序言
1850年,世界上第一条海底通讯电缆在英吉利海峡铺设成功,功能比较简单,只能用于发送摩斯电报密码。
而168年后的2018年,微软公司做了一个更大胆的行动,就是把数据中心搬到海底去。
事情是这样的:
2018年6月1日,微软将一个长约12米,直径接近3米的圆柱形数据中心,沉入苏格兰东北部的奥克尼群岛海底,这个装置包裹着 864 台服务器,可以存储 27.6PB 的数据。
在海底运行了两年后,微软在2020年6月把它打捞上岸进行分析。经过研究人员评估,其各方面的性能要优于传统的数据中心,并且在水中的故障率是在陆地的八分之一。
那么微软为什么要把数据中心设在海底?
海底数据中心
这就说到了小鲸的老本行,咱作为某大厂的工程师,理工男对技术的追求是一直不变的。
简单来说,这就是一个由成百上千的服务器组成的数据中心,它们主要负责数据运算和存储。
而在整个数据中心的运营成本中,电费开支差不多要占70%。因此,数据中心在设计的时候,最重要的一个因素就是能不能降低电费开支。
微软这次真水冷散热技术,严格来说应该叫海冷技术,算得上是一个独特的方式。
那么它到底是怎么做的呢?
微软此次聘请了法国军用舰艇和潜艇制造商Naval Group,设计了这一水下数据中心,采用与潜艇相同的冷却技术。通过将海水泵入每个服务器机架背面的散热器管道,然后又返回海洋中进行循环冷却。
同时为了避免氧气和水汽带来的腐蚀问题,研究人员将服务器密封,并在其中充入氮气,隔绝了氧气、水汽,同时又远离了人类干扰。
数据中心传输流程
那水下数据中心是如何将数据发送到地面呢?
首先是电力问题,数据中心会利用海水的流动产生电力。在那里潮汐速度最高可达每小时 9 英里,海浪周期汹涌着高达 10 英尺的巨浪,在遇到风暴的情况下高度甚至可以达到 60 英尺以上。
不仅海底有潮汐涡轮机等装置可以实现发电,海岸上还有高耸的风力发电机,以及布满屋顶的太阳能电池板。
其次数据中心可以通过水下电缆连接到岸边的奥克尼岛电网,而数据则通过微软的光纤网络传输出去。根据官方提供的数据,这是由于这些设备提供电力,其在满负荷运行的情况下功率低于 250kW(千瓦)。
这难道就是传说中的海里云嘛!那以后的运维团队是不是应该叫"海底捞"。
以后会不会出现这样的情景:
服务器硬盘坏了!怎么办?没事儿,运维人员正抱着硬盘穿着潜水衣过去了!
那个谁,你会不会游啊,你的潜水执照是不是买来的?
哎,以后运维不会潜水还真干不了!
sorry,跑偏了!咱们拉回来!
微软这次海底建设数据中心,除了节省成本,还有一个重要的因素就是数据传输的速度会更快。
目前世界上一半以上的人口,生活在距离海岸约200公里的地方。如果能将数据中心沉入沿海城市附近的海域,数据就能在短距离内传输,从而实现网页的快速浏览,视频和游戏也更加流畅。
看到这里的观众老爷们,肯定还有个问题,这海底的数据中心会影响到海洋环境吗?
微软团队经过好几年的测试与验证,结论是这些问题不会发生。因为海洋很大,再加上潮汐,洋流不断涌入,热交换的效率比较高。
这么久的观测结果显示,数据中心周围数米的水也最多提升了几千分之一的温度,也就是说几乎是测量不到温度变化的。
另外数据中心表面采用了光滑涂层的设计,这会让污垢、细菌等无法在容器表面堆积,也就使得海洋生物并不会在容器表面聚集,从而可以实现很好的保护措施。
国内数据中心搭建
说完了国外的,咱再说说咱们国内的。
在杭州千岛湖:
阿里云在那里建立了一座数据中心,建筑面积30000平方米,共11层,可容纳至少5万台设备。
为啥选择千岛湖呢?
千岛湖地区年平均气温17度,湖水可以通过完全密闭的管道从35米的地方抽取上来,流经数据中心,可以帮助服务器降温。最终它们会流经2.5公里的中轴溪,作为城市景观呈现,自然冷却后洁净地回到千岛湖。
这一方式足以让数据中心的制冷能耗节省超过8成。
在贵州:
后续将全面建成苹果iCloud 数据中心、华为数据中心、腾讯云西南基地、腾讯数据中心二期、运营商数据中心等等。
这些科技巨头为啥选择贵州呢?
简单来说就是四个原因:高海拔,低气温,低电价,非地震带。
海拔高了,温度就会降低,风会大很多。风多,那么自然风就充足,就会持续带走热量。
同时贵州本身水资源丰富,且现在西部有很多现成的火电厂,电力充沛,能源富足。至于地震带,偌大的贵州选一个非地震带还是可以的,不然天眼怎么办呢?
所以云贵高原正好合适!
感悟
最后小鲸想说:
我们在享受如今便捷的网络服务的背后,其实是上千上万的大型数据中心在做支撑。
而数据中心的存储一直是各大科技公司非常头疼的问题,如何保证里面的服务器的温度以及稳定性,同时也能很好的控制成本。
现在微软有海里数据中心,阿里有千岛湖数据中心,其他公司也有贵州数据中心。究竟哪一种比较好,这个要看很多因素的,每一种存储方式都有它的优缺点。
未来是不是还会有更多更有趣的花式降温方法,比如会不会把数据中心部署到太空中去,毕竟宇宙中的温度更低的嘛!
那就让我们一起期待吧!
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