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阿里雲

阿里巴巴旗下阿里雲啟用在中國杭州的千島湖資料中心,為阿里巴巴首座採用綠能設計的綠色資料中心。運用當地自然環境條件,導入千島湖60公尺深的湖水協助資料中心降溫,且循環再利用。並使用太陽能、水力等再生能源。

該資料中心已試營運4個月時間,9月初正式啟用後將支援阿里巴巴旗下各種服務,將與其他資料中心一同支援今年交易量可能再創新高的中國雙11光棍節,還有阿里雲對外的公共雲服務。

千島湖綠色資料中心為阿里雲委託浙江華通雲數據協助建設,結合淳安縣當地的新市鎮規劃,佔地約3萬平方米(約9075坪),最大可容納5萬部伺服器。該資料中心在設計及建設上接近國際資料中心Tier 4等級,是浙江省內以單棟建物規模最大的資料中心,為中國新一代的綠色資料中心。資料中心能源使用的PUE(Power Usage Effectiveness)在1.3以下,某些條件允許下甚至可達到1.17。

阿里雲表示,與一般資料中心相比全年可省下數千萬度用電,碳排放量減少一萬多噸,為中國國內PUE最低的資料中心,也是亞熱帶地區最節能的資料中心之一。

↓ 千島湖資料中心為單棟的11層建築,除了一樓的冷卻及發電機室,還有頂樓的冷卻設施外,3、5、7、9奇數樓層為伺服器使用空間,2、4、6、8、10偶數層則是機電設施層。

新資料中心花費兩年時間建造,是阿里巴巴旗下第八座啟用的資料中心,最大特色是導入千島湖的湖水,將湖水送入資料中心各樓層冷卻降溫。熱水再送到資料中心外部長2.5公里的青溪新城中軸溪冷卻,結合新城的噴水景觀造景,經過潔淨處理後再排放回千島湖。未來機房冷卻過後的湖水將通過水源熱泵技術為附近建築提供熱能。

另外,資料中心也運用太陽能發電,部份的用電來自附近千島湖的水力發電,使用的都是再生能源。

↓為了使用千島湖水,資料中心抽取湖下60公尺深湖水,因為這個深度的湖水溫度變化較小,水溫介於12到17度之間,抽出的湖水在地底下儲水槽存放,再經過兩座大型過濾器以物理方式過濾水中雜質及藻類,再輸送到資料中心一樓冷卻室,輸送到各樓層冷卻降溫。由於千島湖的水質較佳,過濾後的湖水甚至可直接飲用。下圖紅色容器外凝結水珠顯示抽取的湖水溫度之低。

阿里雲表示,使用千島湖的湖水,常年恆溫的水溫可以讓資料中心90%的時間都能不依賴湖水以外的方式降溫,冷卻所需的能源減少超過8成,而由於資料中心使用湖水冷卻、再循環利用,資料中心的用水效率(WUE)低於0.2。

↓資料中心採用雙冷卻系統設計,平常主要使用湖水冷卻系統,在特殊情形下使用一般的冷卻水系統。一樓的冷卻室密布紅、藍、黃、綠四種顏色水管以代表兩個冷卻系統,方便工程人員維護保養。湖水冷卻系統以綠色水管輸送冷水到上方各樓層,黃色水管輸送用過的熱水;冷卻水系統則以藍色水管輸送冷水,紅色水管輸送熱水。

↓同樣位於一樓的發電機室,在市電之外共有12台發電機提供備援電力,6台發電機為一組,阿里雲與業者合作確保供應發電所使用的油品來源。

↓頂層除了冷卻設備也設計有太陽能板,取得的電力約有100千瓦。

千島湖資料中心採用動態管理,結合空調、伺服器功率、運作溫度等感應器,監控伺服器功率與溫度變化進行冷卻效率的動態調整,降低冷卻的能源消耗。

資料中心的人員管制是以身份識別證感應控制,進入機櫃樓層的人員腳上需戴上防塵套,出入口的地板上還鋪有黏塵紙,避免帶進外面的灰塵。

↓為了提高冷卻效率採冷熱通道分離設計,透過地板將冷空氣送到機櫃前,和機櫃後方熱空氣隔絕。另外,減少機櫃使用電源轉換過程中的耗損,後方的電源供應器交流與直流電的雙電路設計,黃色插座為直流電源,黑色插座為交流電源,轉換效率可從93%提高到97%。

