“你們還有什么問(wèn)題嗎?”

9月初,在百度云計(jì)算(陽(yáng)泉)中心的會(huì)議室里,百度云計(jì)算(陽(yáng)泉)中心負(fù)責(zé)人,百度系統(tǒng)部高級(jí)經(jīng)理顧鵬微笑著向媒體朋友們投過(guò)來(lái)關(guān)切但充滿(mǎn)自信的目光。

PUE值1.10,你信,還是不信?

三周前,新華三在呼倫貝爾舉行“互聯(lián)網(wǎng)夏季論壇”,百度云一名管理人員在主題演講中對(duì)與會(huì)者說(shuō),公司位于陽(yáng)泉的數(shù)據(jù)中心單模組PUE值已經(jīng)達(dá)到了1.1,引著不小的轟動(dòng),而筆者當(dāng)時(shí)發(fā)布微信朋友圈后,朋友們也紛紛表示懷疑甚至不信任。

2014年,綠色網(wǎng)格發(fā)布的國(guó)際數(shù)據(jù)中心PUE能效值為1.7,目前國(guó)內(nèi)新建的數(shù)據(jù)中心大多為1.73,少數(shù)實(shí)現(xiàn)了1.4~1.5,而百度云計(jì)算(陽(yáng)泉)中心竟然能達(dá)到單模組1.10。

憑什么?

百度云計(jì)算(陽(yáng)泉)中心負(fù)責(zé)人,百度系統(tǒng)部高級(jí)經(jīng)理顧鵬

借由“數(shù)字中國(guó)萬(wàn)里行”這個(gè)機(jī)會(huì),筆者也抱著嚴(yán)重不相信的的態(tài)度,走進(jìn)了這座數(shù)據(jù)中心。

眼見(jiàn)為實(shí)。在全面了解之后才發(fā)現(xiàn),包括筆者在內(nèi)的所有人的疑惑,被徹底地打消了。

在剛剛過(guò)去的整整一個(gè)上午,顧鵬先是向這支風(fēng)塵仆仆的團(tuán)隊(duì)對(duì)位于陽(yáng)泉的這座數(shù)據(jù)中心的基本情況做了介紹,而后又花了將近4個(gè)小時(shí)陪同大家參觀了數(shù)據(jù)中心所有模組及配電、制冷等重要場(chǎng)所。

此刻,面對(duì)顧鵬探詢(xún)的目光,除了專(zhuān)家級(jí)的資深媒體同行海峰、大兔,大名鼎鼎的狒哥也保持了半分鐘的沉默。

唯一獲得全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)的數(shù)據(jù)中心

百度云計(jì)算(陽(yáng)泉)中心坐落于山西省陽(yáng)泉市開(kāi)發(fā)區(qū),園區(qū)占地面積360畝,由八個(gè)模組樓,一個(gè)ECC綜合樓、兩個(gè)柴發(fā)樓以及總調(diào)倉(cāng)庫(kù)、配套的餐飲樓、活動(dòng)室以及休息區(qū)等組成,整體建筑面積達(dá)到12萬(wàn)平米,共分四期建設(shè),于2012年啟動(dòng),設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為12萬(wàn)臺(tái),其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用T3+級(jí),2014年9月第一期建成投入運(yùn)行至今已經(jīng)1500多天,今年最后一期完成后將全部投入運(yùn)營(yíng),投用后實(shí)際裝機(jī)容量將達(dá)到16萬(wàn)臺(tái),成為亞洲規(guī)模最大的數(shù)據(jù)中心之一。

百度云計(jì)算陽(yáng)泉中心的效果圖。其設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于百度的logo(形似熊掌)

據(jù)介紹,陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心承載了百度的搜索、地圖、網(wǎng)盤(pán)、人工智能、智能云、自動(dòng)駕駛技術(shù)等業(yè)務(wù)海量數(shù)據(jù)的處理,每天處理的數(shù)據(jù)為數(shù)百PB,相當(dāng)于成千上萬(wàn)國(guó)家圖書(shū)館的容量。

