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漂在海上的数据中心——解密谷歌海上数据中心

2013年07月03日 08:53:07 | 作者:腾讯网络平台部数据中心规划组 李典林 | 来源:cnw.com.cn

摘要:谷歌的这项利用海洋当作巨大的散热冷源的“漂浮的数据中心”计划被《时代》杂志评为2008年最好的科技发明之一,那么谷歌又是如何做的呢,让我们开始今天的谷歌海上数据中心探秘之旅吧。

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谷歌
海上数据中心

谷歌在美国俄勒冈州的数据中心满载运行时,消耗的电力基本上和纽卡斯尔(Newcastle)一个城市总的家庭用电量一样多。在计算机和互联网速度越来越快的背后,是日益突出的耗电问题。“电费开支早晚要比电脑硬件本身更贵。”这是谷歌工程师拉兹罗?安德烈?巴罗佐早在2005 年底接受媒体采访时就发出的抱怨。

在这样紧迫的形势之下,谷歌把目光投向了大海——打造“自给自足”的漂浮在海上的数据中心。根据谷歌在2007年2月递交的一份专利申请,风力涡轮机和波浪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。除此之外,海面这个“不动产资源”本质上也是免费的。

谷歌的这项利用海洋当作巨大的散热冷源的“漂浮的数据中心”计划被《时代》杂志评为2008年最好的科技发明之一,那么谷歌又是如何做的呢,让我们开始今天的谷歌海上数据中心探秘之旅吧。

原理概览

图1是谷歌海洋数据中心的示意图。可以看出,谷歌海洋数据中心是在集装箱运输船(标号102)的甲板上摆放或堆叠着多个谷歌的标准集装箱数据中心(标号104)。这些集装箱数据中心由波力发电机(标号106)来供电,而制冷方面则由波力发电机(标号110)驱动的水泵来将热量散发到海洋中,这样整个数据中心就可以不用从传统的电网来获取能量。

图1

标准集装箱数据中心可以被提前在工厂预装好,通过卡车或者货柜车运送到海边,吊装到轮船甲板上,接到提前预先建设好的供电、供冷接口,然后轮船离岸停泊在波浪能足够大的地方。当然,如果出现天气非常恶劣、负载突增、或者波力发电机故障等情况下,集装箱数据中心的保障系统就要启用,这时候安装在甲板下面的柴油发电机就需要快速启动以保障持续供电。最后如果集装箱数据中心到了退役年限,或者需要升级,则直接快速更换即可。

波浪发电

从图1可以看出,每个波力发电机由多个浮链构成,例如标号为106的波力发电机由106A、106B、106C、106-D四个单元构成,每个单元可以互相扭动发电。

图2

以Plimas P-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,每个浮链可以产生750KW的能量,每个波力发电机功率达到2.25WM。因此,漂浮在离岸3至7英里外每平方千米面积内大约40个这样的波力发电机可以发电的功率高达30WM。波力发电机的尺寸和规模也可以根据不同的应用来选择。例如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,也有类似在轮船周围标示为110的这种小型波力发电机用于给数据中心的制冷水泵来供电,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等。这些波力发电机可以由轮船拖到新的目的地,或者也可以直接由轮船运输到新的目的地,例如那些沿海人口密集的地方,或者军事前线以及抢险救灾的应急场合。

我们知道世界上大多数的网络基础设施都建设在海底,这些密布的海缆很容易给海岸周边的这些海上数据中心来提供便捷的网络接入。标准集装箱的公路运输和轮船海运非常成熟,统一运维也非常简单,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,顶部的直升机降落平台也便于人员快速到达检修维护变更等。

在备用供电方面,除了前面提到的甲板下的柴油发电机可以作为备用供电的保障,还可以储存部分能源用于风平浪静的低发电情况,例如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。而且,在风平浪静的时候往往是阳光充足的晴天,此时通过给集装箱遮阳的太阳能板也可以存储部分太阳能用于海上数据中心供电,或者风较大的时候还可以通过甲板上安装的风力发电机收集更多的风能等。

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,也是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。

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[责任编辑:周源 zhou_yuan@cnw.com.cn]

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