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以业务为驱动,稳健打造腾讯下一代数据中心

来源: 编辑: 时间:2020-12-03

  近日,腾讯在国家会议中心CDCC腾讯数据中心专场举办第七届数据中心分享日活动,从战略、生态、产品、技术、服务、运营等不同维度分享腾讯数据中心最新战略和数据中心全系列产品族,以及成功案例和经验。

  数字新基建,产业新未来。新基建浪潮下,数据中心产业正在走向高质量发展阶段。作为绿色数据中心理念的倡导者和践行者,腾讯始终坚持开放的理念,与行业合作伙伴紧密合作,匠心打造数据中心精品,服务产业数字化升级转型。

  目前,腾讯全网服务器总量已经超过100万台,也是全球五家服务器数量过百万的公司之一,也成为全球IaaS市场增长最快的云计算厂商之一。目前腾讯在天津、上海、深圳、贵阳等地拥有数座大型自建或合建数据中心。

  活动当天,腾讯数据中心高级总监杨晓伟、腾讯数据中心技术负责人李典林接受了媒体记者的采访,解读了腾讯云数据中心发展历程及技术架构演进,特别是以业务为驱动打造腾讯下一代数据中心的技术创新方向。

  数字新基建,产业新未来

  我国重点推进建设的 5G网络、数据中心、工业互联网等新型基础设施,本质上就是围绕科技新产业的数字经济基础设施,数字经济已成为驱动我国经济实现又好又快增长的新引擎,数字经济所催生出的各种新业态,也将成为我国经济新的重要增长点。

  数据中心作为新基建、数字经济的支撑,是未来数字社会、数字经济的中心底座。在新基建形势下,5G、人工智能、工业互联网给数据中心带来了强大的驱动力。尽管5G刚刚兴起,还没有真正的部署到各行各业,但5G带来的产业规模是可以预见的。

  李典林介绍到,在腾讯边缘计算的实验室,已经就5G、IoT、VR、云游戏等进行较多的探索和试点,微模块、MiniT-block、一体机都是边缘计算典型的场景,用于银行网点、变电站、私有云企业、IT企业等。其中有一个沙漠土壤化的项目,以科技治沙、打造科技生态为目的,结合这样的需求,腾讯数据中心做了Nano Rack以支撑它的需求。

  杨晓伟表示,未来腾讯边缘计算的规划,除了硬件设施之外,一定会包含边缘计算整个系统服务,包括云计算和AI。

  李典林表示,腾讯内部还有一个BG是CSIG,叫做智慧产业,是希望把这些东西作为它的底层基础设施,作为一个连接器,即互联网+连接器,那么腾讯数据中心是需要做好这一块的智慧场景的支撑,并做好连接器的功能。

  技术创新:以业务为驱动

  腾讯云数据中心是腾讯云业务重要的基石,每年的发展都超出预期,数据中心的规模、布局以及整个技术架构在不断演进。从2007年到2020年,腾讯云数据中心经历了从第一代到第四代的发展,在未来的海量云时代,还将进行下一代的演进。

  杨晓伟和李典林表示,在腾讯云数据中心的技术演进中有很多创新点,在整个技术架构上,每一代的发展从形态到内核都有着颠覆性的变化,比如高压直流(240V HVDC)、微模块(TMDC)、诺曼底模型、间接蒸发冷却、T-block、T-base模型,以及T-train/T-Rack等,但并不是为了创新而创新,而是受业务驱动才去创新,创新的结果一定是为业务服务的。同时,在新基建的大潮下,因为热点非常多,所以在这样的情况下,创新更需要克制,有限制的去做。

  当前,腾讯云数据中心的基础设施是非常符合新基建的要求的,如今年7月总理视察的贵阳数据中心,就是国内第一个特高防护等级的商用数据中心,而此前在7月5日投产的清远云数据中心,刚好也是国家新基建战略提出之后国内第一个投产的超大规模数据中心,除了云的业务外还有微信、游戏、支付、腾讯会议等各种业务在上面健壮的运行。

  腾讯下一代数据中心探讨

  数据中心是不断往前发展的,在原有的主航道上要不断的做一些更高效率,或者更低成本,或者要做更多的场景覆盖,基于此,腾讯提出了T-train/T-Rack架构,有可能可以很好的匹配一两百个机柜的产品,T-train可能包含中压配电、变压器、低压配电等产品,有可能几个T-train像火车头带着一堆的IT的车厢,大概三四个月可以快速交出两三百个这样的机柜,满足应用的需求。

