“APEC藍”這個詞語是APEC會議在北京召開之后火了起來。中國環境監測總站數據顯示:APEC在北京召開期間,北京空氣質量均為優良級別,網絡熱議,將這樣的藍天稱為“APEC藍”,引申意義說明這樣好天氣的到來對于北京這樣一個重度空氣污染的城市來說是多么難能可貴。大氣污染對人的危害可想而知,會引發多種呼吸道的疾病,給人們的工作和生活都帶來巨大影響。同理,大氣污染對于數據中心同樣也有嚴重影響,尤其是對數據中心里運行的電子設備,數據中心不僅是大氣污染的一個產生來源,而且數據中心本身也會受到大氣污染的影響。
我們通常用API來衡量空氣質量狀況,API(空氣污染指數,即AirpollutionIndex)是將常規監測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的概念性指數值形式,主要監測的污染物有:煙塵、總懸浮顆粒物、浮塵、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、揮發性有機化合物等等,這些污染物多多少少都對電子設備有一定影響,尤其是二氧化硫。美國采暖、制冷與空調工程師協會技術委員會針對數據中心污染進行了標準制定,在2009年發布了數據中心氣態和顆粒污染物的控制指南,并在2011年發布了數據中心顆粒和氣態污染物控制的補充規定。這些規定在ANSI/ISA-71.04-1985里進行了詳細的說明,制定了數據中心空氣質量的標準,并劃分了嚴格的等級。表1說明了數據中心里空氣質量的等級分類。
從表1中可以看到,最良好的標準是G1,在這個標準里空氣質量優良,對運行的設備無任何影響,從G2級別開始空氣質量就對數據中心電子設備有腐蝕作用,雖然G2級別的污染對電子設備影響微乎其微,幾乎可以忽略,但還是有損傷。而當數據中心的腐蝕程度達到G3或者GX時,就必然開始對數據中心里運行的服務器、硬盤和其它電子產品與設備造成損壞,降低其可靠性,增加維修成本。對數據中心電子設備具有腐蝕影響的主要有三種氣體:酸性氣體,比如:硫化氫、硫、氯氣、氮氧化物等;堿性氣體,比如:氯氣、氨氣等;活性氯化和氣體,比如:氯化氫、二氧化氫等。這些腐蝕性氣體主要來自于人類的活動,比如工業排放和機動車排放。不管是哪種氣體,對數據中心的電子設備元器件是有巨大損傷的,在這些電子設備的表面看不到任何影響,但是隨著日積月累就會暴露出問題。當我們通過顯微鏡將元器件周圍進行放大時就會發現,長時間運行的設備里電路板多多少少都有一些受腐蝕的現象,當這些微觀上的細微變化逐漸累計,最終就會導致設備運行故障。根據數據中心設備故障的類型,可以將受大氣污染的設備故障分為三大類:第一類是短路故障。數據中心絕大部分的電路板都是采用侵銀的處理方式,當設備長時間處于含硫和一定濕度的空氣環境中就容易產生腐蝕,形成蠕變腐蝕,這種腐蝕容易造成電子線路的短路,引發設備運行故障;第二類是斷路故障。這種腐蝕主要產生在含銀的小型表面安裝組件中,生成腐蝕產物硫化銀,硫化銀大量聚集后會產生機械壓力,從而破壞封裝的完整性,封裝被破壞后底層的銀被進一步腐蝕,直到部件中的所有銀被耗盡,最終導致斷路。第三類是腐蝕故障。這種故障主要來自無機鹽粉塵的污染,如果數據中心靠近海邊或者數據中心加濕的水分中含有過量的鹽分,經過長期的累積,也可以造成設備器件的故障。我們知道Google公司曾考慮將數據中心建在海上,利用海水進行數據中心的降溫,達到節省能耗的目的。然而,數據中心的電子設備首先就要受到無機鹽腐蝕的考驗,海水中海鹽的濃度很高,如果不對電子設備進行防腐蝕保護,那么電子設備的故障率必然會增加,甚至根本無法正常使用,這樣更換設備的成本將節省省下的又都花費掉了,所以將數據中心建在海上,或者是離海邊較近的地方,那么就要考慮鹽份對設備腐蝕的影響了。
既然大氣污染對數據中心的影響這么嚴重,就需要保持數據中心里的API指數較好才行。比如我們可以將數據中心不要建設在海邊(距離海邊不超過10公里),不要建設在化工廠附近、喧鬧的大城市、污染嚴重的地區等等,這樣可以改善數據中心空氣質量;數據中心內的地面、墻面、頂棚采用不起灰材料,減少數據中心內的可污染顆粒物;數據中心機房入風口應背對污染源;定期對數據中心的空氣質量進行檢查和測量;定期檢查空調系統的運行情況,清洗防塵網,定期打掃數據中心,保持內部的空氣清潔。
大氣污染對數據中心的影響是巨大的,其將直接決定了數據中心電子設備的使用壽命,良好的運行環境可以延長電子設備的生命運行周期,為數據中心節省大量的設備運營成本和維修成本。在人們普遍關注大氣污染問題的同時,也應該將視角聚焦到數據中心上,作為承載多種重要應用的信息處理系統,一旦出現故障必將影響到人們的工作與生活。人們的工作和生活早已經離不開數據中心,處理好數據中心面臨的空氣污染危機,將極大地降低數據中心的運維成本,讓數據中心更加穩定地運轉。