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展商风采 |【德塔解读】《超级计算数据中心设计要求》正式实施,DTCT绿色超级计算数据中心如何打通低碳路径?

来源:智博会   作者:   更新时间:2022-04-29   浏览次数:159 次

摘要

浙江德塔森特数据技术有限公司参编的团体标准《超级计算数据中心设计要求》已于11月11日正式开始实施,标准编号为T/CCUA 016-2021。
国务院近日印发的《2030年前碳达峰行动方案》提出,重点实施能源绿色低碳转型行动、实施节能降碳增效行动等“碳达峰十大行动”。加强以数据中心为代表的新型基础设施节能降碳,推动数据中心使用绿色能源供电,不仅可以促进通信业节能减排,还可以促进能源绿色低碳转型,打通低碳路径。

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标准解读

1.目的和范围

本文件规定了超级计算数据中心的总体要求和设备布置、建筑与结构、电气、空气调节与给排水、网络与布线系统、智能化系统等方面的设计要求。目的是确保超级计算机安全、稳定、可靠地运行,做到技术先进、经济合理、安全适用、节能环保。适用对象为各类有超级计算数据中心规划设计需求的使用方、设计院、施工方、超算设备供应商。
本标准适用于新建、改建和扩建的超级计算数据中心的规划设计,也可适用于其他类型的高性能(高速、高密度)计算中心。

2.主要章节内容

本标准共有十个章节,一个规范性附录和一个资料性附录,分别是:1范围、2规范性引用文件、3术语、定义和缩略语、4总体要求、5设备布置、6建筑与结构、7电气、8空气调节与给排水、9网络与布线系统、10智能化系统及附录A(规范性):超算中心基础设施配置要求和附录B(资料性):变配电监测管理系统设计指南。

3.主要内容解读

(1)超算的定义
超算虽然被社会广泛关注,但是在编制本标准时,我们就什么是超算征询过许多专业人士,结果得到的答案是五花八门,而百度百科是这样定义超级计算机的:超级计算机(Super computer)是指能够执行一般个人电脑无法处理的大量资料与高速运算的电脑。就超级计算机和普通计算机的组成而言,构成组件基本相同,但在性能和规模方面却有差异。超级计算机主要特点包含两个方面:极大的数据存储容量和极快速的数据处理速度,因此它可以在多种领域进行一些人们或者普通计算机无法进行的工作。
拿超级计算机与个人电脑比较容易让人产生误解,认为超级计算机只是功能上比个人电脑强些,而实际上并非如此。首先个人计算机在软件、硬件和性能等诸方面与超级计算机不存在可比性;其次超级计算机在数据存储量方面并没有特别要求,其数据存储能力主要是为快速处理数据服务的,他本身并不是一个数据存储仓库;超级计算机在构成组件上,名称可能与一般计算机基本相同,而实际上已经大相径庭了。通过广泛征求意见,大部分业内专家认为该定义不准确。首先,超级计算机是一个由通用或专用的高性能硬件和软件组成的计算系统。中小超算有可能是由通用的高性能硬件和软件组成的计算系统,而大型、超大型超算一定是专用的高性能硬件和软件组成的计算系统。其次,有别于一般数据中心的计算机,超级计算机是一个提供算力的高性能计算平台。一般数据中心存储能力会占数据中心很大的比例,而超算中心的运算能力会占数据中心总能力的很大比例。
在广泛调查研究的基础上,结合多位超算专业人士的意见,编制组最终决定将超算的概念分离为超级计算机和超级计算数据中心两个概念。
超级计算机是基于通用或专用的高性能硬件和软件组成的,为处理复杂的数据、算法和应用等提供算力的高性能计算平台。也可简称为高性能计算机、并行计算机或巨型机。
超级计算数据中心也就是我们常说的超算中心是为集中放置的超级计算机设备提供运行环境的建筑场所,可以是一栋或多栋建筑物,也可以是一栋建筑物的一部分。
(2)超算中心的组成
超算中心作为数据中心的一个分支,既具有一般数据中心的特点,也有许多自己独有的要求,就场地的划分来说,与常规数据中心差别不大,但在设备布置和技术要求方面与GB50174界定的数据中心存在较大差异。差异最大的就是超级计算机房,也就是GB50174定义的主机房。超算中心内保证超算运算性能的主要有计算节点、高速网络节点、存储节点和管理节点。我们定义的超级计算机房就是由计算节点、高速网络节点、存储节点和管理节点等功能区域组成的,其中计算节点是决定超算运算速度最核心的部分,也是与GB50174规定的主机房设计要求差异最大的部分。
超算中心的组成既参考了GB50174的功能区划分,又充分考虑到超算中心的特点。超算中心由超级计算机房、辅助区、支持区和运营管理区等功能区域组成,除了超级计算机房与GB50174主机房存在较大的差异外,辅助区、支持区也存在一些差异,尤其是液冷超算中心,而管理区的差异不大。
超级计算机房由核心机房区和通用机房区组成,核心机房区与通用机房区宜布置在不同房间内,也可以布置在同一个房间内。
辅助区用于超级计算机安装、调试、维护、运行监控和管理的场所,比常规数据中心多出了超算监控中心和冷媒充装间等区域。对于一些中小超算中心可能没有独立的超算监控中心,是与综合监控中心合二为一的。冷媒充装间只有液冷超算中心才需要配置,对于风冷超算中心没必要配置。
支持区为超算中心提供动力支持和安全保障的区域。从功能区域划分上看,与一般数据中心几乎没有差异,但是从系统配置上存在很大差异,大型、超大型超算中心基本上无法满足GB50174的A、B等级要求。
(3)分类
本标准根据超算的运算速度、节点冷却方式和安装地点对超算中心进行了分类(见表1),并以运算速度为依据确定了超算中心的配置要求S1,S2(见表2)。S1是针对国家级超级计算机房进行配置的,S2是针对中小超级计算机配置的。在标准附录A分别列出了针对S1和S2两类超算中心的设计要求。超算中心应根据运算速度的不同,在基础设施设计时宜选择不同的配置要求。