2015年,陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心獲得了國(guó)內(nèi)首家的運(yùn)行和設(shè)計(jì)雙五A認(rèn)證、數(shù)據(jù)中心年度的能效獎(jiǎng)和中國(guó)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力獎(jiǎng);2016年獲得了山西省的五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀;AHU、整機(jī)柜、OCU和市電+UPS/HVDC供電架構(gòu)入選工信部的先進(jìn)技術(shù)名錄,風(fēng)電、光伏和污水回用等綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,也使百度成為了唯一一家獲得了2017年國(guó)際“碳金獎(jiǎng)-社會(huì)公民獎(jiǎng)”的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。

2017年,陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心獲得了中華總工會(huì)“全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀”,成為目前國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心唯一獲得過(guò)此項(xiàng)大獎(jiǎng)的數(shù)據(jù)中心。

陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心2017年P(guān)UE值為1.1,意味著園區(qū)全部投產(chǎn)以后,數(shù)據(jù)中心年節(jié)約用電量為2.5億度,相當(dāng)于13萬(wàn)戶(hù)家庭全年用電量的總和。

在六年的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中,陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心積累了400多項(xiàng)國(guó)際和國(guó)內(nèi)的專(zhuān)利,如采用HVDC(高壓直流) Offline與鋰電池機(jī)柜,供電效率達(dá)到99.5%;OCU、AHU、水冷精密空調(diào)等多種空調(diào)末端技術(shù)并行應(yīng)用,同時(shí)將機(jī)房送風(fēng)溫度提升到27℃,搭配百度高溫服務(wù)器,全年自然冷卻時(shí)間延長(zhǎng)到96%以上;光伏和風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合,每年實(shí)現(xiàn)CO2減排達(dá)2.6萬(wàn)噸,污水回收利用,年節(jié)約用水48萬(wàn)噸。

陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新與實(shí)踐

數(shù)據(jù)中心主要由電氣系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)、監(jiān)控及運(yùn)維管理系統(tǒng)組成。

在電氣架構(gòu)方面,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心多是采用雙路UPS的設(shè)計(jì)方式,其效率可以達(dá)到90%。

百度率先于2010年在國(guó)內(nèi)使用了“市電+UPS”這種當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的架構(gòu),其效率可達(dá)到95%,而陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心總共采用了四種架構(gòu),即“市電+UPS”、“市電+UPS ECO”、“市電+HVDC在線”以及“市電+HVDC離線”的形式,其中“市電+HVDC離線”是世界首例采用這種供電架構(gòu),其供電效率由原來(lái)的雙路UPS的90%一躍提升到99.5%。

也就是說(shuō),按傳統(tǒng)雙路UPS方式,100度電可能有10度電由UPS損耗掉了,但現(xiàn)在陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心做到了只有0.5度電被損耗??梢哉f(shuō),“市電+HVDC離線”是做到了極致。

在暖通架構(gòu)方面,在陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心除了采用CRAH(水冷精密空調(diào)),還采用了高溫服務(wù)器及零功耗新型空調(diào)末端,充分利用了天然的冷源,合理化應(yīng)用機(jī)械制冷、預(yù)冷和自然冷卻,全年免費(fèi)冷卻效率達(dá)到96%以上,相當(dāng)于每年用冷機(jī)制冷的時(shí)間只有兩周約300個(gè)小時(shí)。

另外,架空地板這種傳統(tǒng)的架構(gòu)在陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心已經(jīng)被摒棄,取而代之的是無(wú)架空地板與側(cè)送風(fēng)相結(jié)合的方式,在保證氣流組織最優(yōu)、冷量高效輸送的同時(shí),與整機(jī)柜服務(wù)器協(xié)同,日峰值交付服務(wù)器能力達(dá)1萬(wàn)臺(tái),交付效率提升20倍。采用百度自研的OCU(頂置冷卻單元)冷卻技術(shù)空調(diào)末端與預(yù)制化模塊技術(shù)相結(jié)合,冷卻模塊垂直安裝在機(jī)架上方,空調(diào)末端無(wú)風(fēng)扇、零功耗,利用空氣對(duì)流原理,可以抽走“熱通道”的熱空氣的同時(shí),還可以送出冷空氣給“冷通道”;AHU(Air Handle Unit)風(fēng)墻冷卻技術(shù),通過(guò)與高溫耐腐蝕服務(wù)器配合,采用全新氣流組織方案,解決了空氣污染及腐蝕難題;IDEC即間接風(fēng)側(cè)制冷,抽取室內(nèi)空氣和部分新風(fēng)以控制出風(fēng)溫度和風(fēng)量來(lái)維持室內(nèi)溫度。

