英特尔公司数据中心的能效设计达到新高度

如今，全球芯片制造商英特尔公司的数据中心设计达到了一个新高度，该公司设计制造了一种超高的机架，在同样的空间内可以部署更多的服务器。采用了英特尔核心设计的新机架高度超过9英尺，结合了极致密度和能源效率双重优势。

英特尔公司正在通过数据中心的设计，以提高其庞大的内部IT操作的效率和经济性，英特尔公司在全球的59个数据中心的服务器超过13万台。不久前，该公司将其在圣克拉拉废弃的一个半导体制造工厂改造成为了一个数据中心园区，该数据中心园区的效率和电力容量可以匹配全球最大的超大规模服务器集群。

英特尔公司在圣克拉拉新数据中心内的超高机架

在英特尔公司的这个前半导体制造工厂，曾有数百名工人身着“兔子服”研发生产了大量的凌动核心处理器，如今，这个地方可能很快成为硅谷最繁忙的数据中心之一，因为英特尔公司计划在未来五年内在这里提供30兆瓦的在线计算能力。

在数据中心的数据大厅里的工厂，英特尔高达9英尺的机架具备放置60台服务器（60U的高度。该设计提高了每个机架的纵向和横向承载服务器的容量，可以让功率高达43kW的多个服务器部署在一个单一的机架上。为了管理这个功率密度，英特尔公司采用了一个热通道气流遏制系统和蒸发冷却系统。

极端的密度达到极端的PUE
　　
英特尔公司最新的数据中心的能源使用效率PUE为1.06，相当于Facebook公司和谷歌公司最节能高效的数据中心设施的指标，PUE值是数据中心能效的主要晴雨表。该数据中心空间为5000平方英尺，电力容量为5兆瓦，功率密度达到了每平方英尺1千瓦。
　　
该数据中心的功率密度与英特尔前一代的数据中心相比有了显著的改善，以前的数据中心空间为25000平方英尺，电力容量也是相同的5兆瓦。
　　
Shesha Krishnapura是英特尔IT部门首席技术官兼首席高级工程师，负责该公司的内部数据中心的运营。该数据中心的90%的电力容量是用于英特尔的芯片设计和研究操作。
　　
英特尔公司全新的60U机架设计比标准服务器机架要高得多，标准的机架一般为7英尺高，19英寸宽，可容纳42台机架式服务器（42U）。英特尔机架与标准的服务器、交换机和电源的领先供应商合作。而其网络交换机位于在机架底部而不是机架顶部。
　　
英特尔设计的机架虽然支持19英寸的服务器的部署，但机架宽度更加紧凑，这样有助于部署更高的功率密度。这使得英特尔能够在部署25个机架的空间内可以容纳30个机架。
　　
“我们没有浪费任何空间，”Krishnapurna说。
　　
虽然机架设计很酷，但服务器需要更好的冷却。英特尔公司采用了多个冷却策略来管理功率密度和能源效率。
　　
提高冷却效率的几种方法
　　
英特尔的60U机架系统的外壳中有一个定制的热通道遏制系统，包围着每侧24个服务器，在两端设计了推拉门，当推拉门打开，一股热气扑面而来，这显露出散热设计的关键：气压。
　　
外壳中有一个较宽的10英尺长的热通道。在高负荷工作时，通过安置在外壳顶部的冷却装置将60U服务器产生的废热排出。当负荷较低时，启动热通道顶部的大风扇，帮助排出热量。

部署在D2数据大厅的英特尔IT超级计算机，该系统涵盖15个机架，拥有近1300个计算节点

当空气从冷却装置排出时，外壳上面的扩散器引导冷却气流回流进了房间。房间里的“冷通道”温度为华氏83度，而热通道为华氏108度。其温度可以稍高或更低。
　　
在较高室温下运行的能力也使得英特尔的数据中心更加节能。数据中心的冷却采用水循环冷却，流入冷却装置的水温为华氏78度至80度，而返回的水温为华氏82度至87度，返回的热水再流向换热器，其冷却的水可以采用中水。加利福尼亚州的干旱，推动当地水资源的回收利用。因此利用回收的中水，减少使用饮用水，成为了一个重要的优先事项。
　　
而就在D2数据大厅，英特尔经营的另一个高密度的数据中心使用空气冷却技术。空气通过架空的百叶窗和大型变速风机进入数据中心。数据大厅设有31000台服务器，其中包括英特尔IT超级计算机。目前这个大厅中的超级计算机在世界上最强大的超级计算机前500强排名81，有15个机架1296个服务器节点。
　　
服务器余热通过一个大的通风管排出屋外。在寒冷的日子里，这个温暖的空气可以被重新混合，以调节数据大厅的环境温度。
　　
圣克拉拉数据中心的未来
　　
数据中心的创新对英特尔来说并不新鲜，因为英特尔公司就是气流遏制系统的早期采用者。
　　
Krishnapura介绍说，公司在圣克拉拉的数据中心命名为D2数据中心，其建设的目的是保障英特尔公司内部数据中心的IT业务运行，提高芯片设计和计算能力的创新能力，从而为公司提供一个创新的未来。这个面积为69万英尺的五层建筑的旁边是诺伊斯罗伯特大厦，是英特尔公司的全球总部。
　　
芯片生产的“洁净室”是芯片制造工厂的环境控制的设施，可避免皮肤的细小颗粒和头发落在电路上，造成污染。这就是为什么英特尔的员工穿着“兔子服”出现在该公司的电视广告的原因，这个芯片工厂于1989年开通运营，生产芯片的工人在进入洁净室必须先进行淋浴，清洗之后才能进入晶圆车间。
　　
而随着时间的流逝和技术的发展，半导体生产工厂逐步迁出硅谷，并转移到其他国家和其他地区。2009年这家工厂被关闭，工厂设施设备都被淘汰或拆除。

英特尔芯片生产工人身着“兔子服”，以防污染芯片

而这个曾经大规模生产晶圆业务工厂黯然落幕，这个倒闭的半导体工厂也为英特尔公司建设数据中心提供了改造机会。

这种趋势正在得到认真地当新人财富数据中心获得了前希捷工厂在SanJose，将它转换成一个数据中心，并降落租赁与一家主要超大规模租户。其他工厂改造紧随其后：
　　
•2009年，NextGenerationData公司将LG公司在威尔士的半导体工厂改造成了一个空间为75万平方英尺的数据中心。
　　
•2010年，QTS公司收购了内存制造商奇梦达在里士满附近的一个晶圆厂，并将其改造成了一个空间为100万平方英尺的数据中心，现在拥有众多的政府和企业租户。
　　
•QTS公司随后在2013年收购德克萨斯欧文的一个芯片工厂，将其改建成为该公司在达拉斯数据中心的第一阶段项目。
　　
Krishnapura表示，英特尔公司改造圣克拉拉芯片工厂的其中一个原因是这里离工人的家比较近。“因为当时有那么多人在这些工厂工作，我们需要为他们提供更多的工作机会。”Krishnapura说。
　　
Krishnapura认为该数据中心将成为英特尔公司业务发展的增长引擎，并预计该数据中心将以稳定的速度增加服务器来支持其研发。