表1 超算中心分类表
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表2 超算中心运算速度与基础设施配置对应关系
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(4)平面布局与结构荷载
目前大中型超算采用液冷技术的越来越多了,而液冷服务器的维护需要一个特定的维护空间,为此本标准规定了采用液冷技术的超算中心要设置一个设备维护间。
超算中心内的设备很重,尤其是液冷服务器,一个机柜的重量超过1.5吨甚至更重,所以对结构荷载提出的要求更严格。
工艺设备及配套机电设备安装区域的结构设计应满足设备运行所需的荷载要求,运输通道应满足运输荷载要求,否则应采取加固措施,核心机房区的荷载应满足设备安装要求,设备无明确规定时,宜符合表3中的规定,其他区域荷载应符合附录A中的规定。

表3 核心机房区荷载要求
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(5)供配电要点
超算中心的特点就是电力需求巨大,在极限运行工况时更是如此。而在平时运行时,电力消耗仅仅是极限工况的50%~60%,所以电力浪费较大,如何让富余的电力应用起来,需要设计人员统筹设计,为此本标准提出了“超算中心供配电系统宜根据极限测试工况及日常运行工况的负荷情况,进行用电负荷分期统筹设计,充分利用市政电力资源”的要求。
由于计算节点功耗很大,要保持电源的三相平衡,节点布置就非常重要,为此本标准规定了“核心机房区多组计算节点的供电,宜均匀分配在不同电源母线上”。
超算能耗大是众所周知的,对于大型超算,其电力需求的巨大已经在很大程度上影响了设计要求。S1类超算中心是大型超算中心的设计要求,按道理应该在电力保障上提供非常可靠的设计,但实际情况是几乎没有大型超算中心可以满足GB50174的A级要求,甚至B级都无法满足。我们根据调研及已有设计经验,提出了附录A中关于柴发和不间断电源的规定。
(6)其他要点
在常规的数据中心设计中,主机房除了事故后排风系统外不会存在其他的排风系统,但在采用浸没式或喷淋式液冷技术的超算中心,由于冷媒介质会有一定的气体逸散出来,所以需要额外的排风系统。
电力安全是超算中心的关键环节,而电力消耗很大,使电力的能耗管理也变得非常重要,为此本标准要求S1配置的超算中心应该配置独立的电力监控系统,S2配置的超算中心也尽量配置。

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DTCT低碳之路


德塔森特作为《超级计算数据中心设计要求》的参编者,将围绕云时代数据中心的核心导向——绿色低碳、高效交付和智能运控,打造德塔森特新一代绿色超级计算数据中心。
从规划、设计、建造到运维,德塔森特绿色超级计算数据中心贯彻全生命周期低碳节能策略。自规划期间就充分重视自然冷源、清洁能源和利旧改造,以保障环境与业务可持续发展;设计时关注储能蓄冷、建筑布局和低能耗设计,实现数据中心的全系统协同降能耗;结合工厂预制、本地生产和可再利用材料等方式,德塔森特可完成数据中心的快速低碳交付;DTCT云运维管理平台,可实现对数据中心效率提升、废料回收和设备维护的动态可控运维管理。
不管是数据中心建设还是服务器制造,德塔森特都可通过标准化接口、预制化模块和工业化生产,完成快速交付,建设周期比传统模式减少55%。内置新型高效UPS和空调组件,使得整个系统的PUE值小于等于1.2,相比传统模式节能50%以上。
同时德塔森特基于智能运维平台,在全国各地建立运维工程师团队,可支撑多地域数据中心的长期稳定运行。7*24小时无人值守有效降低运维人员工作量,协助提高运维质量与效率。
绿色是高质量发展的底色。德塔森特在保持高速增长的同时,为超级计算数据中心注入更多绿色动能。在以数字技术服务实体经济的过程中,德塔森特不仅积极推进自身的减碳发展,还将携手合作伙伴为低碳贡献更多“绿色力量”!

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