“減碳三環(huán)”驅(qū)動(dòng)綠色數(shù)智業(yè)務(wù)“綠色算力”打造超級(jí)數(shù)據(jù)中心
——專訪阿里云基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)中心研發(fā)事業(yè)部總經(jīng)理高山淵

文/陳嵐

[導(dǎo)讀]

在碳中和、碳達(dá)峰（以下簡(jiǎn)稱“雙碳”）目標(biāo)的要求下，新一代綠色數(shù)據(jù)中心倡導(dǎo)的“高效、低碳、集約、循環(huán)”成為普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。作為市場(chǎng)占有率全球第三、我國(guó)第一的云服務(wù)提供商，阿里云計(jì)算有限公司（以下簡(jiǎn)稱“阿里云”）首創(chuàng)浸沒液冷黑科技，將服務(wù)器浸泡在特殊絕緣冷卻液中，使得全程散熱能耗幾乎為零，其中廣東河源數(shù)據(jù)中心將成為阿里云首個(gè)實(shí)現(xiàn)碳中和的大型數(shù)據(jù)中心。阿里云通過應(yīng)用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)、高效利用可再生資源，打造“減碳三環(huán)”，提供“綠色算力”，建設(shè)面向未來的綠色數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，積極賦能和驅(qū)動(dòng)各行業(yè)走上綠色發(fā)展道路。

阿里云液冷數(shù)據(jù)中心

打造低碳發(fā)展新引擎發(fā)布綠色創(chuàng)新“零碳云”

《廣東科技》：首先，請(qǐng)您介紹一下阿里云的基本情況。

高山淵：阿里云是阿里巴巴集團(tuán)控股有限公司（以下簡(jiǎn)稱“阿里巴巴”）旗下公司，成立于2008年4月，是全球領(lǐng)先的云計(jì)算及人工智能科技公司，主要提供云服務(wù)器、云數(shù)據(jù)庫(kù)、云安全、云存儲(chǔ)、企業(yè)應(yīng)用及行業(yè)解決方案，目前在杭州、北京和硅谷等地設(shè)有研發(fā)中心和運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)。阿里云依托阿里巴巴強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和業(yè)務(wù)場(chǎng)景，匯聚國(guó)內(nèi)外云計(jì)算領(lǐng)域的頂尖專家，研發(fā)出國(guó)內(nèi)第一個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的云計(jì)算平臺(tái)，在大數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、邊緣計(jì)算等領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

阿里云在公共云地域、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)、超級(jí)數(shù)據(jù)中心等業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上進(jìn)行了全球布局：第一，目前阿里云已面向全球開服運(yùn)營(yíng)24個(gè)公共云地域、75個(gè)可用區(qū)，此外還擁有4個(gè)金融云、政務(wù)云專屬地域，伴隨基礎(chǔ)設(shè)施的加速投入和深入布局，阿里云將為廣大用戶享受云計(jì)算的優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；第二，阿里云在全球擁有超過2800個(gè)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，中國(guó)境內(nèi)擁有超過2300個(gè)節(jié)點(diǎn)，覆蓋31個(gè)省級(jí)區(qū)域，中國(guó)境外擁有超過500個(gè)節(jié)點(diǎn)，覆蓋70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，全網(wǎng)帶寬輸出能力超過150 Tbps，邊緣云節(jié)點(diǎn)通過廣泛的地域覆蓋和去中心化小型云計(jì)算平臺(tái)能力，在全球范圍為用戶提供安全、穩(wěn)定、可靠的邊緣云服務(wù)和內(nèi)容分發(fā)服務(wù)；第三，由阿里云自行建設(shè)并運(yùn)營(yíng)維護(hù)的超級(jí)數(shù)據(jù)中心輻射京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)三大區(qū)域，為云計(jì)算提供超大規(guī)模算力支撐，在發(fā)揮強(qiáng)大計(jì)算性能的同時(shí)注重資源利用效率的提升，因地制宜采用綠色清潔能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)冷、液冷、深層湖水冷卻技術(shù)等，用實(shí)際行動(dòng)踐行綠色發(fā)展理念。

