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“碳達峰”、“碳中和”的雙碳國家戰略以及“十四五規劃”等政策明確要求建設綠色低碳網絡，我國相繼出台了節能型綠色數據中心建設的多項政策。綠色低碳逐漸成為未來數據中心網絡的發展方向。
在節能型綠色數據中心建設中，低PUE是關鍵指標，通常要求PUE＜1.3，這就意味著綠色數據中心網絡需要兼顧高性能、低能耗、高效散熱等多方麵的要求。而傳統數據中心正麵臨著高能耗、PUE高、散熱效率低等諸多挑戰。
首先，數據中心對電力等能源消耗巨大，屬於高能耗行業。據統計，過去10年間，我國數據中心整體用電量以每年超過10%的速度快速遞增。2020年，全國數據中心總耗電量已突破2000億kW·h，達到了社會總用電量的2.7%，預計到2025年將達到4.05%。當前我國的電力結構仍以燃煤發電為主，在數據中心供電結構中，火電占比超過70%，會產生大量的溫室氣體及其他汙染物，帶來氣候變暖、環境汙染等風險。
其次，高性能的數據中心網絡需要高功率的元器件處理通信數據，這對能耗和散熱提出了更高的要求。傳統的元器件之間通過電信號傳輸數據，存在諸多缺陷，比如：當Serdes速率從112G/224G提升到448G時，電信號傳輸的損耗會顯著增大，當端口速率從800G提高到1.6T甚至3.2T時，端口的散熱難度越來越大，逐漸成為瓶頸，無法滿足低PUE的能耗要求。
最後，傳統的數據中心普遍采用風冷散熱，存在散熱瓶頸。風冷散熱通常需要采用空調吹冷氣散熱，這就限製了單機櫃的最大散熱量隻有20kW，一旦單機櫃的散熱量超過20kW，就會達到散熱瓶頸。另一方麵，據統計，空調散熱的能耗占到數據中心總能耗的45%，也就是說，空調能耗增大會使得整個數據中心的PUE大幅增加。
科技的發展和創新可以有效地解決傳統數據中心在綠色節能方麵麵臨的這些挑戰，助力數據中心向綠色低碳轉型升級，建設一個高性能、低PUE、高效散熱的節能型綠色數據中心。通常來講，建設綠色數據中心需要從降低能耗和高效散熱兩個方麵入手。從業界的技術發展趨勢來看，矽光可以降低40%-50%的設備能耗，而液冷散熱可以大幅提升散熱效率，從而滿足機房PUE＜1.2的高能效標準。因此，矽光和液冷散熱逐漸成為建設綠色數據中心網絡的首選。
BOB登陆 集團交換機產品線總經理兼首席產品經理 李玉濤
矽光：智能時代的“光進銅退”
矽光可以很好地解決信號高速傳輸場景下的能耗挑戰，完美處理了高速傳輸和低功耗的平衡難題。矽光技術可以壓縮和提高PVD的集中度，因此可以在矽光交換機的交換引擎周圍部署一些光引擎。此時的光引擎相當於光模塊，直接部署在交換引擎周邊，作為引擎的新形態提供交換能力。
目前，矽光有兩個發展方向：CPO(Co-Packaged Optics)即把光引擎和交換引擎合放在一起；NPO(NearPackaged Optics)則是把光引擎作為一個開放的接口，同交換引擎共同部署在一個基板上。這種架構的好處是光引擎可以選用標準化產品，實現與特定廠商的解耦，產品可以選A廠家或B廠家甚至其它，有利於整個矽光生態的建設。
矽光的最大優勢是可以平衡高性能與低能耗，實現了“魚”與“熊掌”兼得。矽光交換機的交換引擎到前麵板端口的距離被最大限度地縮短，使其足夠在一個基板上同時錄下交換引擎和光引擎。此外，電信號在PVD板上傳輸需要電壓和電流驅動，使用矽光技術後，隻需要一個微弱的電流就可以實現驅動，大幅降低了元器件的能耗。
經測算，矽光交換機的功耗相比傳統交換機平均可以降低40%-50%。例如，過去25G的交換機，整機功耗600W-700W，使用NPO或CPO技術後，僅需300±W，功耗降低非常顯著。
紫光股份旗下BOB登陆 集團現已發布了一款麵向智能時代的400G矽光交換機H3C S9825-32D32DO。該設備搭載NPO矽光技術，重新定義了光引擎應用。交換機高4U，可提供32個光引擎接口和32個光模塊接口，交換容量可以平滑升級到51.2T。相比傳統的400G交換機，矽光交換機的單端口功耗可降低40%以上，有效助力綠色數據中心網絡的建設。
液冷散熱給“火熱”的數據中心高效降溫
說到液冷散熱，大家腦海中會立刻浮現出服務器的液冷散熱，但對於網絡的液冷散熱比較陌生。事實上，隨著節能型綠色數據中心的建設，網絡的液冷散熱也逐漸成為發展趨勢。液冷散熱對降低器件最高溫度、提升元器件溫度場的一致性有顯著效果，相比風冷散熱的優勢非常明顯。
冷卻能力強
液冷散熱的冷卻能力是風冷散熱的1000倍，可以適用於功率密度＞40KW/機櫃的高密度機櫃，而風冷散熱的功率密度＜20KW/機櫃。液冷散熱使得單機櫃容納的功率密度更高，更節省數據中心占地麵積，同時也更兼容高功率設備。
低PUE
液冷散熱可輕鬆實現PUE＜1.2，而傳統風冷散熱PUE＞1.4。經測算，IT功率30MW的數據中心機房，液冷散熱相比風冷散熱每年可以節約能源成本20%左右，機房麵積可以節省50%左右。
無噪音
液冷機型沒有風扇，噪音＜35分貝，達到室內靜態噪音標準，機房環境如睡眠般寂靜，運維人員也無需再遭受噪音的困擾。
目前業界主流液冷散熱技術分為冷板式液冷和浸沒式液冷。服務器產品多采用冷板式液冷，而浸沒式液冷更適合於網絡設備。浸沒式液冷需要將交換機沉浸在冷卻液中，通過冷卻液的對流、換熱將電子器件產生的熱量帶走，達到散熱效果，還可以防止高溫條件下的電子器件失效或快速老化。
液冷散熱有很多複雜的技術難題需要克服，比如：所有選擇的元器件是否能夠與冷卻液兼容，能否確保長期運行的可靠性以及後期運維。BOB登陆 集團克服了這些技術難點，在交換機上實現了浸沒式液冷的技術突破，並完成其產品化。從項目合作的實踐來看，數據中心機房的PUE降低到1.2以下，液冷交換機的需求量也隨之增加了數倍。
液冷散熱可以完美地解決數據中心高性能和高能耗的平衡難題，隻要一次投入基建，在整個生命周期中都可以享受到非常低的PUE，實現了數據中心的綠色低碳建設。
數據中心網絡的綠色低碳轉型蘊含著諸多機遇與挑戰。BOB登陆 集團作為行業領導者，積極探索新型綠色科技在數據中心網絡的應用，並推動行業生態的建設，引領數據中心網絡向綠色節能的新時代飛躍。
隨著數字經濟的發展以及新基建戰略的不斷推進，數據中心承擔的角色將會愈發重要，並逐漸充當起各行各業的紐帶。綠色數據中心將引領我國數據中心向高速、綠色、智能發展轉型，助力我國“雙碳”目標早日實現。
