本增效”。

黃山最后表示，在液冷技術方面，聯(lián)想已經(jīng)全面布局和引領液冷關鍵技術的研發(fā)及應用，目前可靈活應用風液混合、全液冷、整機柜液冷和單相浸沒式等主流液冷技術。在此基礎上，聯(lián)想也將持續(xù)面向超智融合的計算場景，展開本地的液冷技術創(chuàng)新。

第一，在冷板液冷方向，聯(lián)想已規(guī)模量產(chǎn)冷板液冷服務器及整機柜產(chǎn)品，全面覆蓋高功耗部件的散熱方案；正在積極推動低成本冷板方案的應用，實現(xiàn)風液同價目標；同時已著手研發(fā)相變冷板，來積極應對未來更高功耗芯片的需求。

第二，在單相浸沒液冷方向，聯(lián)想與清華大學開展深入技術預研合作，研發(fā)流場優(yōu)化方案及高性能散熱器，使冷卻液的冷卻效率最大化，獲得最優(yōu)PUE；同時在冷卻液、Tank設計方案、CDU等各方面探索低成本方案，推動浸沒液冷的快速普及。

第三，在相變浸沒液冷方向，聯(lián)想正快速開展技術積累，計劃于2025年發(fā)布相變浸沒方案，為高速增長的系統(tǒng)散熱功耗需求準備好解決方案，為更冷靜、更可靠的服務器及數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品提供有力支持。

總的來看，數(shù)據(jù)中心邁向“液冷”新時代，聯(lián)想不僅是探索者，也是實踐者，更是領導者。同樣，基于“聯(lián)想問天海神”所打造的面向中國市場的全場景液冷產(chǎn)品線，豐富和完善的方案組合以及大規(guī)模且經(jīng)實際驗證的落地方案，相信聯(lián)想將在液冷技術創(chuàng)新領域產(chǎn)生更大的創(chuàng)新力、想象力和實踐力，并持續(xù)推動數(shù)據(jù)中心的綠色低碳升級新進程。