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原创

“三链十核”体系解码:万卡液冷智算的绿色转型实践

2025-11-10 01:41:02
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一、行业痛点催生绿色算力革命

(一)算力需求与能源矛盾激化

以ChatGPT为代表的AIGC技术催生万亿参数大模型训练需求,单集群万卡级算力成为刚需。然而,传统风冷及水冷制冷方式已无法满足智算万卡池高密机柜需求,约90%的智算中心算力规模低于1000P,且东西部能源-算力供需错配严重——58%的算力项目集中在东部,西部清洁能源丰富却仅占17%的算力份额。这种“算不够、算力散、算不均”的困境,迫使行业探索新的技术路径。

(二)政策倒逼绿色转型

国家“双碳”战略明确要求:2025年新建大型数据中心PUE需低于1.25,国家枢纽节点低于1.2。在此背景下,某云服务商联合设计院,以“三链十核”体系为核心,通过绿色供能链、高效供算链和算网调度链的深度融合,构建了覆盖“源-网-荷-储”的全链条解决方案。

二、“三链十核”技术体系的创新突破

(一)绿色供能链:重构能源范式

  1. 绿电直供与弹性供能
    在京津冀园区,西部绿电通过特高压线路直供数据中心,支持可再生能源占比超40%。同时,采用“两弹一优”体系(弹性供能、弹性冷却、优化管控),通过风液混合制冷模式,将液冷系统PUE值从行业平均的1.3-1.5降至1.11。例如,某万卡池通过冷板式液冷技术,精准定位CPU、GPU发热点,使70%-80%的服务器热量通过液冷循环带走,剩余热量通过冷冻水补冷,年节电量达1137万度。

  2. 智能方舱与动态控碳
    自研预制化“翼立方”方舱,实现“搭积木”式快速部署,将传统数据中心18个月的建设周期压缩至6个月。通过万级传感器实时采集设备数据,动态调整制冷策略,使单方舱月节电量达115万度。在Deepseek-R1推理场景下,万亿tokens数据处理规模每月省电430万度,碳减排2307吨。

(二)高效供算链:软硬协同释放潜能

  1. 全栈国产化硬件
    采用紫金山服务器、DPU加速卡和自研CTyunOS操作系统,构建从芯片到系统的全栈可控体系。万卡集群算力规模达3.75EFLOPS,支持千亿参数大模型72小时不间断训练。通过PD分离(Processor Disaggregation)架构,将计算、存储、网络资源解耦,使资源利用率提升30%。

  2. 智能运维与内存池化
    引入CXL内存池化技术,打破传统服务器内存墙限制,使推理吞吐量提升至3倍。通过AI运维平台实时监测硬件状态,将MFU(Machine Utilization)从行业平均的30%提升至43%。在DS-R1 671B满血版微调场景下,单月省电165.4万度,碳减排887.5吨。

(三)算网调度链:打破资源壁垒

  1. 异构协同与异地互联
    通过自研“息壤”调度平台,实现国产芯片(如海光、鲲鹏)与进口芯片的混合部署,打破生态限制。在长三角-成渝枢纽间构建10ms时延圈,使西部绿电算力利用率提升40%。例如,某大模型训练任务通过异地资源调度,单万亿tokens输出节电9300万度。

  2. 全局调度与“散小偏”激活
    针对中小算力中心“散、小、偏”的问题,采用“中心-边缘-终端”三级调度架构,将闲置算力纳入统一池化资源。在某省“万村码上通”平台中,通过边缘节点实时处理乡村治理数据,使问题解决时效提升70%,同时降低云端负载25%。

三、实践成效:从技术标杆到产业赋能

(一)经济效益:降本增效显著

在京津冀万卡池中,液冷技术使单柜功率密度从15kW提升至50kW,土地利用率提高3倍。通过智能调度,将训练任务完成时间从30天压缩至22天,综合成本降低35%。某汽车制造商采用该方案后,质检环节AI模型训练效率提升40%,年节省电费超2000万元。

