隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的支撐平臺(tái)受到越來(lái)越多的關(guān)注，數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能水平也受到政府和產(chǎn)業(yè)界的高度重視。

騰訊作為國(guó)內(nèi)大的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)之一，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)方面經(jīng)歷了從無(wú)到有，從租到建，從簡(jiǎn)到精的過(guò)程。騰訊2007年之前一直選擇租用模式，數(shù)據(jù)中心采用的是傳統(tǒng)架構(gòu)。2007年，騰訊在深圳寶安建設(shè)了第一座自建數(shù)據(jù)中心，采用了自然冷等節(jié)能技術(shù)，屬于第一代數(shù)據(jù)中心，PUE達(dá)到了1.65.2011年天津數(shù)據(jù)中心建成屬于第二代數(shù)據(jù)中心，PUE約為1.43.青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心采用了微模塊和高壓直流的技術(shù)，則屬于第三代數(shù)據(jù)中心，PUE約為1.35.騰訊的第四代數(shù)據(jù)中心T-block采用集裝箱數(shù)據(jù)中心的模式，具備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，效率高，PUE低，快速地滿足市場(chǎng)等特點(diǎn)，PUE從1.35降低到1.2以下。

什么是PUE？

PUE（電源使用效率，英文全稱：Power Usage Effectiveness）是目前國(guó)際上主流的數(shù)據(jù)中心節(jié)能水平衡量指標(biāo)，為數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負(fù)載使用能源之比，其計(jì)算公式PUE = 數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗/IT設(shè)備能耗，PUE是一個(gè)比值，越接近1表明該數(shù)據(jù)中心綠色化水平越好。

據(jù)中國(guó)IDC圈研究中心發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)際主要數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，尤其是歐美市場(chǎng)，數(shù)據(jù)中心PUE普遍小于2，而我國(guó)數(shù)據(jù)中心的PUE普遍在2-3之間。但是隨著政府對(duì)數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能的重視，近幾年國(guó)內(nèi)相繼出臺(tái)了多個(gè)數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能的指導(dǎo)意見和要求，目前國(guó)內(nèi)新建數(shù)據(jù)中心PUE已普遍小于2，基本達(dá)到國(guó)際主流水平。

騰訊青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心

騰訊青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心位于上海青浦經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，占地面積6.7萬(wàn)平米，建筑面積5.7萬(wàn)平米。園區(qū)由4棟數(shù)據(jù)中心樓、1棟配套業(yè)務(wù)樓、1座35KV變電站組成，1座三聯(lián)供能源站，可容納10萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，整體建設(shè)水平達(dá)到T3至T4，是亞太地區(qū)最先進(jìn)的云計(jì)算和云存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施最先進(jìn)的服務(wù)基地之一，也是騰訊探索數(shù)據(jù)中心綠色、高能、高效的實(shí)踐基地。

騰訊青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心獲5A級(jí)數(shù)據(jù)中心綠色認(rèn)證

騰訊青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心外景

參觀青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心給記者大的感受就是騰訊在數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能方面的大膽嘗試和小心求證，雖然青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心在騰訊整個(gè)數(shù)據(jù)中心體系中不是大和最先進(jìn)的，但是在綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐上，在騰訊數(shù)據(jù)中心體系，甚至全國(guó)數(shù)據(jù)中心建設(shè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)都是一個(gè)“標(biāo)桿”。

據(jù)中國(guó)IDC圈了解，青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心整體采取微模塊化建設(shè)，屬于騰訊的第三代數(shù)據(jù)中心，具備工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品化和快速部署的特點(diǎn)，年平均PUE低于1.3.在制冷上，采用機(jī)械制冷和自然冷卻相結(jié)合，同層送風(fēng)實(shí)現(xiàn)均衡制冷的技術(shù)，利用全系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的超高效運(yùn)行，局部年平均PUE低于1.2.另外，青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心是國(guó)內(nèi)首個(gè)將三聯(lián)供技術(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心的商業(yè)化項(xiàng)目，除此之外，數(shù)據(jù)中心還采用光伏供電、高水溫?cái)?shù)據(jù)中心、高壓直流供電等節(jié)能技術(shù)。

TMDC騰訊模塊化機(jī)柜

開式冷卻塔

下面就讓我們走進(jìn)騰訊青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心，揭秘那些數(shù)據(jù)中心節(jié)能黑科技：

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心黑科技之三聯(lián)供能源站

冷熱電三聯(lián)供是指以天然氣為主要燃料帶動(dòng)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)電后排出的余熱通過(guò)熱回收設(shè)備向用戶供熱、供冷。

冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)

據(jù)青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心現(xiàn)場(chǎng)工程師介紹， 三聯(lián)供是一個(gè)相對(duì)比較成熟的技術(shù)，在辦公、工業(yè)園區(qū)等場(chǎng)景被廣泛應(yīng)用。騰訊結(jié)合數(shù)據(jù)中心對(duì)于電力、供熱和供冷的需求，選擇采用三聯(lián)供技術(shù)，可謂是老技術(shù)在新領(lǐng)域有了新發(fā)展。

