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沧海明珠谷歌海上数据中心全揭秘

发布时间:2020-07-21 18:11:08 阅读: 来源:油封厂家

数据中心寻找廉价电源的背后,是日积月累的耗电问题。“电费开支早晚要比电脑硬件本身更贵”,这是Google工程师拉兹罗·安德烈·巴罗佐早在2005年底接受Cnet采访时的“抱怨”。情急之下,Google把触角伸向了海下。没错,Google已掌握打造“自给自足”的海上数据中心的法门。

本文引用地址:根据Google递交的一份专利申请不难看出,风力涡轮机和波能发电机将为这个数据中心提供电力,海水则负责为散发巨大热量的服务器降温。另外,海面这个“不动产资源”本质上也是免费的。在Google一连串的解决高能耗问题的措施中,最引人注目的当属“漂浮的数据中心”计划。虽然全球很多大型服务器制造商已经懂得运用水冷来冷却计算机设备,而Google的专利申请则预见未来可利用海洋当作巨大的散热冷源。现在,让我们开启今天的google海上数据中心探秘之旅吧。

一、google海上数据中心原理介绍

能耗不断增加的同时,用户对带宽和速度的追求也从未停止,如果将大量小型的数据中心整合集中建设,并通过把内容分发到离用户近的低能耗站点,既降低总体能耗又提升用户体验,可谓一举两得。高昂房价与紧缺土地资源也是限制在城市内建设数据中心的枷锁之一,不占用土地基础设施成为建立海上数据中心的关键因素。而且世界上有较大比例的人口生活在水域周边,如果将标准集装箱的计算中心建设在轮船上,灵活安装快速移动到能源更为便宜网络更为发达的地方,附近海水的波动中可以获得供电的能源,同时将机器产生的大量热量散发到汪洋大海中,这样不仅可以快速满足紧急的计算需求,还能大大缩减能源开支。

图1 google 海上数据中心船体原理

图1就是这样的一个例子。集装箱运输船102的甲板上排列堆叠着多个google的标准集装箱数据中心,这些集装箱数据中心由海浪波动产生电能的波力发电机106来供电,由波力发电机110驱动的水泵来将热量散发到海洋中,这就摒弃了传统的电网供能。标准集装箱可以提前在工厂预装好,通过卡车或者货柜车运送到海边,吊装到轮船甲板上,接到提前预布好的供电、供冷接口,然后轮船离岸停泊在波浪足够大之处。当然,如果出现天气恶劣、负载突增、波力发电机故障等情况下,就要启用集装箱数据中心的保障系统,比如在甲板下面的柴油发电机在电力异常情况下快速投入保障持续供电。最后如果集装箱数据中心到了退役年限,或者需要升级,则直接快速更换集装箱即可。

二、google海上数据中心发电篇

图2 106 波力发电机

如图2所示,106波力发电机由多个浮链构成,如106A-D四个单元,每个单元可以互相扭动发电。以PlimasP-750波力发电机为例,每个浮链单元的直径为3.5米,长度为150米,可以产生750KW的能量。每个波力发电机功率达到2.25WM,漂浮在离岸3-7英里处,每平方千米约40个这样的波力发电机可以使发电的功率高达30WM。波力发电机的尺寸和规模也可以根据应用来选择。前面提到的大型波力发电机106可以用于给海上数据中心供电,轮船周围110小型波力发电机可以给数据中心的制冷水泵供电,如果需要更大的供电和散热能力,也可以不断增加这些发电机的数量。沿海人口密集之处,或者军事前线以及抢险救灾的应急场合之下,因为世界上大多数的网络基础设施都在海底,密布的海缆能够轻而易举地给海岸周边的海上数据中心接入网络。标准集装箱的公路运输和轮船海运非常成熟,归一化运维也非常简单,而且轮船上还方便给船员和运维人员提供住宿和生活补给,顶部的降落平台也便于人员快速到达检修维护变更等。

在海浪较大的时候波力发电机可以通过储能电池存储部分富余的能量,风平浪静时候往往太阳毒辣,此时通过给集装箱遮阳的太阳能板也可以存储太阳能用于海上数据中心供电,狂风呼啸时还可以通过甲板上安装的风力发电机收集更多的风能等。或者如果大家担心海浪的波动对集装箱数据中心内部的IT设备有影响的话,也可以把数据中心建设在海岸边的陆地上,仍然可以从附近海面的波力发电机来供电,也可以通过水管从海底抽取冷水给岸上的数据中心来供电。这种情况下,如果波力发电机产生的电力不够,可以直接从所在地的陆上电网来补充提供额外的电力,或者当波力发电机发出的电力太多,数据中心消耗不完,也可以上传到电网中直接卖给当地的电网公司。

三、google海上数据中心散热篇

图3 海上数据中心的侧视图

海水温度较低的地方,可以通过抽取海表面底下一定深度的低温海水给集装箱数据中心提供冷量。海水具有一定的腐蚀性,不能直接用到集装箱内的空调末端,所以需要采用防腐蚀玻璃纤维材料的板式换热器等办法来隔离海水,一端采用封闭的内循环淡水经过板换另外一侧外循环的冰冷海水降温后再送入集装箱数据中心内,大海是个巨大的吸热体,足以将这些数据中心产生热量吸收掉。而且我们知道温度较低的海水在底层,而温度较高的海水在表层,这样经过开环板换的抽入海面深层的较低温度冷水和加热后被排出到海表面的的较高温热水不会混合在一起。

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