國家超級計算深圳中心（簡稱“深圳超算中心”）是國家863計劃、廣東省和深圳市的重大項目，也是深圳建市以來最大的科研基礎(chǔ)設(shè)施。深圳超算中心立足深圳、面向全國、服務(wù)華南、港、澳、臺及東南亞地區(qū)，將承擔(dān)各種大規(guī)?？茖W(xué)計算和工程計算任務(wù)，同時以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和存儲能力為社會提供云計算服務(wù)，將建成功能齊全、平臺豐富、高效節(jié)能、國際一流的高性能計算研究開發(fā)中心和云計算服務(wù)中心，運(yùn)營后能夠大大緩解華南乃至東南亞地區(qū)高性能計算能力緊張的局面，在新能源開發(fā)、新材料研制、自然災(zāi)害預(yù)警分析、氣象預(yù)報、工業(yè)仿真模擬等眾多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

深圳超算中心總投資12.2億元，配備了每秒1271萬億次計算峰值、20PB超大存儲量的曙光6000超級計算機(jī)系統(tǒng)。一期建設(shè)用地面積1.2公頃，總建筑面積4.3萬平方米，其中機(jī)房樓地面四層1.2萬平方米、科研樓地面16層3.1萬平方米。

圖 深圳超算中心主體大樓

基于該項目的重要影響以及超級計算機(jī)超強(qiáng)的運(yùn)算能力，對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用提出的巨大挑戰(zhàn)不言而喻，特別是對高達(dá)25kW/機(jī)柜高熱密度的刀片計算系統(tǒng)散熱提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何配建一套與之相匹配的制冷系統(tǒng)，并且實現(xiàn)綠色節(jié)能，成了深圳超算中心項目建設(shè)過程中的一項關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)。

為此，提供了針對性極強(qiáng)的水冷機(jī)柜系統(tǒng)解決方案。水冷機(jī)柜采用高效節(jié)能的水冷技術(shù),為全封閉式機(jī)柜, 單機(jī)柜制冷量最大可達(dá)30kW, 滿足機(jī)柜內(nèi)高熱密度服務(wù)器的散熱要求。機(jī)柜內(nèi)制冷循環(huán)與機(jī)房內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)獨立。機(jī)柜內(nèi)置高效節(jié)能的V 型盤管熱交換系統(tǒng)實現(xiàn)機(jī)房冷卻水和機(jī)柜內(nèi)空氣的隔離熱交換。機(jī)柜內(nèi)空氣循環(huán)系統(tǒng)采用正面送風(fēng)、背面排風(fēng)的形式。工作時，機(jī)柜風(fēng)扇吸收服務(wù)器背面排出的熱風(fēng), 從回風(fēng)口送入盤管全熱交換器系統(tǒng)中冷卻，再將冷風(fēng)從送風(fēng)口送至服務(wù)器正面,灌入刀片服務(wù)器，依次循環(huán)，以達(dá)到對服務(wù)器的散熱功能。水冷機(jī)柜的風(fēng)扇控制系統(tǒng)可根據(jù)機(jī)柜內(nèi)溫度調(diào)節(jié)風(fēng)速, 高效節(jié)能，風(fēng)扇系統(tǒng)采用2+1冗余結(jié)構(gòu)，確保風(fēng)扇故障、維修情況下, 機(jī)柜制冷系統(tǒng)仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。水冷機(jī)柜底部的V 型盤管留有進(jìn)水口和回水口, 通過帶有靜態(tài)水力平衡閥的金屬軟管與水管管道相連。在盤管的回水端, 安裝有三通閥，三通閥會根據(jù)送氣口出風(fēng)溫度自動調(diào)節(jié), 將多余的冷水旁通掉, 使流經(jīng)內(nèi)部盤管的水流量大小合適, 從而控制機(jī)柜送風(fēng)口溫度維持在設(shè)定范圍內(nèi)。

圖 深圳超算中心水冷機(jī)柜系統(tǒng)

水冷機(jī)柜制冷系統(tǒng)的優(yōu)點, 主要如下：

采用水作為制冷劑，節(jié)能環(huán)保；

可靠性高，能有效解決傳統(tǒng)的空調(diào)集中送風(fēng)所存在的散熱不均勻等問題；

制冷量大，能解決普通空調(diào)散熱系統(tǒng)所無法實現(xiàn)的高熱密度散熱問題；

制冷效率高，刀片服務(wù)器內(nèi)置于密閉的柜體內(nèi)，能大大降低機(jī)房噪音。

該解決方案不論是在技術(shù)先進(jìn)性還是節(jié)能等方面，均很好地滿足了深圳超算的應(yīng)用需求，經(jīng)過實際運(yùn)行的考驗，性能發(fā)揮非常穩(wěn)定，顯示效果出眾，完全達(dá)到了項目設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)，力地保障了深圳超算的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，獲得了客戶的高度認(rèn)可。