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          探訪阿里云張北數據中心 揭開神秘面紗

          時間:2021-12-08 13:24:48 來源:未知 點擊:

            在大數據時代,如果把信息比作人體的血液,網絡比作血管,那么數據中心就是心臟。

            在新基建全面提速的背景下,數據中心作為促進5G、物聯網、云計算等新一代信息技術發展的數據中樞,備受人們關注。

            數據中心是什么?如何運作?給生產生活帶來哪些變化?近日,記者探訪國內目前已投入運營的規模最大的云數據中心——阿里云張北數據中心,揭開其神秘面紗。

            進入7月,雖然經歷了幾場大雨,河北省大多地區仍然悶熱難耐,而到了張北縣,壩上的風一陣陣迎面吹來,讓人感到分外涼爽。阿里巴巴在華北部署的規模最大的云計算基礎設施——阿里云張北數據中心,就坐落于此。

            該中心于2015年6月開始建設,已建成16棟數據中心樓,投入運營的服務器規模30萬臺以上,加上正在建設的數據中心園區,未來服務器規模將達百萬臺級。

            7月21日,經過嚴格安檢程序,記者在這座“巨無霸”的數據機房見到了一排排整齊排列、外觀如同冰柜一樣的機柜。打開機柜外罩,只見布滿密密麻麻紅黃色線頭的服務器,竟然浸泡在水一樣的液體里,燈光不斷閃爍,顯然正在運作中。

            “這可不是普通的水,而是我們引進的特殊的絕緣冷卻液,可將服務器運算中產生的熱量吸收進入外循環冷卻,全程用于散熱的能耗幾乎為零。”阿里云基礎設施數據中心總經理高山淵介紹,傳統數據中心有近40%的能源消耗在散熱制冷上,能源使用效率很低。張北數據中心是阿里云首個應用全浸沒式液冷服務器的數據中心,與傳統制冷系統相比,熱傳導效率要高百倍,節能效果超過70%。

            液冷技術的優勢不僅在于導熱散熱,還能夠容納更多IT設備,提高了計算能力。與傳統數據中心比,液冷數據中心功耗密度達到60千瓦,將計算密度提升了10倍。同時,液冷機柜具有高密封性特點,使得電子元器件遠離濕度、灰塵、振動的影響,提升了設備的穩定性、降低了故障發生率。液冷機房運行3年來,與同等規模的其他機房相比,故障發生率降低了54%。

            目前,阿里巴巴已設計出一整套浸沒式液冷數據中心技術規范,涵蓋設計、施工、部署、運維等各個環節,并向全社會開放,打破了我國液冷服務器部署建設無標準可采用的空白。初步估算,如果全國的數據中心都采用液冷技術,一年可節電上千億千瓦時。

            在阿里云張北數據中心,像全浸沒式液冷技術這樣的“黑科技”數不勝數。采用自主研發的飛天操作系統,可以將單集群10萬臺服務器連接成一臺“超級計算機”,發揮最大的計算效率,實時處理海量數據。自主研發的巴拿馬電源,采用第三代半導體技術大幅度優化電源內部結構,省去傳統低壓配電環節,能夠降低系統電力損耗,使全鏈路效率提高至98%。上崗的“天巡”智能機器人全天24小時巡檢,擁有智能巡檢、隨工巡檢、語音導覽、安防管理功能,接替了運維人員30%以上的重復性工作,大幅提升管理效率。

            數據中心是耗能大戶,耗電量約占到全國總耗電量的2%,做好節能降耗至關重要。

            記者見到,阿里云張北數據中心采用新風制冷的機房外觀好像“雞舍”,冷空氣經風機墻進入送風區域,經過服務器機柜后,進入封閉的熱通道,再由側面的百葉窗排至室外,部分空氣返回到混風區,形成空氣循環。

            阿里巴巴當初為何將數據中心建在張北?張北獨特的低溫條件是重要加分項。張北地處壩上高寒區,屬中溫帶大陸性季風氣候,年均氣溫只有2.6℃,最低氣溫達零下40℃。

            “這里的空調一年到頭也就工作幾天時間,剩下的日子就靠當地冷空氣為數據機房降溫。”高山淵說,他們的工程師將室外溫度適宜、空氣質量良好的自然風通過新風制冷技術輸送至機房,直接為服務器降溫,實現全年300余天自然冷卻。

