实地走访阿里云张北数据中心，揭秘“零碳”野心

Posted 2021-08-29 AI科技大本营

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作者 | 伍杏玲

出品 | AI科技大本营（ID:rgznai100）

据 Synergy Research Group 数据显示，截至 2020 年底全球超大规模提供商运营的大型数据中心总数增加到 597 个，自 2015 年底以来翻了一倍多。由此可见，全球科技巨头布局数据中心的步伐加快。

作为国内最大的云计算厂商，阿里云从 2010 年开始，陆续开放杭州、北京、香港、美国硅谷、德国法兰克福等数据中心节点，辐射全球主流市场。2016 年 9 月，张北数据中心启用；2020年，阿里云在国内拥有张北、南通、杭州、河源、乌兰察布五大超级数据中心，组成全国最大的数据中心集群。去年三月，阿里云宣布将在 3 年内投入 2000 亿，用于研发云操作系统、服务器、芯片、网络等技术和面向未来的数据中心建设。据官方资料，阿里云未来还将在国内建设 10 座以上的超级数据中心，支持新基建发展。

据工信部最新发布的《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》显示，计划用三年时间，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。因此在“双碳”目标要求下，如何建设绿色、低碳的数据中心对企业的技术尤为考验。

阿里云拥有如此庞大的数据中心，在科技减碳上是如何做的？笔者实地走访阿里云数据中心，探秘这座超级数据中心的黑科技。

走进张北数据中心

张北数据中心位于北纬43°，在北京往西北 200 多公里处的张北县草原天路附近，由于当地的气候环境，盛夏 7 月步入数据中心笔者感觉“凉快”。张北数据中心的建筑外形呈“A”字型，正是“Alibaba”的首字母，建筑外层涂上明亮的“阿里橙”，庞大的数据中心来往的员工却不算多。

据阿里云基础设施数据中心总经理高山渊介绍，这里全年超过 80% 的时间无需空调制冷，张北年均气温为2.6℃，日常将室外新风通过风墙技术输送至机房，可为 IT 设备降温，降低空调的电力消耗。另外，利用当地的风光电资源，自2018年起参加当地的“四方协作机制”风光电交易，截至今年五月共交易了4.5亿千瓦时新能源，并累计减排二氧化碳近 40 万吨。推动张北数据中心成为全国IDC行业首个碳普惠试点项目，被评为2020年国家绿色数据中心。

将节能进行到底：服务器“泡澡”、巴拿马电源

实地参观时，笔者最期待的是见一见“会泡澡”的全浸没液冷服务器。一排排的服务器被浸泡在绝缘冷却液里，产生的热量可直接被冷却液吸收进入外循环冷却，全程用于散热的能耗几乎为零，节能效果超过70%，实现了数据中心100%无机械制冷。据介绍，人不能直接用手触碰全浸没液冷服务器，需要使用专门的机器臂来操作。

据统计，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。而阿里拥有上百万台服务器在为全社会提供计算服务，每降低一台服务器的能耗，便能节约不少资源。因此很早之前，阿里云便把绿色节能降耗放在重要位置。全浸没液冷服务器便是关键的成果之一。

回顾阿里云液冷数据中心的发展：2016 年，浸没液冷系统首发；2017年，浸没液冷集装箱首发；2018年，互联网首个液冷集群发布；2020年，首个 5A 级绿色液冷 IDC 投产。据《中国液冷数据中心发展白皮书》显示，2020年中国液冷数据中心厂商竞争力矩阵图上，阿里处于领导者象限。

在电源上，阿里云自研的巴拿马电源是面向下一代超级数据中心的新型直流不间断电源方案。阿里云重新定义10kV---240V供电链路，对磁路和电路进行联合设计，提出最高2.5MW、一体化、模块化、高效、高可靠直流不间断电源，省去传统低压配电环节，采用第三代半导体技术大幅度优化电源内部结构，实现了高可靠和低成本的目标。

除此之外，加上模块化设计、AI调温等技术，让张北数据中心的年 PUE（能耗比）低于 1.2，最低可以达到 1.09，每年可节约标煤 8 万吨，相当于种植了400 万棵树木。

阿里云数据中心的“零碳”野心

在和高山渊交流沟通时，他反复提及“绿色低碳”。在“双碳”目标下，今年 5月的阿里云峰会上，阿里云智能总裁张建锋发布“零碳云”计划：推动自身节能减排，输出数字减碳能力，支持绿色技术创新。

除了上述介绍的液冷、新风自然冷却、巴拿马电池，阿里云一致不留余力地用技术节能：首先是建设标准化，全国浓缩到2-3个版本，容量相同，模块化替换，实现设计、采购、建设和运维的统一。再者是建筑和机电预制化，工厂预制化替代现场施工，更少工程量和交叉作业，实现10个月交付，质量全程可控。另外位于千岛湖的数据中心，作为国内首个湖水自然冷却、首个 5A 级数据中心，90% 时间无需机械制冷，PUE 1.25。位于广东河源的云数据中心计划在 2022 年实现 100% 使用零碳清洁能源；位于杭州的云数据中心将电能利用效率由 1.3 降低到 1.09 以内，每年节省 7000 万度电。

另外，阿里云输出数字技术给各行各业帮助节能减排，例如在某钢铁厂项目中，每年节省每年 700 万的成本；还有建设城市大脑，降低城市的拥堵率，从而减少车辆的排放量来帮助社会助力节能减排。当前阿里云还与中科院所、南海所等，共同研发绿色能源技术，助力“零碳”达成。

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