  作为腾讯数据中心技术负责人,李典林指出,这样的架构会非常快,非常精简,非常产品化,可以认为T-train是类似于微模块的创新,微模块是把IT、HVDC、空调做成微模块产品,T-train是做成All In one这样的电力产品,来实现配电快速交付产品化的创新。另一方面,T-block将进一步实现更低成本、更高效率、更快交付,未来数据中心将下沉到服务器,做更好的融合,包括融合服务器,融合网络,甚至未来和业务联动等,并结合腾讯云业务的发展,将技术路线不断扩展、完善、深入开展。

  当前互联网数据中心趋向于超大规模、快速建设、低成本、高效率、自动化、高弹性、绿色节能等,而下一代CPU功率将越来越高,服务器的功率也会越来高,单机柜功率越来越高,散热面临着较大挑战,腾讯有可能采用液冷的方式解决散热问题。其次,在服务器功率变高趋势下,如果传统电源还是12V,上千安培电流,一毫欧的电阻就是上千瓦的损耗,不管是压降还是损耗,都是不好的方式,因此电源将会考虑采用48V。当然这只是一个未来方向的一个研究探讨,目前还没有落地。

  腾讯数据中心高级总监杨晓伟表示,在落地的节奏上,可能对原来的模式改变的比较大的场景,腾讯都会非常谨慎,一般有四个阶段:首先是实验室,然后是试验局,然后是小批量,最后才是大规模部署。一旦到第四个阶段,表明可用性、经济性、业务适配性等各方面都得到了印证,业务才会进行大规模部署,像T-block,从小批量的几百个机柜,到全国多个大基地同步部署,它实际上已经经过了好几年的研发过程。

  绿色贡献,重视可持续发展

  腾讯云在全球27个地理区域内运营58个可用区,覆盖全球30多个国家地区,通过将服务内容分发至全网加速节点,利用全球调度系统使用户能够在就近节点获取所需内容,降低访问延迟,助力客户业务快速拓展。

  腾讯云致力于以最绿色节能的方式,让每一位上云的客户成为全球绿色节能,降低碳排放的贡献者;通过将业务从传统机房迁移到腾讯云上,客户最终可以减少基础设施70%以上的碳排放;通过将创新技术应用于数据中心,竭力履行腾讯保护环境的责任。

  在数据中心的选址上,腾讯非常关注区域电网的能源结构,优先选择可再生能源与清洁能源供给丰富的地区,包括水电资源丰富的中国西南地区,风电资源丰富的中国华北地区,以及富有多种清洁能源的中国西部地区,最大限度的利用水电、生物(沼气)等绿色能源。

  过去10年,腾讯云&腾讯数据中心致力于将创新技术应用于数据中心,历经第一代到第四代的技术演进,腾讯云数据中心的PUE从1.8持续下行到1.2,数据中心基础设施总体节能超过50%,对应到腾讯云的服务器规模,相当于每年节约碳排放32万吨,或者相当于碳汇造林28万亩。

  在数据中心建设上,腾讯云数据中心通过最大范围的产品化和标准化,将数据中心去工程化,最大限度的降低了建设过程中固体废弃物的产生;在数据中心长达10年的运营过程中,通过提升电力利用率、减少照明等精细化运营措施减少对能源的消耗。同时,严谨对待数据中心产生的电子垃圾等有害固体废弃物,与第三方具备固体废弃物处理资质的公司签署环保协议,实现了100%的无害化处理,杜绝了这部分固体废弃物对环境的影响。在IT设备上,腾讯云数据中心联合供应链团队共同研发,使得具备同样运算能力的服务器等IT设备,具备更低功耗。

  新基建背景下,腾讯云仍将持续加大在数据中心领域的布局和投入,推动数据中心产业进入高质量发展阶段。今年5月,腾讯宣布未来5年投资5000亿元布局新基建,其中包括新增多个百万级服务器规模的大型数据中心。7月,可容纳百万台服务器的腾讯清远云计算数据中心正式开服,这也是华南地区迄今为止最大的新基建项目。未来,腾讯还将在江苏、河北落地大型数据中心,进一步满足华南、华东和华北等区域产业数字化转型升级对云计算资源的旺盛需求。

