Supermicro公布新的液冷服务器产品组合


在四月初Intel正式发布第三代Xeon Ice Lake处理器之后,Supermicro公布了基于Ice Lake处理器的一系列新款服务器产品。在此基础上,Supermicro又再一次公布了其完整的液冷服务器产品组合,为更高功耗设备的应用场景提供了可供选择的产品解决方案。与此同时,Supermicro还表示未来其将在液冷产品开发上投入更多的资源,从而满足用户对高性能设备的需求。

时至今日,液冷已经成为了整个产业界无法回避的话题。NVIDIA最新的A100 80GB SXM4 GPU卡功耗高达500W,放置8块这种GPU卡的服务器仅仅GPU部分就要消耗4000W的功耗,其产生的热量是相当惊人的。而Broadcom在2020年底发布的25.6Tbps Tomahawk4-100G交换芯片的功耗也达到了400W,框式交换机设备的风冷散热也不容乐观。在芯片功耗不断攀升的今天,为了确保设备整体的良好散热,液冷方案已经处于箭在弦上不得不发的状态。

Supermicro为当前的液冷设计给出了三种解决方案。第一种被称为Direct-to-Chip,也就是业界常说的冷板式液冷方案。在Direct-to-Chip方案里,芯片表面放置了一块冷板,冷却液通过管道流经芯片表面的冷板,将芯片的热量带走。冷却液通过液体热交换器进行冷却,这个热交换器可以放在机箱内部(如工作站上的使用方式),也可以放置在设备外部的机架或机柜里。

Supermicro考虑的三种液冷设计方案


第二种液冷方案是浸没式液冷,这也是目前业界研究非常多的解决方案。IT设备会被整体浸没在不导电的氟化液里,通过氟化液受热蒸发,来实现设备整体的散热。气化后的氟化液将通过管道在设备外部进行冷却,待其重新凝结成液体后,再回流到液冷机柜里。在2019年的Computex大会上,本公众号对Wiwynn的两相浸没式液冷系统和Gigabyte的液冷服务器都做过详细介绍。在国内,阿里在浸没式液冷上走得最靠前,已经在其张北数据中心实际部署了一批浸没式液冷服务器机柜。

Supermicro考虑的第三种液冷方式称为Rear Door Heat Exchanger,就是在放置服务器的机柜后部加装热交换器。服务器设备吹出的热风在机柜后门的热交换器处通过液体吸热进行冷却,冷却后的气流再排入数据中心机房里。通过对每个机架的就近散热,能够提高散热效率,从而降低数据中心机房空调的用电负荷。

虽然Supermicro提出了三种液冷散热方式,但从其公布的现有液冷服务器产品来看,其主要还是采用第一种冷板式液冷方案(Direct to Chip)。这些采用液冷方案的服务器主要集中在使用NVIDIA A100 GPU的服务器机型,以及高密度的2U4节点服务器和刀片服务器上。对这些具有更高CPU核数和功耗、放置大量GPU模块的机型,液冷方案更具性价比。

Supermicro现有的液冷服务器


采用冷板式液冷方案,由于需要加入冷热液体循环的管道,不仅服务器本身的设计会发生很大的改变,其外部所需的辅助设施也会有所增加,如机箱内外部的冷却液管道、管道防水快插接头、用于冷却液循环的泵机、冷却液漏液检测等等。因此,液冷设计不仅仅只是服务器厂家的事情,在Supermicro提供液冷服务器的基础上,用户还需要从机房设备整体布局的角度考虑液冷实施方案。

Supermicro使用液冷节点的刀片服务器


总 结

2021年的Intel Xeon Ice Lake CPU还只有270W的功耗,但等到2022年下一代Sapphire Rapids CPU发布时,功耗等级将会提升到350W~400W之间。再加上500W的A100 GPU、400W~500W的网络交换芯片,整个ICT产业界将会对液冷有着更为迫切的需求。Supermicro现有的液冷方案显然并不仅仅只是针对当前的产品,更是为下一代产品提前做好了技术储备。

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