“拉閘限電”這個曾消失在大衆視野多年的詞，在這個夏天又回來了。
在過去的半個月裏，整個長江以南地區都遭遇到了前所未有的用電荒，其中以成渝地區爲代表的高溫更勝一籌，甚至連遠在千里之外、燈火輝煌的上海外灘都受到了影響。針對大範圍的持續高溫，聯合國政府間氣候變化專門委員會和世界氣象組織發佈均指出——未來7-22年，全球溫度可能升高1.5攝氏度，高溫熱浪有可能延續較長時間。
這不能不引起我們的警惕，畢竟保護地球環境關乎每個人的生活與健康。而在今年5月10日，我國政府發佈了《國家適應氣候變化戰略2035》，計劃到2035年要基本建成“氣候適應型社會”，尤其要從“減緩”和“適應”兩方面共同努力。這也意味着，要避免高溫熱浪等極端天氣的常態化，就需要人類採取共同行動，迅速減少溫室氣體排放，發展低碳清潔能源、增加碳匯，改變生活方式等等有力措施，這其中的核心就是“碳排放”。
從國家到產業對於降碳的需求與節能規劃
從今年開始，“碳排放”這個詞出現的頻率越來越多，我們從各種渠道也開始瞭解到“碳排放”的價值所在。其實早在2020年9月，中國就明確提出了2030年“碳達峯”與2060年“碳中和”目標，並在隨後陸續頒佈了《關於完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峯碳中和工作的意見》以及《2030年前碳達峯行動方案》等多份重要文件的相繼出臺，併成爲了國家級的戰略規劃。而在今年大火的“東數西算”戰略中，“碳排放”也作爲了重要環節，從戰略的實質層面就強調了能效的概念。雖然西部地區有些強大的能源支撐，但是在國家公佈的佈局中，依然將碳排放作爲衡量數據中心價值的重要標準之一。
作爲“碳排放”的大戶，數據中心的耗電量非常驚人。根據國家統計局的公開數據顯示，僅在2020年國內數據中心年耗電量就已經到了爲2045億千瓦時，佔全社會用電量的2.7%，超過了三峽水電站一年的發電量。而對於數據中心而言，IT和空調製冷設備是數據中心的主要能耗來源，兩者通常佔數據中心總能耗的85%。換句話說，如果能夠通過技術手段改進數據中心耗電特別是IT基礎設施和製冷設備的耗電量，降低數據中心的整體PUE（電源使用效率，Power Usage Effectiveness），就能夠節省大量的能源。哪怕是小數點後的每一個百分數的降低，對於全社會的節能來說都是大有裨益。
因此各地也陸續出臺的針對數據中心能耗的要求和管理辦法。比如早在去年，北京、上海、深圳等一線城市就要求新建數據中心的能耗值PUE不高於1.3，這個數字雖然看起來並不多，但要知道就在三年前，IDC發佈的《2019中國企業綠色計算與可持續發展研究報告》中，依然有85%的受訪企業數據中心的能源使用效率在1.5-2.0之間，這也意味着數據中心降低PUE的道路並不平坦。這其中最關鍵的，就是如何有效降低IT基礎設施的耗電量，如何提升它們的利用效率和散熱效果。而這，對於IT基礎設施服務商來說，提出了更高的技術要求。
爲此，戴爾也給出了自己的答案——包括風冷、液冷在內的多形態的智能冷卻方案與爲OpenManage Enterprise Power Manager一體化的管理平臺。
戴爾智能冷卻方案打造多元化降碳
正如我們在前面談到的——數據中心最大的問題是什麼？耗電。而爲了降低數據中心的能耗，最大限度的將電力用在計算上，整個行業可謂是“操碎了心”，也提供了不同的解決方案，比如戴爾的智能冷卻方案也給了用戶更多的選擇。具體到目前的戴爾第15代PowerEdge服務器系列來說，它通過設計優化與軟件適配，相比上一代的產品已經實現了碳排放的大幅度降低。
