数据中心服务器技术发展趋势与应用

数据中心服务器技术发展趋势与应用,第1张

当前,为推进IT支撑系统集约化建设和运营,进一步发挥集中化能力优势,IT云成为运营商IT支撑系统建设的基础架构。但在IT云资源池部署过程中,服务器技术面临多个新挑战,主要体现在以下3个方面。


在性能方面,人工智能(AI)应用快速扩张,要求IT云采用高性能GPU服务器。AI已在电信业网络覆盖优化、批量投诉定界、异常检测/诊断、业务识别、用户定位等场景规模化应用。AI应用需求的大量出现,要求数据中心部署的服务器具有更好的计算效能、吞吐能力和延迟性能,以传统通用x86服务器为核心的计算平台显得力不从心,GPU服务器因此登上运营商IT建设的历史舞台。


在效率成本方面,IT云部署通用服务器存在弊端,催生定制化整机柜服务器应用需求。在IT云建设过程中,由于业务需求增长快速,IT云资源池扩容压力较大,云资源池中的服务器数量快速递增,上线效率亟需提高。同时,传统通用服务器部署模式周期长、部署密度低的劣势,给数据中心空间、电力、建设成本和高效维护管理都带来了较大的挑战。整机柜服务器成为IT云建设的另一可选方案。


在节能方面,AI等高密度应用场景的快速发展,驱动液冷服务器成为热点。随着AI高密度业务应用的发展,未来数据中心服务器功率将从3kW~5kW向20kW甚至100kW以上规模发展,传统的风冷式服务器制冷系统解决方案已经无法满足制冷需求,液冷服务器成为AI应用场景下的有效解决方案。


GPU服务器技术发展态势及在电信业的应用


GPU服务器技术发展态势


GPU服务器是单指令、多数据处理架构,通过与CPU协同进行工作。从CPU和GPU之间的互联架构进行划分,GPU服务器又可分为基于传统PCIe架构的GPU服务器和基于NVLink架构的GPU服务器两类。GPU服务器具有通用性强、生态系统完善的显著优势,因此牢牢占据了AI基础架构市场的主导地位,国内外主流厂商均推出不同规格的GPU服务器。


GPU服务器在运营商IT云建设中的应用


当前,电信业开始推动GPU服务器在IT云资源池中的应用,省公司现网中已经部署了部分GPU服务器。同时,考虑到GPU成本较高,集团公司层面通过建设统一AI平台,集中化部署一批GPU服务器,形成AI资源优化配置。从技术选型来看,目前运营商IT云资源池采用英伟达、英特尔等厂商相关产品居多。


GPU服务器在IT云应用中取得了良好的效果。在现网部署的GPU服务器中,与训练和推理相关的深度学习应用占主要部分,占比超过70%,支撑的业务包括网络覆盖智能优化、用户智能定位、智能营销、智能稽核等,这些智能应用减少了人工投入成本,提升了工作效率。以智能稽核为例,以往无纸化业务单据的人工稽核平均耗时约48秒/单,而AI稽核平均耗时仅约5秒/单,稽核效率提升达 90%。同时,无纸化业务单据人工稽核成本约15元/单,采用GPU进行AI稽核成本约0048元/单,稽核成本降低达968%。


整机柜服务器发展态势及在电信业的应用


整机柜服务器技术发展态势


整机柜服务器是按照模块化设计思路打造的服务器解决方案,系统架构由机柜、网络、供电、服务器节点、集中散热、集中管理6个子系统组成,是对数据中心服务器设计技术的一次根本性变革。整机柜服务器将供电单元、散热单元池化,通过节约空间来提高部署密度,其部署密度通常可以翻倍。集中供电和散热的设计,使整机柜服务器仅需配置传统机柜式服务器10%的电源数量就可满足供电需要,电源效率可以提升10%以上,且单台服务器的能耗可降低5%。


整机柜服务器在运营商IT云建设中的应用


国内运营商在IT云建设中已经推进了整机柜服务器部署,经过实际应用检验,在如下方面优势明显。


一是工厂预制,交付工时大幅缩短。传统服务器交付效率低,采用整机柜服务器将原来在数据中心现场进行的服务器拆包、上架、布线等工作转移到工厂完成,部署的颗粒度从1台上升到几十台,交付效率大大提升。以一次性交付1500台服务器为例,交付工作量可减少170~210人天,按每天配10人计算,现场交付时间可节省约17~21天。


