近年來，中國頻發(fā)的霧霾引發(fā)了人們對公共健康問題的思索。然而人們所不知道的是，實際上空氣污染對數(shù)據(jù)中心的工作效率也會有不利影響。
將外部空氣引入到數(shù)據(jù)中心冷卻設備，以減少能源使用的機械冷卻系統(tǒng)一直是提高設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。
中國的空氣污染導致百度公司這個互聯(lián)網(wǎng)巨頭的數(shù)據(jù)中心的IT設備故障率偏高，而對于數(shù)據(jù)中心的冷卻技術，有關企業(yè)主要對環(huán)境污染問題進行大量的研究和開發(fā)。據(jù)百度公司的首席設計師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)中心實際上都位于這個地區(qū)，”Heydari說。“這對我們來說是一大挑戰(zhàn)。”百度公司在北京有三個數(shù)據(jù)中心。
PM2.5是重要的空氣質(zhì)量指標
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實際上是細微顆粒物的簡寫。PM2.5是由汽車尾氣，燃煤發(fā)電廠或火災產(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。
美國環(huán)境保護局采用的個空氣質(zhì)量指數(shù)體系，其中質(zhì)量范圍是從0(干凈)到500，而在當?shù)貢r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，這個空氣質(zhì)量達到了良好的程度。
據(jù)報道，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，導致數(shù)據(jù)中心運營商面臨這樣的局面。
Heydari表示，空氣污染導致鹽分在數(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備的腐蝕速率。
污染驅動冷卻技術創(chuàng)新
百度公司的技術團隊一直在尋找空氣凈化的技術解決方案。他們已經(jīng)測試了各種洗滌方法，如水或化學噴涂或過濾。這種想法是在自然冷卻系統(tǒng)中部署一個洗滌機構。而采用液體噴涂方法是有效的，但需要大量的除濕設備。
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計方法。這樣的設計從本質(zhì)上說，不是一個集中制冷設備，而是一個“底部冷卻單元”，將熱交換盤管直接放置在IT機架的下面，由于機架本身有外殼，并將冷空氣被壓入殼中，確保所有冷空氣通過其硬件。
“這基本上是一個獨立的數(shù)據(jù)中心，“Heydari說，“它有自己分別獨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地板環(huán)境中，但是，安裝在活動地板環(huán)境中，這個底部冷卻單元卻是最有效的。”
根據(jù)安裝在機架上的硬件密度，該系統(tǒng)具備自動調(diào)整冷卻能力。由于冷空氣供應是局部的，卻是更有效的，消除了廣泛冷卻失效的風險。這是一種液體冷卻的解決方案，由于實際的換熱器安裝在機架下，沒有液體泄漏導致IT設備損壞的危險。
網(wǎng)絡規(guī)模的創(chuàng)新
與美國網(wǎng)絡規(guī)模運營商一樣，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的開放計算項目，并在設計自己的服務器和數(shù)據(jù)中心機架時采用了一些開放計算項目(OCP)的設計元素。
Heydari過去在Facebook和Twitterwcng曾擔任過高級硬件工程師,他表示，百度的天蝎座服務器的設計更加節(jié)能，比OCP設計的服務器具有更高的功率密度。該設計并不是百度單獨設計的。天蝎項目是由一些中國最大的數(shù)據(jù)中心運營商，包括騰訊，阿里巴巴和中國電信一起合作完成的。
Heydari表示，百度公司曾是服務器搭載ARM處理器，低功耗的英特爾x86架構方案，F(xiàn)PGA(現(xiàn)場可編程門陣列)，以及GPU加速器的早期采用者。
數(shù)據(jù)中心市場增長的長期問題
與其他網(wǎng)絡規(guī)模的數(shù)據(jù)中心運營商一樣，百度公司了解創(chuàng)新的必要性，因為對于這樣規(guī)模的數(shù)據(jù)中心基礎設施，傳統(tǒng)硬件廠商的傳統(tǒng)設計的設備并不適用。而在中國，空氣污染也促使技術人員進行創(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)中心市場還面臨其他的挑戰(zhàn)。如較高的能源成本和相對較低的機架功率密度的數(shù)據(jù)中心托管設施等問題，這是亟待解決的重要問題。
如今，中國成為數(shù)據(jù)中心領域增長最快的國家之一，也將成為世界上增長最快的云服務市場。
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