根據(jù)最新資料顯示,目前我國數(shù)據(jù)中心的數(shù)量已超過1844個,機架總體規(guī)模已超過166萬架。但由于傳統(tǒng)供電架構(gòu)等原因,能耗效率與國際先進水平有較大差距,且在二氧化碳、污水處理等綠色智能數(shù)據(jù)中心的重點指標上依然有巨大提升空間。
目前,我國政府已經(jīng)提出了《國家綠色數(shù)據(jù)中心的試點方案》,大力提倡數(shù)據(jù)中心要“節(jié)能減排”,走綠色智能的發(fā)展道路。眾所周知,能效參照水平PUE值越低,代表能耗利用率越高,從PUE指數(shù)來看,百度的數(shù)據(jù)中心單模組早在2017年就達到了1.10。那么百度云計算(陽泉)中心是如何做到PUE1.10,又能否復制再推廣這種模式呢?
“一方面是電氣架構(gòu)的不斷升級、空調(diào)末端改造等設備優(yōu)化,另一方面,從服務器、免費冷卻、智能管理等所有與IDC能效相關的技術都是處于不斷快速迭代升級的狀態(tài),這才是我們PUE達到如此高水平的關鍵。”百度云計算(陽泉)中心負責人顧鵬如是說。
供電架構(gòu)優(yōu)化升級提高利用效率
首先從供電架構(gòu)上,百度云計算(陽泉)中心采用市電+UPS、市電+UPS(ECO)模式、市電+高壓直流在線、市電+高壓直流離線四種架構(gòu)。其中市電+高壓直流+離線的供電架構(gòu)是世界首例,結(jié)合國內(nèi)首批內(nèi)置式鋰電池機柜的部署,使供電效率從傳統(tǒng)2N冗余UPS雙路供電的90%大幅度提高到了99.5%,最大限度地利用了資源。
目前,百度云計算(陽泉)中心通過對電氣架構(gòu)進行的不間斷優(yōu)化升級,每年能為數(shù)據(jù)中心節(jié)約用電量高達2.5億度,大約相當于13萬個家庭全年用電量的總和。
圖示為百度云計算(陽泉)數(shù)據(jù)中心供電架構(gòu)示意圖
免費冷卻技術不斷迭代能耗持續(xù)降低
百度云計算(陽泉)中心的另一個節(jié)能方式在于暖通架構(gòu)。百度云計算(陽泉)中心同時采用了CRAH(冷凍水槽精密空調(diào))、AHU(組合式空調(diào)箱)、IDEC(間接風測)和OCU這四種新型的空調(diào)末端形式。百度自研置頂冷卻單元OCU(Overhead Cooling Unit)新型空調(diào)末端,與預制模塊技術結(jié)合,冷卻模塊垂直安裝在機架上方,空調(diào)末端無風扇、零功耗,利用空氣對流原理,可以抽走“熱通道”的熱空氣的同時,還可以送出冷空氣給“冷通道”。此外,傳統(tǒng)服務器要求環(huán)境溫度為5~35℃,服務器一般運行在25℃左右,百度特別研究的高溫服務器,其耐溫設計高達45℃,更少的冷源需求也大幅降低了數(shù)據(jù)中心能源消耗。
目前,百度云計算(陽泉)中心全年免費冷卻已經(jīng)達到96%,相當于每年用冷機的時間只有兩周時間,剩下的大部分時間都是使用自然冷源狀態(tài)。此外,冷卻過程中產(chǎn)生的污水,百度云計算(陽泉)中心還會將其進行回收再利用,每年回收量高達48萬噸,相當于四千戶家庭一年的用水量。
圖示為百度云計算(陽泉)數(shù)據(jù)中心暖通架構(gòu)示意圖
除此之外,百度云計算(陽泉)中心大量使用清潔能源,將節(jié)能做到極致。2017年百度陽泉數(shù)據(jù)中心簽約風能和太陽能共2600萬度,占比整個用電量的16%,2018年使用風能和太陽能可以達到五千五百萬5500萬度,預計占比可能達到23%左右以上。
AI深度應用智能不斷升級
在高度智能化的百度云計算(陽泉)中心,目前已全面實現(xiàn)無紙化操作,通過Pad 、電腦進行巡檢。并提前將數(shù)據(jù)上傳到電腦,巡檢人員只需對照相應數(shù)據(jù),即可判斷運行狀態(tài)是否良好。
此外,百度云計算(陽泉)中心還建立了數(shù)據(jù)中心深度學習模型,比如冷水機組三種模式的運行就通過AI自動運營判斷,根據(jù)室外天氣濕度、溫度和負荷,切換制冷模式、預冷模式和節(jié)約模式,此外AI還能實現(xiàn)智能預警,通過負載情況,預判IT設備磨損運行情況,給出維護策略。
AI另一個大顯身手之處是做到了智能調(diào)度,百度云計算(陽泉)中心將每一臺設備的運算模型都放在一套邏輯里,AI會根據(jù)邏輯自主判定出運行中的設備負荷量是否達到要求。例如以前運營幾臺設備比較節(jié)能,只能靠人的經(jīng)驗判斷,而現(xiàn)在AI會根據(jù)運行情況進行判斷,靠數(shù)據(jù)精準調(diào)控。
供電效率的提高、能源消耗的降低、綠色能源的替代、智能管理……,可以說,想要再造一個像百度云計算(陽泉)中心這樣的綠色數(shù)據(jù)中心,絕非易事,無論是先進的架構(gòu)和技術,還是借助AI的基礎,都不是一朝一夕可以達到的事情。但是,從我國數(shù)據(jù)中心發(fā)展角度,以及國際化競爭力方面來看,有了百度云計算(陽泉)中心作為樣板和成功案例,我國綠色智能數(shù)據(jù)中心的涌現(xiàn)也將會很快到來。