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    新聞資訊

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    不吹不黑!年均PUE 1.1的百度首個自建超大型數據中心是什么水平?

    2018-10-10   作者:admin



    在百度上搜索“百度”會搜到什么,搜索、網盤、地圖、百科、知道、圖片等等,這些C端的應用構成了普通用戶對百度的固有印象,但少有人了解,支撐百度等大型互聯網公司數以億計用戶使用的C端應用背后,互聯網數字底層基礎設施不啻于另一條更激烈的競爭賽道,這其中遍布全國甚至全球的數據中心是最重要的一環。




    百度第一個自建數據中心位于李彥宏老家山西陽泉,命名為百度云計算(陽泉)中心,園區占地約360畝地,總建筑面積約12萬平方米,包括8個高標準模組,我們走進了百度云計算(陽泉)中心,獲悉百度甚少展示的另一面。



    PUE 1.1如何煉成?

    出北京沿京昆高速一直走,經過保定、石家莊即到山西陽泉,從地理位置、氣候條件、網絡設施和電價等因素上考量,陽泉不是傳統意義上受青睞的數據中心選址地,百度第一個自建超大型數據中心定在此地很大程度是因為陽泉為李彥宏老家。

    不過這并不是唯一的因素。一方面,技術的演進擴大了數據中心的選址范圍,減少了對一些硬性指標的需求,陽泉的各項條件整體過硬;另一方面,由于李彥宏的緣故,陽泉并不失為最適合百度的數據中心選址。

    PUE(數據中心總設備能耗/IT設備能耗,越接近1表明能效越高)是數據中心領域衡量能源效率的權威指標,記者了解到,百度云計算(陽泉)中心單模組PUE低至1.1,1.1是什么概念?

    目前國內PUE比較低的數據中心大多在1.3以下,之前參觀的大多較為先進的數據中心也是這個水平,在國內PUE在1.2左右的數據中心表現已經算很不錯。坦白說,聽到百度陽泉數據中心整體年均PUE是1.1時,我們還是有一些懷疑的。其一,陽泉沒有特別得天獨厚的的氣候條件,其二,其他不少頂級互聯網公司的數據中心PUE也沒有到這個水平,何況PUE 1.1是百度陽泉數據中心單模組年均水平,而不是最低值。


    百度云計算(陽泉)中心負責人、百度系統部高級經理顧鵬



    如建筑圖所示,百度云計算(陽泉)中心整體外觀設計既可以說是百度的經典熊掌標志,也可以視作一個綠色節能的燈泡樣式,和百度云計算(陽泉)中心的文化衫映襯,8個模組示例特別用了綠色,這些小細節也體現出百度技術文化。

    在實地探訪過程中,百度數據中心負責人顧鵬告訴雷鋒網,百度云計算(陽泉)中心能做到1.1的PUE主要包括兩點,一個是電氣架構的改變,一個是空調末端的改變,另外配合高溫服務器和調優等措施使PUE低至1.1。


    百度陽泉數據中心機房



    在電氣架構層面,傳統數據中心的建設基本上采用雙路UPS的設計,現在越來越多的新建數據中心采用電力效率更高的架構。如上圖所示,電力架構的改變帶來的是電源效率的層層提升,PUE在1.2和1.3左右的數據中心很多采用市電+HVDC在線、市電+UPS ECO架構。

    早在2010年,百度M1數據中心就率先在國內使用了一路市電+一路UPS架構,效率能達到95%。百度在陽泉數據中心采用了四種架構,市電+UPS、市電+HVDC在線、市電+UPS ECO、市電+HVDC離線,也體現了其電氣架構經歷的四代改進,從二期項目開始采用的都是電源效率高達99.5%的市電+HVDC離線架構,也是數據中心行業內世界首例采用這種供電架構的數據中心。

    了解到,所謂離線(Offline),是指正常情況下市電直供IT設備,HVDC僅為蓄電池提供浮充,市電中斷后,轉由蓄電池供電,在這種架構下,正常情況為IT設備供電的電能不經過HVDC轉換,此部分損耗幾乎可以忽略,因此節能效果顯著。

    “打個比方說,我們原先如果100度電,可能實際上有10度電是由UPS損耗掉了,但是現在我們只有0.5度電被損耗,所以效率還是相當高的”,顧鵬說道。不過離線架構要求定制IT設備電源,所以百度陽泉數據中心基本上都采用的是整機柜服務器。


    水冷背板機柜

    百度陽泉數據中心的另一個節能大改進在于暖通架構,據顧鵬介紹,陽泉數據中心采用了高溫服務器及新型的氣流組織結合的零功耗的新型空調末端,充分利用了天然的冷源,冷卻模式分為機械制冷、預冷和自然冷卻三種模式,陽泉數據中心全年免費冷卻能達到96%,相當于每年全部用冷機的時間只有兩周,即三百多個小時,剩下的大部分時間都是免費冷卻狀態。

