數(shù)據(jù)中心是科技巨頭們得以正常運(yùn)營(yíng)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(jì)算、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)中心一般是一個(gè)大型倉(cāng)庫(kù)，主要存放服務(wù)器和其它聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，這些設(shè)備保存著互聯(lián)網(wǎng)上的大部分?jǐn)?shù)據(jù)的同時(shí)，也為云計(jì)算提供必須的計(jì)算力。

但數(shù)據(jù)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(wù)器過熱是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本的主要組成部分。因此，這一領(lǐng)域的大公司，包括Facebook、微軟和谷歌在內(nèi)，都在尋找節(jié)省制冷成本的不同方法。

數(shù)據(jù)中心的前世今生

自然冷卻算得上是數(shù)據(jù)中心最早的冷卻方案之一，通過使用外部空氣溫度與設(shè)備之間的溫差達(dá)到給設(shè)備降溫的目的，但這種冷卻方法受地區(qū)限制，因此數(shù)據(jù)中心通常會(huì)使用某種形式的空調(diào)設(shè)備來冷卻IT設(shè)備——風(fēng)冷。

風(fēng)冷因成本較低一直發(fā)展較快，但隨著設(shè)備的不斷增加，服務(wù)器越發(fā)的密集，風(fēng)冷也逐漸不能滿足冷卻需求，而可用性、綠色節(jié)能、動(dòng)態(tài)冷卻成為了主要的創(chuàng)新方向，其中液冷技術(shù)因?yàn)橥怀龅男阅苁艿奖姸鄰S商的青睞。

液冷，是指通過液體來替代空氣，把CPU、內(nèi)存條、芯片組、擴(kuò)展卡等器件在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的熱量帶走。目前，業(yè)界主要的液冷技術(shù)有三種：冷板、噴淋和浸沒。

因此，國(guó)內(nèi)外主流廠商都在大力推進(jìn)液冷技術(shù)研究。例如，F(xiàn)acebook公司正在推出一種與Nortek空氣解決方案公司合作開發(fā)的新型間接冷卻系統(tǒng)——StatePoint液體冷卻(SPLC)解決方案。

Facebook

Facebook主要依靠地理自然環(huán)境來降低數(shù)據(jù)中心的溫度。Facebook在瑞典建立的數(shù)據(jù)中心Node Pole離北極圈僅一步之遙。這里的常年低溫，冬天平均氣溫更是低至零下20度。這樣的地理環(huán)境非常有利于數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，溫度較低，也有利于服務(wù)器的冷卻，在一定程度上減少了維護(hù)的成本。Facebook利用這一環(huán)境特點(diǎn)，將室外的冷空氣泵進(jìn)中心大樓內(nèi)，服務(wù)器產(chǎn)生的大量熱氣與進(jìn)來的冷空氣進(jìn)行循環(huán)交換，從而形成自然冷卻的過程。

圖：Facebook在瑞典建立的數(shù)據(jù)中心Node Pole

此外，F(xiàn)acebook在愛爾蘭也建有數(shù)據(jù)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(zhuǎn)站。愛爾蘭所處緯度較高，全年氣溫偏低，處于6到20攝氏度之間。愛爾蘭還擁有兩條通往美國(guó)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(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)故障切換。假如美國(guó)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷，可由愛爾蘭的數(shù)據(jù)中心可以繼續(xù)為Facebook提供相應(yīng)服務(wù)。

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(shù)據(jù)中心。微軟將一艘40英尺長(zhǎng)的船沉入位于蘇格蘭近海的奧克尼群島海岸，該數(shù)據(jù)中心有12個(gè)機(jī)架，共有864臺(tái)服務(wù)器。微軟表示，它可以在無需維護(hù)的情況下保存數(shù)據(jù)和處理信息長(zhǎng)達(dá)五年。

圖：微軟把數(shù)據(jù)中心沉入海底

微軟選擇建立水下數(shù)據(jù)中心的目的是提高近水地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)速度，這些地區(qū)通常缺乏基礎(chǔ)設(shè)施。而視頻流和游戲需要更強(qiáng)大的基礎(chǔ)處理設(shè)施才能連接到互聯(lián)網(wǎng)。微軟英國(guó)首席執(zhí)行官辛迪羅斯周三表示：“全球近一半的人口生活在大片水域附近，讓數(shù)據(jù)中心離數(shù)十億網(wǎng)民更近將確保更快、更順暢的網(wǎng)絡(luò)瀏覽、視頻流和游戲，同時(shí)企業(yè)可以享受人工智能驅(qū)動(dòng)的技術(shù)。”

利用海水、湖水降溫不止微軟一家。中國(guó)的阿里巴巴利用千島湖對(duì)服務(wù)器進(jìn)行冷卻，這種方式也使其年均PUE低于1.3，最低可達(dá)到1.17。

谷歌

幾年前，谷歌通過旗下的DeepMind，開始研究如何利用機(jī)器學(xué)習(xí)更好地冷卻其數(shù)據(jù)中心。不過當(dāng)時(shí)系統(tǒng)只是提出建議，而人工操作員則決定是否實(shí)施這些建議。

而近日，根據(jù)外媒報(bào)道，谷歌已經(jīng)通過AI來降低其數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)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(tǒng)完全控制環(huán)境冷卻。新的冷卻系統(tǒng)已經(jīng)在一些谷歌的數(shù)據(jù)中心就位。每隔5分鐘，系統(tǒng)就會(huì)輪詢數(shù)據(jù)中心內(nèi)的數(shù)千個(gè)傳感器，并根據(jù)這些信息作出最佳操作。當(dāng)然，這里有各種各樣的制衡機(jī)制，因此谷歌的一個(gè)數(shù)據(jù)中心因?yàn)檫@種機(jī)制而陷入癱瘓的可能性很小。

DeepMind和大多數(shù)機(jī)器學(xué)習(xí)模型一樣，這個(gè)模型在收集了更多數(shù)據(jù)后會(huì)變得更好。與數(shù)據(jù)中心的歷史能源使用量相比，它現(xiàn)在平均能夠節(jié)省30%的能源。

值得注意的是，谷歌顯然是在試圖節(jié)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(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)的方式。畢竟，能夠在數(shù)據(jù)中心起作用的東西也應(yīng)該在大型辦公樓里起作用。DeepMind的工作人員在聲明中寫道:“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，我們認(rèn)為有可能將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到其他工業(yè)領(lǐng)域，在更大規(guī)模的范圍內(nèi)幫助應(yīng)對(duì)氣候變化。”

在AI和網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算等技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本正在逐漸減低。科技巨頭之間的博弈，不僅僅需要技術(shù)與產(chǎn)品的革新，更是一場(chǎng)持久的消耗戰(zhàn)。誰(shuí)笑得最久，誰(shuí)笑道最后。