滄海明珠：谷歌海上數(shù)據(jù)中心全揭秘

　　數(shù)據(jù)中心尋找廉價(jià)電源的背后，是日積月累的耗電問題。“電費(fèi)開支早晚要比電腦硬件本身更貴”，這是Google工程師拉茲羅·安德烈·巴羅佐早在2005年底接受Cnet采訪時(shí)的“抱怨”。情急之下，Google把觸角伸向了海下。沒錯(cuò)，Google已掌握打造“自給自足”的海上數(shù)據(jù)中心的法門。

　　根據(jù)Google遞交的一份專利申請不難看出，風(fēng)力渦輪機(jī)和波能發(fā)電機(jī)將為這個(gè)數(shù)據(jù)中心提供電力，海水則負(fù)責(zé)為散發(fā)巨大熱量的服務(wù)器降溫。另外，海面這個(gè)“不動(dòng)產(chǎn)資源”本質(zhì)上也是免費(fèi)的。在Google一連串的解決高能耗問題的措施中，最引人注目的當(dāng)屬“漂浮的數(shù)據(jù)中心”計(jì)劃。雖然全球很多大型服務(wù)器制造商已經(jīng)懂得運(yùn)用水冷來冷卻計(jì)算機(jī)設(shè)備，而Google的專利申請則預(yù)見未來可利用海洋當(dāng)作巨大的散熱冷源?，F(xiàn)在，讓我們開啟今天的google海上數(shù)據(jù)中心探秘之旅吧。

　　一、google海上數(shù)據(jù)中心原理介紹

　　能耗不斷增加的同時(shí)，用戶對帶寬和速度的追求也從未停止，如果將大量小型的數(shù)據(jù)中心整合集中建設(shè)，并通過把內(nèi)容分發(fā)到離用戶近的低能耗站點(diǎn)，既降低總體能耗又提升用戶體驗(yàn)，可謂一舉兩得。高昂房價(jià)與緊缺土地資源也是限制在城市內(nèi)建設(shè)數(shù)據(jù)中心的枷鎖之一，不占用土地基礎(chǔ)設(shè)施成為建立海上數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵因素。而且世界上有較大比例的人口生活在水域周邊，如果將標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的計(jì)算中心建設(shè)在輪船上，靈活安裝快速移動(dòng)到能源更為便宜網(wǎng)絡(luò)更為發(fā)達(dá)的地方，附近海水的波動(dòng)中可以獲得供電的能源，同時(shí)將機(jī)器產(chǎn)生的大量熱量散發(fā)到汪洋大海中，這樣不僅可以快速滿足緊急的計(jì)算需求，還能大大縮減能源開支。

　　圖1 google 海上數(shù)據(jù)中心船體原理

　　圖1就是這樣的一個(gè)例子。集裝箱運(yùn)輸船102的甲板上排列堆疊著多個(gè)google的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱數(shù)據(jù)中心，這些集裝箱數(shù)據(jù)中心由海浪波動(dòng)產(chǎn)生電能的波力發(fā)電機(jī)106來供電，由波力發(fā)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)的水泵來將熱量散發(fā)到海洋中，這就摒棄了傳統(tǒng)的電網(wǎng)供能。標(biāo)準(zhǔn)集裝箱可以提前在工廠預(yù)裝好，通過卡車或者貨柜車運(yùn)送到海邊，吊裝到輪船甲板上，接到提前預(yù)布好的供電、供冷接口，然后輪船離岸停泊在波浪足夠大之處。當(dāng)然，如果出現(xiàn)天氣惡劣、負(fù)載突增、波力發(fā)電機(jī)故障等情況下，就要啟用集裝箱數(shù)據(jù)中心的保障系統(tǒng)，比如在甲板下面的柴油發(fā)電機(jī)在電力異常情況下快速投入保障持續(xù)供電。最后如果集裝箱數(shù)據(jù)中心到了退役年限，或者需要升級，則直接快速更換集裝箱即可。

