让数据中心更绿色 英特尔与百度协同创新实现节能减排

作者:李祥敬   【原创】   2021-12-08 13:56:34

关键字: 英特尔 百度 数据中心

在数据中心领域,英特尔与合作伙伴在优化数据中心能效,扩大再生能源的利用、开发先进冷却系统和解决方案等方面都展开了卓有成效的合作。

我国已经向世界宣布,力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。在数字经济迅猛发展的当下,通过数字化转型推动碳达峰、碳中和目标实现是一种有效的途径。

工业和信息化部印发的《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》就着重引导新型数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色低碳发展道路,包括加快先进绿色技术产品应用、持续提升高效清洁能源利用水平、优化绿色管理能力,对高耗低效的数据中心加快整合与改造。

百度基础架构部高级总监刘斌告诉记者,技术是第一生产力,也是整个“碳中和”的第一推动力。百度是一家以技术为基因或者见长的公司,秉持“科技为更好”的可持续发展理念,依托全栈和领先的人工智能技术和丰富的产业实践,不仅自身达成“碳中和”目标,同时也会通过技术输出助力全社会节能减排。

2021年6月22日,百度正式公布了在2030年实现百度集团运营层面的“碳中和”目标,以2020年为基准年,计划在已有绿色实践基础之上参照《温室气体核算体系》范围一、二类型,在数据中心、办公楼宇、碳抵消、智能交通、智能云、供应链六个方面,全面构建2030年“碳中和”目标的科学实现路径。

同样,作为一家全球领先的技术公司,英特尔始终把可持续发展贯穿到生产、经营的每个环节,并通过具有创新性的技术帮助合作伙伴努力降低他们的碳“足迹”。比如在数据中心领域,英特尔与合作伙伴在优化数据中心能效,扩大再生能源的利用、开发先进冷却系统和解决方案等方面都展开了卓有成效的合作。

百度的绿色数据中心

众所周知,百度自建数据中心的PUE一直处于非常领先的位置,2020年百度全部自建数据中心年均PUE是1.14,能效最高单体数据中心年均PUE已经低至1.08。以2020年行业平均的PUE 1.59相比,在相同ICT负载下,百度基础设施的能效约为整个行业平均水平的4倍。

让数据中心更绿色 英特尔与百度协同创新实现节能减排

这样的成绩来自于百度的持续技术创新,百度使用“市电+HVDC”供电方案,应用“冰川”相变冷却技术,采用基于百度“飞桨”智能控制实时系统去实时监控整个运行的数据并且实时进行数据调优。百度通过积极应用新能源的技术和认购绿色电力等多元渠道,提升整个新能源使用水平。

百度通过数据中心的技术创新、软硬结合持续迭代、人工智能技术的融合应用等方式,持续降低了单位算力能耗,同时也通过优化数据中心的能源消费结构,自建数据中心将优先选择在可再生能源丰富的地区进行建设,提升可再生能源的使用比例。

此外,在百度数据中心,48V整机柜集中供电解决方案已经规模化落地,该方案采用了定制的双输入48V钛金电源,总体电源数量至少可以减少37.5%,电源供电效率提升了2%,铜排上的损耗减少了90%,这些数据为节能起到了非常好的示范作用。

百度基础架构部服务器研发经理何永占介绍说,在2015年左右,百度自建数据中心首先在业界实现高温服务器商业化规模部署。传统服务器的工作温度是10至35度,而百度整机柜服务器最大能够支持到45度,服务器的可靠性和性能没有影响,但是整个数据中心的基础设施制冷能耗大幅降低。到现在百度自建数据中心还受益于之前的高温技术,PUE和TCO都表现很出色。

协同创新实现节能减排

从2013年,百度和英特尔开始合作,到今年正好第9年。百度和英特尔在硬件、软件多个方向上展开了合作,并且在多个业务领域取得了积极的成果,实现了整个基础设施的优化和升级。

百度数据中心整个基础设施的一个关键目标是“降本增效”,也就是降低成本、提升性能、持续优化升级底层基础设施,为上层业务提供更好性能和服务。

何永占表示,百度与英特尔进行合作,在CPU微架构设计方面,针对业务需求,定义参数,优化功能组合,进而实现提升主频、提升核数、提升性能,提高能效的目标。

通过定制化让定制后的处理器更加满足用户特定的需求,这是CPU定制化的目的所在。这其中有三个逻辑:一方面,通过裁剪百度业务不需要的CPU功能或者降低CPU个别feature的规格来提升性能;另一方面,通过增强CPU相关的参数,比如频率等,进一步提高性能;第三,与系统设计紧耦合,采用更优化的系统散热设计,比如液冷,降低CPU的Tcase温度,来获取主频的提升。通过这样一系列的优化组合,最终实现提高能耗比,达到节能、增效的目的。“目前通过CPU定制,我们每一代CPU对比上一代性能提升基本1.5倍以上。”何永占说。

英特尔技术专家表示,节能增效是两个方面,一方面是节约和降低功耗,另外一方面是通过改善性能,用相同的功耗完成更多的事情,同时从这两个方面出发,可以更好地达到节能增效的目标。

随着AI技术的发展,对于异构算力的需求也越来越高,如何有效的利用异构算力资源,充分发掘硬件潜力就显得至关重要。何永占说,这种情况下需要做好异构虚拟化的建设,让异构硬件能够承接更多的业务模型,进一步降低能耗,提升集群效能,降低业务的使用成本。

在这方面,百度和英特尔结合各自的优势,围绕百度AI的核心业务,通过提取业务的本身特征,定义不同业务类型的性能基准,再配合使用英特尔提供的异构硬件和虚拟化技术,从而实现整个AI在异构算力上达到可量化、可分配的目的,通过综合利用率的提升带来算力的能耗收益。

近年来随着CPU、GPU算力的快速提升,服务器的功耗在快速的增长,风冷散热技术越来越难以满足服务器的散热需求,对于数据中心而言,整个风冷系统的制冷高功耗是其当前面临的最大挑战之一,因此风冷全面转向液冷已经成为绿色节能的必然趋势。

未来,百度和英特尔将在整个CPU、GPU液冷散热技术上继续进行深度合作,推进冷板式液冷的规模化落地和浸没式液冷的试点,助力整个百度数据中心从风冷转向液冷,创造最佳的实践。

结语

据悉,2022年,百度和英特尔将就未来数据中心在软硬件一体化协同,以及软件在未来云业务大规模部署、调动、敏捷开发等方面达成共识,携手将合作推向新的高度。

展望未来,百度将基于英特尔的领先产品,包括CPU、GPU以及IPU等,与英特尔在产品技术、行业解决方案和行业标准制定以及产业生态等多方面进行全方位的合作。

“百度非常愿意和合作伙伴一起共建生态,为客户提供更加优质的服务,助力整个产业智能化升级,共创数字化和绿色化的新未来。”刘斌最后说。

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