2005年后,Google不再采用大體量大顆粒度的室外型集裝箱,而改用了室內(nèi)型更小顆粒度更為靈活的微模塊技術(shù)打造其龐大的基礎(chǔ)設(shè)施。針對(duì)這種變化,本系列文章根據(jù)google的模塊化數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)的一個(gè)專利(已于2012年公開),以及在2012年google發(fā)布的一系列數(shù)據(jù)中心照片和北卡數(shù)據(jù)中心的街景視頻,探索Google數(shù)據(jù)中心微模塊。
《連線》雜志的記者Connie Zhou在2012年發(fā)布了一系列的google數(shù)據(jù)中心照片,這也是google第一次對(duì)外公布其數(shù)據(jù)中心的詳細(xì)信息,從下圖可以看到龐大的數(shù)據(jù)中心內(nèi)密布著一排又一排的機(jī)柜,機(jī)房層高很高,周邊是寬闊的運(yùn)輸通道,頂部是橫豎交錯(cuò)的母線排和消防照明等管路,服務(wù)器狀態(tài)燈藍(lán)光閃爍,總體非常簡(jiǎn)潔清爽。
大家會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)機(jī)房和傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)中心有明顯的不同,既沒(méi)有送風(fēng)地板,也沒(méi)有空調(diào)吊頂風(fēng)管或者空調(diào)間等,那么數(shù)據(jù)中心內(nèi)部非常核心的散熱空調(diào)在哪里?又是如何散熱的呢?一排排機(jī)柜頂部的多個(gè)“煙囪”以及“煙囪”底下的厚厚空調(diào)盤管,這才是google數(shù)據(jù)中心散熱的秘密武器。
Google在發(fā)布這些圖片的時(shí)候肯定賣了個(gè)關(guān)子,在偌大的機(jī)房?jī)?nèi)選擇了這樣的一個(gè)角度,如第一排機(jī)柜上方隱藏的空調(diào),點(diǎn)但不破,還有第二排機(jī)柜列右側(cè)的那些機(jī)柜空缺位置藍(lán)色布簾及其背后隱藏的秘密――我們后面會(huì)發(fā)現(xiàn)其機(jī)柜的部署及建設(shè)方式和傳統(tǒng)的機(jī)房也有很大的差異,那么google到底如何做的呢?讓我們開啟google數(shù)據(jù)中心微模塊探秘之旅!
Google數(shù)據(jù)中心微模塊原理介紹
這些謎底始于2012年公布的google模塊化數(shù)據(jù)中心冷卻的一個(gè)專利。下圖是google數(shù)據(jù)中心微模塊的一個(gè)模型,圖中標(biāo)簽為200的整個(gè)微模塊由標(biāo)簽為204和206的兩組連體三聯(lián)柜,以及機(jī)柜列間通道頂部的空調(diào)盤管212和風(fēng)扇陣列202構(gòu)成。從這個(gè)專利我們可以看到google的數(shù)據(jù)中心機(jī)柜是以連體三聯(lián)柜為最小的建設(shè)顆粒度,或者以6個(gè)機(jī)柜和置頂空調(diào)構(gòu)成的的微模塊為最小顆粒度來(lái)建設(shè)的。前面提到的機(jī)柜空缺位置藍(lán)色簾子,那里就是擺放連體三聯(lián)柜的機(jī)柜位,只是暫時(shí)機(jī)柜還沒(méi)就位,先用布簾子(或者白鐵皮)先擋住防止熱氣流外泄。
連體三聯(lián)柜朝外側(cè)為冷通道,內(nèi)側(cè)即空調(diào)下方為熱通道,這樣背靠背的兩側(cè)服務(wù)器機(jī)柜散發(fā)出來(lái)的熱空氣在機(jī)柜間的密閉熱通道內(nèi)聚集并自然上升,被頂部的空調(diào)盤管制冷后,再經(jīng)盤管頂部的6個(gè)高效率EC大風(fēng)扇帶走,飄散到整個(gè)機(jī)房大環(huán)境中,然后冷空氣自然下沉重新回到機(jī)柜的冷通道側(cè)被服務(wù)器吸入,重新開始整個(gè)循環(huán)。整個(gè)過(guò)程中氣流組織非常短而高效,幾乎沒(méi)有多少冷量傳遞損失,且符合熱空氣上升冷空氣下沉的自然對(duì)流法則。熱通道完全封閉后,空調(diào)送回風(fēng)溫差deltaT非常高,因此需要的空調(diào)風(fēng)量較小,風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低,損耗也可以很小,真正實(shí)現(xiàn)了高效散熱的目的。
還有之前我們可以看到三聯(lián)柜的每個(gè)機(jī)柜深度都很淺(應(yīng)該不超過(guò)700mm),但內(nèi)部寬度很寬(柜內(nèi)凈寬度應(yīng)該達(dá)到530mm),這種寬而短的服務(wù)器散熱效率也非常高,很容易實(shí)現(xiàn)高溫服務(wù)器的設(shè)計(jì),服務(wù)器自身風(fēng)扇的能耗也可以很小。三聯(lián)柜內(nèi)密布著服務(wù)器,機(jī)柜頂部還用于安放TOR交換機(jī)。這些機(jī)柜、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從工廠完成全部布線、建設(shè)和測(cè)試,以整機(jī)柜的方式通過(guò)機(jī)柜底部滾輪搬運(yùn)到空缺的三聯(lián)柜泊位,并和列間頂部空調(diào)鎖固,再插上電和光纖就可以快速投入生產(chǎn),真正實(shí)現(xiàn)快速建設(shè)部署,低能耗高效率投產(chǎn)的目的。