近年來，阿里云全面加快低碳前沿技術(shù)研究，不斷向低碳生產(chǎn)邁進(jìn)。阿里云的部分?jǐn)?shù)據(jù)中心使用再生能源（如風(fēng)電、太陽(yáng)能）供電，截至2021年3月31日的 12個(gè)月，我們購(gòu)買了超過2.8億千瓦時(shí)的可再生能源為數(shù)據(jù)中心供電，還購(gòu)買了碳排放量較低的天然氣電量為部分?jǐn)?shù)據(jù)中心供電。這些努力使我們的碳排放量減少了30萬(wàn)噸，讓我們更接近低碳未來。

《廣東科技》：2021年4月，阿里巴巴發(fā)布名為《奔向零碳時(shí)代》的2021減碳賬單報(bào)告；2021年5月，阿里云發(fā)布“零碳云”計(jì)劃。請(qǐng)給我們科普一下“零碳云”計(jì)劃的實(shí)施路徑。

高山淵：在2021年5月的阿里云峰會(huì)上，阿里云發(fā)布“零碳云”計(jì)劃，該計(jì)劃有3個(gè)核心，分別是推動(dòng)自身節(jié)能減排、輸出數(shù)字減碳能力和支持綠色技術(shù)創(chuàng)新。云計(jì)算本身就是一種綠色技術(shù)，提高了社會(huì)整體的CPU利用率，通過聚集計(jì)算資源、轉(zhuǎn)移工作負(fù)載，云的資源利用率是企業(yè)自建機(jī)房的5～10倍，同時(shí)還能更好地利用風(fēng)能和太陽(yáng)能等清潔能源。

阿里云數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)

在節(jié)能減排方面，阿里云擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。2020年，阿里云自建基地型數(shù)據(jù)中心交易清潔能源4.1億千瓦時(shí)，同比上升266%；減排二氧化碳30萬(wàn)噸，同比上升127%。2020年9月，采用阿里云自研浸沒式液冷技術(shù)的杭州數(shù)據(jù)中心正式投入使用。作為全球最大的浸沒式液冷服務(wù)器集群，杭州數(shù)據(jù)中心電能使用效率（PUE）設(shè)計(jì)值達(dá)到1.09，每年節(jié)電7000萬(wàn)千瓦時(shí)，可供西湖周邊所有路燈連續(xù)亮8年。截至2021年5月末，阿里巴巴五大超級(jí)數(shù)據(jù)中心使用清潔能源6.38億千瓦時(shí)，并積極參與填谷需求側(cè)響應(yīng)，助力新能源消納，累計(jì)減少碳排放51萬(wàn)噸，相當(dāng)每年道路上減少10萬(wàn)輛汽車。在阿里巴巴2021減碳賬單中，我們可以看到，如果中國(guó)所有服務(wù)器都采用液冷技術(shù)，一年能節(jié)省接近一個(gè)三峽的發(fā)電量。

助力數(shù)字化脫碳減排首建碳中和數(shù)據(jù)中心

《廣東科技》：以“碳中和、碳達(dá)峰”為引領(lǐng)的綠色產(chǎn)業(yè)革命已在全球展開，阿里云作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，如何看待“雙碳”目標(biāo)帶來的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，而數(shù)據(jù)中心又是如何賦能和驅(qū)動(dòng)各行業(yè)走上綠色發(fā)展道路的？

高山淵：“碳中和、碳達(dá)峰”不僅是環(huán)保概念，更是技術(shù)路線。在踐行“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的過程中，阿里云一直以開放的心態(tài)與合作伙伴共建綠色數(shù)字經(jīng)濟(jì)，在實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身碳減排目標(biāo)的同時(shí)，也致力于為更多平臺(tái)生態(tài)企業(yè)提供“綠色算力”。阿里巴巴將積極利用數(shù)字化能力做好“減碳三環(huán)”：自身節(jié)能減排的“內(nèi)環(huán)”，推動(dòng)生態(tài)企業(yè)脫碳減排的“中環(huán)”以及公眾綠色低碳消費(fèi)的“外環(huán)”。

