为什么微软要把数据中心设在水下?数据中心制冷有多花钱?

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最近微软在数据中心业务上有了个新的方向,就是把数据中心沉入海底:

该技术利用原本为潜艇研发的散热技术,利用海底的低水温来为数据中心散热。计划将来建成服务器农场,整个放置在水下以节约宝贵的电能:

微软为什么要这么做呢?这种技术能节约多少电能,也就是钱呢?我们今天就来详细了解一下。制冷能耗占比

到底制冷所消耗的能源有多花钱呢?我们先来看一下服务器机架的总拥有成本(TCO)。TCO可以帮助我们了解服务器在购买和使用中整体的使用成本,有助于了解整体的花销,而不是仅仅购买时的短暂的肉痛。TCO包括三个构成: 投资成本、运营成本和能源成本。

因为机架里面的服务器价格大不相同,我们刨去这部分的成本。据 IDC 统计,数据中心的平均使用年限为 9 年。然而 Gartner 的数据显示任何运营超过 7 年的设施都趋于陈旧。为了简化,假定使用年限为10年。一个典型的数据中心的TCO构成为:

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从数据分析来看数据中心无疑是“能耗大户”。

一个超大型数据中心每年的耗电量近亿度。2018年全国数据中心消耗的总电量为1608.89亿度电,比上海市2018年全社会用电量(1567亿度)还要多,相当于三峡大坝全年的发电量。

如今,数据中心消耗了全球约2%的电力,华为负责研究可持续信息和通信技术的安德斯·安德雷表示,到2030年数据中心会消耗全球8%电力。当你拿起手机,通过搜索引擎寻找答案的时候,可能永远不会想到,这一次搜索,就会消耗一盏8瓦灯泡一个小时的电量。

所以低能耗数据中心呼之欲出,这不仅关系到环境的可续发展,也决定了算力的成本和服务的竞争力。Facebook把数据中心建到了北极、微软则选择了“海底捞”、阿里巴巴将数据中心建到了千岛湖坝上,而我国首个国家大数据综合试验区将数据中心建在了山洞里。

这一切的一切都是为了降低能耗,降低成本

据IDC统计一个传统的数据中心平均的使用年限为9年,超过7年的设施都趋于陈旧。假定使用年限为10年,其中电力能耗占据所有成本的20%、场地费占15%、冷却设备费用占6%,这三项合起来的超过了40%。

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    一个数据中心的成本中,电力成本占了20%左右,其中电力成本中的42%是用来散热的。因此,谷歌、facebook、IBM等科技巨头将数据中心建在了冰岛、芬兰等国家。微软为了减少数据中心的散热成本,尝试将数据中心建在水下。


    数据中心制冷有多花钱?

    根据IDC的统计,数据中心的平均使用年限是9年,一个数据中心的电力能耗成本占据了所有成本的20%。这些消耗的电能,大约有47%进入了服务器,是有效的能耗,而42%的被散热能耗消耗了。


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数据中心和普通的电脑不同,发热量是十分巨大的,为了保证数据中心稳定运行,数据中心需要配置强大的散热系统,而散热系统需要耗费大量的电力。一个正常运行的数据中心,电力成本就要占到总成本的20%,而散热系统正常运行消耗的电力成本占到总耗电成本的40%左右,所以数据中心的散热成本是非常高昂的。而微软将数据中心设置在水下,可节省大量的电力成本,大幅提升数据中心的经济效益,另外减少了对于煤、石油、天然气等不可再生资源的消耗,更有利于环境的保护。

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应该把数据中心建 在高海拔地区,气温本身较低,另外散发的热量可以用来供暖或者沐浴

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感谢您的阅读!

数据中心放在水下,似乎解决了散热问题,可是投资大,维护困难,微软是不是“搬起石头砸自己的脚”,最终得不偿失呢?

图源来自NYTimes:

早在2014年,微软就有此设想,2015年微软将服务器塞进了一个“圆柱体的胶囊”,在10米深的海水里,时间超过了大家的预期。

之所以放入海底,真的能够带来好处吗?

