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近年來，中國頻發(fā)的霧霾引發(fā)了人們對(duì)公共健康問題的思索。然而人們所不知道的是，實(shí)際上空氣污染對(duì)數(shù)據(jù)中心的工作效率也會(huì)有不利影響。
將外部空氣引入到數(shù)據(jù)中心冷卻設(shè)備，以減少能源使用的機(jī)械冷卻系統(tǒng)一直是提高設(shè)備的能源效率最有效的方式。然而，高濃度的污染物遍布在大氣中，這使得中國的數(shù)據(jù)中心很難具備“自然冷卻”的條件。而在世界各地，利用外部空氣來提高數(shù)據(jù)中心的冷卻能力早已司空見慣。
中國的空氣污染導(dǎo)致百度公司這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)巨頭的數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備故障率偏高，而對(duì)于數(shù)據(jù)中心的冷卻技術(shù)，有關(guān)企業(yè)主要對(duì)環(huán)境污染問題進(jìn)行大量的研究和開發(fā)。據(jù)百度公司的首席設(shè)計(jì)師AliHeydari透露，這些研究工作正在中國以及百度的硅谷辦事處開展。
空氣污染物濃度最高的地方在中國東部地區(qū)。“而我們的大多數(shù)數(shù)據(jù)中心實(shí)際上都位于這個(gè)地區(qū)，”Heydari說。“這對(duì)我們來說是一大挑戰(zhàn)。”百度公司在北京有三個(gè)數(shù)據(jù)中心。
PM2.5是重要的空氣質(zhì)量指標(biāo)
人們所述的空氣污染物包括二氧化硫，氮氧化物和PM2.5，PM2.5實(shí)際上是細(xì)微顆粒物的簡(jiǎn)寫。PM2.5是由汽車尾氣，燃煤發(fā)電廠或火災(zāi)產(chǎn)生的，這是造成城市污染的可見灰霾的主要原因，造成了許多與空氣污染有關(guān)的人類健康問題。因此PM2.5的濃度是一種常見的空氣質(zhì)量指標(biāo)。
美國環(huán)境保護(hù)局采用的個(gè)空氣質(zhì)量指數(shù)體系，其中質(zhì)量范圍是從0（干凈）到500，而在當(dāng)?shù)貢r(shí)間周六凌晨，北京空氣質(zhì)量指數(shù)PM2.5超過150，而環(huán)保局認(rèn)為這是“不健康”的環(huán)境，而為AQIPM2.5在美國數(shù)據(jù)中心的最大集中地之一弗吉尼亞州的阿什本，空氣質(zhì)量指數(shù)PM2.5為30左右，這個(gè)空氣質(zhì)量達(dá)到了良好的程度。
據(jù)報(bào)道，由于采取了環(huán)保政策，北京空氣質(zhì)量有了重大改善，但問題依然存在，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商面臨這樣的局面。
Heydari表示，空氣污染導(dǎo)致鹽分在數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的積累，并顯著增加了暴露于污染氣體中的電子設(shè)備的腐蝕速率。
污染驅(qū)動(dòng)冷卻技術(shù)創(chuàng)新
百度公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)一直在尋找空氣凈化的技術(shù)解決方案。他們已經(jīng)測(cè)試了各種洗滌方法，如水或化學(xué)噴涂或過濾。這種想法是在自然冷卻系統(tǒng)中部署一個(gè)洗滌機(jī)構(gòu)。而采用液體噴涂方法是有效的，但需要大量的除濕設(shè)備。
他們還創(chuàng)造了一種不依賴于外界空氣就能提高效率的冷卻設(shè)計(jì)方法。這樣的設(shè)計(jì)從本質(zhì)上說，不是一個(gè)集中制冷設(shè)備，而是一個(gè)“底部冷卻單元”，將熱交換盤管直接放置在IT機(jī)架的下面，由于機(jī)架本身有外殼，并將冷空氣被壓入殼中，確保所有冷空氣通過其硬件。
“這基本上是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心，“Heydari說，“它有自己分別獨(dú)立的冷通道和熱通道。安裝該底部冷卻單元不需要安裝活動(dòng)地板環(huán)境中，但是，安裝在活動(dòng)地板環(huán)境中，這個(gè)底部冷卻單元卻是最有效的。”
根據(jù)安裝在機(jī)架上的硬件密度，該系統(tǒng)具備自動(dòng)調(diào)整冷卻能力。由于冷空氣供應(yīng)是局部的，卻是更有效的，消除了廣泛冷卻失效的風(fēng)險(xiǎn)。這是一種液體冷卻的解決方案，由于實(shí)際的換熱器安裝在機(jī)架下，沒有液體泄漏導(dǎo)致IT設(shè)備損壞的危險(xiǎn)。
網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的創(chuàng)新
與美國網(wǎng)絡(luò)規(guī)模運(yùn)營(yíng)商一樣，百度公司每年在研發(fā)方面投入了大量的資源，以提高其硬件和數(shù)據(jù)中心的效率。百度公司已經(jīng)參與了Facebook的開放計(jì)算項(xiàng)目，并在設(shè)計(jì)自己的服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心機(jī)架時(shí)采用了一些開放計(jì)算項(xiàng)目(OCP)的設(shè)計(jì)元素。
Heydari過去在Facebook和Twitterwcng曾擔(dān)任過高級(jí)硬件工程師,他表示，百度的天蝎座服務(wù)器的設(shè)計(jì)更加節(jié)能，比OCP設(shè)計(jì)的服務(wù)器具有更高的功率密度。該設(shè)計(jì)并不是百度單獨(dú)設(shè)計(jì)的。天蝎項(xiàng)目是由一些中國最大的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商，包括騰訊，阿里巴巴和中國電信一起合作完成的。
Heydari表示，百度公司曾是服務(wù)器搭載ARM處理器，低功耗的英特爾x86架構(gòu)方案，F(xiàn)PGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列），以及GPU加速器的早期采用者。
數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)增長(zhǎng)的長(zhǎng)期問題
與其他網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商一樣，百度公司了解創(chuàng)新的必要性，因?yàn)閷?duì)于這樣規(guī)模的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，傳統(tǒng)硬件廠商的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)備并不適用。而在中國，空氣污染也促使技術(shù)人員進(jìn)行創(chuàng)新，并從不同的角度上來思考數(shù)據(jù)中心的冷卻問題。
目前，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)還面臨其他的挑戰(zhàn)。如較高的能源成本和相對(duì)較低的機(jī)架功率密度的數(shù)據(jù)中心托管設(shè)施等問題，這是亟待解決的重要問題。
如今，中國成為數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域增長(zhǎng)最快的國家之一，也將成為世界上增長(zhǎng)最快的云服務(wù)市場(chǎng)。
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