如今，全球芯片制造商英特爾公司的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)達(dá)到了一個(gè)新高度，該公司設(shè)計(jì)制造了一種超高的機(jī)架，在同樣的空間內(nèi)可以部署更多的服務(wù)器。采用了英特爾核心設(shè)計(jì)的新機(jī)架高度超過9英尺，結(jié)合了極致密度和能源效率雙重優(yōu)勢。

英特爾公司正在通過數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)，以提高其龐大的內(nèi)部IT操作的效率和經(jīng)濟(jì)性，英特爾公司在全球的59個(gè)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器超過13萬臺。不久前，該公司將其在圣克拉拉廢棄的一個(gè)半導(dǎo)體制造工廠改造成為了一個(gè)數(shù)據(jù)中心園區(qū)，該數(shù)據(jù)中心園區(qū)的效率和電力容量可以匹配全球最大的超大規(guī)模服務(wù)器集群。

英特爾公司在圣克拉拉新數(shù)據(jù)中心內(nèi)的超高機(jī)架

在英特爾公司的這個(gè)前半導(dǎo)體制造工廠，曾有數(shù)百名工人身著“兔子服”研發(fā)生產(chǎn)了大量的凌動(dòng)核心處理器，如今，這個(gè)地方可能很快成為硅谷最繁忙的數(shù)據(jù)中心之一，因?yàn)橛⑻貭柟居?jì)劃在未來五年內(nèi)在這里提供30兆瓦的在線計(jì)算能力。

在數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)大廳里的工廠，英特爾高達(dá)9英尺的機(jī)架具備放置60臺服務(wù)器（60U的高度。該設(shè)計(jì)提高了每個(gè)機(jī)架的縱向和橫向承載服務(wù)器的容量，可以讓功率高達(dá)43kW的多個(gè)服務(wù)器部署在一個(gè)單一的機(jī)架上。為了管理這個(gè)功率密度，英特爾公司采用了一個(gè)熱通道氣流遏制系統(tǒng)和蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。

極端的密度達(dá)到極端的PUE

英特爾公司最新的數(shù)據(jù)中心的能源使用效率PUE為1.06，相當(dāng)于Facebook公司和谷歌公司最節(jié)能高效的數(shù)據(jù)中心設(shè)施的指標(biāo)，PUE值是數(shù)據(jù)中心能效的主要晴雨表。該數(shù)據(jù)中心空間為5000平方英尺，電力容量為5兆瓦，功率密度達(dá)到了每平方英尺1千瓦。

該數(shù)據(jù)中心的功率密度與英特爾前一代的數(shù)據(jù)中心相比有了顯著的改善，以前的數(shù)據(jù)中心空間為25000平方英尺，電力容量也是相同的5兆瓦。

英特爾IT部門首席技術(shù)官兼高級首席工程師Shesha Krishnapura

Shesha Krishnapura是英特爾IT部門首席技術(shù)官兼首席高級工程師，負(fù)責(zé)該公司的內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營。該數(shù)據(jù)中心的90%的電力容量是用于英特爾的芯片設(shè)計(jì)和研究操作。

英特爾公司全新的60U機(jī)架設(shè)計(jì)比標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架要高得多，標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)架一般為7英尺高，19英寸寬，可容納42臺機(jī)架式服務(wù)器（42U）。英特爾機(jī)架與標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器、交換機(jī)和電源的領(lǐng)先供應(yīng)商合作。而其網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)位于在機(jī)架底部而不是機(jī)架頂部。

英特爾設(shè)計(jì)的機(jī)架雖然支持19英寸的服務(wù)器的部署，但機(jī)架寬度更加緊湊，這樣有助于部署更高的功率密度。這使得英特爾能夠在部署25個(gè)機(jī)架的空間內(nèi)可以容納30個(gè)機(jī)架。

“我們沒有浪費(fèi)任何空間，”Krishnapurna說。

雖然機(jī)架設(shè)計(jì)很酷，但服務(wù)器需要更好的冷卻。英特爾公司采用了多個(gè)冷卻策略來管理功率密度和能源效率。

提高冷卻效率的幾種方法

英特爾的60U機(jī)架系統(tǒng)的外殼中有一個(gè)定制的熱通道遏制系統(tǒng)，包圍著每側(cè)24個(gè)服務(wù)器，在兩端設(shè)計(jì)了推拉門，當(dāng)推拉門打開，一股熱氣撲面而來，這顯露出散熱設(shè)計(jì)的關(guān)鍵：氣壓。

外殼中有一個(gè)較寬的10英尺長的熱通道。在高負(fù)荷工作時(shí)，通過安置在外殼頂部的冷卻裝置將60U服務(wù)器產(chǎn)生的廢熱排出。當(dāng)負(fù)荷較低時(shí)，啟動(dòng)熱通道頂部的大風(fēng)扇，幫助排出熱量。

部署在D2數(shù)據(jù)大廳的英特爾IT超級計(jì)算機(jī)，該系統(tǒng)涵蓋15個(gè)機(jī)架，擁有近1300個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)