  1. 节省电费。因为在一般的服务器需要空调进行散热,海底就解决了耗电问题,不可能装更多的空调。
  2. 降温。因为在这款设备中,它是在胶囊里加入了压缩氮气,能把热量有效地散入海水,从而达到降温目的。

不可否认:维修成本,故障突击都会对于微软有不小的影响。

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我们上网之所以能够聊天、浏览网页、观看视频、打游戏等,主要是位于网络终端的服务器所给我们提供各种各样的服务。当然,想要满足所有人的使用需求,单台服务器肯定不现实,通常是通过服务器集群的方式来实现,而数据中心则是服务器集群的存放场所。为了确保数据安全,设备运行稳定,数据中心一般是建立在陆地之上。可以微软竟然另辟蹊径,将自家的数据中心放在了海水之中,这究竟是为什么呢?

数据中心的建设费用并不低,包括场地的选择、设备的采购、消防设施的建立以及空调的散热。据不完全统计,数据中心的电量缴纳将会占总成本20%左右,而用于散热所耗费的电量又占到41%左右,也就是说将近一层的成本将会被散热所耗费。微软将服务器放置在海水之中,一个是可以节省机房的占地费用;一个是可以通过海水进行发电,降低电量消耗;一个是可以利用海水天然的低温为服务器被动式散热,节省散热费用。

当然,实现的过程也不简单,微软将864台服务器安装在了12台充满氮气,形状如胶囊的椭圆形密闭舱中,沉入了117英尺的海域。2018年春,也就是该项目正式实施的两年之后,12台氮气胶囊被打捞出来,864台服务器成功上岸!据微软工程师核实,864台服务器仅有8台出现故障,仅为岸上数据中心故障率的八分之一。通过两年的试验,证实了这种操作模式的可行!

除了微软将服务器入海,我国内容提供商还有哪些较为另类的方式呢?

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这个其实挺有意思的。

阿里的数据中心在陆地上有不少,但我不知道有没有水下的,应该可能也有?其实,给数据制冷的方法有很多,像亚马逊AWS、阿里云、360等大型数据中心所在地宁夏中卫,就是利用了自然风制冷。

可微软为什么要放在水下?仅仅是因为省钱?

就是这个。

1、吸收更多的热量

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现在的众多的高科技企业都在做一个共同的新方向,就是在数据中心业务上将属于本企业的核心数据来说,都是将本企业的数据中心沉入海底,那么下面和大家一起来说一说为何这些高科技企业会做出这样的选择。

利用海水的低温来为数据中心来散文,从而能够减少电能的消耗,很多用户可能对于这个原因是比较模糊的,认为这些高科技企业的收入都是非常的高的,而对于这些电能的资金消耗又会有怎么样的在乎的,其实这个还是有一定的理由的,因为这些庞大的数据中心所能够产生的热量是非常的大的,如果是建设在陆地上的话,那么必须要有一个专门为之散热的装备。

而且这些专门散热的装备来说,其实每年所要消耗的电能来说,其实无疑是巨大的,即便是对于收入很多的高科技企业来说,其实一笔不菲的支出,所要想办法能够减少支出,也是这些企业要想的办法。


曾经有这样的一组数据说,这类型的数据中心来说,其总共包含有投资成本和运营成本,还有重要的就是能源成本,而其中的电力损耗的成本就需要达到所有成本的20%左右的份额,所有这就是为何众多高科技企业将自己的数据中心放在水中的重要原因。

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微软的海底数据中心就有点像谷歌在南极的数据中心,这些地处特殊地理环境的数据中心都有很多的优势,比如:

1、海底拥有足够大的发展空间和土地面积,在海底建设数据中心根本不用担心以往在陆地上建设数据中心遇到的种种问题。

2、节能节电,这应该是海底数据中心最大的优势,毕竟一座数据中心最大的运营成本就是电费,如果温度高还需要更多的散热空调产生的电费,但是在海底,不仅基础温度低,而且水冷散热也能大大降低数据中心的温度,所以把数据中心建在海底,对于微软的制冷成本可以大大降低,这也有利于客户。

3、运输成本低,海运是最廉价的运输方式,建设过程中物流成本较低。

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