AHU(Air Handle Unit)風(fēng)墻冷卻技術(shù)

顧鵬:電氣架構(gòu)與空調(diào)末端的改變,結(jié)合高溫服務(wù)器和相應(yīng)的調(diào)優(yōu)政策,就是陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心PUE值低至1.1的主要原因。

在監(jiān)控與運(yùn)維方面,多數(shù)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)都具備有一定的自動(dòng)化能力,但是陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心已經(jīng)在向智能化進(jìn)行轉(zhuǎn)變,比如巡檢全部采用無(wú)紙化智能巡檢,將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)端電腦,專(zhuān)家系統(tǒng)通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析來(lái)保障系統(tǒng)穩(wěn)定性將AI技術(shù)引入了數(shù)據(jù)中心后,通過(guò)建立數(shù)據(jù)中心深度學(xué)習(xí)模型,如冷水機(jī)組三種模式的運(yùn)行,將根據(jù)室外天氣的濕度、溫度和負(fù)荷,自動(dòng)完成制冷模式、預(yù)冷模式或節(jié)約模式的切換,并且根據(jù)設(shè)備的總體運(yùn)行時(shí)間提示維修或更新,智能預(yù)警可能出現(xiàn)的故障,同時(shí)根據(jù)設(shè)備的負(fù)載量自動(dòng)調(diào)配,實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

“結(jié)合AI的智能化是數(shù)據(jù)中心后續(xù)運(yùn)營(yíng)的方向,最終將實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守?!鳖欩i說(shuō)。

陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心還有如下重點(diǎn)創(chuàng)新的內(nèi)容:
一是鋰電池機(jī)柜。作為國(guó)內(nèi)首批內(nèi)置式的鋰電池服務(wù)器在百度陽(yáng)泉成功上線,進(jìn)一步優(yōu)化了供電的架構(gòu),在配電系統(tǒng)徹底的模塊化的同時(shí),去除了UPS和鉛酸電池的配置,實(shí)現(xiàn)了機(jī)電、IT的一體化,供電效率達(dá)到了99.5%,節(jié)省的機(jī)房空間達(dá)到25%。

鋰電池機(jī)柜

這也是陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心裝機(jī)量從12萬(wàn)臺(tái)擴(kuò)升至16萬(wàn)臺(tái)的根本原因。

二是水冷背板。無(wú)風(fēng)扇的零功耗模塊化的設(shè)計(jì),全面支持天蝎整機(jī)柜服務(wù)器,就近冷卻、彈性部署,最直接地接近熱源服務(wù)器。

水冷背板機(jī)柜

三是間接蒸發(fā)冷卻的模塊化設(shè)計(jì)方式。除了高度的自動(dòng)化,交付效率比原先冷水系統(tǒng)提升50%,運(yùn)維效率提升了60%,節(jié)水達(dá)到70%。

四是冷板式液體冷卻方式。針對(duì)高功率密度能效提升約50%,TCO降低了30%。全球首例采用液冷GPU集群在百度成功上線,化解了遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)計(jì)算方式高能耗的問(wèn)題,為后續(xù)的智能化和AI提供更大的便利和應(yīng)用無(wú)法想象的空間。

冷板式液體冷卻機(jī)柜

綠色節(jié)能

節(jié)能環(huán)保在數(shù)據(jù)中心,是一個(gè)永恒的話(huà)題。陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心已經(jīng)將風(fēng)電、太陽(yáng)能等各種綠色能源資源的利用實(shí)現(xiàn)了最大化。

例如,陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心在模組樓頂?shù)氖S嗫臻g安裝了太陽(yáng)能電池板,光伏發(fā)電即發(fā)即用,成為國(guó)內(nèi)首個(gè)應(yīng)用光伏發(fā)電的數(shù)據(jù)中心。