我們的數(shù)據(jù)中心通過一系列節(jié)能工作安排和清潔能源電力交易，在自身減碳的同時(shí)持續(xù)降低阿里云用戶使用云計(jì)算產(chǎn)生的碳排放量，助力相關(guān)行業(yè)走上綠色發(fā)展道路。例如，攀鋼集團(tuán)引入阿里云“工業(yè)大腦”對(duì)煉鋼全流程進(jìn)行工藝優(yōu)化，覆蓋脫硫、提礬、轉(zhuǎn)爐、配合金、精煉、連鑄等多個(gè)環(huán)節(jié)，最終幫助其旗下煉鋼廠節(jié)省了25%的人工，生產(chǎn)效益提升了2.4倍，使其每產(chǎn)一噸鋼可節(jié)省1.28公斤鐵，相當(dāng)于每年減少563萬(wàn)噸鐵消耗，每年可節(jié)省煉鋼成本1700萬(wàn)元；在西南某大型垃圾焚燒發(fā)電機(jī)組上，阿里云利用人工智能算法幫助客戶將固廢垃圾焚燒效率提升了2.6%，相當(dāng)于同樣的垃圾每年可多發(fā)電4000多萬(wàn)千瓦時(shí)，同時(shí)蒸汽量穩(wěn)定性綜合提升25%，碳排放相比之前降低約48%；此外，釘釘?shù)臒o(wú)紙化辦公累計(jì)減少碳排放1100萬(wàn)噸，相當(dāng)于種植了600萬(wàn)棵樹，固化了6300平方公里的荒漠。

《廣東科技》：阿里云擁有南通、杭州、烏蘭察布、張北、河源五大超級(jí)數(shù)據(jù)中心，并在2021財(cái)年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收600億元。請(qǐng)問，五大超級(jí)數(shù)據(jù)中心體現(xiàn)了怎樣的布局思路，又帶來了怎樣的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益？

高山淵：作為阿里巴巴面向未來的第二增長(zhǎng)曲線，阿里云去年銷售額已經(jīng)突破600億元，同比增長(zhǎng)50%，繼續(xù)保持領(lǐng)先地位，其中阿里云計(jì)算在IaaS領(lǐng)域全球排名第三。目前，我們擁有國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的數(shù)據(jù)中心集群，位于張北、南通、杭州、烏蘭察布、河源等地的五大超級(jí)數(shù)據(jù)中心輻射京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)三大區(qū)域。阿里云五大超級(jí)數(shù)據(jù)中心布局在我國(guó)不同區(qū)域，在呼應(yīng)城市低能耗訴求的同時(shí)開展清潔能源交易，積極推動(dòng)數(shù)據(jù)中心碳減排。未來，阿里云還將繼續(xù)優(yōu)化現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心布局，如在京津冀一帶環(huán)北京周邊、華南地區(qū)、中西部等地布局，最終形成覆蓋全國(guó)的超級(jí)數(shù)據(jù)中心集群，全力打造面向未來的綠色數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。

近年來，阿里巴巴積極響應(yīng)國(guó)家發(fā)展對(duì)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的要求，早已開啟了對(duì)新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)的探索。早在2011年的深圳高交會(huì)上，阿里云展示的采用創(chuàng)新高壓直流技術(shù)的綠色數(shù)據(jù)中心方案，比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能13%。經(jīng)過多年的“綠色I(xiàn)T”研發(fā)創(chuàng)新、大規(guī)模推動(dòng)液冷技術(shù)商業(yè)化，阿里云已將數(shù)據(jù)中心能耗降低70%以上，自建超級(jí)數(shù)據(jù)中心均達(dá)國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)，過去3年省電量相當(dāng)于1個(gè)中型水電站1年的發(fā)電量。

阿里云發(fā)布“零碳云”計(jì)劃現(xiàn)場(chǎng)