二是资源池化带来部件数量降低,故障率大幅下降。整机柜服务器通过将供电、制冷等部件资源池化,大幅减少了部件数量,带来故障率的大幅降低。图1比较了32节点整机柜服务器与传统1U、2U服务器机型各自的电源部件数量及在一年内的月度故障率情况。由于32节点整机柜服务器含10个电源部件,而32台1U通用服务器的电源部件为64个,相较而言,整机柜电源部件数减少844%。由于电源部件数量的降低,32节点整机柜服务器相对于32台1U通用服务器的月度故障率也大幅缩减。



三是运维效率提升60%以上。整机柜服务器在工厂预制机柜布线,网络线缆在工厂经过预处理,线缆长度精确匹配,理线简洁,接线方式统一规范,配合运维标签,在运维中可以更方便简洁地对节点实施维护 *** 作,有效降低运维误 *** 作,提升运维效率60%以上,并大幅减少发生故障后的故障恢复时间。


液冷服务器技术发展态势及在电信业的应用


液冷服务器技术发展态势


液冷服务器技术也称为服务器芯片液体冷却技术,采用特种或经特殊处理的液体,直接或近距离间接换热冷却芯片或者IT整体设备,具体包括冷板式冷却、浸没式冷却和喷淋式冷却3种形态。液冷服务器可以针对CPU热岛精确定点冷却,精确控制制冷分配,能真正将高密度部署带到前所未有的更高层级(例如20kW~100kW高密度数据中心),是数据中心节能技术的发展方向之一,3种液冷技术对比如表1所示。




液冷服务器在运营商IT建设中的应用


液冷服务器技术目前在我国仍处于应用初期,产业链尚不完备、设备采购成本偏高、采购渠道少、电子元器件的兼容性低、液冷服务器专用冷却液成本高等问题是液冷服务器尚未大规模推广的重要原因。从液冷服务器在运营商数据中心领域的具体应用案例来看,运营商在IT云资源池规划和建设过程中,通常会对液冷服务器的发展现状、技术成熟度等进行分析论证。


考虑到目前液冷服务器规模化应用尚处于起步阶段,需要3~5年的引入期,因此暂时未在IT云资源池建设中进行大规模落地部署,但在部分地区有小规模应用,如中国移动南方基地数据中心已经开展液冷服务器试点应用,中国联通研究院也在开展边缘数据中心服务器喷淋式液冷系统的开发。未来,随着IT云建设规模、建设密度的继续攀升,以及液冷产业生态体系的逐步成熟,液冷服务器在IT云建设中将有更大的应用空间。


总体来看,运营商IT云资源池建设对服务器计算性能、延迟、吞吐、制冷、定制化、分布式部署等方面都提出了更高要求。未来,GPU服务器、定制化整机柜服务器、液冷服务器等新兴服务器技术将快速迭代,为运营商数据中心服务器技术的发展和演进带来新的思路和路径。

