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科技巨頭數據中心冷卻揭秘:谷歌有AI,微軟玩潛水

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发表于 2018-8-26 09:34:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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數據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、存儲數據信息。數據中心一般是一個大型倉庫,主要用於存放服務器和其它聯網的計算機設備,這些設備保存著互聯網上的大部分數據的同時,也為雲計算提供必須的計算力。
但數據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。
而防止服務器過熱是數據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。
數據中心的前世今生
自然冷卻算得上是數據中心最早的冷卻方案之一,通過使用外部空氣溫度與設備之間的溫差達到給設備降溫的目的,但這種冷卻方法受地區限制,因此數據中心通常會使用某種形式的空調設備來冷卻IT設備——風冷。
風冷因成本較低一直發展較快,但隨著設備的不斷增加,服務器越發的密集,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性能受到眾多廠商的青睞。
液冷,是指通過液體來替代空氣,把CPU、內存條、芯片組、擴展卡等器件在運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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科技巨頭數據中心冷卻揭秘:谷歌有AI,微軟玩潛水微軟
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數據中心。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,該數據中心有12個機架,共有864台服務器。微軟表示,它可以在無需維護的情況下保存數據和處理信息長達五年。
微軟選擇建立水下數據中心的目的是提高近水地區的網絡速度,這些地區通常缺乏基礎設施。而視頻流和遊戲需要更強大的基礎處理設施才能連接到互聯網。微軟英國首席執行官辛迪羅斯週三表示:“全球近一半的人口生活在大片水域附近,讓數據中心離數十億網民更近將確保更快、更順暢的網絡瀏覽、視頻流和遊戲,同時企業可以享受人工智能驅動的技術。”

                               
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微軟把數據中心沉入海底
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服務器進行冷卻,這種方式也使其年均PUE低於1.3,最低可達到1.17。
Facebook
Facebook主要依靠地理自然環境來降低數據中心的溫度。Facebook在瑞典建立的數據中心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數據中心的運營維護,溫度較低,也有利於服務器的冷卻,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,服務器產生的大量熱氣與進來的冷空氣進行循環交換,從而形成自然冷卻的過程。
此外,Facebook在愛爾蘭也建有數據中心。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,以及十一條連接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。假如美國出現網絡中斷,可由愛爾蘭的數據中心可以繼續為Facebook提供相應服務。

                               
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Facebook在瑞典建立的數據中心Node Pole
谷歌
幾年前,谷歌通過旗下的DeepMind,開始研究如何利用機器學習更好地冷卻其數據中心。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,谷歌已經通過AI來降低其數據中心的運營成本。最新的DeepMind建立起了足夠有用的模型,可以讓人工智能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數據中心就位。每隔5分鐘,系統就會輪詢數據中心內的數千個傳感器,並根據這些信息作出最佳操作。當然,這裡有各種各樣的製衡機制,因此谷歌的一個數據中心因為這種機製而陷入癱瘓的可能性很小。

                               
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科技巨頭數據中心冷卻揭秘:谷歌有AI,微軟玩潛水
DeepMind和大多數機器學習模型一樣,這個模型在收集了更多數據後會變得更好。與數據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,能夠在數據中心起作用的東西也應該在大型辦公樓裡起作用。
DeepMind的工作人員在聲明中寫道:“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。”

                               
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科技巨頭數據中心冷卻揭秘:谷歌有AI,微軟玩潛水
在AI和網絡邊緣計算等技術的驅動下,數據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。誰能降低更多的成本,誰才能笑到最後。

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