探寻Google数据中心 从海水降温说起

究竟做到什么程度才算是节能环保？对此，很多人都会有自己的答案。最近，有媒体报道，Google公司在芬兰的谷歌数据中心使用海水冷却设备为服务器降温，换句话说，为了节能，Google公司直接抽取海水来冷却数据中心的服务器。

Google数据中心海水降温

该数据中心位于芬兰南部海岸，且建造在一个四分之一英里长的隧道中，此前Google利用一些降温设备来为服务器降温这不让人觉得诧异，但是这次Google玩出海水降温的方法却是我们此前闻所未闻的。

首先，Google的芬兰数据中心通过一个20世纪50年代建造的造纸厂从海湾里将海水引流到隧道，然后使用抽水泵将海水打入设立在服务器房间内的 海水交换器里，通过海水的循环来为数据中心的服务器设备降温。为了不破坏海洋生物的生存环境，Google还将已被加温的冷却水重新与冷的海水进行混合， 以便使排放出去的海水与在进入冷却系统之前的海水温度是一样的。Google此举很好的保护了当地的海洋生态环境，广泛受到当地人的好评。

奇特海水冷却系统(多图)

废旧造纸厂

据介绍，虽然该数据中心还正处于建造过程中，但谷歌已经找到了应对海水带来的挑战问题的解决方案。谷歌运营主任Joe Kava表示， “（新型海水冷却系统）该设计需要借助芬兰湾海上的活水，”

谷歌哈米纳数据中心内部

谷歌哈米纳数据中心图解

Kava还顺便提到，这种新型海水冷却系统将对环境的影响降到了最低。“从技术上来说，完全没有必要额外建造这么一栋临时建筑物， 但我们决定就这么做，”

“对于某些规模较小的数据中心运营商/用户来说，（新型海水冷却系统）可能不具有经济效益，但它却有社会效益。它可以提供一个可靠的热源——芬兰海湾每年都会结冻，”Kave说道。

这种新型海水冷却系统一旦完成并投入使用，将有助于数据中心实现更低PUE值。“免费的冷却方案对于我们来说都很重要。设计数据中心的社会，需要结合当地的地理环境和气候特点。在欧洲的三个数据中心我们都采用了完全不同的设计方案。”

另据介绍，谷歌使用了0.25英里长的隧道（1英里=1.609344千米）引用海水，该隧道大小正好可以放入牵引装置，通过该装置将海水引入到废旧造纸厂。

0.25英里长的隧道

海水引入过来之后，谷歌采用了四重过滤机制，使得整个海水冷却系统更具有可行性。

海水过滤管道

除了厕所和饮用水，谷歌的哈米纳数据中心采用的都是非饮用水。

数据中心剖面图

Google数据中心将沉在水里工作,如果安排得好,一个40兆瓦的数据中心不需要任何房产和物业税,并且也几乎不使用可造成污染的能源.

动力方面,波浪能量将形成一个“波浪农场”,为Google的数据中心产生电力,该专利文件中还描述了一个海水冷热交换系统,可以为数据中心作冷却工作.

之前,Google曾经递交了有关于集装箱内便携式数据中心的专利,但Sun等公司先人一步推出了现实中的产品,今天,还是集装箱系统,但Google要将它沉入数十米下的水底.

而水底数据中心也肯定会随之带来各种各样的领海司法管辖权问题.

据悉，Google数据中心采用的新型降温设备不仅可以尽量减少对周边环境的影响，而且还可以降低Google的运营费用。此前，Google数据中心在设备冷却方面的能源消耗是其最大的一笔费用开支。

面对Google一系列的环保举动，我们不得不对其表示敬意。作为一名积极履行环保义务的标兵，Google为其他的IT厂商树立了一座标杆，那就是：环保低碳，人人有责。

Google数据中心分布图

Google 搜索速度为什么能这么快？这主要因为Google在全球分布着众多的数据中心。根据现有信息，如果包括在建的数据中心，Google共有36个数据中心。 其中美国有19个、欧洲12个、俄罗斯1个、南美1个和亚洲3个（北京-Google.cn、香港-Google.com.hk和东京各1个）。不 过，Google也并非完全独享这些数据中心，他们也向其他公司出租空间。

图1：Google数据中心-全球

图 2：Google数据中心-北美

图3：Google数据中心-欧洲

Google的第一个“数据中心”

图4：Google的第一个“数据中心”

Google的首个“数据中心”是在佩恩的宿舍楼。一句话概括：麻雀虽小，五脏俱全。

Google服务器技术

大部分公司都是向Dell、HP、IBM和SUN厂商直接购买服务器。购买服务器需要一大笔费用，如果 Google的服务器均从其他公司购买，估计Google也无法有今天。时至今日，Google的所有服务器均为自己一手打造。Google服务器厚度 3.5寸，2U（两机柜式），它有2个CPU、2个硬盘，采用技嘉主板，有8个内存插槽。Google采用AMD与英特尔的x86处理器。在同样大的空间 内，Google的服务器比其他厂商的服务器能容纳更多的CPU。