第一次移民:2002年7月15日 14:00-16:00
移民范围:
宝象国-->车迟国
第二次移民:2002年7月24日 14:00-16:00
移民范围:
天竺国-->火焰山
第三次移民:2002年8月7日 14:00-16:00
移民范围:
宝象国-->水帘洞
天竺国-->火云洞
第四次移民:2002年8月13日 14:00-16:00
移民范围:
花果山-->通天河
第五次移民:2002年9月20日 10:00-12:00
移民范围:
天竺国-->灵霄殿
水帘洞-->蟠桃园
花果山-->五指山
第六次移民:2002年10月17日 11:00-12:00
移民范围:
花果山-->金兜山
第七次移民:2002年10月23日 10:00-13:00
移民范围:
宝象国-->九天福地
天竺国-->仙灵虚空
朱紫国-->瑶池圣域
西梁国-->蓬莱仙岛
车迟国-->太虚幻境
水晶宫-->广寒宫
水帘洞-->碧波潭
第八次移民:2002年11月7日 11:00-12:00
移民范围:
花果山-->麒麟山
第九次移民:2002年11月7日 11:00-12:00
移民范围:
花果山-->紫云山
火焰山-->翠云山
第十次移民:
2002年12月19日
移民范围:
蟠桃园-->御马监
天竺国-->雷音寺
通天河-->四圣庄
广寒宫-->花药宫
灵霄殿-->宝光殿
九天福地-->齐天府
蓬莱仙岛-->西竺佛国
第十一次移民:2003年1月3日
移民范围:
花果山-->青龙山
第十二次移民:2003年1月17日 11:00-12:00
移民范围:
翠云山-->平顶山
御马监-->国子监
四圣庄-->清华庄
高老庄-->陈家庄
火云洞-->无底洞
水帘洞-->波月洞
齐天府-->天蓬府
花药宫-->遣云宫
太虚幻境-->布金禅寺
第十三次移民:2003年2月7日
移民范围:
花果山-->积雷山
第十四次移民:2003年2月27日15:30
移民范围:
仙灵虚空-->西牛贺洲
大闹天宫-->哪咤闹海
水晶宫-->五明宫
碧波潭-->摩云洞
宝光殿-天王殿
雷音寺-->小西天
瑶池圣域-->琵琶洞
第十五次移民:2003年3月14日16:00
移民范围:
西竺佛国 --> 比丘国
西梁国 --> 钦法国
车迟国 --> 乌鸡国
水帘洞 --> 玄英洞
第十六次移民:2003年3月27日
移民范围:
华山论剑 --> 海阔天空
再世情缘 --> 情系今生
宝象国 --> 万寿山
昆仑山 --> 峨嵋山
第十七次移民:2003年4月17日8:00
移民范围:
朱紫国-->金平府
火云洞-->连环洞
朝天门-->金刀峡
七星岗-->黑山谷
第十八次移民:2003年8月7日8:00
移民范围:
花果山 --> 黑风山
水晶宫 --> 丹霞宫
第十九次移民:2003年8月21日
移民范围:
莲花山 --> 陷空山
缘定三生 --> 星月奇缘
天蓬府 --> 云栈洞
第二十次移民:2003年9月25日8:00
移民范围:
太虚幻境 --> 镜花水月
情系今生 --> 仙梦奇缘
天竺国 --> 慈云寺
第二十一次移民:2003年9月30日8:00
移民范围:
国子监 -->御书房
流沙河 -->凌云渡
海阔天空-->月光宝盒
火焰山 -->芭蕉洞
平顶山 -->福陵山
麒麟山 -->金兜山
第二十二次移民:2003年10月30日8:00
移民范围:
遣云宫 --> 长乐宫
蓬莱仙岛 --> 瀛洲仙岛
峨嵋山 --> 金顶山
灵霄殿 --> 金鸾殿
第二十三次移民:2003年11月13日8:00
移民范围:
比丘国 --> 高昌国
蟠桃园 --> 御花园
花果山 --> 豹头山
齐天府 --> 卷帘府
第二十四次移民:2003年11月13日8:00
移民范围:
东胜神洲 --> 方丈仙岛
万寿山 -->--> 压龙山
女儿国 -->--> 月陀国
雷音寺 -->--> 宝林寺
第二十五次移民:2003年11月27日
移民范围:
云中殿 --> 长生殿
天上人间--> 海市蜃楼
通天河 --> 子母河
至尊宝 --> 斧头帮
第二十六次移民:2004年03月11日
移民范围:
仙灵虚空-->灵台仙境
九天福地-->万象法界
第二十七次移民:2005年05月19日12:00
移民范围:
云梦仙境-->宝泉幻境
第二十八次移民:2005年06月02日8:00
移民范围:
钦法国-->吉祥天
大闹天宫-->齐天大圣(PK服务器)
西牛贺洲-->在水一方
金平府-->琉璃仙境
小西天-->凤凰山
世外桃源-->武陵秦缘
彩云之南-->香格里拉
广寒宫-->嫦娥奔月
游侠殿堂-->自在天
广东专区-->粤韵飘香
哪咤闹海-->血舞残阳(PK服务器)
华山论剑-->紫禁之巅
乌鸡国-->白凤国
辽宁专区-->奉天古城
第二十九次移民:2005年06月23日8:00
移民范围:
天津专区-->精武门
陕西专区-->大雁塔


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