【编者按】在前文《做数据中心，腾讯是认真的！》中，我们向大家介绍了国内科技巨头腾讯在数据中心建设上的成果和现状。今天，我们把目光转向阿里巴巴，看看这家科技公司在数据中心建设上有哪些进展。
阿里云张北数据中心 阿里云供图
阿里巴巴是在数据中心布局上起步的科技企业，作为国内最大的云计算厂商之一，阿里巴巴建设数据中心的历史可以追溯到2016年9月正式启用的张北数据中心。自那时起，这座位于河北省张家口市张北县的数据中心，已经成为承担双11、云计算等各项核心业务的支柱。
2017年，阿里宣布在南通、杭州和乌兰察布落地三座超级数据中心，新增超百万台服务器，辐射京津冀、长三角、粤港澳三大经济带。
2018年，阿里巴巴乌兰察布、南通、杭州、河源一期数据中心同步开启建设，到2020年在新基建政策频出的背景下，张北、南通、杭州、河源、乌兰察布五大国内超级数据中心终于建成，形成了自己的数据中心生态。
总的来说，阿里云目前已经在全球22个地域部署了上百个云数据中心，不久的未来还将在国内再建10座超级数据中心，并根据业务发展规划在全球的数据中心布局。
阿里巴巴数据中心技术突破
在多年的数据中心建设过程中，阿里也有了一些技术上的积淀和突破。
图片来源：阿里云
阿里云介绍，相比于传统数据中心，张北、南通、杭州、河源、乌兰察布这五大国内超级数据中心全面应用了阿里巴巴自研核心技术，采用机架式服务器，形态从1U 2U 4U不等，从SKL一代，阿里巴巴数据中心就开始推进全自研服务器，并已经在新开服中心广泛应用，包括自研的神龙云服务器，达摩院、平头哥等最新研究成果，以及自研AI芯片含光800等。在张北数据中心，阿里采用的直通风风侧自然冷却技术，是全国数据中心领域最大规模应用；杭州浸没式液冷技术部署，也是全球互联网行业最大规模；河源数据中心通过万绿湖湖水冷却应用，也是少有数据中心能够做到的成果；以及巴拿马电源系统在阿里新基地项目全量应用，主要从供配电链路和整流模块拓扑两个维度，对传统配电系统进行优化设计，进一步降低电源成本，提升系统效率和可靠性。
作为国内较早部署数据中心的科技企业之一，阿里巴巴在可以说是国内数据中心技术变革的一个见证者。在阿里巴巴看来，在数十年中，国内的数据中心建设出现了一些新的现象，比如大厂纷纷开始布局自研服务器，竞争从云计算延伸至数据中心领域。现在看来，通过建设自家数据中心抢占新基建高地，已经成为各大厂的通用做法。而聚焦到数据中心本身，计算机的单机柜功率越来越大，整机柜的交付也越来越快；在供电方面，目前的数据中心则以自建110Kv或220Kv变电站为主，这样在输配电环节可以最大化地减少损耗。这些都意味着，数据中心技术趋于成熟，交付计算的能力越来越强。
在大型数据中心中，制冷系统占了很大比重。无论是从体量还是耗能上，制冷的问题都是数据中心的头等大事。目前，我国数据中心的能耗85%在PUE1.5-2.0之间，照此趋势，ODCC预计到2030年，我国数据中心的能耗将从2018年的1609亿千瓦时，增长到2030年的4115亿千瓦时。这是什么概念？以2019年的数据为基准，2030年国内数据中心的能耗将远远超出三峡和葛洲坝全年的发电量！而要想解决数据中心可怕的能耗问题，现在数据中心已经从传统风冷和水冷空调散热方式转向液冷技术。《中国液冷数据中心发展白皮书》也指出，用特制液体取代空气作为冷媒为发热部件进行散热的液冷技术，以及基于该技术的液冷服务器，为数据中心的绿色化提供了新的解决思路。为了加深对数据中心的了解，我们有必要探索一下液冷技术的概念，以及这项技术在降低能耗上表现突出的原理。从概念上说，液冷技术是指将大部分热量通过液体循环介质带走的一种散热降温技术，也就是通过液体来替代空气，把CPU、内存条、芯片组、扩展卡等器件在运行时所产生的热量带走。与传统风冷技术相比，液冷系统可节省电量30%-50%，应用液冷技术的数据中心，机房整体能效将得到30%提升。根据目前技术研究的进程，液冷可分为水冷和冷媒冷却两种，可用冷媒包括水、矿物油、电子氟化液等。而按照冷却原理，液冷又可分为冷板式液冷（安装在芯片等部件上散热）、浸没式液冷（将板卡浸泡在液体中）和喷淋式三种方法，比如曙光公司专门为深度学习高性能计算机设计的浸没式液冷方案，可以使单机柜密度达到100kW。虽然液冷技术是突破数据中心节能瓶颈的“最佳捷径”，但由于目前液冷技术仍然面临着巨大挑战，其还未在全球数据中心中成为主流技术。这些挑战包括浸没式、喷淋式液冷虽然散热效率更高，但冷却液直接接触发热器件，是否会影响IT部件的功能和寿命尚无明确结论；且由于使用冷却液较多，需要考虑机房承重，使用和维护成本也较高。而水冷冷板方案虽然不直接接触发热器件，但采用非绝缘体的水作为冷媒，若发生泄漏会对HPC系统造成致命损害，存在安全隐患。可见液冷在技术上确实还有很多进步的空间，但其在节能和经济上的价值却被广泛认可。据赛迪顾问预测，液冷的应用前景广阔，2025年中国液冷数据中心市场规模或将超千亿元。阿里巴巴也非常重视液冷技术在数据中心的应用，比如杭州数据中心就是全球规模最大的全浸没液冷数据中心。据估算，相比传统数据中心，阿里云杭州数据中心PUE可达到1.09，每年可节电7000万度。不仅是阿里，全球范围内的科技企业的数据中心早已开始布局液冷技术，比如谷歌、英特尔、HPE等多家巨头公司，国内的腾讯、华为、绿色云图、中科曙光、 浪潮、英维克等厂商也在加紧布局。正如阿里巴巴所希望的那样，相信在技术进步下，液冷技术将会在国内的数据中心普及开来，减少能耗。
随着AI、5G、区块链等新兴技术的出现和成熟，势必会对数据中心产生巨大影响，比如利用AI等相关技术，数据中心可以在大集群服务管理中进行异常日志自动发现、备品备件预测、批量问题发现等，实现完全自动化运维，就像是数据中心的“无人自动驾驶”；针对5G新商业应用的边缘数据中心基础设施，也将得以快速发展，为智慧交通、远程医疗、智能制造等提供技术支撑。变化所在之处，即机遇与挑战并存之所，数据中心也面临着需要解决的挑战和攻坚方向，大规模数据中心园区用水资源的可靠性供应及节水方案，数据中心排热回收再利用等，都是数据中心有着巨大进步空间的突破口。“创新越来越重要，一个微小的创新都会带来巨大的价值”，这几乎是所有相关企业对数据中心发展前景达成的共识。期待未来，国内有更多数据中心拔地而起，撑起新基建算力的底座！
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