东南网6月28日讯(福建日报记者 傅韬旭 通讯员 黄亚男)
走进位于厦门大学翔安校区的嘉庚创新实验室智算中心机房，耳畔几乎听不到嘈杂声响，这与传统风冷机房持续不断的轰鸣噪声形成鲜明对比。机柜内，蓝色的冷却液输送管与红色的回流管有序环绕在服务器之间，悄然带走高性能计算卡运行时散发出的高热量。
近日，工信部等六部门联合发布2025年度国家绿色算力设施名单，嘉庚创新实验室智能计算中心(以下简称“嘉庚智算中心”)入选公共机构领域榜单，成为该领域全国仅有的10家入选单位之一，也是我省唯一上榜机构。
嘉庚智算中心2022年底建成投用，是全国高校中屈指可数的高端智算平台，如今设备步入所谓的“折旧周期”，却仍保持着算力“满跑”的饱和运行状态。从“可用”到“耐用”，这座智算中心突破算力高耗能瓶颈，实现了绿色长效运营。近日，记者走进嘉庚智算中心，实地探寻其绿色发展的密码。
当科研需求遇上“双碳”战略
嘉庚智算中心的建设构想，始于2019年嘉庚创新实验室成立之初。彼时，人工智能大模型技术浪潮席卷全球，算力革新开始重塑传统理论计算的边界。实验室在项目布局初期，前瞻性地洞察到这一变革趋势，认为高性能计算将在人工智能时代为科研创新带来全新突破。
“过去只能模拟几十至几百个原子体系，如今借助高性能算力和算法，已经实现对上百万原子体系的模拟，对像电解液、电极界面等复杂材料体系的模拟已成为可能。”嘉庚智算中心负责人、人工智能应用电化学联合实验室(AI4EC Lab)执行副主任程俊教授介绍道。
然而，高性能计算的背后，是居高不下的能源消耗。近5年来，我国算力设施年均用电量增速超10%，约为全社会年均用电量增速的1.5倍。在此背景下，推动算力设施绿色低碳发展具有重要意义。
2019年前后，行业内数据中心配套技术尚未成熟，仍普遍采用传统风冷技术，电能利用效率(PUE)大多在1.5以上，不但高热导致的工作环境波动会影响硬件寿命、拉低算力输出的稳定性，而且能耗浪费严重，更难适配“双碳”目标下的低碳发展要求。
一边是前沿领域科研创新的高性能算力需求，一边是算力产业的高能耗与绿色发展的现实矛盾。是否要投入高成本走绿色路线？能否在现有条件下啃下低碳算力技术的“硬骨头”？摆在建设团队面前的，正是科研需求在“双碳”目标下的第一道难题。项目团队花了两年多时间调研厂商、论证技术路线，最终在2022年确定了兼具前瞻性与可行性的方案：高密液冷机房。
“我们建设智算中心，不仅对标国家绿色标准，更致力于打造一套先进、持久、耐用的算力设施。”程俊说。正是这种对长远效益的考量，让嘉庚智算中心在建设之初就走上了可持续的绿色发展之路。
液冷方案交出“绿色答卷”
中心机房内，一排排高功率机柜整齐矗立。智算中心密集排列的390台CPU计算服务器、6台GPU计算服务器和2台胖节点服务器与高效散热系统全部“挤”在这套6个宽仅0.6米、高2.3米的机柜里，占地不足10平方米。
“传统风冷算力中心空调需要制冷整个机房空间，能耗巨大。”嘉庚智算中心项目经理谢文钧介绍，中心在设计之初从能耗管理入手，采用了当时突破性的高密冷板式液冷技术，构建风液协同散热系统，在有限空间内实现高密度算力部署与高效散热并行。
机柜内嵌的高密冷板式液冷服务器，通过紧贴芯片的冷板循环输送冷却液，直接带走设备运行热量；携带热量的冷却液沿地下管道汇入液冷冷量分配单元(CDU)集中“降温”，再回流至设备循环利用，这一环节可消解85%的运行热量；剩余的15%热量则通过机柜封闭微通道短距送风快速散除。
