一座智算中心的绿色动能

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步入厦门大学翔安校区嘉庚创新实验室智算中心机房,四周寂静无声,与普通风冷机房的持续嗡鸣声大相径庭。机柜间,蓝色冷却液管与红色回流管交相辉映,安静地移走高性能计算卡运行时产生的高温。

工信部等六部门近期公布了2025年度国家绿色算力设施名单,嘉庚创新实验室智能计算中心(简称“嘉庚智算中心”)赫然在列,位列公共机构领域仅有的10家入选单位之一,同时也是福建省唯一入选的机构。嘉庚智算中心于2022年年底投入使用,是国内少数高端智算平台之一,即便设备进入所谓的“折旧期”,仍保持着极高的算力运行负荷。从“可用”迈向“耐用”,该智算中心成功破解了算力高能耗难题,实现了绿色长效运行。近日,记者实地探访嘉庚智算中心,揭开其绿色发展的奥秘。

科研需求碰上“双碳”目标 嘉庚智算中心的构想始于2019年嘉庚创新实验室成立之初。彼时,人工智能大模型技术风起云涌,算力革新开始颠覆传统理论计算模式。实验室在项目规划阶段敏锐捕捉到这一趋势,认为高性能计算将在人工智能时代为科研创新注入新动能。“过去仅能模拟几十至几百个原子体系,如今借助高性能算力与算法,已能模拟上百万原子体系,像电解液、电极界面这类复杂材料体系的模拟成为可能。”嘉庚智算中心负责人、人工智能应用电化学联合实验室(AI4ECLab)执行副主任程俊教授介绍道。

不过,高性能计算的背后是难以忽视的能源消耗。近五年来,我国算力设施年均用电量增速超过10%,相当于全社会年均用电量增速的1.5倍。在此背景下,推动算力设施绿色低碳发展迫在眉睫。2019年前后,数据中心配套技术尚不成熟,多数仍沿用传统风冷技术,电能利用效率(PUE)普遍高于1.5,不仅高温影响硬件寿命和算力稳定性,能耗浪费也很严重,难以适应“双碳”背景下的低碳需求。

科研创新对高性能算力的需求,与算力产业高能耗的矛盾摆在建设团队面前。是否要投入高成本走绿色路线?能否在现有条件下攻克低碳算力技术?项目团队经过两年多的调研与技术论证,于2022年确立了兼具前瞻性与可行性的高密液冷机房方案。“我们建设智算中心,不仅对标国家绿色标准,更希望打造一套先进、持久、耐用的算力设施。”程俊说。这种长远眼光,让嘉庚智算中心从一开始就踏上了绿色发展道路。

液冷方案交出亮眼成绩 中心机房内,密集排列的高功率机柜占地不足10平方米。390台CPU计算服务器、6台GPU计算服务器和2台胖节点服务器与高效散热系统全部“挤”进6个宽仅0.6米、高2.3米的机柜中。“传统风冷算力中心空调需制冷整个机房空间,能耗巨大。”嘉庚智算中心项目经理谢文钧介绍,中心在设计阶段便从能耗管理入手,采用高密冷板式液冷技术,构建风液协同散热系统,在有限空间内实现高密度算力部署与高效散热。

机柜内的高密冷板式液冷服务器紧贴芯片循环输送冷却液,直接带走设备运行热量;携带热量的冷却液汇入液冷冷量分配单元(CDU)集中“降温”,再回流至设备循环使用,这一环节可消解85%的运行热量;剩余15%的热量则通过机柜封闭微通道短距送风快速散除。这一系列组合拳,让嘉庚智算中心的电能利用效率(PUE)低于1.2,远低于2025年度全国算力设施平均值1.46。这意味着每消耗1千瓦时电能……

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