  扩展阅读:腾讯代表性数据中心

  1、贵安七星数据中心

  腾讯贵安七星数据中心坐落在贵州省贵安新区,是在贵安新区政府的统筹领导下,按照腾讯的技术要求建设。总占地面积约为47万平方米,隧洞的面积超过3万平方米,是一个“高隐蔽、高防护、高安全”的绿色高效灾备数据中心,按照规划,将会存放30万台服务器 。

  2018年5月29日,腾讯贵安七星数据中心正式开启一期试运行。未来,它将被用于存储腾讯最核心的大数据 。

  【技术亮点】

  - “高隐蔽、高防护、高安全” “高隐蔽”是指腾讯贵安七星数据中心隐于群山中,建成之后外景无明显标识;所有核心设备均位于洞内,日常运行无人值守,实现了无人迹可追踪。“高防护”是指其参照我国高等级人防标准建设,可防相应级别常规武器和核武器的攻击,发生突发事件时,可自动切换到防护模式不间断运行。高安全是指它实现了网络、主机、业务3级云安全布防,应用人脸识别、安防机器人等人工智能技术,并计划部署无人机入侵防控系统,具有多重安全保障。

  -全球领先数据中心建设技术洞内使用了腾讯第四代数据中心技术T-block,其中,T是腾讯,block就是积木。它通过IT、电力、空调的标准化、产品化,结合腾讯数据中心最佳模型及建设方法论“诺曼底模型”,在工厂预制、现场组装,实现了数据中心的模块化配置和快速建设。

  腾讯贵安七星数据中心的设计规划中,山洞外冷空气从主洞口进入,经过t-block制冷模块与IT设备热回风进行间接换热后,从竖井排出。这样既可以充分利用外部自然冷源,又避免了外界空气对设备的影响。经过工信部实测,第四代T-block数据中心极限PUE(能源使用率,越接近1能效水平越好)小于1.1,而国内新建数据中心的平均PUE是1.73。

  -绿色节能在建设时,腾讯就坚持边开发边修复的理念,尽最大可能保护数据中心周边的自然生态环境。未来建成后,周边绿植将会全部恢复原样,甚至更加茂密繁盛。该数据中心的新一代间接换热制冷设备,最大化利用了贵阳当地年均温度15度的自然条件,建成后极限PUE(能源使用率,越接近1能效水平越好)将达1.1左右,远低于国内新建数据中心的平均PUE1.73,处于国内领先水平。

  2、腾讯天津数据中心

  腾讯天津数据中心位于天津经济技术开发区,是腾讯于2007年启动自建,2010年正式投产的第一个超大规模数据中心,该中心共有4栋建筑,总建筑面积达8万平方米,满载可容纳20万台服务器,也是目前亚洲最大的数据中心之一。其中规模最大的3号楼于2013年正式投入使用,占地面积八千多平米,总建筑面积接近4万平米,可用性达到Tier3+、30%负载率PUE1.5,可容纳25000台服务器和交换机单板。

  【技术亮点】

  高效节能:腾讯天津数据中心园区共计3栋IDC大楼,仅回收DC1栋数据中心1/10余热用于办公楼供暖,投资回报周期约3年;若将腾讯天津数据中心1/3/4号楼全部进行余热回收于热力公司,热量用于采暖可覆盖的面积达到46万平,如果用于家庭采暖,可满足5100多户居民的用热需求,减少二氧化碳量达16万吨,碳排放当量约为种植880万棵大树,有效减少地球不可再生能源的消耗。

  安全可靠:自2010年投产以来,腾讯天津数据中心持续安全运营,保持着100%的可用性,即便在重大突发事件中依然保持平稳运行。2015年天津滨海新区爆炸事故的事发地点,距离该数据中心仅1.5公里。根据警戒要求,全部人员撤至离数据中心二十多公里外的协作中心,数据中心开启了史无前例的无人值守运行,累计达29个小时。运营团队在临时协作中心,通过星云、阿凡达等远程监控平台共录得669条告警,处理26起异常告警,包括传感器温度异常、修改储冷罐运行参数等。稳定可靠的系统和严密的远程监控,保证了腾讯天津数据中心,在没有任何人工干预的紧急情况下依然正常运行。据了解,在当时全世界范围内,只有谷歌的数据中心宣称能够做到无人值守(有机器人在场)。而在中国,这应该是史无前例的第一次。

