年平均PUE值1.22!国家超级计算无锡中心“绿色机房”是如何建成的?

两年时间
减少约700万度耗电量
节约400多万元电费
在很多人不知道的情况下
滨湖悄然出现了一位“节能大户”
今天,让我们一起来揭开这位
“节能大户”的神秘面纱

2016年,位于国家超级计算无锡中心,由我国自主研制的超级计算机“神威·太湖之光”勇夺世界超级计算机TOP500排名桂冠。而今,“神威·太湖之光”所在的国家超级计算无锡中心又在绿色发展领域突破新瓶颈——数据中心年平均PUE值达到1.22,远远优于行业水平,打造出了一个低能耗、高运算的“绿色环保机房”。

什么是PUE值?

PUE(PowerUsageEffectiveness,电源使用效率)值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。

PUE = 数据中心总能耗/IT设备能耗

PUE值越接近于1,表示一个数据中心的绿色化程度越高。

“绿色机房”的建设是一种必然选择

对于国家超级计算无锡中心来说,“绿色机房”建设是从“神威·太湖之光”研发之初就注定要走的道路。

“'神威·太湖之光’采用的是液冷技术,所以从一开始就决定了它突出的冷却效果。”国家超级计算无锡中心系统保障部部长姚振打开“神威·太湖之光”的运算设备,指着运算单元上连接的两根水管告诉记者,这两根水管是冷却系统的重要组成部分,也是“神威系列”超算的一大特点。

正是因为研发时就考虑到了节能的必要性,国家超级计算无锡中心运营之初,数据中心的PUE值就已经达到了1.3左右,优于《江苏省“十三五”节能减排综合实施方案》所要求的1.5。

虽然早已迈过及格线,但是国家超级计算无锡中心并未停下脚步,而是不断增强节能增效的意识,深化绿色发展理念,把节能作为运维部门的重要绩效考核指标之一,始终在成为节能增效、“绿色机房”建设“优等生”的道路上攻关前进。

可以说,国家超级计算无锡中心把建设“绿色机房”当作自身持续发展的一条必然道路,至今已在这条道路上立下了第一道丰碑,上面写着——年平均PUE值约等于1.22。

“绿色机房”建设的回报是长远的

“绿色机房”建设的回报如何?“两年时间,减少约700万度耗电量,节约400多万元电费。”国家超级计算无锡中心给了一个初步答案,并且相信这个答案会越来越精彩。

这个答案,说出来,只需两秒,但做出来,却花了四年。

2016年,在“神威·太湖之光”运营之初,人工调整系统参数和定期清洗换热设备是国家超级计算无锡中心保持冷却系统为数据中心持续散热、达到节能效果的唯一方式,人工成本高、效率低。

用姚振的话来说,这时候的冷却系统就相当于“一辆手动挡的车”,为了提高系统运行效率,运维人员需要频繁地调整设定参数以应对末端计算负载的波动和外界环境温湿度的变化。

永远追求更高水平,这就是科研的动力。经过前几年的运维经验积累和新的节能技术引进,2019年5月,国家超级计算无锡中心对冷却系统进行了节能改造,在原有基础上,增加了水泵变频器和自动优化控制系统。“这一改造,相当于把车的手动挡变速箱换成了自动变速箱,并配置了高效率的换挡程序。”

冷却系统在水泵变频器和自动优化控制系统的控制下,不断实时调整输出,使冷却系统处于最高效的运行状态。“PUE值会受到实时环境温湿度变化的影响而有所波动,但基本稳定,目前我们的年均PUE值是1.22左右。姚振打开自动优化控制系统给记者介绍道。

“虽然之前的冷却系统也可以稳定运行,但我们坚信在节能方面的投入会给我们带来长期且巨大的回报。”谈起这套由国家超级计算无锡中心自主设计的节能控制系统,姚振信心满满。

树立绿色发展的理念是关键

要真正做到节能增效,坚定不移践行绿色发展理念是关键。国家超级计算无锡中心始终相信绿色发展的长期效益,不断在这个领域钻研攻关。

“我们还把故障的、分散的、不稳定的、性能异常的资源节点整合到单个机仓,设置合理的节能管理策略,降低功耗,提高计算资源的使用效率。”姚振告诉记者,整合之后,计算设备在提供同等算力条件下用电量下降了5%左右。

现在,提高运算效率和降低PUE值,已经成为国家超级计算无锡中心实现节能增效的两大法宝。

“我们这个冷却系统节能技术是可以推广的。”姚振告诉记者,国家超级计算无锡中心正在使用的冷却系统节能技术可以为计算行业、数据中心、相关企业、大型商场等提供节能改造方案定制服务。他认为,随着我国绿色发展理念的逐渐深化,各个行业对于节能技术的需求会越来越大。

“因为'神威·太湖之光’系统是整年都在运行的,我们相信节能改造可以给我们带来超出投入的回报。”姚振表示,绿色发展理念要真正深入人心,需要一个长期的过程,要真正实现全社会范围的绿色发展,需要政府和行业、企业的共同努力。

作为太湖湾科创带建设的核心区,拥有全市90%科研院所资源和一大批智能制造企业,滨湖将持续推进绿色转型,不断筑牢滨湖社会经济高质量发展的绿色根基。

策划:无锡市滨湖区融媒体中心
部分照片来源:超算
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