    百度陽泉數據中心采用水冷精密空調(CRAH)、AHU、OCU和IDEC這四種空調末端形式,經過不斷實踐,陽泉數據中心5個模組采取了OCU制冷模式。

    百度自研置頂冷卻單元OCU(Overhead Cooling Unit)新型空調末端,與預制模塊技術結合,冷卻模塊垂直安裝在機架上方,空調末端無風扇、零功耗,利用空氣對流原理,抽走“熱通道”熱空氣的同時,送出冷空氣給“冷通道”;AHU(Air Handle Unit)風墻冷卻技術,通過與高溫耐腐蝕服務器配合,采用全新氣流組織方案,解決了空氣污染及腐蝕難題;IDEC即間接風側制冷,抽取室內空氣和部分新風以控制出風溫度和風量來維持室內溫度。

    除此之外還了解到,傳統服務器要求環境溫度為5~35℃,服務器一般運行在25℃左右,百度特別研究的高溫服務器耐溫設計高達45℃,從而大幅提高自然冷卻時間。




    百度AI時間



    自2017年7月5日百度開發者大會起,百度正式進入了AI時間?!鞍俣葘ll in AI,我們在AI時代的核心戰略就是開放賦能,我們的將來必須建立在與每個開發者共贏的基礎上”,李彥宏彼時如是說。

    陽泉數據中心是百度AI的一個重要底座,8個模組滿載可容納16萬臺服務器,記者了解到,百度陽泉數據中心已經承載了百度的搜索、地圖、網盤、人工智能、智能云、自動駕駛等技術,每天數據處理量近100PB,百度陽泉數據中心提供著AI訓練所需的大量計算能力。

    顧鵬表示,百度GPU集群針對大數據、人工智能等場景設計,廣泛應用于語音、圖象、搜索、無人車、加速計算等業務,百度率先采用引入深度學習和異構計算集群,成為百度大腦的動力引擎。



    百度陽泉數據中心液冷機柜



    百度X-MAN2.0服務器就部署在陽泉數據中心,用于加速云端人工智能訓練,X-MAN2.0服務器為百度自研的AI計算機,實現了GPU和CPU資源物理解耦按需配比,更是全球首個將液冷技術應用到高功耗AI計算系統中的實例,能夠提升45%的散熱效能。

    百度陽泉數據中心不僅提供AI基礎,自身也在實踐AI。顧鵬表示,陽泉數據中心在實現自動化的基礎上,已經在向智能化進行轉化,陽泉數據中心全部采用無紙化智能巡檢,將相關數據上傳到遠端電腦,專家系統通過對現場運行數據分析來保障系統穩定性。

    百度把AI技術引入了數據中心,通過建立數據中心深度學習模型,比如冷水機組三種模式的運行就通過AI自動判斷,根據室外天氣濕度、溫度和負荷,切換制冷模式、預冷模式和節約模式,此外AI還能實現智能預警,通過負載預判設備運行情況,給出維護策略。

    “AI的智能化是后續數據中心運營的一個方向,最終將實現無人值守”,顧鵬表示。

    綠色是百度陽泉數據中心的另一個標簽,百度陽泉數據中心充分利用了模組屋頂剩余空間,安裝太陽能電池板,光伏發電即發即用,陽泉數據中心也是國內首個應用光伏發電的數據中心,陽泉數據中心還大量采用風電清潔能源?!?017年百度陽泉數據中心的風能和太陽能一共將近用了2600萬度,占比整個用電量的16%,2018年使用風能和太陽能可以達到5500萬度,預計占比可能達到23%以上”,顧鵬介紹道。

    百度陽泉數據中心還采用了污水回收再利用技術,數據中心既是耗電大戶,也是耗水大戶,百度將排污進行收集,應用超濾和反滲透技術,除去水中的氯鈉鈣鎂等離子,顧鵬表示,污水回收系統全部投產以后,每年的回收能達到48萬噸水的量,相當于四千戶家庭一年的用水量。



    百度陽泉數據中心鋰電池機柜



    百度陽泉數據中心可以說是整機柜服務器數據中心,約96%服務器均采用了百度北極2.0整機柜服務器,北極2.0采用了共享電源和風扇的架構,供電實現標準化、模塊化、一體化,總成本降低了15%左右,北極2.0自研服務器平均每臺耗電量比普通的服務器下降的12%,交付率提升了20倍,每天交付能達到一萬臺左右,傳統服務器一天最多交付數百臺。

    陽泉數據中心的參觀讓我們見識到一個數據中心上的百度,也可以說AI上的百度。當然了,陽泉數據中心新建時百度還沒有完全轉向AI,還是“移動優先”,不過正如百度新戰略“夯實移動基礎,決勝AI時代”,移動時代讓百度積累了先發優勢,在發令槍已經響起的AI時代,百度正把其技術一面逐漸展現,數據中心只是具象之一。(文章轉載于IDC圈)



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