模組樓頂剩余空間安裝的太陽(yáng)能電池板

2017年,陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心利用太陽(yáng)能及風(fēng)力發(fā)電總共將近2600萬(wàn)度,占比全年用電量的16%,預(yù)計(jì)2018年太陽(yáng)能及風(fēng)電能將達(dá)到5500萬(wàn)度,占比可達(dá)到23%以上,成為節(jié)能減排的典型示范。

在陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心,除了電源,消耗最大的就是水資源。因?yàn)闄C(jī)房熱量要靠冷塔蒸發(fā)傳遞到室外,蒸發(fā)掉大量的水份,加上要清除沉淀到冷塔和管路中水中的鈣鎂離子等各種雜質(zhì),每天的耗水達(dá)到上千噸。陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心對(duì)排污水進(jìn)行了收集并通過(guò)酸堿中和,稀釋其中的鈣鎂離子,對(duì)污水再回收利用,數(shù)據(jù)中心全部設(shè)施投產(chǎn)以后,每年回收水將達(dá)到48萬(wàn)噸水的量。

據(jù)初步統(tǒng)計(jì),陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心全年CO2減排2.6萬(wàn)噸,清潔能源占全年用電的23%,相當(dāng)于142萬(wàn)棵樹(shù)一年CO2的吸收量,系統(tǒng)節(jié)水率44.6%,數(shù)據(jù)中心全部設(shè)施投產(chǎn)以后,每年回收水將達(dá)到48萬(wàn)噸水的量,相當(dāng)于4000多戶(hù)居民一年的用水量。

在整機(jī)柜方面,陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心將近96%服務(wù)器采用了百度北極2.0整機(jī)柜服務(wù)器,北極2.0采用了共享電源和風(fēng)扇的架構(gòu),供電實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、一體化,總成本降低15%左右,值得一提的是自研服務(wù)器平均每臺(tái)耗電量比普通的服務(wù)器下降12%,交付率反而提升了20倍。

機(jī)房全景

整機(jī)柜、GPU及AI控制

百度應(yīng)用GPU等異構(gòu)計(jì)算,引入深度的學(xué)習(xí)和異構(gòu)的計(jì)算集群,成為百度大腦的動(dòng)力引擎。陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心GPU集群承載了公司幾乎所有AI業(yè)務(wù),融入先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和語(yǔ)音、圖像、搜索、無(wú)人車(chē)、加速計(jì)算等一流技術(shù),具有高性能,高效率、低功耗的特點(diǎn),保證了AI業(yè)務(wù)長(zhǎng)期穩(wěn)定,高效運(yùn)行。

1.1不是最低,這個(gè)冬天,還會(huì)有更好的消息傳出

一名工作人員告訴我們,人們所知曉的PUE值1.1,那還是2016年的數(shù)據(jù)。

筆者在ECC控制中心的大屏上看到有一模組的PUE實(shí)時(shí)值是1.07。這一模組囊括了百度所有最先進(jìn)的架構(gòu),如高壓直流,空調(diào)末端使用OCU及水冷背板。而在9月份訪談期間,室外溫度超過(guò)27度;在即將到來(lái)的11月至來(lái)年的3月期間,實(shí)時(shí)PUE還將會(huì)更低!

離開(kāi)陽(yáng)泉之前,筆者又發(fā)了一條微信:“年均PUE值為1.11,真相大白!占地12萬(wàn)平米的百度云計(jì)算(陽(yáng)泉)中心(最優(yōu)PUE1.07)。先進(jìn)的電氣架構(gòu),用電效率超過(guò)99.5%,定制化的高溫服務(wù)器,風(fēng)電、太陽(yáng)能(首家采用)等自然能量供應(yīng)超過(guò)整體供電量的23%,模塊化的頂置空調(diào)、首家采用鋰電機(jī)柜、將AI引入數(shù)據(jù)中心……節(jié)省機(jī)房面積25%,年節(jié)電2.5億度、節(jié)水48萬(wàn)噸。真是不看不知道!”

這次,不少朋友紛紛點(diǎn)下了珍貴的“贊”。筆者相信,此文的發(fā)布,還將會(huì)贏得更多的認(rèn)同和點(diǎn)贊。

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