滄海明珠：谷歌海上數據中心全揭秘

　　數據中心尋找廉價電源的背后，是日積月累的耗電問題。“電費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采訪時的“抱怨”。情急之下，Google把觸角伸向了海下。沒錯，Google已掌握打造“自給自足”的海上數據中心的法門。

　　根據Google遞交的一份專利申請不難看出，風力渦輪機和波能發(fā)電機將為這個數據中心提供電力，海水則負責為散發(fā)巨大熱量的服務器降溫。另外，海面這個“不動產資源”本質上也是免費的。在Google一連串的解決高能耗問題的措施中，最引人注目的當屬“漂浮的數據中心”計劃。雖然全球很多大型服務器制造商已經懂得運用水冷來冷卻計算機設備，而Google的專利申請則預見未來可利用海洋當作巨大的散熱冷源?，F在，讓我們開啟今天的google海上數據中心探秘之旅吧。

　　一、google海上數據中心原理介紹

　　能耗不斷增加的同時，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據中心整合集中建設，并通過把內容分發(fā)到離用戶近的低能耗站點，既降低總體能耗又提升用戶體驗，可謂一舉兩得。高昂房價與緊缺土地資源也是限制在城市內建設數據中心的枷鎖之一，不占用土地基礎設施成為建立海上數據中心的關鍵因素。而且世界上有較大比例的人口生活在水域周邊，如果將標準集裝箱的計算中心建設在輪船上，靈活安裝快速移動到能源更為便宜網絡更為發(fā)達的地方，附近海水的波動中可以獲得供電的能源，同時將機器產生的大量熱量散發(fā)到汪洋大海中，這樣不僅可以快速滿足緊急的計算需求，還能大大縮減能源開支。

　　圖1 google 海上數據中心船體原理

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

　　二、google海上數據中心發(fā)電篇

　　圖2 106 波力發(fā)電機

　　如圖2所示，106波力發(fā)電機由多個浮鏈構成，如106A-D四個單元，每個單元可以互相扭動發(fā)電。以PlimasP-750波力發(fā)電機為例，每個浮鏈單元的直徑為3.5米，長度為150米，可以產生750KW的能量。每個波力發(fā)電機功率達到2.25WM，漂浮在離岸3-7英里處，每平方千米約40個這樣的波力發(fā)電機可以使發(fā)電的功率高達30WM。波力發(fā)電機的尺寸和規(guī)模也可以根據應用來選擇。前面提到的大型波力發(fā)電機106可以用于給海上數據中心供電，輪船周圍110小型波力發(fā)電機可以給數據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)電機的數量。沿海人口密集之處，或者軍事前線以及搶險救災的應急場合之下，因為世界上大多數的網絡基礎設施都在海底，密布的海纜能夠輕而易舉地給海岸周邊的海上數據中心接入網絡。標準集裝箱的公路運輸和輪船海運非常成熟，歸一化運維也非常簡單，而且輪船上還方便給船員和運維人員提供住宿和生活補給，頂部的降落平臺也便于人員快速到達檢修維護變更等。

　　在海浪較大的時候波力發(fā)電機可以通過儲能電池存儲部分富余的能量，風平浪靜時候往往太陽毒辣，此時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據中心供電，狂風呼嘯時還可以通過甲板上安裝的風力發(fā)電機收集更多的風能等?；蛘呷绻蠹覔暮＠说牟▌訉b箱數據中心內部的IT設備有影響的話，也可以把數據中心建設在海岸邊的陸地上，仍然可以從附近海面的波力發(fā)電機來供電，也可以通過水管從海底抽取冷水給岸上的數據中心來供電。這種情況下，如果波力發(fā)電機產生的電力不夠，可以直接從所在地的陸上電網來補充提供額外的電力，或者當波力發(fā)電機發(fā)出的電力太多，數據中心消耗不完，也可以上傳到電網中直接賣給當地的電網公司。

　　三、google海上數據中心散熱篇

　　圖3 海上數據中心的側視圖

　　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據中心提供冷量。海水具有一定的腐蝕性，不能直接用到集裝箱內的空調末端，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，一端采用封閉的內循環(huán)淡水經過板換另外一側外循環(huán)的冰冷海水降溫后再送入集裝箱數據中心內，大海是個巨大的吸熱體，足以將這些數據中心產生熱量吸收掉。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熱水不會混合在一起。