近日，由CDCC和益企研究院主辦，OCTC開(kāi)放計(jì)算委員會(huì)協(xié)辦的“2024中國(guó)智算中心全棧技術(shù)大會(huì)、第5屆中國(guó)數(shù)據(jù)中心綠色能源大會(huì)暨第10屆中國(guó)（上海）國(guó)際數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)”在上海新國(guó)際博覽中心盛大開(kāi)幕！曙光數(shù)創(chuàng)作為液冷數(shù)據(jù)中心技術(shù)的領(lǐng)航者之一，受邀參加此次盛會(huì)。

在本次大會(huì)中，曙光數(shù)創(chuàng)副總裁兼CTO張鵬博士在“AI時(shí)代 液冷爆發(fā)”論壇發(fā)表《相變浸沒(méi)液冷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分享》主題演講。曙光系是液冷數(shù)據(jù)中心，尤其是浸沒(méi)式液冷數(shù)據(jù)中心，的最大實(shí)踐者。自從2011年開(kāi)始啟動(dòng)液冷相關(guān)技術(shù)的研究，至今連續(xù)三年液冷產(chǎn)品市占率第一，在浸沒(méi)液冷技術(shù)和項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都有豐富且精深的積累，本次張鵬深度解析了曙光數(shù)創(chuàng)相變浸沒(méi)液冷系統(tǒng)的獨(dú)到之處，揭秘了這一前沿技術(shù)的關(guān)鍵所在。

演講中張鵬博士對(duì)曙光數(shù)創(chuàng)相變浸沒(méi)液冷系統(tǒng)6大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了全面的剖析，每一項(xiàng)技術(shù)難題的攻克，都彰顯了曙光數(shù)創(chuàng)在液冷領(lǐng)域的深厚技術(shù)底蘊(yùn)，也側(cè)面反映了其在推動(dòng)數(shù)據(jù)中心綠色轉(zhuǎn)型和能效提升方面的重要貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵技術(shù)1—浸沒(méi)冷媒新材料：聯(lián)合研發(fā) 自主可控

冷媒是實(shí)現(xiàn)高效浸沒(méi)冷卻技術(shù)的重要材料，液冷系統(tǒng)的換熱效果、材料與信號(hào)兼容性、安全性等都與冷媒自身的物性特征緊密相關(guān)。冷媒作為高效浸沒(méi)液體冷卻技術(shù)的換熱介質(zhì)，須具有高絕緣、低沸點(diǎn)、大潛熱、穩(wěn)定性高、低粘度、安全性、以及環(huán)境友好（無(wú)臭氧破壞、溫室效應(yīng)低）等諸多特點(diǎn)，這對(duì)浸沒(méi)冷媒的篩選和測(cè)試工作帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。曙光數(shù)創(chuàng)浸沒(méi)液冷所使用的冷媒是曙光數(shù)創(chuàng)與中國(guó)科學(xué)院某研究所聯(lián)合研發(fā)的產(chǎn)品，冷媒的整個(gè)研發(fā)過(guò)程科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，技術(shù)先進(jìn)，同時(shí)符合國(guó)家政策的要求，綠色環(huán)保。與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，曙光數(shù)創(chuàng)冷媒在性能和成本方面具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。從2017年到2024年，經(jīng)過(guò)三代冷媒產(chǎn)品的研發(fā)迭代，曙光數(shù)創(chuàng)的浸沒(méi)冷媒實(shí)現(xiàn)了技術(shù)自主可控、成本可控、性能優(yōu)越和安全環(huán)保。

關(guān)鍵技術(shù)2—材料兼容性技術(shù)：構(gòu)建兼容性數(shù)據(jù)庫(kù)

若將服務(wù)器浸沒(méi)在冷媒中，須考慮服務(wù)器的電子元器件、結(jié)構(gòu)件、密封件、焊料等所有涉液部件與冷媒的兼容性問(wèn)題，確保其與冷媒長(zhǎng)期兼容，不影響液冷服務(wù)器的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。曙光數(shù)創(chuàng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)自2012年就開(kāi)始了冷媒相關(guān)兼容性研究，搭建了專用兼容性測(cè)試平臺(tái)，選出了適合浸沒(méi)液冷的冷媒，并與幾十種電子元器件進(jìn)行了數(shù)萬(wàn)小時(shí)的材料相容性測(cè)試，建立了材料"白名單"和"黑名單"，并不斷迭代出適用于全浸式液體相變冷卻技術(shù)的完善材料兼容性數(shù)據(jù)庫(kù)，在為該技術(shù)在電子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的全面推廣應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的同時(shí)，還在實(shí)踐中摸索出一套自主高效的冷媒篩選及材料兼容性測(cè)試方法，為設(shè)計(jì)和材料選擇提供了明確的依據(jù)。