  3、腾讯重庆数据中心

  腾讯重庆数据中心于2015年6月正式开工,落户两江新区水土高新园区,是中西部地区首个大型云计算数据中心,占地面积为150亩 ,预计总投资金额为10亿美元,项目二期将达到30万台服务器建设规模。该数据中心除了满足腾讯自身业务发展需求,还将为中西部乃至全国的用户提供优质的云计算服务。

  腾讯重庆云计算数据中心

  【技术亮点】腾讯重庆数据中心的设计理念涵盖六个维度:智能化、模块化、灵活性、可靠性、经济性、绿色环保。核心技术包括腾讯第三代数据中心产品的最新版本TMDC3.0,以及第四代产品T-block。另外结合本体的建筑特点,在建设阶段应用了BIM技术、并增设检修马道以便于日常的运维巡检工作。

  信息化和工业化的深度结合将给传统工业带来非常多的想象力。腾讯重庆云计算数据中心的建成将致力于将高性能计算能力与云端科技能力带到西南地区,为西南地区传统工业制造业智能化转型提供源动力。以“智能+工业”的新生态,为西部乃至全国提供“一体化”的云服务。以云服务的方式,向西南地区工业制造业提供科研级的高性能计算力和互联网科技能力,促进西南企业智能化转型,助力中国两化融合进程。

  4、腾讯深圳光明数据中心

  作为中国华南地区首座绿色等级达5A的数据中心,光明数据中心是腾讯与广东移动在华南地区合作建设的大型数据中心,由万国数据参与运维。它采用国际领先的绿色节能设计理念和TMDC、T-Block等新技术进行建设,首期即部署2100个高功率机柜、4万多台高性能服务器。

  腾讯光明数据中心一角

  【技术亮点】

  技术创新:腾讯第三代数据中心技术——TMDC(微模块数据中心),是光明数据中心的“绿色内核”。在电力系统的设计上,TMDC结合HVDC及市电直供系统,实现在智能节能的基础上,整体提升电源输出效率;在制冷模块的创新上,TMDC通过“列间空调+精确控制”的组合,在节省冷量损耗的同时,达成精准送风,最大化制冷效果。

  精细化运营:技术创新为节能优化提供了可能,而持之以恒的精细化运营,才能结出实实在在的成果。光明数据中心的运维团队基于多年的运维经验,从频率、水温、HVDC休眠、转速、照明及容量六个维度,落实运营的精细化管理。据测量,后期运维为光明数据中心至少降低了0.06的PUE值。

  5、腾讯上海青浦数据中心

  青浦数据中心位于上海青浦经济技术开发区,占地面积6.7万平米,建筑面积5.7万平米。园区由4栋数据中心楼、1栋配套业务楼、1座35KV变电站组成,可容纳10万台服务器,是辐射全国的云计算基地,也是亚太地区最先进的云计算和云存储基础设施服务平台之一。青浦数据中心在建设模式,机房建设方案和能源解决方案均有自己的特点。

  腾讯上海青浦数据中心

  【技术亮点】

  绿色能源技术:腾讯青浦数据中心作为用电大户,采用了“三联供”和“光伏发电”等绿色技术,“三联供”每年可节省标煤3500t,CO2排放量减少2.33万t,减排约48%,节能率超过18%,而“光伏发电”设计年均发电量将超过20万kwh。

  “微模块”数据中心技术:采用腾讯第三代数据中心技术,TMDC技术遵循模块化设计思路, 内部由若干个微模块组成,可实现快速部署并进一步降低能耗。

  高压直流为主旋律,供电效率高:青浦数据中心的每个微模块,都是采用“市电直供+高压直流”系统冗余,和传统的不间断电源(UPS)2N双路供电模式相比,结构更简单,单点故障率更少,方便维护,供电效率更高。

  水冷+自然冷却:腾讯青浦数据中心使用的是超大规模水冷+自然冷却系统。通过板式换热器和冷却塔,利用室外冷空气对水进行冷却,以达到节能的目的。所有的转换和控制都是通过自动控制系统实现。

  (全文完)

  责任编辑:张华

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