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心冷熱電三聯(lián)供項(xiàng)目（CCHP），是騰訊在數(shù)據(jù)中心新能源領(lǐng)域的最新嘗試。該項(xiàng)目以西氣東送的天然氣為燃料，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的電力供應(yīng)數(shù)據(jù)中心。同時(shí)該系統(tǒng)發(fā)電后排出的余熱，通過(guò)回收設(shè)備收集，再由溴化鋰制冷機(jī)將熱轉(zhuǎn)化為冷，供應(yīng)數(shù)據(jù)中心使用。三聯(lián)供系統(tǒng)通過(guò)能源的梯級(jí)利用，大大提高一次能源利用率。同時(shí)還可以提供并網(wǎng)電力，為電網(wǎng)提供能源互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心部分的錯(cuò)峰用電，還具有明顯的經(jīng)濟(jì)收益及良好的社會(huì)效益。該項(xiàng)目是天然氣能源和三聯(lián)供系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的一次規(guī)?；膽?yīng)用。

據(jù)中國(guó)IDC圈了解，青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心冷熱電三聯(lián)供項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)半年以來(lái)，供電量已占到整個(gè)數(shù)據(jù)中心供電量的39%，制冷量占到30%，減少碳排放量661.8頓。為了更佳的綠色節(jié)能的效果，青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心還采用錯(cuò)峰用電的模式，白天使用三聯(lián)供產(chǎn)生的電，晚上使用市電。

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心黑科技之TMDC模塊化

數(shù)據(jù)中心的建設(shè)在過(guò)去是一個(gè)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，動(dòng)輒千萬(wàn)資金，耗時(shí)數(shù)年的大工程，而模塊化的概念的出現(xiàn)，極大地改變了這一現(xiàn)象。

模塊化數(shù)據(jù)中心是基于云計(jì)算的新一代數(shù)據(jù)中心部署形式，其采用模塊化設(shè)計(jì)理念，大程度的降低基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)機(jī)房環(huán)境的耦合。集成了供配電、制冷、機(jī)柜、氣流遏制、綜合布線、動(dòng)環(huán)監(jiān)控等子系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)中心的整體運(yùn)營(yíng)效率，實(shí)現(xiàn)快速部署、彈性擴(kuò)展和綠色節(jié)能。

TMDC（Tencent Modual DataCenter）騰訊模塊化數(shù)據(jù)中心

TMDC（Tencent Modual DataCenter）是騰訊模塊化數(shù)據(jù)中心的縮寫，是騰訊第三代數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)，由電池單元、高壓直流整流單元、配電單元、精密空調(diào)、整機(jī)柜服務(wù)器、管控單元等組成。相比第二代架構(gòu)，TMDC在通道封閉、高壓直流、列間空調(diào)、簡(jiǎn)化的配電結(jié)構(gòu)、氣流組織優(yōu)化等方面進(jìn)行了改進(jìn)。

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心黑科技之光伏發(fā)電

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。是一種應(yīng)用非常廣泛的新能源技術(shù)，在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。

騰訊青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心光伏發(fā)電站

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心每棟樓光伏發(fā)電面積為3000平米，位于數(shù)據(jù)中心的頂部，所有通過(guò)光伏產(chǎn)生的電力將被匯集起來(lái)并入數(shù)據(jù)中心的電力網(wǎng)中。

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心黑科技之磁懸浮空調(diào)

磁懸浮空調(diào)的核心在于磁懸浮離心式壓縮機(jī)。磁懸浮離心式壓縮機(jī)最早的研究開始于1993年澳大利亞。墨爾本MULTISTACK（捷豐集團(tuán)）R&D部門。歷時(shí)10年的研究，于2003年世界第一臺(tái)磁懸浮離心式壓縮機(jī)正式面世。

磁懸浮空調(diào)冷機(jī)

磁懸浮空調(diào)通過(guò)高溫高壓冷媒從空調(diào)壓機(jī)排出，進(jìn)入冷凝器，向銅管冷卻水釋放熱量，冷凝為中溫高壓冷媒液體，然后經(jīng)過(guò)截流閥降壓為低溫低壓液體進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器殼體內(nèi)從流經(jīng)銅管的冷凍水中吸收熱量，氣化為低溫低壓氣體后吸入壓縮機(jī)，在壓縮機(jī)內(nèi)經(jīng)過(guò)二次壓縮為高溫高壓氣體排出，通過(guò)這種循環(huán)，最終達(dá)到降溫的目的。

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心現(xiàn)場(chǎng)工程師表示，在開啟磁懸浮空調(diào)之后，數(shù)據(jù)中心的PUE可以達(dá)到1.16。

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心黑科技之高水溫?cái)?shù)據(jù)中心

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心的高水溫?cái)?shù)據(jù)中心位于1號(hào)樓，高水溫?cái)?shù)據(jù)中心的進(jìn)水溫度為22度，回水溫度為27度，送風(fēng)溫度為24度，制冷采用機(jī)柜內(nèi)熱通道關(guān)閉回風(fēng)的模式，具備非常高的能源轉(zhuǎn)換率。相比傳統(tǒng)的全開放式或冷熱通道隔離等制冷模式，節(jié)省了對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷，降低了能耗。