图5-1：Google服务器

图5-2：“世纪互联”机房中谷歌的一组服务器（DELL Precision 390 工作站）

数据中心以集装箱为单位，每个集装箱里面有1160台服务器，每个数据中心有众多集装箱。

数据中心的核心技术

Google一直都钟情于开源软件，也一直支持开源技术 （Google对手之一的Facebook也同样重视开源技术）。Google服务器使用的是Linux操作系统。Google的工程师按照平行计算的要 求对Linux进行了优化。Google开发自有核心软件，开发语言是Java和C++。

Google的三大核心元素：

Google 文件系统（GFS）；（GFS负责服务器数据储存工作）

Google大表；Bigtable：是Google一种对于半结构化数据进行 分布存储与访问的接口或服务）；由于Google的文件系统异常庞大，以至于甲骨文和IBM公司的商业数据库在方面无用武之地。另外，商业数据库都是按 CPU数量来收费，如果Google使用商业数据库，可想而知，这是一笔天文数字。所以，Google量体裁衣地设计了符合自身的大表。

Mapreduce 算法；它是Google开发的C++编程工具，用于大于1TB数据的大规模数据集并行运算。MapReduce能够找出一个词语在Google搜索目录中 出现的次数；一系列网页中特定词语出现的频率；链接到某个特定网站的所有网站数量等。

虽然Google依靠许多开源项目实现了企业的腾飞，但Google始终对这三大核心元素保密。

数据中心专利

服务器内置电池。 每台服务器都有一颗12伏特电，确保万一主断源断电时还可持续供电。最终目的，节约成本。

可移动的数据中心集装箱。2008年10月获得该项专利，每个集装箱中最多可容纳1160台服务器。

数据中心开销

根据Google的盈利报告，2006年Google在数据中心上的开销是19亿美元，2007年是24 亿，2008年23.6亿，2009年8亿9百万，2010年上半年已开销7亿1千5百万。

图7：Google数据中心“烧钱”曲线图

数据中心的选址标准

大量的廉价电力；

绿色能源，更注重可再生能源；

靠近河流或湖泊；（设备冷却需要大量水源）

用地广阔；（隐秘性和安全性）

和其他数据中心的距离；（数据中心之间的快速链接）

税收优惠。

图8：Google的服务器（左）Google俄勒冈州Dalles数据中心（中）Google 服务器机柜特写（右）

Google的特殊数据中心——圣吉兰数据中心

Google在比利时的圣吉兰（Saint Ghislain）数据中心（图3中编号26）根本没有冷却装置，完全依靠纯自然冷却（即：用数据中心外面的新鲜空气来支持冷却系统）。一般来说，绝大部 分数据中心都是采用水冷却装置。（这也就是为什么数据中心选址时要考虑水源。）

图9：Google比利时数据中心

图10：比利时国王（左五）参观Google比利时数据中心

Google的Dalles（达尔斯）数据中心

Dalles数据中心（图2中编号8）位于俄勒冈州的波特兰以东约80英里，旁边是哥伦比亚河，河上有座大坝——Dalles大坝，大坝为数据中心 提供便 宜的电力。数据中心有2座4层楼高的冷却塔。（注：“Dalles”不是“Dallas”，Dallas达拉斯在德州。）

图11：Dalles数据中心鸟瞰图

以下这段话来自Nicholasg Carr，他曾经在2009年访问Dalles数据中。蓝色部分是关关的注释。

Dalles数据中心有3个超大机房（在图11中有4个白色建筑，但只有3个是服务器机房），每个机房有45个集装箱，每个集装箱可以放置1160台服务器，故Dalles数据中心可以存放约15万台服务器。

Google的真正位置

Google在其数据中心的位置和数量方面的保密工作做得很好。比如说：如果你反查Google各种爬虫或者是Google各个域名的IP地址，所得结果几乎看起来都是加州山景城的IP地址。因此，想通过反查IP地址，基本无法推断出其数据中心的真正位置和真正数量。

此外，Google通常把其数据中心“伪装”成有限责任公司，表明上看起来和Google毫无瓜葛。比如：北卡罗来纳州Lapis公司和爱荷华州的Tetra公司。

既然Google在其数据中心方面的保密工作做得很出色，所以本文的信息未必是百分百正确。

其他相关旧闻

2008年1月28日有报道称，Google将在TW建立一数据中心。TW经济负责人陈瑞隆已确认此消息，并且表示已在TW西部彰化的彰滨工业区内 为 Google预算了一块地。TW还将向 Google提供各种优待，包括土地税折扣、保证电力供应稳定在内。不过至今一直没有听到这个数据中心在台的任何动静。

在陈瑞隆确认消息 后的第二天，马来西亚总理也宣布，Google有意在马来西亚建立数据中心。

另据报道，Google有意在东欧的立陶宛新建数据中心。

另外，Google曾于2007年在南卡罗来纳州的布利西伍德购买466英亩（1英亩约合4000平方米）土地，似乎是打算建立南卡的第二个数据中心。

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