谷歌:自然冷卻

谷歌在世界各地運營著幾十個數(shù)據(jù)中心。谷歌的綠色能源主管Bill Weihl表示，谷歌公司要確保其數(shù)據(jù)中心的效率高于行業(yè)平均水平。據(jù)美國環(huán)保署（EPA）估計，眼下許多正在運行的數(shù)據(jù)中心其能源利用效率（PUE）多在2.0左右，這意味著它們所消耗的能源兩倍于實際所需的能源。Bill Weihl表示，谷歌所有數(shù)據(jù)中心的PUE為1.18左右，提高效率的手段之一就是采用所謂的“自然冷卻（free cooling）”。

Bill Weihl說：“我們管理數(shù)據(jù)中心中的氣流，避免熱空氣與冷空氣混合在一起，從而將一個典型數(shù)據(jù)中心的總冷卻成本減少了85%。”他補充說，冷卻成本的減少得益于結(jié)合了新的冷卻技術(shù)以及電源備份方法。在谷歌的數(shù)據(jù)中心里，冷通道溫度平均26.7攝氏度，而不是通常的21.1攝氏度或更低。（熱通道溫度根據(jù)所用設(shè)備的不同而不同，谷歌不愿細述熱通道溫度具體為多少度，也不愿透露具體設(shè)備。）

據(jù)Bill Weihl聲稱，谷歌在每一個數(shù)據(jù)中心，包括在比利時新建的數(shù)據(jù)中心，都使用了蒸發(fā)冷卻塔。冷卻塔通過一種有助于加快蒸發(fā)的材料，將熱水輸送到塔頂。在這個蒸發(fā)冷卻期間，用于冷卻數(shù)據(jù)中心的冷卻裝置不必經(jīng)常使用。

“我們在世界各地都有數(shù)據(jù)中心，在美國俄勒岡州，氣候寒冷又干燥，而在美國的西南部和中西部，氣候也大不一樣，有些地方比較暖和、潮濕，但我們幾乎一直都依靠蒸發(fā)冷卻技術(shù)。”Bill Weihl表示，谷歌在比利時的數(shù)據(jù)中心已于2010年初投入運行，連備用冷卻裝置都沒有，而是依靠蒸發(fā)冷卻。他說，該數(shù)據(jù)中心不需要蒸發(fā)冷卻將是“百年一遇的事”，所以谷歌決定棄用后備冷卻裝置，以減少數(shù)據(jù)中心的用電負荷。他表示，數(shù)據(jù)中心大部分時間是在最大負荷狀態(tài)下運行，對于偶爾非常炎熱的幾天，管理員會將幾臺服務(wù)器處于閑置狀態(tài)，或索性關(guān)掉。

他建議其他公司應(yīng)該認真考慮在數(shù)據(jù)中心采用“自然冷卻”技術(shù)，比如上面所說的蒸發(fā)冷卻塔。還有一種辦法是，使用冷卻塔將室外空氣轉(zhuǎn)送到服務(wù)器，然后隨服務(wù)器溫度上升（只要在可以接受的范圍之內(nèi)），對機架少使用直接冷卻。

至于電源管理方面，谷歌使用了將交流電降壓成直流電的變壓技術(shù)。谷歌還使用本地備用電源（實際上是每臺服務(wù)器上的電池），而不是使用傳統(tǒng)的不間斷電源（UPS），這主要是由于采用了交流電到直流電的轉(zhuǎn)換過程。

谷歌使用變壓器來轉(zhuǎn)換來自市電線路的電能，然后將電力輸送給服務(wù)器。傳統(tǒng)上，單個電源系統(tǒng)將電壓從交流電轉(zhuǎn)換成直流電，但業(yè)內(nèi)專家一致認為這個方法的效率很低。Gartner公司數(shù)據(jù)中心分析師David Cappuccio說：“谷歌、Facebook和其他許多公司已經(jīng)開始減少從電力進入大樓到輸送給服務(wù)器的交流電/直流電轉(zhuǎn)換次數(shù)。”這表現(xiàn)為基于直流電的配電系統(tǒng)把轉(zhuǎn)換過程從單臺服務(wù)器轉(zhuǎn)移到每個機架的頂部。他解釋說，此舉通常可以將能耗減少幾個百分點。他表示，谷歌還使用效率高達93%的服務(wù)器電源系統(tǒng)和穩(wěn)壓器，否則，提高穩(wěn)壓器的效率需要高昂的成本。

谷歌聲稱，其數(shù)據(jù)中心的總體效率開銷是19%，而環(huán)保署估計大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的效率開銷將高達96%。開銷百分比表明了多少電力用于IT設(shè)備的供暖和冷卻，而不是用于運行服務(wù)器；百分比越小越好。

谷歌所有數(shù)據(jù)中心的PUE在1.18左右，提高效率的手段之一就是采用所謂的“自然冷卻（free cooling）”。