在大数据时代，如果把信息比作人体的血液，网络比作血管，那么数据中心就是心脏。
在新基建全面提速的背景下，数据中心作为促进5G、物联网、云计算等新一代信息技术发展的数据中枢，备受人们 阿里云张北数据中心。阿里云供图
泡在“水”里的服务器
进入7月，虽然经历了几场大雨，河北省大多地区仍然闷热难耐，而到了张北县，坝上的风一阵阵迎面吹来，让人感到分外凉爽。阿里巴巴在华北部署的规模最大的云计算基础设施——阿里云张北数据中心，就坐落于此。
该中心于年6月开始建设，已建成16栋数据中心楼，投入运营的服务器规模30万台以上，加上正在建设的数据中心园区，未来服务器规模将达百万台级。
7月21日，经过严格安检程序，记者在这座“巨无霸”的数据机房见到了一排排整齐排列、外观如同冰柜一样的机柜。打开机柜外罩，只见布满密密麻麻红黄色线头的服务器，竟然浸泡在水一样的液体里，灯光不断闪烁，显然正在运作中。
“这可不是普通的水，而是我们引进的特殊的绝缘冷却液，可将服务器运算中产生的热量吸收进入外循环冷却，全程用于散热的能耗几乎为零。”阿里云基础设施数据中心总经理高山渊介绍，传统数据中心有近40%的能源消耗在散热制冷上，能源使用效率很低。张北数据中心是阿里云首个应用全浸没式液冷服务器的数据中心，与传统制冷系统相比，热传导效率要高百倍，节能效果超过70%。
液冷技术的优势不仅在于导热散热，还能够容纳更多IT设备，提高了计算能力。与传统数据中心比，液冷数据中心功耗密度达到60千瓦，将计算密度提升了10倍。同时，液冷机柜具有高密封性特点，使得电子元器件远离湿度、灰尘、振动的影响，提升了设备的稳定性、降低了故障发生率。液冷机房运行3年来，与同等规模的其他机房相比，故障发生率降低了54%。
目前，阿里巴巴已设计出一整套浸没式液冷数据中心技术规范，涵盖设计、施工、部署、运维等各个环节，并向全社会开放，打破了我国液冷服务器部署建设无标准可采用的空白。初步估算，如果全国的数据中心都采用液冷技术，一年可节电上千亿千瓦时。
在阿里云张北数据中心，像全浸没式液冷技术这样的“黑科技”数不胜数。采用自主研发的飞天操作系统，可以将单集群10万台服务器连接成一台“超级计算机”，发挥最大的计算效率，实时处理海量数据。自主研发的巴拿马电源，采用第三代半导体技术大幅度优化电源内部结构，省去传统低压配电环节，能够降低系统电力损耗，使全链路效率提高至98%。上岗的“天巡”智能机器人全天24小时巡检，拥有智能巡检、随工巡检、语音导览、安防管理功能，接替了运维人员30%以上的重复性工作，大幅提升管理效率。
将低碳进行到底
数据中心是耗能大户，耗电量约占到全国总耗电量的2%，做好节能降耗至关重要。
记者见到，阿里云张北数据中心采用新风制冷的机房外观好像“鸡舍”，冷空气经风机墙进入送风区域，经过服务器机柜后，进入封闭的热通道，再由侧面的百叶窗排至室外，部分空气返回到混风区，形成空气循环。
阿里巴巴当初为何将数据中心建在张北？张北独特的低温条件是重要加分项。张北地处坝上高寒区，属中温带大陆性季风气候，年均气温只有2.6℃，最低气温达零下40℃。
“这里的空调一年到头也就工作几天时间，剩下的日子就靠当地冷空气为数据机房降温。”高山渊说，他们的工程师将室外温度适宜、空气质量良好的自然风通过新风制冷技术输送至机房，直接为服务器降温，实现全年余天自然冷却。
张北的风能、光照资源非常丰富，风电装机容量排名全国县级第二，年均可利用光照则超过小时，约占全年的36%，为阿里云张北数据中心提供了源源不断的优质绿色能源。
年起，阿里云张北数据中心加入张家口市“政府+电网+发电企业+用户侧”四方协作机制风电交易。这一交易模式打破了传统电力单一化交易渠道，降低了可再生能源电力使用成本，推动了清洁电力的大规模本地消纳。截至今年5月，张北数据中心的绿色能源使用率超过了50%，共交易绿电约4.5亿千瓦时，累计减排二氧化碳近40万吨。
此外，阿里云张北数据中心还应用了一系列节能技术，将部分机房热风回收至柴发配电室及部分设备间用于采暖，同时将空调回水作为供暖换热的驱动动力，减小冬季的供暖能耗；通过废水回收系统降低生产污水的硬度、电导率等指标，回收并重新利用至生产系统，减少水资源的消耗。
PUE是衡量数据中心电力能源利用率的国际通用指标，越接近1表明能效水平越高。有数据显示，国内大多数据中心的PUE大于2.2。通过低碳技术的创新应用，张北数据中心的全年PUE低于1.2，最低可以达到1.09，达到行业领先水平，每年可节约标煤8万吨。
在国家提出“碳达峰、碳中和”的宏伟目标后，绿色低碳将成为数据中心发展的重要关键词。近日，工信部印发了《新型数据中心发展三年行动计划（—年）》，计划用3年时间，基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。
“云数据中心本身就是一种绿色技术，通过聚集计算资源、转移工作负载，云的资源利用率是企业自建机房的5至10倍。”阿里云相关负责人介绍，今年5月，阿里云发布了零碳云计划，通过输出数字减碳能力、支持绿色技术创新，在张北数据中心等探索更加绿色低碳的数据中心集群化发展道路。
发挥数字赋能作用
数据中心在自身发展的同时，也发挥数字赋能作用，给各行各业带来了改变。
作为阿里云对外服务的核心地域节点，张北数据中心承载了淘宝、天猫、高德、优酷等主要应用，也为中小企业提供了包括弹性计算、数据库、云存储、人工智能等方面的技术和服务。
也就是说，当人们在家浏览网页、观看视频、网上购物，相关数据的存储、交换、计算，有可能就在阿里云张北数据中心进行。
距离年北京冬奥会的时间越来越近了，承载着北京冬奥云数据中心任务的阿里云张北数据中心，正在积极备战。
据了解，阿里云张北数据中心将为年北京冬奥会量身打造全方位的创新技术平台，提供计算机视觉、机器学习、大数据等技术服务，从数字化运营、数字化体验、数字化竞技、数字化传播四个方面打造“云上奥运”。
数据中心的稳定运行，离不开电力稳定。近期，一些地区暴雨造成供电中断，考验着数据中心的防灾扛灾能力。
在阿里云张北数据中心，每幢数据中心楼均配备了大功率的柴油发电机，用作备用电源。他们还规划了周边公里范围之内运油路线，与当地加油站签订供应协议，应对极端天气可能出现的柴油运输难题。
“数据中心最首要的是数据安全。”阿里云一名技术人员说，他们在规划建设时就建立了多备份机制，张北数据中心有问题了，可以把业务切到其他的数据中心，不影响网站服务和客户使用。
高山渊透露，在数字化转型的浪潮下，阿里云张北数据中心将持续发力，通过引入大数据、人工智能等技术，为电力能源、钢铁、交通、制造等企业提供稳定高效的云平台支持。
在张北，以阿里云张北数据中心为代表，数据中心集群建设如火如荼。到今年年底，张北云基地数据中心规模至少达到50万台服务器，相关产业规模突破亿元。
来源丨河北新闻网
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