當(dāng)空氣從冷卻裝置排出時(shí)，外殼上面的擴(kuò)散器引導(dǎo)冷卻氣流回流進(jìn)了房間。房間里的“冷通道”溫度為華氏83度，而熱通道為華氏108度。其溫度可以稍高或更低。

在較高室溫下運(yùn)行的能力也使得英特爾的數(shù)據(jù)中心更加節(jié)能。數(shù)據(jù)中心的冷卻采用水循環(huán)冷卻，流入冷卻裝置的水溫為華氏78度至80度，而返回的水溫為華氏82度至87度，返回的熱水再流向換熱器，其冷卻的水可以采用中水。加利福尼亞州的干旱，推動(dòng)當(dāng)?shù)厮Y源的回收利用。因此利用回收的中水，減少使用飲用水，成為了一個(gè)重要的優(yōu)先事項(xiàng)。

而就在D2數(shù)據(jù)大廳，英特爾經(jīng)營的另一個(gè)高密度的數(shù)據(jù)中心使用空氣冷卻技術(shù)。空氣通過架空的百葉窗和大型變速風(fēng)機(jī)進(jìn)入數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)大廳設(shè)有31000臺服務(wù)器，其中包括英特爾IT超級計(jì)算機(jī)。目前這個(gè)大廳中的超級計(jì)算機(jī)在世界上最強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)前500強(qiáng)排名81，有15個(gè)機(jī)架1296個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)。

服務(wù)器余熱通過一個(gè)大的通風(fēng)管排出屋外。在寒冷的日子里，這個(gè)溫暖的空氣可以被重新混合，以調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)大廳的環(huán)境溫度。

圣克拉拉數(shù)據(jù)中心的未來

數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新對英特爾來說并不新鮮，因?yàn)橛⑻貭柟揪褪菤饬鞫糁葡到y(tǒng)的早期采用者。

Krishnapura介紹說，公司在圣克拉拉的數(shù)據(jù)中心命名為D2數(shù)據(jù)中心，其建設(shè)的目的是保障英特爾公司內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的IT業(yè)務(wù)運(yùn)行，提高芯片設(shè)計(jì)和計(jì)算能力的創(chuàng)新能力，從而為公司提供一個(gè)創(chuàng)新的未來。這個(gè)面積為69萬英尺的五層建筑的旁邊是諾伊斯羅伯特大廈，是英特爾公司的全球總部。

芯片生產(chǎn)的“潔凈室”是芯片制造工廠的環(huán)境控制的設(shè)施，可避免皮膚的細(xì)小顆粒和頭發(fā)落在電路上，造成污染。這就是為什么英特爾的員工穿著“兔子服”出現(xiàn)在該公司的電視廣告的原因，這個(gè)芯片工廠于1989年開通運(yùn)營，生產(chǎn)芯片的工人在進(jìn)入潔凈室必須先進(jìn)行淋浴，清洗之后才能進(jìn)入晶圓車間。

而隨著時(shí)間的流逝和技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠逐步遷出硅谷，并轉(zhuǎn)移到其他國家和其他地區(qū)。2009年這家工廠被關(guān)閉，工廠設(shè)施設(shè)備都被淘汰或拆除。

　　英特爾芯片生產(chǎn)工人身著“兔子服”，以防污染芯片

而這個(gè)曾經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)晶圓業(yè)務(wù)工廠黯然落幕，這個(gè)倒閉的半導(dǎo)體工廠也為英特爾公司建設(shè)數(shù)據(jù)中心提供了改造機(jī)會。

這種趨勢正在得到認(rèn)真地當(dāng)新人財(cái)富數(shù)據(jù)中心獲得了前希捷工廠在SanJose，將它轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)據(jù)中心，并降落租賃與一家主要超大規(guī)模租戶。其他工廠改造緊隨其后：

2009年，NextGenerationData公司將LG公司在威爾士的半導(dǎo)體工廠改造成了一個(gè)空間為75萬平方英尺的數(shù)據(jù)中心。

2010年，QTS公司收購了內(nèi)存制造商奇夢達(dá)在里士滿附近的一個(gè)晶圓廠，并將其改造成了一個(gè)空間為100萬平方英尺的數(shù)據(jù)中心，現(xiàn)在擁有眾多的政府和企業(yè)租戶。

QTS公司隨后在2013年收購德克薩斯歐文的一個(gè)芯片工廠，將其改建成為該公司在達(dá)拉斯數(shù)據(jù)中心的第一階段項(xiàng)目。

Krishnapura表示，英特爾公司改造圣克拉拉芯片工廠的其中一個(gè)原因是這里離工人的家比較近。“因?yàn)楫?dāng)時(shí)有那么多人在這些工廠工作，我們需要為他們提供更多的工作機(jī)會。”Krishnapura說。

Krishnapura認(rèn)為該數(shù)據(jù)中心將成為英特爾公司業(yè)務(wù)發(fā)展的增長引擎，并預(yù)計(jì)該數(shù)據(jù)中心將以穩(wěn)定的速度增加服務(wù)器來支持其研發(fā)。