一套组合拳下来，嘉庚智算中心的电能利用效率(PUE)低于1.2，远低于2025年度全国算力设施PUE平均值1.46。这意味着每消耗1千瓦时电用于计算，仅有不到0.2千瓦时电损耗在散热等环节。运行至今，能耗降低30%。
得益于这项先进技术，中心不仅能耗大幅降低，空间利用率也显著提高。同等算力部署规模下，传统风冷机房需要4台机柜才能完成的设备排布，如今1台机柜即可实现，节省设备占地空间75%。
“绿色升级”带来的可观变化远不止于此。
“健康的算力运行环境，让这套设备4年来始终保持满负荷运行，每张计算卡上都有任务在跑。”谢文钧算了一笔账，尽管项目初期引入液冷配套基础设施带来了约20%的成本上浮，但得益于该技术在全生命周期内展现出的优异节能效果、极低的运维开销以及设备寿命的延长，这部分溢价投入得到了持续补偿，具备较高经济性。
为进一步提升绿色能源利用比例，中心还联动嘉庚创新实验室的分布式光伏项目，将光伏发电接入智算中心UPS(不间断电源系统)，有效提升绿色能源的自发自用率和消纳比例。
绿色算力转化为产业动能
嘉庚智算中心的独特价值，在于深度服务科研和产业。
在新能源和先进制造产业快速迭代的当下，如何缩短材料研发周期、降低试错成本，始终是业界关注的焦点。为此，中心配备了高性能算力资源，能够支持模型训练、模拟仿真、大规模科学计算等多种任务。“如果只拼算力规模，我们跟其他算力中心比并没有优势。”谢文钧坦言，真正的竞争力是用厦门大学积累的人工智能与电化学领域相关科研成果赋予算力灵魂，实现“算力+算法+数据+模型”的深度融合，为企业提供定制化、可落地的一体化解决方案。
中心由鄂维南院士和田中群院士领衔的人工智能应用电化学联合实验室(AI4EC Lab)负责核心运营。针对新能源电池材料研发中“实验周期长、试错成本高”的行业痛点，实验室依托绿色算力底座和厦门大学在电化学领域数十年的科研积累，将复杂材料的微观物理世界“搬”进了数字世界，构建起一座由算力驱动且有物理学约束的“复杂材料科学智能虚拟实验室”。
在这座虚拟实验室里，用户只需输入材料组分和配比，系统便可生成原子级电解液、电极界面的微观初始结构，通过分子动力学计算，短时间内输出相应的材料物理化学性质，在保证精度的同时兼顾效率。
“相较于传统实验范式，中心整合的一体化科学智能解决方案不仅在模拟效率、精度和尺度方面有较高水平提升，原本需要10天到半个月才能完成的一个体系实验在一天之内即可完成，为我们在材料微观机制研究方面提供了不同的科学视角，更重要是这套人工智能赋能的方案为我们产业材料数据库的建设提供了帮助。”宁德时代厦门研究院负责人表示。
在产业端，这套方案已开始发挥实际效用。在电池研发领域，用户通过中心提供的电解质材料机制分析和核磁共振图谱的科学智能预测工具，可以更高效地开发新型电解液。在芯片制造的纳米级电子电镀行业，中心还推出了物理与数据驱动的电镀配方研发智能系统，将以往依赖“老师傅经验”的配方研发，转化为科学的智能辅助计算。截至目前，中心已服务高校课题组超40个，服务新能源、新材料领域头部企业两家。
“我们与企业间不是简单的算力供需关系，而是深度绑定的产业合作伙伴。”谢文钧介绍，下一步，中心将以企业需求、产业场景为导向，将算力转化为动力，不断吸引科研团队的优秀成果来丰富“算力-算法-数据-模型”的垂域服务体系，持续以绿色算力赋能产业转型升级。