科技巨頭資料中心冷卻揭秘:谷歌有AI 微軟玩潛水

佚名發表於2018-08-20

資料中心是科技巨頭們得以正常運營的核心部分,可以幫助這些科技公司更好地傳遞、加速、展示、計算、儲存資料資訊。資料中心一般是一個大型倉庫,主要存放伺服器和其它聯網的計算機裝置,這些裝置儲存著網際網路上的大部分資料的同時,也為雲端計算提供必須的計算力。

但資料中心往往也伴隨著大量的熱量,其能量使用密度能超過一棟普通辦公大樓百倍以上。

而防止伺服器過熱是資料中心運營成本的主要組成部分。因此,這一領域的大公司,包括Facebook、微軟和谷歌在內,都在尋找節省製冷成本的不同方法。

資料中心的前世今生

自然冷卻算得上是資料中心最早的冷卻方案之一,透過使用外部空氣溫度與裝置之間的溫差達到給裝置降溫的目的,但這種冷卻方法受地區限制,因此資料中心通常會使用某種形式的空調裝置來冷卻IT裝置——風冷。

風冷因成本較低一直髮展較快,但隨著裝置的不斷增加,伺服器越發的密集,風冷也逐漸不能滿足冷卻需求,而可用性、綠色節能、動態冷卻成為了主要的創新方向,其中液冷技術因為突出的效能受到眾多廠商的青睞。

液冷,是指透過液體來替代空氣,把CPU記憶體條、晶片組、擴充套件卡等器件在執行時所產生的熱量帶走。目前,業界主要的液冷技術有三種:冷板、噴淋和浸沒。

因此,國內外主流廠商都在大力推進液冷技術研究。例如,Facebook公司正在推出一種與Nortek空氣解決方案公司合作開發的新型間接冷卻系統——StatePoint液體冷卻(SPLC)解決方案。

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Facebook

Facebook主要依靠地理自然環境來降低資料中心的溫度。Facebook在瑞典建立的資料中心Node Pole離北極圈僅一步之遙。這裡的常年低溫,冬天平均氣溫更是低至零下20度。這樣的地理環境非常有利於資料中心的運營維護,溫度較低,也有利於伺服器的冷卻,在一定程度上減少了維護的成本。Facebook利用這一環境特點,將室外的冷空氣泵進中心大樓內,伺服器產生的大量熱氣與進來的冷空氣進行迴圈交換,從而形成自然冷卻的過程。


圖:Facebook在瑞典建立的資料中心Node Pole

此外,Facebook在愛爾蘭也建有資料中心。愛爾蘭坐落與歐洲西北角,西臨大西洋,東靠英格蘭,是北美通向歐洲的中轉站。愛爾蘭所處緯度較高,全年氣溫偏低,處於6到20攝氏度之間。愛爾蘭還擁有兩條通往美國的海底光纜,以及十一條連線英格蘭各地的海底電纜。它能夠幫助企業實現自動故障切換。假如美國出現網路中斷,可由愛爾蘭的資料中心可以繼續為Facebook提供相應服務。

微軟

2018年6月,微軟在蘇格蘭奧克尼群島海岸線附近的水域中部署了潛水艇式水下資料中心。微軟將一艘40英尺長的船沉入位於蘇格蘭近海的奧克尼群島海岸,該資料中心有12個機架,共有864臺伺服器。微軟表示,它可以在無需維護的情況下儲存資料和處理資訊長達五年。

03.jpg圖:微軟把資料中心沉入海底

微軟選擇建立水下資料中心的目的是提高近水地區的網路速度,這些地區通常缺乏基礎設施。而影片流和遊戲需要更強大的基礎處理設施才能連線到網際網路。微軟英國執行長辛迪羅斯週三表示:“全球近一半的人口生活在大片水域附近,讓資料中心離數十億網民更近將確保更快、更順暢的網路瀏覽、影片流和遊戲,同時企業可以享受人工智慧驅動的技術。”

利用海水、湖水降溫不止微軟一家。中國的阿里巴巴利用千島湖對伺服器進行冷卻,這種方式也使其年均PUE低於1.3,最低可達到1.17。

谷歌

幾年前,谷歌透過旗下的DeepMind,開始研究如何利用機器學習更好地冷卻其資料中心。不過當時系統只是提出建議,而人工操作員則決定是否實施這些建議。

而近日,根據外媒報導,谷歌已經透過AI來降低其資料中心的運營成本。最新的DeepMind建立起了足夠有用的模型,可以讓人工智慧供電系統完全控制環境冷卻。新的冷卻系統已經在一些谷歌的資料中心就位。每隔5分鐘,系統就會輪詢資料中心內的數千個感測器,並根據這些資訊作出最佳操作。當然,這裡有各種各樣的制衡機制,因此谷歌的一個資料中心因為這種機制而陷入癱瘓的可能性很小。

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DeepMind和大多數機器學習模型一樣,這個模型在收集了更多資料後會變得更好。與資料中心的歷史能源使用量相比,它現在平均能夠節省30%的能源。

值得注意的是,谷歌顯然是在試圖節省開支,但在很多方面,該公司也把這看作是一種推廣自己機器學習服務的方式。畢竟,能夠在資料中心起作用的東西也應該在大型辦公樓裡起作用。DeepMind的工作人員在宣告中寫道:“從長遠來看,我們認為有可能將這項技術應用到其他工業領域,在更大規模的範圍內幫助應對氣候變化。”

在AI和網路邊緣計算等技術的驅動下,資料中心的運營成本正在逐漸減低。科技巨頭之間的博弈,不僅僅需要技術與產品的革新,更是一場持久的消耗戰。誰笑得最久,誰笑道最後。

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