产品资讯 I Cadence 收购数据中心数字孪生先驱 Future Facilities

 

7月22日，Cadence 宣布完成对Future Facilities 的收购。Future Facilities 是一家利用基于物理学的 3D  数字孪生为数据中心的设计和运营提供电子冷却分析和能源性能优化解决方案的领先供应商。

 

 

 

《行业洞察 I 数据中心爆炸式增长的背后，如何解决散热问题？》一文在芯片和电路板的较低层面上谈到了数据中心的散热问题。但是，在设计中通常不能通过使较低级别具有更高的容量和性能来达到较高的级别。RTL 仿真不是更快的门级仿真，门级仿真不是更快的电路仿真。数据中心的热分析也是如此。

 

Future Facilities 的产品组合包括有助于增强 Cadence Celsius Thermal Solver 的电子热管理解决方案，以及创新的计算流体力学 (CFD) 电子冷却仿真技术，可提升高耗能数据中心的性能和冷却效率。

 

Future Facilities 的技术是将数据中心的生态系统虚拟化，并创建 3D 数字孪生，使运营商能够在实施之前和运营期间预测、可视化并量化数据中心任何变化可能带来的影响。得益于此，客户可以借助设施设计和运营效率提升来优化业务目标。Future Facilities 成熟的技术被一些领先的超大规模、企业数据中心、托管服务和主机托管服务提供商所采用。

 

实际上，Future Facilities 的产品组合并不只是增强了 Celsius Thermal Solver，更驱动了 Celsius Thermal Solver 对流元件的 CFD 引擎。传导和辐射则是用其他方法处理，如有限元法 (FEM)。

 

 

01

 

数字孪生

 

任何数据中心的设计都面临着复杂的热管理挑战。数据中心需要大量的电力，与此同时，几乎所有的电力都会变成热量，而气流和冷却系统必须将这些热量再次排出。其中一个方面是设计出能以更低功耗运行的芯片，这是《行业洞察 I 数据中心爆炸式增长的背后，如何解决散热问题？》一文的重点；另一方面是将 CFD 技术与广泛的数据中心基础设施管理 (DCIM) 工具以及电源和冷却模块相结合。

 

Future Facilities 模拟了服务器的变动对物理容量、电源基础设施和冷却系统的影响，在热点出现前进行预测，从而延长正常运行时间和容量利用率。该解决方案还可以避免不必要的能耗，进而提高数据中心的用电效率 (PUE)。

 

 

显然，任何人都不希望在建造了数据中心之后才发现存在热耗问题。最好的办法就是建立一个数据中心的数字孪生，在计算机上预先进行全面的分析。这类似于在汽车等领域使用的数字孪生——即打造一个汽车的实体模型并把它放入风洞里进行实验成本高昂，而用数字孪生在计算机里进行所有建模才是最佳选择。

 

 

Future Facilities 的 6Sigma 数字孪生仿真和优化平台使客户得以密切监测气流、传热、冷却、功耗和容量，从而对数据中心的性能进行建模和分析。CFD 仿真可预测成本状况和容量，并对改进方案进行建模。Future Facilities 经验丰富的团队和成熟的技术使 Cadence 能够提供全面的芯片、封装、PCB 和系统数据中心解决方案，实现效率提升和能源节约，同时最大限度地减少停机时间。正如前文所述，我们需要具有适当抽象级别的模型，而不能只是从较低的级别上拉起模型。Future Facilities 拥有超过 4000 个数据中心组件的模型。

 

02

 

Cadence 数据中心研究

 

作为对 Future Facilities 能力分析的一部分，我们使用 Cadence 的数据中心进行了一项研究。我们研究了在高出 10°F 的温度下运行数据中心是否可行，这将需要较少的积极冷却，使所需能源减少 20%（具体能减少多少正是此项研究的一部分）。我们一起创建了一个数字孪生，模拟了实体布局、冷却和电力情况。

 

 

上图显示的是部分热分析结果，左侧是单个机架，右侧是更大规模的数据中心。以下是参与该项目的 Cadence 公司 IT 团队成员的评论：

 

@John：这款工具帮助我们建立了一个气流动态模型，细致到数据中心机架最深处的元件——而这一点是无法手动实现的。

@Dong：算法非常可靠，准确度非常高。

@Syama：这有助于我们控制气流，从而更有效、更高效地利用电力来冷却数据中心。

@Sanjay：可以部署到多个 IT 和设施团队，便于规划项目。

 

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电力：全球性问题

 

一旦涉及到电力问题，数据中心便与政治问题纠缠在一起。例如，彭博社的文章《大型科技公司卷入欧洲能源政治》文章中有一段这样写道：

 

“

当 Google 想在卢森堡乡下建造一个价值 11 亿美元的新数据中心时，政府支持了这项投资，并帮助Google获得了土地。荷兰当局则允许 Meta Platforms Inc. 建立一个更大的平台，这是该国成为欧洲 “数字中心” 这一宏伟目标的一部分。

 

而如今，大型设施的政治指标正在发生变化。在当地居民和环保主义者的抵抗下，这两个项目均暂停了。

 

因为当人们关注的焦点是确保今年冬天的电力供应时，对一些欧洲政府来说，足以消耗一个小镇的电力的数据计算和存储便不再那么重要了。