另外傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的進(jìn)水水溫一般為7-9度，而高水溫?cái)?shù)據(jù)中心的進(jìn)水水溫是22度的，與全年大部分時(shí)間外界溫度相當(dāng)，所以減少了對(duì)空調(diào)，冷水機(jī)組等制冷設(shè)備的依賴，所以可以大幅度提升節(jié)能效率。

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心黑科技之高壓直流供電技術(shù)

電力成本一直是數(shù)據(jù)中心的大的運(yùn)營(yíng)成本，高昂的電費(fèi)已成為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)者沉重的負(fù)擔(dān)，傳統(tǒng)的UPS方案雖然供電方式相對(duì)成熟，但設(shè)備采購(gòu)成本高，配電結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且UPS自身?yè)p耗達(dá)到10%以上。市場(chǎng)上急需一種便捷、節(jié)能、高效的供電方式，于是乎，市電直供技術(shù)開始在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域興起，目前facebook、google、微軟已經(jīng)推出了各自的市電直供方案。

騰訊作為作為國(guó)內(nèi)大的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)之一，在數(shù)據(jù)中心的供電技術(shù)上也進(jìn)行了嘗試，由騰訊牽頭的基于240V高壓直流技術(shù)衍生出來(lái)的市電+240V高壓直流供電架構(gòu)已經(jīng)在騰訊數(shù)據(jù)中心使用。

市電+240V高壓直流供電架構(gòu)圖

騰訊認(rèn)為對(duì)于目前大多數(shù)的雙電源服務(wù)器，可以采用如上圖所示的采用一路市電直供，另外一路來(lái)自240V高壓直流的供電架構(gòu)。服務(wù)器電源內(nèi)部自動(dòng)均流，市電和240V高壓直流各承擔(dān)一半負(fù)載。由于市電直供支路可以達(dá)到近100%的供電效率，而240V高壓直流供電具有的節(jié)能休眠控制策略可使其效率可在全負(fù)載范圍內(nèi)達(dá)到94%-96%，這樣均分負(fù)載情況下的綜合供電效率高達(dá)97%-98%，比傳統(tǒng)的UPS供電架構(gòu)效率高出很多，在保證2N供電可靠基礎(chǔ)上還實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)市電直供技術(shù)的高效率。對(duì)于少量的單電源服務(wù)器，可以直接掛接在240V高壓直流支路上。最后，如果能在服務(wù)器電源上做些主從設(shè)置，或者服務(wù)器具備支持休眠一個(gè)電源的功能，那么綜合供電效率更是高達(dá)99%，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的超高效率。

據(jù)騰訊初步估算，一個(gè)可容納10萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器的大型數(shù)據(jù)中心，如果采用市電+240V高壓直流供電技術(shù)每年可節(jié)省TCO達(dá)1500萬(wàn)元。

青浦?jǐn)?shù)據(jù)中心黑科技之自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)從數(shù)據(jù)中心的生命周期來(lái)看，運(yùn)營(yíng)時(shí)間可能占據(jù)了整個(gè)數(shù)據(jù)中心90%以上的時(shí)間，對(duì)于運(yùn)營(yíng)者來(lái)說(shuō)，如何保持?jǐn)?shù)據(jù)中心的長(zhǎng)久穩(wěn)定和安全可靠才是大的挑戰(zhàn)，并且數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)并不是一成不變的，需要隨著新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用、新技術(shù)的出現(xiàn)不斷地進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

以騰訊某數(shù)據(jù)中心園區(qū)為例，該園區(qū)內(nèi)一共有636個(gè)攝像頭，每天可以產(chǎn)生1萬(wàn)5千多小時(shí)的視頻流，如果用高質(zhì)量存儲(chǔ)下來(lái)，會(huì)占用9520G的存儲(chǔ)空間。如果想全面的回看數(shù)據(jù)中心監(jiān)控情況，顯然逐個(gè)去看監(jiān)控視頻是不現(xiàn)實(shí)。對(duì)此，騰訊認(rèn)為好的解決辦法就是引入自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)體系。

騰訊數(shù)據(jù)中心的自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)

技術(shù)首先對(duì)視頻進(jìn)行了過(guò)濾，過(guò)濾到一些純靜止以及合理的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景，比如風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)、設(shè)備標(biāo)簽的擺動(dòng)，照明頻閃等沒(méi)有意義的畫面，最后剩下30%有意義的視頻才是真正需要關(guān)注的。針對(duì)這30%的視頻，又可以做詳細(xì)的分析，比如人臉識(shí)別，從而判斷出特定人的行為是否合法。

諸如此類的場(chǎng)景，騰訊數(shù)據(jù)中心通過(guò)對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的分析，建立最優(yōu)算法模型，幫助客戶大化的利用好自有資源。

據(jù)悉，騰訊的基礎(chǔ)架構(gòu)自動(dòng)化體系劃可分為三部分，服務(wù)器管理平臺(tái)定位于騰訊所有服務(wù)器的管理，網(wǎng)絡(luò)管控平臺(tái)定位于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理，nebula平臺(tái)定位于數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)管理。