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| 本文作者： 張帥 | 2018-09-30 18:30 |
雷鋒網(wǎng)按：在百度上搜索“百度”會搜到什么，搜索、網(wǎng)盤、地圖、百科、知道、圖片等等，這些C端的應用構(gòu)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(lián)網(wǎng)公司數(shù)以億計用戶使用的C端應用背后，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)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(shù)據(jù)中心是最重要的一環(huán)。
百度第一個自建數(shù)據(jù)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(qū)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，雷鋒網(wǎng)和數(shù)字中國萬里行團隊走進百度云計算（陽泉）中心，獲悉百度甚少展示的另一面。
出北京沿京昆高速一直走，經(jīng)過保定、石家莊即到山西陽泉，從地理位置、氣候條件、網(wǎng)絡設施和電價等因素上考量，陽泉不是傳統(tǒng)意義上受青睞的數(shù)據(jù)中心選址地，百度第一個自建超大型數(shù)據(jù)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(shù)的演進擴大了數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心選址。
PUE（數(shù)據(jù)中心總設備能耗/IT設備能耗，越接近1表明能效越高）是數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域衡量能源效率的權(quán)威指標，雷鋒網(wǎng)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(nèi)PUE比較低的數(shù)據(jù)中心大多在1.3以下，雷鋒網(wǎng)和數(shù)字中國萬里行團隊參觀的大多較為先進的數(shù)據(jù)中心也是這個水平，在國內(nèi)PUE在1.2左右的數(shù)據(jù)中心表現(xiàn)已經(jīng)算很不錯。坦白說，聽到百度陽泉數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)中心PUE也沒有到這個水平，何況PUE 1.1是百度陽泉數(shù)據(jù)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(tǒng)部高級經(jīng)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(jīng)典熊掌標志，也可以視作一個綠色節(jié)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(jié)也體現(xiàn)出百度技術(shù)文化。
在實地探訪過程中，百度數(shù)據(jù)中心負責人顧鵬告訴雷鋒網(wǎng)，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(gòu)的改變，一個是空調(diào)末端的改變，另外配合高溫服務器和調(diào)優(yōu)等措施使PUE低至1.1。
百度陽泉數(shù)據(jù)中心機房
在電氣架構(gòu)層面，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的建設基本上采用雙路UPS的設計，現(xiàn)在越來越多的新建數(shù)據(jù)中心采用電力效率更高的架構(gòu)。如上圖所示，電力架構(gòu)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(shù)據(jù)中心很多采用市電+HVDC在線、市電+UPS ECO架構(gòu)。
早在2010年，百度M1數(shù)據(jù)中心就率先在國內(nèi)使用了一路市電+一路UPS架構(gòu)，效率能達到95%。百度在陽泉數(shù)據(jù)中心采用了四種架構(gòu)，市電+UPS、市電+HVDC在線、市電+UPS ECO、市電+HVDC離線，也體現(xiàn)了其電氣架構(gòu)經(jīng)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(gòu)，也是數(shù)據(jù)中心行業(yè)內(nèi)世界首例采用這種供電架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心。
雷鋒網(wǎng)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(zhuǎn)由蓄電池供電，在這種架構(gòu)下，正常情況為IT設備供電的電能不經(jīng)過HVDC轉(zhuǎn)換，此部分損耗幾乎可以忽略，因此節(jié)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(xiàn)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(gòu)要求定制IT設備電源，所以百度陽泉數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心的另一個節(jié)能大改進在于暖通架構(gòu)，據(jù)顧鵬介紹，陽泉數(shù)據(jù)中心采用了高溫服務器及新型的氣流組織結(jié)合的零功耗的新型空調(diào)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(shù)據(jù)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(tài)。
百度陽泉數(shù)據(jù)中心采用水冷精密空調(diào)（CRAH）、AHU、OCU和IDEC這四種空調(diào)末端形式，經(jīng)過不斷實踐，陽泉數(shù)據(jù)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(diào)末端，與預制模塊技術(shù)結(jié)合，冷卻模塊垂直安裝在機架上方，空調(diào)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(shù)，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(cè)制冷，抽取室內(nèi)空氣和部分新風以控制出風溫度和風量來維持室內(nèi)溫度。
雷鋒網(wǎng)還了解到，傳統(tǒng)服務器要求環(huán)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。
自2017年7月5日百度開發(fā)者大會起，百度正式進入了AI時間。“百度將All in AI，我們在AI時代的核心戰(zhàn)略就是開放賦能，我們的將來必須建立在與每個開發(fā)者共贏的基礎上”，李彥宏彼時如是說。
陽泉數(shù)據(jù)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，雷鋒網(wǎng)了解到，百度陽泉數(shù)據(jù)中心已經(jīng)承載了百度的搜索、地圖、網(wǎng)盤、人工智能、智能云、自動駕駛等技術(shù)，每天數(shù)據(jù)處理量近100PB，百度陽泉數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)、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(yè)務，百度率先采用引入深度學習和異構(gòu)計算集群，成為百度大腦的動力引擎。
百度陽泉數(shù)據(jù)中心液冷機柜
百度X-MAN2.0服務器就部署在陽泉數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)應用到高功耗AI計算系統(tǒng)中的實例，能夠提升45%的散熱效能。
百度陽泉數(shù)據(jù)中心不僅提供AI基礎，自身也在實踐AI。顧鵬表示，陽泉數(shù)據(jù)中心在實現(xiàn)自動化的基礎上，已經(jīng)在向智能化進行轉(zhuǎn)化，陽泉數(shù)據(jù)中心全部采用無紙化智能巡檢，將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到遠端電腦，專家系統(tǒng)通過對現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)分析來保障系統(tǒng)穩(wěn)定性。
百度把AI技術(shù)引入了數(shù)據(jù)中心，通過建立數(shù)據(jù)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(jù)室外天氣濕度、溫度和負荷，切換制冷模式、預冷模式和節(jié)約模式，此外AI還能實現(xiàn)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(xù)數(shù)據(jù)中心運營的一個方向，最終將實現(xiàn)無人值守”，顧鵬表示。
綠色是百度陽泉數(shù)據(jù)中心的另一個標簽，百度陽泉數(shù)據(jù)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(fā)電即發(fā)即用，陽泉數(shù)據(jù)中心也是國內(nèi)首個應用光伏發(fā)電的數(shù)據(jù)中心，陽泉數(shù)據(jù)中心還大量采用風電清潔能源。“2017年百度陽泉數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心還采用了污水回收再利用技術(shù)，數(shù)據(jù)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(shù)，除去水中的氯鈉鈣鎂等離子，顧鵬表示，污水回收系統(tǒng)全部投產(chǎn)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(shù)據(jù)中心鋰電池機柜
百度陽泉數(shù)據(jù)中心可以說是整機柜服務器數(shù)據(jù)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(gòu)，供電實現(xiàn)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(tǒng)服務器一天最多交付數(shù)百臺。
陽泉數(shù)據(jù)中心的參觀讓我們見識到一個數(shù)據(jù)中心上的百度，也可以說AI上的百度。當然了，陽泉數(shù)據(jù)中心新建時百度還沒有完全轉(zhuǎn)向AI，還是“移動優(yōu)先”，不過正如百度新戰(zhàn)略“夯實移動基礎，決勝AI時代”，移動時代讓百度積累了先發(fā)優(yōu)勢，在發(fā)令槍已經(jīng)響起的AI時代，百度正把其技術(shù)一面逐漸展現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心只是具象之一。
進入AI時間的百度，將如何繼續(xù)革故鼎新？
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