阿里巴巴旗下資料中心原本只提供旗下各服務需求使用,包括淘寶、天貓等電子商務平台上的龐大交易,例如去年阿里巴巴旗下天貓的雙11光棍節,單日便創造571億人民幣(約新台幣2884億元)的交易量,除了支撐阿里巴巴內部服務,也通過阿里雲對外提供企業雲端運算服務。

AliRack

為了滿足雲端資料中心大規模、高密度部署伺服器機櫃需求,2011年11月阿里巴巴、騰訊、百度三家業者的工程團隊基於資料中心標準化、模組化、快速部署需要成立天蠍組織,制定了基礎設施的產業規格,基於該框架下阿里巴巴發展出AliRack伺服器機櫃,整機櫃輸出的優勢。

AliRack機櫃目前規格版本已推出2.0,採用集中散熱、集中供電設計,機櫃寬度採用21吋規格,因此不相容於標準的19吋寬伺服器,機櫃高度又分為2.1公尺與2.3公尺兩種,2.1公尺高度的規格機櫃能提供40U使用空間,2.3公尺機櫃則提供46到48U。

阿里雲指出,標準的機櫃在設計上有規範,阿里巴巴在大規模資料中心部署需求上找到進一步優化的方式,因此打破了標準機櫃的設計提出了AliRack,能提供更高的伺服器或儲存密度,強調優化資料中心的空間使用,具有更靈活的配置,消耗更少的電力。

以標準設計為例,標準的2U伺服器能容納12顆3.5吋硬碟,而AliRack的優化空間設計下1U伺服器可使用12顆3.5吋硬碟,最高密度配置下達到18顆硬碟。目前阿里雲資料中心部署AliRack比例約10到20%之間。

↓千島湖資料中心還展示阿里巴巴資料中心微模組ADMs(Alibaba Data Center Module),該模組的用意在解決資料中心的標準化、快速部署、節能問題,包含伺服器機櫃、冷卻機櫃,以及電源機櫃等單元,可相容標準機櫃或阿里雲AliRack機櫃。以搭配AliRack機櫃為例,可安裝16個AliRack機櫃,每個機櫃依使用運算型或儲存型伺服器用電高低不同,包含48台運算型或是24到32台儲存型伺服器。

ADMs資料中心模組化設計可降低8到10%的功耗,現場安裝以預製鋁合金框架提升安裝的精密度,並簡化現場安裝的過程,整機櫃交付縮短部署的時間,從工廠生產到交付只需約45天時間,較傳統4個多月更快。

談到未來資料中心的設計概念,阿里巴巴集團首席技術官王堅表示,傳統資料中心設計大致上是房子加上機器,且大多只考量用電的問題。未來資料中心設計上可有其他面向的考慮,例如運用當地自然環境條件,千島湖資料中心就是一例,未來張北的資料中心也將運用當地自然條件,運用風力、太陽能發電。

↓王堅認為新一代資料中心設計不能僅考慮電,也包括其他自然環境條件,例如千島湖資料中心導入湖水冷卻。

王堅表示,但這也帶來新的技術挑戰。例如,千島湖資料中心必需解決抽取湖水時如果遇到停電如何確保不會影響資料中心的冷卻系統的問題,這方面阿里巴巴以中國取得的專利技術解決這個問題。

新的資料中心啟用後,阿里巴巴現在全球共有8座資料中心,兩座分別在美國、新加坡,六座資料中心分佈在香港、中國各地,顯示阿里雲目前仍以中國市場為主。

今年8月阿里雲在北京對外強調旗下服務可提供9個9的服務穩定度、服務安全性外,並發表11項包含資料庫、大數據、開放資料等應用服務,未來還計畫在德國、日本、杜拜等地建立新資料中心,顯示擴張海外服務版圖的企圖心。

 


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