(二)社会效益:推动“东数西算”

依托“三链十核”体系,在内蒙古、贵州等地建设绿电直供数据中心,将东部算力需求导向西部。例如,某智慧城市项目通过西部算力调度,使交通信号优化响应时间从5秒降至1秒,高峰时段拥堵指数下降25%。

(三)生态效益:引领绿色标准

该体系已形成可复制的解决方案,在东南亚、中东等地推广。通过液冷技术标准化,推动全球数据中心PUE值平均下降0.2,相当于年减少碳排放1.2亿吨。其预制化方舱设计被纳入国际电信联盟(ITU)标准草案,成为全球绿色数据中心建设范本。

四、未来展望:算力与绿色的双向奔赴

(一)技术迭代:液冷与AI的深度融合

下一代液冷系统将集成AI控温算法,通过预测性维护进一步降低PUE值。例如,某实验室正在研发浸没式液冷技术,计划将PUE值降至1.05以下,同时支持200kW/柜的超密部署。

(二)模式创新:算力即服务(CaaS)

基于“三链十核”体系,探索“绿电-算力-应用”一体化商业模式。用户可通过按需付费方式,使用西部绿电算力训练AI模型,降低中小企业数字化门槛。预计到2026年,该模式将覆盖50%的中小企业AI需求。

(三)全球协作:构建绿色算力网络

联合国际组织发起“全球算力碳中和倡议”,推动跨国算力调度与绿电交易。通过数字走廊,将中国液冷技术输出至20个国家,助力全球数据中心减碳40%。

结语:算力革命的绿色底色

“三链十核”体系不仅是一场技术革命,更是一次发展理念的升级。它证明:算力增长与绿色转型并非零和博弈,而是可以通过系统创新实现共生共赢。当每一度电都转化为智能算力,当每一次计算都承载绿色使命,中国正以算力为笔,书写数字时代的新文明篇章。

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“三链十核”体系解码:万卡液冷智算的绿色转型实践

2025-11-10 01:41:02
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一、行业痛点催生绿色算力革命

(一)算力需求与能源矛盾激化

以ChatGPT为代表的AIGC技术催生万亿参数大模型训练需求,单集群万卡级算力成为刚需。然而,传统风冷及水冷制冷方式已无法满足智算万卡池高密机柜需求,约90%的智算中心算力规模低于1000P,且东西部能源-算力供需错配严重——58%的算力项目集中在东部,西部清洁能源丰富却仅占17%的算力份额。这种“算不够、算力散、算不均”的困境,迫使行业探索新的技术路径。

(二)政策倒逼绿色转型

国家“双碳”战略明确要求:2025年新建大型数据中心PUE需低于1.25,国家枢纽节点低于1.2。在此背景下,某云服务商联合设计院,以“三链十核”体系为核心,通过绿色供能链、高效供算链和算网调度链的深度融合,构建了覆盖“源-网-荷-储”的全链条解决方案。

二、“三链十核”技术体系的创新突破

(一)绿色供能链:重构能源范式

  1. 绿电直供与弹性供能
    在京津冀园区,西部绿电通过特高压线路直供数据中心,支持可再生能源占比超40%。同时,采用“两弹一优”体系(弹性供能、弹性冷却、优化管控),通过风液混合制冷模式,将液冷系统PUE值从行业平均的1.3-1.5降至1.11。例如,某万卡池通过冷板式液冷技术,精准定位CPU、GPU发热点,使70%-80%的服务器热量通过液冷循环带走,剩余热量通过冷冻水补冷,年节电量达1137万度。

  2. 智能方舱与动态控碳
    自研预制化“翼立方”方舱,实现“搭积木”式快速部署,将传统数据中心18个月的建设周期压缩至6个月。通过万级传感器实时采集设备数据,动态调整制冷策略,使单方舱月节电量达115万度。在Deepseek-R1推理场景下,万亿tokens数据处理规模每月省电430万度,碳减排2307吨。

