服务器全浸泡水里 新一代绿色数据中心还有哪些黑科技?

 卡式机箱     |      2019-11-05 08:31

  在紧锣密鼓的筹备和多方的出谋划策下,2019数字中国万里行开启,自打去年组织了“数字中国万里行暨北方区数•☆■▲据中心之旅”,没想到受到业内的大力支持。这也不△▪▲□△奇▲=○▼怪,毕竟从消费者到企业端,互联网和云计算已经成为司空见惯的存在。然而,支撑互联网和云计算高速发展的基础设施,在中国并没有得到足够的关注。就拿阿里巴巴 “双十一”来说,2018年交易额达到2135亿元。据网联★△◁◁▽▼公布数据显示,当日交易笔数达到11.7亿笔,交易处理峰值超过9.2万笔/▪…□▷▷•秒。支撑这些交易也需要上万台服▪▲□◁务器,而这只是阿里云的一两个应用,阿里云承载海量企业的海量应用,对基础设施的需求量有过之而无不及。所以说,数据中心是云计算、AI时代的硬核,有了数据中心的支撑,互联网、云计算才得以高速发展,冰冷的数据中心如同高铁之于国计民生,作为云和人工智能的底座,承载着一个时代的使命。最重要的是,超大规模数据中心一旦落成,意味着会使用十年甚至二十年,从供电、冷却到内部服◆▼务器、存储、网络等基础架构,再到环保节能,都用先进的理念和设计,再到智能运维,技术应用代表的不仅仅是现在,还代表未来的趋势,对数据中心本身和传统其他行业都有借鉴意义。

  就拿阿里张北数据中心来说,当初为了承担像双11这样的业务压力而建立,如今已经成为2022年冬奥会的数据中心, 拥有国内最大的大数据集群和最先进的液冷技术。

  除了张北,在9月27日,阿里云在2019杭州云栖大会上宣布,河源数据中心将于10月底正式对外提供服务。这将是华南地区规模最大的绿色数据中心,可容纳超过30万台服务器,与深圳等地的数据中心结合,可为珠三角地区上百万企业客户提供领先的云计算、人工智能、大数据等服务。

  据悉阿里巴巴在南通、乌兰察布等城市,也将逐步落地更多新一代绿色数据中心,“新一代”就意味着从选址到内部技术架构创新,将科技与自然环境融为一体,这些灵感和创新都来▷•●源于技术的提供者:亚洲第一,全球第三的阿里云。

  现在,中国互联网◆■已经进入全球视野,公有云,特别是在Iaa▼▼▽●▽●S层面,属于重资产投入,“重”就重在数据中心。在数据中心基础设施布局上占据优势,可以把云计算的价格战拉到新低。数据中心最终还是为人服务的,新一代绿色数据中心的第一特色就是:不能离人口密集的发达地区太远,否则网络延迟是个大问题。

  张北数据中心是阿里在国内首个旗舰级数据中心,也是阿里云对外服务的最大核心地域节点,张北离到的直线公里。这样一来,张北的数据中心到阿里在北京的数据中心,延迟只有3ms(毫秒)多,接近同★▽…◇城的概念。与此同时,张北的优势还体现年均气温2.3,还有充沛的自然◇•■★▼能源,满足数据中心的供电需求,价格优势明显,性价比极高。同样,河源位于广东省东北部,气候宜人,拥有华南第一大湖“万绿湖”,优越的地理位置加上大规模采用飞天、神龙等自研云计算技术,让河源数据中心成为企业全面上云的最佳跳板。目前,包括淘宝天猫、蚂蚁金服、高德地图等在内阿里巴巴集团业务已迁入河源数据中心。

  远离城市核心区的数据中心,不仅能够更好地利用自然冷源,也更有条件去利用自然能源。在数据中心领域,欧美市场常用“可再生能源”的概念,国内市场则习惯说“清洁能源”。从定义上来看,清洁能源即绿色能源,是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源。去年数字中国万里行暨北方区数据中心之旅就重点考察了各大数据中心在环保方面▲●…△的工作。比如阿里张北数据中心的绿色能源使用率超过50%。张北数据中心位于美丽的66号公路旁,百分百基于绿色能源运转,建筑外表覆盖太阳能电板,采用自然风冷和自然水冷系统。

  阿里巴巴张北庙滩自建数据中心选址张北的原因之一就是这里是风电之都,风电装机容量达233万千瓦以上、签约光伏开发总规模△▪▲□△14万千瓦、年风电光伏发电量达60亿千瓦时,可以提供源源不断的绿色能源。而从阿里云提供的数据来看,张北境内常年平均风速6米/秒,风能资源充足,风电装机容量(未来可)达500万千瓦以上。得益于采用风能、太阳能等绿色能源和较低的PUE(1.25以内,最低可达1.13),而河源数据中心采用万绿湖的深层湖水制冷,年均PUE(能源效率指标)小于1.3,是华南地区最节能的数据中心之一,为服务器降温后,这些冷却水将经过无害处理,回流至大自然用于灌溉等。

