【了不起的芯片】數(shù)據(jù)中心，請你冷靜一點
2022新思科技科普類短視頻欄目《了不起的芯片》全新上線！新思科技一直致力于打造“人人都能懂”的行業(yè)科普視頻，傳播更多芯片相關小知識，解答各類科技小問題。每周3分鐘，多一些“芯”知識。
這一期，我們聊一聊數(shù)據(jù)中心的那些事兒。
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數(shù)據(jù)中心是互聯(lián)網(wǎng)的特殊設備，基于網(wǎng)絡實現(xiàn)傳遞、加速、展示、計算和存儲數(shù)據(jù)。我們平時在家看電影就是一個很典型應用到數(shù)據(jù)中心的場景。當我們在視頻平臺點擊一部電影的時候，很顯然這部片子并不會本地保存在我們的手機上，影片資源其實就是存放在數(shù)據(jù)中心里，通過點擊下達指令，然后從數(shù)據(jù)中心調取出來進行傳輸。所以，有時候遇到播放視頻時緩存加載的卡頓，就是網(wǎng)絡傳輸環(huán)節(jié)發(fā)生的延時問題所造成的。 這樣看來，數(shù)據(jù)中心似乎應該建在靠近互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展活躍的地方，也就是中國東部地區(qū)。而實際上，根據(jù)工信部的統(tǒng)計，截止到中國“十四五”開局之前確實如此。中國約60%的數(shù)據(jù)中心分布在東部沿海城市。 數(shù)據(jù)中心是全年無休在工作的，何況數(shù)據(jù)中心和普通的電腦不同，發(fā)熱量十分巨大，為了保證數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運行，數(shù)據(jù)中心需要配置強大的散熱系統(tǒng)，而散熱系統(tǒng)需要耗費大量的電力。散熱不好，機器出故障會導致整個系統(tǒng)癱瘓，因此散熱問題是極其必要的。具體分析一下數(shù)據(jù)中心運作的成本，便會大吃一驚。
▲圖源：期刊《智能建筑電氣技術》收錄的文獻《數(shù)據(jù)中心基礎設施成本模型架構及關鍵指標敏感性分析》
有數(shù)據(jù)顯示，一個運營不錯的數(shù)據(jù)中心大約60%的成本用于電費，電費里面大約40%是花在冷卻設備上。看到這個數(shù)據(jù)，你是不是也猴吃辣椒，直了眼兒？ 看到這里，再考慮到大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)中心的高負荷運轉，你說數(shù)據(jù)中心該建在哪里呢？ 答案很明了：哪涼快哪待著去！ 要涼快，那肯定是水里涼快嘛~你可別說，還真有數(shù)據(jù)中心是建在水里的！微軟就這么做了，在水下部署數(shù)據(jù)中心，既因為海岸線離用戶更近，可以降低延遲（傳輸距離每100公里可就會增加大約1毫秒延時）。同時，也如海洋技術專家大衛(wèi)· 休謨（David Hume）對微軟水下數(shù)據(jù)中心進行分析時指出，常年低溫的海水，相當于給數(shù)據(jù)中心加上了天然冷卻裝置，極大簡化了數(shù)據(jù)中心的散熱設計，而海水溫度波動?。磕陜H約5.5℃），也對數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定有很大意義。據(jù)了解，中國也有城市在規(guī)劃建設水下數(shù)據(jù)中心，出發(fā)點也不外乎上述優(yōu)勢。 而除了水里，散熱好、電價低、溫度相對恒定也就成為數(shù)據(jù)中心選址的“黃金標準”。再考慮到我國東西部地價差異較大，在西部建設數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢就很明顯了。 中國南方數(shù)據(jù)中心的核心區(qū)所在地，貴州貴安就能夠滿足數(shù)據(jù)中心的散熱需求，耗電成本低。貴安海拔高、氣溫低且氣候溫和，年平均最高氣溫在18.3℃至19.6℃，夏季平均氣溫僅21.7℃，可謂“清涼”。同時水資源充沛，蒸發(fā)冷卻式冷水機組能夠代替空調系統(tǒng)，幫助降低電能消耗。當?shù)氐貏菘傮w也較為平緩，地質結構穩(wěn)定，發(fā)生地震等重大自然災害的風險低，且周圍無輻射源，可滿足數(shù)據(jù)中心安全和災備要求。包括蘋果在內的許多服務商都將數(shù)據(jù)中心選址于此地。 除了貴州貴安，中國大型數(shù)據(jù)中心的選址還有烏蘭察布、中衛(wèi)、克拉瑪依等西部城市。根據(jù)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計，貴安、烏蘭察布、中衛(wèi)、克拉瑪依常年的氣溫分別為15℃、5℃~7℃、9℃、8.1℃，更有利于降低數(shù)據(jù)中心的散熱能耗。中國的“數(shù)據(jù)中心五城”除了貴安、烏蘭察布、中衛(wèi)、克拉瑪依，還有山西的陽泉。陽泉的優(yōu)勢和克拉瑪依有點像，煤炭等物質資源豐富，火電成本更低。 看到這你可能會疑惑，數(shù)據(jù)中心建的起，難道會用不起嗎？那你就太小看數(shù)據(jù)中心的耗電量了。據(jù)賽迪《中國“新基建”發(fā)展研究報告》，到2025年，全球數(shù)據(jù)中心將占全球能耗的最大份額，高達33%。你就說這東西耗不耗電吧？
▲圖源：賽迪
而由于中國約60%的數(shù)據(jù)中心分布在東部沿海城市，則需要“西電東送”工程長距離輸電為數(shù)據(jù)中心補充電力供應。中國2021年5月則提出了“東數(shù)西算”工程，推動算力網(wǎng)絡國家樞紐建設，引導東部數(shù)據(jù)向西部進行存儲和計算。
上文提及的貴安、烏蘭察布、中衛(wèi)、克拉瑪依所在的省份也是中國“東數(shù)西算”八大數(shù)據(jù)中心節(jié)點中的四個，和京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)等東部樞紐一起組成中國大數(shù)據(jù)主脈絡。
通過構建數(shù)據(jù)中心、云計算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡體系，將東部算力需求有序引導到西部，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設布局，促進東西部協(xié)同聯(lián)動。
到“十四五”結束之后，預計我國東部數(shù)據(jù)中心占比將從60%下降到50%。東部的占比下降了，你說數(shù)據(jù)中心建在了哪里？
數(shù)據(jù)中心，追求的是又快又好，傳輸要快，性能要好，功耗要低。成年人不做選擇，想要all in，就要芯片跟得上！作為芯片設計自動化EDA和IP的全球領先提供商，新思科技過去35年一直致力于協(xié)助芯片開發(fā)者實現(xiàn)最佳PPA（性能、功耗和面積），推動芯片技術創(chuàng)新，讓數(shù)據(jù)中心，乃至數(shù)字社會的方方面面都“又快又好”，讓數(shù)字世界的體驗更加順滑。
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發(fā)布于 :2024年08月29日 14:51:36
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