　　二、google海上數(shù)據(jù)中心發(fā)電篇

　　圖2 106 波力發(fā)電機(jī)

　　如圖2所示，106波力發(fā)電機(jī)由多個(gè)浮鏈構(gòu)成，如106A-D四個(gè)單元，每個(gè)單元可以互相扭動(dòng)發(fā)電。以PlimasP-750波力發(fā)電機(jī)為例，每個(gè)浮鏈單元的直徑為3.5米，長度為150米，可以產(chǎn)生750KW的能量。每個(gè)波力發(fā)電機(jī)功率達(dá)到2.25WM，漂浮在離岸3-7英里處，每平方千米約40個(gè)這樣的波力發(fā)電機(jī)可以使發(fā)電的功率高達(dá)30WM。波力發(fā)電機(jī)的尺寸和規(guī)模也可以根據(jù)應(yīng)用來選擇。前面提到的大型波力發(fā)電機(jī)106可以用于給海上數(shù)據(jù)中心供電，輪船周圍110小型波力發(fā)電機(jī)可以給數(shù)據(jù)中心的制冷水泵供電，如果需要更大的供電和散熱能力，也可以不斷增加這些發(fā)電機(jī)的數(shù)量。沿海人口密集之處，或者軍事前線以及搶險(xiǎn)救災(zāi)的應(yīng)急場合之下，因?yàn)槭澜缟洗蠖鄶?shù)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施都在海底，密布的海纜能夠輕而易舉地給海岸周邊的海上數(shù)據(jù)中心接入網(wǎng)絡(luò)。標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的公路運(yùn)輸和輪船海運(yùn)非常成熟，歸一化運(yùn)維也非常簡單，而且輪船上還方便給船員和運(yùn)維人員提供住宿和生活補(bǔ)給，頂部的降落平臺也便于人員快速到達(dá)檢修維護(hù)變更等。

　　在海浪較大的時(shí)候波力發(fā)電機(jī)可以通過儲能電池存儲部分富余的能量，風(fēng)平浪靜時(shí)候往往太陽毒辣，此時(shí)通過給集裝箱遮陽的太陽能板也可以存儲太陽能用于海上數(shù)據(jù)中心供電，狂風(fēng)呼嘯時(shí)還可以通過甲板上安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)收集更多的風(fēng)能等?；蛘呷绻蠹覔?dān)心海浪的波動(dòng)對集裝箱數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的IT設(shè)備有影響的話，也可以把數(shù)據(jù)中心建設(shè)在海岸邊的陸地上，仍然可以從附近海面的波力發(fā)電機(jī)來供電，也可以通過水管從海底抽取冷水給岸上的數(shù)據(jù)中心來供電。這種情況下，如果波力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力不夠，可以直接從所在地的陸上電網(wǎng)來補(bǔ)充提供額外的電力，或者當(dāng)波力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力太多，數(shù)據(jù)中心消耗不完，也可以上傳到電網(wǎng)中直接賣給當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)公司。

　　三、google海上數(shù)據(jù)中心散熱篇

　　圖3 海上數(shù)據(jù)中心的側(cè)視圖

　　海水溫度較低的地方，可以通過抽取海表面底下一定深度的低溫海水給集裝箱數(shù)據(jù)中心提供冷量。海水具有一定的腐蝕性，不能直接用到集裝箱內(nèi)的空調(diào)末端，所以需要采用防腐蝕玻璃纖維材料的板式換熱器等辦法來隔離海水，一端采用封閉的內(nèi)循環(huán)淡水經(jīng)過板換另外一側(cè)外循環(huán)的冰冷海水降溫后再送入集裝箱數(shù)據(jù)中心內(nèi)，大海是個(gè)巨大的吸熱體，足以將這些數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生熱量吸收掉。而且我們知道溫度較低的海水在底層，而溫度較高的海水在表層，這樣經(jīng)過開環(huán)板換的抽入海面深層的較低溫度冷水和加熱后被排出到海表面的的較高溫?zé)崴粫?huì)混合在一起。