            張北的風能、光照資源非常豐富,風電裝機容量排名全國縣級第二,年均可利用光照則超過1600小時,約占全年的36%,為阿里云張北數據中心提供了源源不斷的優質綠色能源。

            2018年起,阿里云張北數據中心加入張家口市“政府+電網+發電企業+用戶側”四方協作機制風電交易。這一交易模式打破了傳統電力單一化交易渠道,降低了可再生能源電力使用成本,推動了清潔電力的大規模本地消納。截至今年5月,張北數據中心的綠色能源使用率超過了50%,共交易綠電約4.5億千瓦時,累計減排二氧化碳近40萬噸。

            此外,阿里云張北數據中心還應用了一系列節能技術,將部分機房熱風回收至柴發配電室及部分設備間用于采暖,同時將空調回水作為供暖換熱的驅動動力,減小冬季的供暖能耗;通過廢水回收系統降低生產污水的硬度、電導率等指標,回收并重新利用至生產系統,減少水資源的消耗。

            PUE是衡量數據中心電力能源利用率的國際通用指標,越接近1表明能效水平越高。有數據顯示,國內大多數據中心的PUE大于2.2。通過低碳技術的創新應用,張北數據中心的全年PUE低于1.2,最低可以達到1.09,達到行業領先水平,每年可節約標煤8萬噸。

            在國家提出“碳達峰、碳中和”的宏偉目標后,綠色低碳將成為數據中心發展的重要關鍵詞。近日,工信部印發了《新型數據中心發展三年行動計劃(2021—2023年)》,計劃用3年時間,基本形成布局合理、技術先進、綠色低碳、算力規模與數字經濟增長相適應的新型數據中心發展格局。

            “云數據中心本身就是一種綠色技術,通過聚集計算資源、轉移工作負載,云的資源利用率是企業自建機房的5至10倍。”阿里云相關負責人介紹,今年5月,阿里云發布了零碳云計劃,通過輸出數字減碳能力、支持綠色技術創新,在張北數據中心等探索更加綠色低碳的數據中心集群化發展道路。

            作為阿里云對外服務的核心地域節點,張北數據中心承載了淘寶、天貓、高德、優酷等主要應用,也為中小企業提供了包括彈性計算、數據庫、云存儲、人工智能等方面的技術和服務。

            也就是說,當人們在家瀏覽網頁、觀看視頻、網上購物,相關數據的存儲、交換、計算,有可能就在阿里云張北數據中心進行。

            距離2022年北京冬奧會的時間越來越近了,承載著北京冬奧云數據中心任務的阿里云張北數據中心,正在積極備戰。

            據了解,阿里云張北數據中心將為2022年北京冬奧會量身打造全方位的創新技術平臺,提供計算機視覺、機器學習、大數據等技術服務,從數字化運營、數字化體驗、數字化競技、數字化傳播四個方面打造“云上奧運”。

            數據中心的穩定運行,離不開電力穩定。近期,一些地區暴雨造成供電中斷,考驗著數據中心的防災扛災能力。

            在阿里云張北數據中心,每幢數據中心樓均配備了大功率的柴油發電機,用作備用電源。他們還規劃了周邊200公里范圍之內運油路線,與當地加油站簽訂供應協議,應對極端天氣可能出現的柴油運輸難題。

            “數據中心最首要的是數據安全。”阿里云一名技術人員說,他們在規劃建設時就建立了多備份機制,張北數據中心有問題了,可以把業務切到其他的數據中心,不影響網站服務和客戶使用。

            高山淵透露,在數字化轉型的浪潮下,阿里云張北數據中心將持續發力,通過引入大數據、人工智能等技術,為電力能源、鋼鐵、交通、制造等企業提供穩定高效的云平臺支持。

            在張北,以阿里云張北數據中心為代表,數據中心集群建設如火如荼。到今年年底,張北云基地數據中心規模至少達到50萬臺服務器,相關產業規模突破400億元。(河北日報記者貢憲云)

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