  在2018超大规模云数据中心考察报告中就提到,阿里云张北冬奥云数据中心每年可节省5.9万吨的碳排放,按华北电网2014年0.9288碳排放因子计算,相当于节省了6400万度电;如果按每棵树平均每天吸◇=△▲收50克二氧化碳,这相当于323万颗树一年的二氧化碳吸收量。

  从选址和绿色能源层面可以看出阿里的前瞻、务实的态度,而在数据中心内部,就更汇聚了阿里云的灵感和创新。2018年,张北的阿里巴巴冬奥云数据中心又部署了中等规模的浸没式液冷服务器集群。服务器被“泡在水里”,其实就是极其高效的散热方式:浸没式液冷。服务器被浸泡在一种特殊的绝缘冷却液里,运算产生热量可被冷却液直接吸收进入外循环冷却,全程用于散热的能耗几乎为零,整体•●节能可达70%以上。这套液冷系统已经在张北数据中心投入使用。

  之所以说又,因为此前阿里西溪的数据中心也是采用浸没式液冷方案,E企研究院狒哥专门针对这一技术进行考察,(具体参照链接:请回答阿里巴巴:如何优雅的散热?)。在张北数据中心的液冷机房里,部署了60个长方体液冷柜(tank),每个里面容纳1个54U的机柜(rack),其中6U留给交换机,48U留给服务器等设备——正好放下32台1U全宽度双路服务器,和4台4U的JBOD(需搭配服务器使用),总节点数超过2000个。

  业界对浸没式液冷关注度高的原因在于对自然环境没有那么高的要求,冷却水系统能实现30~35℃的供回水就可以维持服务器的正常运转,这样大大放宽了数据中心的选择范围。一个30万台服务器规模的数据中心集群,以每台服务器600W计算,如果年均PUE能够从1.25降至1.1,一年节电即可超过2亿度,相当于减少20万吨二氧化碳的排放。

  在6月5日世界环境日○▲-•■□上,阿里巴巴对外公布了一组有趣的数字:2005年,10笔电商交易要消耗的能源可以煮熟4个鸡蛋;2015年,10笔电商交易要消耗的能源可以煮熟1个鸡蛋;现在,使用最新的液冷技术后只够煮熟1个鹌鹑蛋了。

  都说浸没式液冷是趋势,但为何落地速度没想象中的快呢?从暴露在空气中到浸没在液体里,冷却方式的改变是一个系统工程,需要服务器和数据中心的设计都要围绕冷却剂的工作特性做出相应的调整,运维体系也将随之改变,阿里中等规模的液冷部署也算是业界的创举。

  在数据中心运营中,高可靠性电力系统也是一大竞争力,一个现代化、高利用率的超大规模数据中心,生命周期内的电费支出占去运营成本☆△◆▲■中的大部分,甚至会超过基础设施的建设成本。

  为了保证服务器的运行,超大规模数据中心在供电上的投资巨大,张北数据中心★◇▽▼•做到了双路电力保障,备用电力系统零秒应急启动,保障稳定运营环境,让服务永不中断。

  据了解,阿里张北数据中心的自研分布式电源储能技术和市电直供技术,实现了最大化市电直供和按需供应。而采用的能源互联网技术,能实现最大程度的新能源供电。

  每年双11,数据中心管理人员都必须对设备的运行容量参数、数据中心环境温湿度、空调运行状态及IT设备工作状态等进行全天24小时安全巡逻,保障各系统的安全可靠运行。河源数据中心还搭载了很多AI黑科技,比如阿里自研的智能运维系统,可智能感知环境变化,适时调整设备功率,让其运行在最佳能耗水位上。

  另外,随着数据中心承担应用的增加,运维人员远离大城市的喧嚣和繁华,成为数据中心的守望者,如今,在张北数据中心运用IT和AI技术正不断优化数据中心基础设施运维,天巡机器人正接替了运维人员以往30%的重复性工作。天巡采用3D激光雷达,能够在数据中心实现自主导航,独立完成巡检。机器人带有全景高精度摄像头、传感器,在巡检中可以完成温度、湿度、空气◁☆●•○△质量、电气参数、空调参数等监测工作。天巡机器人的背后,得益于智能CPU“天机”,天机包括一系列运行在阿里云上的算法和应用,它能够发现近百万台服务器的故障和环境异常,进行快速的排查和判断。

  都说数据中心是从互联网和云计算公司排兵布阵的起点,从选址到运营,张北数据中心由内到外彰显阿里云的创新实力和核心竞争力。

  现在承载了阿里巴巴集团的淘宝、天猫、UC、高德、优酷等的主要应用,张北数据中心成为阿里集团厚实的基础。作为国内最先进的云计算节点之一,从数据中心底层的创新到应用,新一代绿色数据中工薪意味着阿里云的创新实力和核心竞争力,为百万企业提供包括弹性计算、数据库、云存储、人工智能等产品技术和服务,助力企业向未来平滑演进。

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