來自戴爾官方數據顯示其節能效果可以達到17%~30%，即在同能能耗的情況下性價比可以提高14%~35%。這是一項非常了不起的成就，這也離不開戴爾智能冷卻方案的多元化降碳應用。結合當下綠色環保的主題，戴爾從服務器設計到散熱方案都有所革新，並提供了三種服務器散熱解決方案，針對不同行業、不同場景下的客戶應用需求。
風冷是數據中心最常用的散熱方式，如今更多的數據中心通過封閉冷通道或者熱通道實現空氣流動與冷氣利用的最大化，也保障了數據中心的散熱效果。不過戴爾似乎並不滿足這一點，而是在風冷散熱方面加入了更多的革新手段，比如PowerEdge服務器系列特色的“多矢量冷卻”技術，它由控制算法、熱和功率傳感器、組件映射風扇分區和氣流導流罩組成，可平衡和智能地引導氣流穿過對稱排列的關鍵子系統。
除了具有成本效益的標準風扇外，戴爾科技還設計了多層高性能風扇，以提高系統的冷卻能力。並且，優化的戴爾CPU散熱片不僅提高了CPU的散熱能力，還能簡化機箱內的氣流和空氣溫度分佈。另外，T形系統主板佈局和位於機箱每個角落的PSU可改善氣流的平衡和系統的冷卻效果，從而提高系統的冷卻效率。
最後，戴爾科技在機架的PDU側規劃了更好的電纜佈線設計，其中電源線可由網格分配加以隔離，從而實現冗餘。也正是得益於這些優勢，戴爾在傳統風冷散熱的基礎上融入了更多智能化的元素，也讓散熱變得更高效。
相比風冷，液冷是當下熱門的方式，戴爾也提供了當下主流的冷板式和浸沒式兩種液冷解決方案供客戶選擇。這其中，冷板式液冷經過多年的發展，已經在業內獲得了許多客戶的認可，並憑藉更便捷的部署方式受到不少客戶的歡迎。來自戴爾的測試數據顯示，其冷板式液冷的散熱效率是空氣效率的5倍，同時冷板式液冷也沒有傳統風冷的軸承壽命等問題，提供了更長時間的穩定運行選擇，也更具前瞻性。
更需要提到的就是戴爾特色的泄露感應技術，它解決了最困擾用戶的安全問題——如果發生冷卻劑泄漏，系統的泄漏傳感器將在iDRAC系統中記錄警報；並能夠針對錯誤偵測結果設置對策，以便有效地採取行動，例如發出警報或關閉服務器電源。
如今，結合第15代PowerEdge服務器的性能優勢，戴爾也爲包括AMD平臺在內的多款產品提供了液冷解決方案，它們包括了1U規格R6515和R6525、2U規格的R7515和R7525，以及C系列高密度服務器的C6525和專爲GPU應用優化的XE8545等等，選擇也非常豐富。
同時我們需要說明的是，相對於其他方案來說，AMD霄龍處理器平臺在覈心數量和性能表現上更具優勢，也符合低碳數據中心的要求。如今主流的第三代霄龍處理器最大支持64個物理核心，這樣的好處就是可以在單位密度內提供更高的計算密度，或者在同樣成本下具備更強的算力性能和更低的空間佔用率。如果我們以服務器5年的生命週期來考量，在性能一致的牆體下，在這段時間內使用AMD霄龍處理器平臺的碳排放要比其他平臺降低46%，其中服務器的成本可以降低34%、空間佔用率降低約50%，而總TCO成本也可以降低33%。應該說，在使用了AMD霄龍處理器平臺之後，PowerEdge服務器系列可以幫助更多的數據中心實現低碳運行，提供了更高的能效比。