(二)高效供算链:软硬协同释放潜能

  1. 全栈国产化硬件
    采用紫金山服务器、DPU加速卡和自研CTyunOS操作系统,构建从芯片到系统的全栈可控体系。万卡集群算力规模达3.75EFLOPS,支持千亿参数大模型72小时不间断训练。通过PD分离(Processor Disaggregation)架构,将计算、存储、网络资源解耦,使资源利用率提升30%。

  2. 智能运维与内存池化
    引入CXL内存池化技术,打破传统服务器内存墙限制,使推理吞吐量提升至3倍。通过AI运维平台实时监测硬件状态,将MFU(Machine Utilization)从行业平均的30%提升至43%。在DS-R1 671B满血版微调场景下,单月省电165.4万度,碳减排887.5吨。

(三)算网调度链:打破资源壁垒

  1. 异构协同与异地互联
    通过自研“息壤”调度平台,实现国产芯片(如海光、鲲鹏)与进口芯片的混合部署,打破生态限制。在长三角-成渝枢纽间构建10ms时延圈,使西部绿电算力利用率提升40%。例如,某大模型训练任务通过异地资源调度,单万亿tokens输出节电9300万度。

  2. 全局调度与“散小偏”激活
    针对中小算力中心“散、小、偏”的问题,采用“中心-边缘-终端”三级调度架构,将闲置算力纳入统一池化资源。在某省“万村码上通”平台中,通过边缘节点实时处理乡村治理数据,使问题解决时效提升70%,同时降低云端负载25%。

三、实践成效:从技术标杆到产业赋能

(一)经济效益:降本增效显著

在京津冀万卡池中,液冷技术使单柜功率密度从15kW提升至50kW,土地利用率提高3倍。通过智能调度,将训练任务完成时间从30天压缩至22天,综合成本降低35%。某汽车制造商采用该方案后,质检环节AI模型训练效率提升40%,年节省电费超2000万元。

(二)社会效益:推动“东数西算”

依托“三链十核”体系,在内蒙古、贵州等地建设绿电直供数据中心,将东部算力需求导向西部。例如,某智慧城市项目通过西部算力调度,使交通信号优化响应时间从5秒降至1秒,高峰时段拥堵指数下降25%。

(三)生态效益:引领绿色标准

该体系已形成可复制的解决方案,在东南亚、中东等地推广。通过液冷技术标准化,推动全球数据中心PUE值平均下降0.2,相当于年减少碳排放1.2亿吨。其预制化方舱设计被纳入国际电信联盟(ITU)标准草案,成为全球绿色数据中心建设范本。

四、未来展望:算力与绿色的双向奔赴

(一)技术迭代:液冷与AI的深度融合

下一代液冷系统将集成AI控温算法,通过预测性维护进一步降低PUE值。例如,某实验室正在研发浸没式液冷技术,计划将PUE值降至1.05以下,同时支持200kW/柜的超密部署。

(二)模式创新:算力即服务(CaaS)

基于“三链十核”体系,探索“绿电-算力-应用”一体化商业模式。用户可通过按需付费方式,使用西部绿电算力训练AI模型,降低中小企业数字化门槛。预计到2026年,该模式将覆盖50%的中小企业AI需求。

(三)全球协作:构建绿色算力网络

联合国际组织发起“全球算力碳中和倡议”,推动跨国算力调度与绿电交易。通过数字走廊,将中国液冷技术输出至20个国家,助力全球数据中心减碳40%。

结语:算力革命的绿色底色

“三链十核”体系不仅是一场技术革命,更是一次发展理念的升级。它证明:算力增长与绿色转型并非零和博弈,而是可以通过系统创新实现共生共赢。当每一度电都转化为智能算力,当每一次计算都承载绿色使命,中国正以算力为笔,书写数字时代的新文明篇章。

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