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阿里巴巴数据中心的绿色KPI竟然是“煮鸡蛋”

2019-6-6 15:00

来源: txws_txws


怎么省电也是核心科技。

 ✎  天下网商记者 王安忆



6月5日是世界环境日,阿里巴巴对外公布了一组有趣的数字:


2005年,阿里平台上每10笔电商交易,消耗的能源可以煮熟4颗鸡蛋;2015年,每10笔电商交易的能耗就只够煮熟1颗鸡蛋;而现在呢,只能煮熟1颗鹌鹑蛋了。


从4颗鸡蛋到1颗鹌鹑蛋,阿里巴巴工程师为之奋斗了14年,可是这样的技术有什么意义?如果考虑到仅2017年天猫双11一天,支付总笔数便达到14.8亿笔,你便会觉察这项技术有多硬核——它每年都能为阿里数据中心节省下天文数字的能耗。 


目前,中国数据中心的耗电量已占到全社会的2%,相当于三峡大坝的全年发电量。而随着物联网和5G加快推进,计算需求将逐步拓展到整个物理世界的每一个角落。

 

未来,数据中心就像水电煤一样,是全社会不可或缺的基础设施,结合这样的背景,数据中心的节能技术堪称核心技术。


“煮鸡蛋”背后的技术挑战 


当你点开淘宝页面,搜索商品、挑选尺码、下单支付、确认到货的时候,恐怕不会意识到,这一刻,全国还有数以亿计的人也在执行相同的操作,而所有操作最终变成海量指令,瞬间汇聚到阿里巴巴的数据中心,服务器表示压力很大。


别说煮鸡蛋了,看过抖音上的芯片烤肉吗?其实那不是笑话,一枚不带水冷的公版GPU芯片,在满负载运行模型训练任务时,温度会迅速飙升到85℃。



在数据中心,服务器CPU芯片在工作状态下表面温度也能达到60-70℃,如果用空气降温,要用20℃左右的空调冷风一直吹,才能让芯片温度维持在50℃左右。


服务器耗电、供电设备耗电、制冷设备也耗电,这样一来,日夜不息的数据中心,就成了名副其实的超级电老虎。


为了节能省电,阿里巴巴于2015年启用了浙江千岛湖的数据中心。该数据中心采用了湖水制冷—通过自然冷却来达到给服务器降温的目的。



千岛湖数据中心90%的时间无需借助湖水之外的制冷能源,这比传统的空调制冷方式要节约能耗超过八成,比普通数据中心全年节电数千万度。


一年节能等于种150万棵树  


2015年6月8日,阿里巴巴“张北数据中心”项目开工,这是阿里巴巴在张北部署大规模云计算服务基础设施的重要基地之一,之后更名为“北京冬奥云数据中心”。


张北县地处河北省西北部,属于内蒙古高原南缘的坝上地区,全年平均气温只有2.3℃,且空气质量优良天数高达346天,数据中心可以采用更节能的新风自然冷散热方案。



而且,张北县境内常年平均风速6米/秒,年平均日照时数2897.8小时,所以当地有大量的风电和太阳能发电设施,可以为数据中心源源不断地提供清洁能源。


不过,适合数据中心生存的自然环境,对人类却是严峻考验,阿里巴巴数据中心高级技术专家刘水旺对此深有感触。


在冬天去张北不是一件容易的事情,先从杭州飞到北京,再换火车到张家口,还要驱车60多公里才能到。



一路上,刘水旺发现司机们手里都拿着一块抹布,因为室外零下30度,挡风玻璃外结满冰花,而车内吹着28℃的暖风,玻璃时不时起一层雾。一起雾,司机就拿布擦一下,一擦就是一路。


还有一次,刘水旺带着一位技术的同伴下工地,不料走到一半,同伴被什么东西绊倒,摔了一个大跟头。吃痛之余,同事想把害人的“石头”捡走,拿到手里一看,这哪里是什么石头,分明是一大坨冻得结结实实的狗屎。


零下30度的张北(红衣为刘水旺)


现在,张北数据中心50%的能耗由风电和太阳能电提供,可实际节约标煤3万吨,相当于种植了150万棵树木。更绝的是,由于当地苦寒,刘水旺团队还设计了一套“余热回收”系统,将数据中心产生的热量,再用于办公区域以及工作人员的生活采暖。


全球独一无二的液冷服务器   


除了通过精心选址实现数据中心节能,阿里还研发了一些黑科技,其中最有想象力的是液冷服务器。



中学物理老师说过,空气的比热容和液体相比差了几千倍,也就是说,要散去同样单位的热量,如果需要1000立方的空气,而用液体,可能只需要1个立方即可。可是,如果把服务器直接浸没在液体中,又要考虑液体是否绝缘,有没有腐蚀性,在高温下是否会挥发出有毒气体等等,总之,构想很好,实现太难。



阿里巴巴从2015年起就开始尝试浸没液冷的测试。工程师采用无腐蚀性的绝缘冷却液,以确保长时间浸没电子元器件,也不会对其产生任何影响。



2017年云栖大会,阿里巴巴正式对外展示了全浸没液冷服务器集群——麒麟。麒麟无需风扇或空调等大型冷却设备,可在任何地方部署,在单位体积内的计算能力比过去提升了10倍。


目前,这套全球独一无二的液冷服务器已经在阿里巴巴冬奥云数据中心投入使用。1颗鹌鹑蛋的背后,正是新一代液冷数据中心的功劳。

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