浸沒式液冷是液冷應用的另一種形態，是一種典型的直接接觸型液冷，它是將發熱的電子元件浸沒在冷媒中，依靠液體流動循環帶走熱量。因其良好的散熱效果和出色的穩定性，近些年許多技術成熟的浸沒式液冷產品也吸引了業界不少的目光。針對不同場景的需求，戴爾提供了包括單相浸沒和雙相浸沒兩種散熱方式，技術積澱豐富。
單相浸沒是一種利用油性液體的成熟解決方案，將系統放置在一個充滿液體的容器中，該容器將100%的系統熱量捕獲到液體的容器中，所使用的流體與客戶設施水CDU相連，冷卻閾值限制在400W TDP，其優勢在於成本低、部署簡單。
而雙相浸沒與單相浸沒式一樣也是浸沒到充滿液體的容器中，不同的是這種散熱方式會發生氣液兩相轉變，從而涉及到液體的蒸發、冷卻等問題，這種技術的難點在於要考慮到相變帶來的氣壓變化，但是雙相浸沒式的散熱效果較好，可支持高達650W TDP的冷卻容量，也非常適合在數據中心的大規模部署。
以上就是戴爾智能冷卻技術提供的三種冷卻形態，很難說哪種形態更有優勢，因爲它們的應用場景不同、客戶基於成本等因素的選擇不同，最終實現的效果也有差異。不過對於戴爾來說，無論在產品質量、銷售量和售後服務都一直是全球領先的水平，而在液冷技術上戴爾也採用了開放式的策略，即同時支持各種液冷技術，以滿足不同行業和不同需求的客戶。所以更多時候，影響客戶決策的是自身的使用場景和應用習慣，而並不存在技術上的厚此薄彼。
能效管理讓降碳效果一目瞭然
剛剛我們在介紹風冷散熱的時候，提到了對於系統架構碳排放的管理，這其中不僅僅是在散熱層面，也包括了供電的精準化控制等等。這就必須要提到戴爾推出的一款名爲OpenManage Enterprise Power Manager 3.0的軟件。
其實從名字就可以看出，這是一款針對服務器電源管理的產品，它的主要工作原理是通過PowerEdge服務器中內置的iDRAC控制器對服務器的用電情況進行查看、測量和控制，以管理服務器的功耗，實現低碳節能。
相對於以往來說，新款軟件收集服務器利用率測量數據以及地點信息和電力消耗數據，從而找出消耗大量能源或電力利用率不足的物理資源和虛擬資源。更進一步的幫助用戶更好了解集羣運行情況，規劃服務器成本，達到節能降碳的效果。
測量數據中心的服務器、機架等設備能耗，通過預定義的設置減少非關鍵設備能耗，管控和管理包括處理器在內的設備運行狀況，爲單臺服務器或集羣設置功率上限……這些優勢功能的引入都可以幫助數據中心運維者更好的實現能耗管理，也讓數據中心的運行狀態變得一目瞭然。同時，該款軟件還具有根據各地的碳排放因子，來生成碳排放管理報告的功能，讓管理員可以實時掌控和彙總數據中心碳排放的情況。
如今，戴爾的智能冷卻方案已經廣泛應用於多個領域中，除了傳統的風冷散熱之外，在液冷領域戴爾也在國內外多點開花。其中，曾經在TOP500榜單中世界排名第五的、位於美國德克薩斯高級計算中心TACC部署的液冷集羣PUE可以達到1.03；而在國內，戴爾也幫助武漢某高校的超算數據中心通過浸沒式液冷技術實現了1.049的超低PUE，推動中國科研應用的快速發展。
時至今日，節能降碳已經成爲國家與產業的發展要求。我國承諾在2030年實現碳達峯、2060年實現碳中和，這不僅與每個人息息相關，更需要全社會的共同努力。作爲數字化應用的引擎，數據中心在提供算力服務的同時，也承載了巨量的碳排放。而戴爾就希望通過智能冷卻方案的廣泛應用、能夠藉助自身的技術服務能力，最大化幫助行業優化應用，提升利用率，更好的踐行“在中國，爲中國”的理念。