關(guān)鍵技術(shù)3—高速信號(hào)衰減抑制技術(shù)：信號(hào)完整性的保障

由于冷媒的介電常數(shù)與空氣不同，信號(hào)在浸沒(méi)環(huán)境中傳輸路徑的分布電容增加，導(dǎo)致高頻信號(hào)衰減。這給主板設(shè)計(jì)和信號(hào)完整性 (SI: Signal Integrity) 帶了巨大挑戰(zhàn)。主板上的CPU、GPU、內(nèi)存、PCIe、高速網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)速率均高于1Gbps，此類信號(hào)在全浸環(huán)境下電信號(hào)特征會(huì)出現(xiàn)明顯的失真，嚴(yán)重影響信號(hào)可靠傳輸。曙光數(shù)創(chuàng)通過(guò)研究浸沒(méi)環(huán)境下的高速信號(hào)衰減規(guī)律，針對(duì)關(guān)鍵高速信號(hào)傳輸進(jìn)行了優(yōu)化，形成了一整套針對(duì)浸沒(méi)環(huán)境的高速信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范，包含主板Layout規(guī)則、板卡材料要求、測(cè)試方法等多方面內(nèi)容。

關(guān)鍵技術(shù)4—結(jié)構(gòu)密封與機(jī)電轉(zhuǎn)接：實(shí)現(xiàn)氣液循環(huán)的密封解決方案

全浸式液體相變冷卻技術(shù)要求在密封環(huán)境中進(jìn)行冷媒的氣液兩相循環(huán)，以避免冷媒的損失。曙光數(shù)創(chuàng)通過(guò)開(kāi)發(fā)適用于液體、氣體、電氣和信號(hào)的連接器，使這些連接器能夠在密封環(huán)境中實(shí)現(xiàn)內(nèi)部和外部的連通，同時(shí)保持良好的密封性能。這種結(jié)構(gòu)密封技術(shù)對(duì)于保持系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

關(guān)鍵技術(shù)5—高效相變換熱技術(shù)：液冷的創(chuàng)新應(yīng)用

相變換熱技術(shù)通過(guò)強(qiáng)化沸騰和強(qiáng)化冷凝過(guò)程來(lái)提高冷卻效率。曙光數(shù)創(chuàng)聚焦于散熱器表面處理工藝的創(chuàng)新。通過(guò)微納復(fù)合強(qiáng)化沸騰結(jié)構(gòu)的引入，散熱器表面被賦予了前所未有的微觀形態(tài)，從而顯著增加了氣化核心的數(shù)量。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)，促使沸騰過(guò)程在更低的過(guò)熱溫度下發(fā)生，極大地提高了熱傳導(dǎo)效率。氣泡在微納復(fù)合結(jié)構(gòu)上形成并迅速脫離，加速了熱量的散發(fā)，確保了液冷系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

強(qiáng)化冷凝傳熱，則是通過(guò)精心設(shè)計(jì)的微納復(fù)合翅片鋸齒狀結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這一獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，旨在擾動(dòng)冷凝液的流動(dòng)狀態(tài)，打破液膜表面張力的平衡。在微納復(fù)合翅片的作用下，冷凝液的流動(dòng)狀態(tài)變得更為復(fù)雜，促使液膜在重力作用下快速脫離冷凝管，大大加快了冷凝過(guò)程。這種創(chuàng)新的冷凝機(jī)制，不僅提高了熱交換效率，還減少了冷凝液的滯留時(shí)間，從而降低了能耗，提升了整體系統(tǒng)的冷卻效能。

通過(guò)強(qiáng)化沸騰和強(qiáng)化冷凝兩項(xiàng)技術(shù)的協(xié)同作用，曙光數(shù)創(chuàng)的液冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)冷卻方式的超越，為數(shù)據(jù)中心的高效、節(jié)能冷卻提供了全新的解決方案。

關(guān)鍵技術(shù)6—相變換熱自動(dòng)控制技術(shù)：智能化的系統(tǒng)管理

全浸式液體相變服務(wù)器，作為數(shù)據(jù)中心綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)供液流量、溫度和系統(tǒng)壓力的精準(zhǔn)控制提出了極高的要求。任何細(xì)微的失控，都可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，迅速導(dǎo)致芯片溫度異常升高、服務(wù)器內(nèi)部壓力超標(biāo)，甚至引發(fā)設(shè)備干燒損壞的嚴(yán)重后果。因此，尋找最適宜的控制策略，是確保其卓越的性能和系統(tǒng)可靠性亟待攻克的難題。

