2014年美國微軟發起了“水下數據中心計劃”,随後便進行了首次海下試驗,他們用重達17噸的鋼制密封艙,裝下近300台電腦服務器,然後沉入加州海岸底。為了實時監測密封艙的水下狀态,及時發現漏水和硬件損壞情況,這個密封艙還攜帶了超100種傳感器,用于檢測海底水壓、溫度等各項指标。
為什麼微軟會費盡周折,嘗試将服務器放置在海底呢?
一般來說,電子設備特别是高速運行的服務器,最怕接觸的就是“水”,因為水能造成電子設備的短路燒毀。而服務器也特别怕熱,特别是成百上千台服務器組成的數據中心,散熱一直是一個難題,散熱及時才能維持服務器的正常運轉,所以服務器制冷消耗也是一大筆支出。據統計,一個數據中心的電力能耗占所有成本的20%,而其中41%都是用于制冷耗電,全球數據中心每年消耗的電量占全球總耗電量的2%,這是規模相當大的一部分。所以如何尋找成本更低的冷卻方案,“水冷”無疑成為了一個絕佳的選擇。
為了成功建成水下數據中心,減少能耗,微軟團隊隻能硬剛“防水”這個難題。他們巨資聘請了艦艇制造商“法國海軍集團”,采用軍用潛艇級别的防水和散熱技術,參與設計水下數據中心。這些海底服務器通過艙内外分别安置的冷熱交換器,将艙内的高溫水與艙外海水循環交替,最終實現散熱。而海底數據中心的供電由當地的電網提供,與用戶端交會的數據則由光纖傳輸。
那麼今後海底數據中心的大規模使用會影響海底的環境嗎?從以上看,海底數據中心對環境的最大影響應該是溫度,但微軟在首次海底試驗105天後,便取回了密封艙。根據測試的結果的顯示,密封艙的熱量随着海水的流動會迅速消散,服務器的散熱使得周圍海水的溫度上升了幾千分之一,這說明了海底數據中心對環境的影響非常有限。由于在首次海底試驗中,工作人員偶然發現數據中心周圍吸引了魚群等各種生物,這一幕給了團隊一些啟發,他們後續嘗試将密封艙改裝成“人造珊瑚礁”,以求将服務器對環境的影響降到最低。
2019年6月微軟在蘇格蘭的奧克尼群島,啟動了海底數據中心的第二次試驗。這次的數據中心外觀更像一艘潛艇,其長度達到了12米,裡面竟然容納了864台服務器,相比于首次海底試驗規模更大。首次試驗驗證了海底數據中心可行性,第二次試驗則是驗證數據中心的經濟性和可持續性。而這一次數據中心将在海底待上5年。
目前幾乎所有的大型網絡運營公司,都在尋找研發最合适的服務器冷卻技術。像亞馬遜、阿裡雲和360企業将數據中心建設在甯夏,目的就是為了利用該地獨特的氣候,達到低溫和自然風制冷的效果。
在數據中心的選擇地上,還有一個地方正處于風口浪尖上,它位于貴州貴安新區的大山中,國家大數據中心、華為數據中心、蘋果iCloud數據中心、騰訊數據中心等都建在這裡,這裡也存儲了上百個國家的管理數據,如此規模也讓貴州一舉成為全球最龐大的數據中心。
其中最知名的當屬華為七星湖數據中心,該數據中心僅一期建築面積就超過40萬平方米,可以容納60萬台存儲服務器,可以說得上将整座大山都掏空了。
為什麼華為會選擇在貴州,“挖空”一座大山來建數據中心呢?這裡面有這幾個關鍵原因。
首先貴州獨特的地理氣候,由于地處北緯24至29度之間,即使是夏季的平均溫度也在25度上下,而且貴州境内大山中存在許多天然的溶洞,隻需要稍微挖掘便可建設數據中心,洞内接近恒溫恒壓的環境,非常有利于散熱,無疑是數據中心的絕佳選擇地。而且雲貴高原的喀斯特地貌,很少有地震、泥石流等地質災害發生,充分保障了大數據中心的穩定性。
其次數據中心建成運營時,總成本占比最大的一部分就是“電費”。貴州雖然年發電量位于全國10名開外,但是水電資源豐富,每年仍然有剩餘的電力向外輸送,豐富的電力資源和較低的電價極大降低了數據中心的運營成本。
相比于微軟的海底數據中心,必須選擇在海岸區域,華為大山數據中心的建設方案無疑更為成熟,而且不受地理位置的限制。微軟團隊目前仍處于第二階段試驗中,運營維護成本仍不可輕視,距離成熟的商用仍有一段距離,但不排除後續成熟大規模的使用。風冷、水冷,山冷等各種數據中心建設方案各有優劣,不過要根據需求來選擇。
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