面對(duì)全浸式液體相變服務(wù)器中固有的復(fù)雜非線性特性，傳統(tǒng)的微分方程建模方法逐漸顯露出局限性。曙光數(shù)創(chuàng)憑借其深厚的研發(fā)底蘊(yùn)，引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等前沿技術(shù)，替代傳統(tǒng)方法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了深度建模。這一創(chuàng)新舉措，不僅能夠精準(zhǔn)捕捉系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，還為控制器設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化提供了強(qiáng)大的仿真驗(yàn)證環(huán)境。通過(guò)這一系列復(fù)雜而精細(xì)的建模工作，曙光數(shù)創(chuàng)得以在虛擬空間中反復(fù)試驗(yàn)和優(yōu)化，確保了控制策略的高效性和可靠性。

為了使控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、快速且準(zhǔn)確地響應(yīng)負(fù)載變化，曙光數(shù)創(chuàng)采用了串級(jí)雙層閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，并巧妙地融入了基于模型預(yù)測(cè)的前饋控制環(huán)節(jié)。這一控制架構(gòu)，不僅增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性和適應(yīng)性，還顯著提高了其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。無(wú)論是在負(fù)載突然激增還是驟降的情況下，控制系統(tǒng)都能夠迅速做出調(diào)整，確保服務(wù)器內(nèi)部的溫度和壓力維持在安全范圍內(nèi)，有效避免了因響應(yīng)遲緩而可能導(dǎo)致的一系列問(wèn)題。這種前瞻性與創(chuàng)新性的控制策略，充分體現(xiàn)了曙光數(shù)創(chuàng)在液冷技術(shù)軟件控制方面的深刻洞察和卓越能力。

攀登液冷科技高峰，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)持續(xù)迭代

在浸沒(méi)液冷產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程中，曙光數(shù)創(chuàng)面臨著一道道技術(shù)難關(guān)，每一次挑戰(zhàn)都如同攀登科技的高峰，考驗(yàn)著團(tuán)隊(duì)的智慧與毅力。面對(duì)浸沒(méi)液冷技術(shù)中錯(cuò)綜復(fù)雜的挑戰(zhàn)，曙光數(shù)創(chuàng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)展現(xiàn)出了非凡的創(chuàng)造力和出色的解決問(wèn)題能力。正是這份對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的執(zhí)著追求，讓曙光數(shù)創(chuàng)在一次次攻堅(jiān)克難中茁壯成長(zhǎng)，勇于探索未知，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，不斷推動(dòng)技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的持續(xù)更新和迭代升級(jí)。

曙光數(shù)創(chuàng)-液冷數(shù)據(jù)中心核心廠商

曙光數(shù)創(chuàng)的液冷技術(shù)已在多個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，包括政府、金融、科教、互聯(lián)網(wǎng)等，為不同場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)中心提供了高效、可靠的冷卻解決方案。

本次大會(huì)的成功舉辦，不僅為行業(yè)提供了一個(gè)交流和學(xué)習(xí)的平臺(tái)，也為曙光數(shù)創(chuàng)等企業(yè)展示了其在數(shù)據(jù)中心綠色能源領(lǐng)域的突出優(yōu)勢(shì)。在此次盛會(huì)上，曙光數(shù)創(chuàng)不僅展示了其在液冷技術(shù)領(lǐng)域的深厚積累，更首次公開(kāi)揭秘了相變浸沒(méi)液冷技術(shù)的獨(dú)家?jiàn)W秘，曙光數(shù)創(chuàng)通過(guò)一系列詳實(shí)的數(shù)據(jù)，展示了在相變浸沒(méi)液冷技術(shù)上的最新研究成果，用實(shí)際行動(dòng)詮釋了科技創(chuàng)新的力量。

未來(lái)，曙光數(shù)創(chuàng)將繼續(xù)秉承創(chuàng)新精神，深耕液冷技術(shù)，不斷探索和實(shí)踐，致力于為行業(yè)帶來(lái)更加高效、可靠、環(huán)保的冷卻解決方案，助力數(shù)據(jù)中心行業(yè)向更綠色、更智能的方向發(fā)展，讓我們共同期待，在AI賦能的新時(shí)代，共同構(gòu)建一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字化未來(lái)。