《廣東科技》：在助力廣東“雙碳”目標(biāo)的率先達(dá)成上，公司采取了哪些措施，成效如何？

高山淵：我們?cè)趶V東河源的數(shù)據(jù)中心于2019年10月正式對(duì)外提供服務(wù)，是華南地區(qū)規(guī)模最大的綠色數(shù)據(jù)中心，可容納超過30萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，可為珠三角地區(qū)上百萬(wàn)家企業(yè)客戶提供領(lǐng)先的云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等服務(wù)。河源位于廣東省東北部，擁有華南第一大湖萬(wàn)綠湖。廣東河源數(shù)據(jù)中心擁有優(yōu)越的地理位置，采用深層湖水制冷方式，通過“飛天”“神龍”等自研云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維，目前已通過開展電力市場(chǎng)化交易，使用相對(duì)清潔低碳的天然氣電力，減排二氧化碳7萬(wàn)噸。后續(xù)將進(jìn)一步加大工作力度，從2022年起開始100%采用零碳清潔能源，成為阿里云首個(gè)實(shí)現(xiàn)碳中和的大型數(shù)據(jù)中心。

阿里云數(shù)據(jù)中心

堅(jiān)定踐行碳中和技術(shù)路線全球首創(chuàng)浸沒液冷黑科技

《廣東科技》：阿里巴巴2021財(cái)年業(yè)績(jī)公告中提到阿里云的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于其自主研發(fā)的技術(shù)以及集團(tuán)對(duì)技術(shù)研發(fā)的持續(xù)投資。在科技創(chuàng)新提升數(shù)據(jù)中心性能以及推動(dòng)碳減排方面，你們主要開展了哪些工作，取得了怎樣的成效？

高山淵：在促進(jìn)數(shù)據(jù)中心碳減排方面，阿里云工程師研發(fā)了一套名為“麒麟”的液冷數(shù)據(jù)中心解決方案，將服務(wù)器浸泡在特殊的絕緣冷卻液里，使運(yùn)算產(chǎn)生的熱量直接進(jìn)入外循環(huán)冷卻，全程用于散熱的能耗幾乎為零。這種形式的熱傳導(dǎo)效率比傳統(tǒng)風(fēng)冷高百倍，節(jié)能效果超70%，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心100%無(wú)機(jī)械制冷。目前，全球僅有阿里巴巴的數(shù)據(jù)中心大規(guī)模采用液冷服務(wù)器集群。

經(jīng)過多年技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累，阿里巴巴設(shè)計(jì)出一整套《浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心技術(shù)規(guī)范》，涵蓋浸沒液冷子系統(tǒng)、浸沒液冷服務(wù)器等信息技術(shù)（IT）設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，以及對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)、施工、部署、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)節(jié)，并向全社會(huì)開放，填補(bǔ)了我國(guó)液冷服務(wù)器在數(shù)據(jù)中心大規(guī)模部署建設(shè)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可采用的空白。

在計(jì)算操作系統(tǒng)方面，阿里云自主研發(fā)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)服務(wù)全球的超大規(guī)模通用計(jì)算操作系統(tǒng)“飛天”，具備連接百萬(wàn)臺(tái)級(jí)服務(wù)器的能力，可支持單集群10萬(wàn)臺(tái)規(guī)模，并發(fā)運(yùn)行10萬(wàn)個(gè)進(jìn)程，擁有毫秒級(jí)響應(yīng)、十億級(jí)文件數(shù)、EB級(jí)別存儲(chǔ)空間。在全球部署的200多個(gè)“飛天”數(shù)據(jù)中心，通過底層統(tǒng)一的“飛天”操作系統(tǒng)，為全球客戶提供獨(dú)有的混合云體驗(yàn)。2021年2月，阿里云推出第七代ECS云服務(wù)器產(chǎn)品家族，整體算力提升40%，實(shí)現(xiàn)全方位、立體化防護(hù)，為云上企業(yè)提供了安全可信的環(huán)境。

在硬件方面，阿里云還大范圍開展了數(shù)據(jù)中心硬件產(chǎn)品的自研，如固態(tài)硬盤AliFlash，就是面向數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施自研的固態(tài)硬盤SSD產(chǎn)品，其技術(shù)演進(jìn)歷經(jīng)了PCIe SSD 、基于3D NAND的NVMe SSD、Open channel SSD和 In-Storage-Computing SSD等技術(shù)迭代，已在阿里巴巴集團(tuán)大規(guī)模部署，為各業(yè)務(wù)提供高性能、低成本和高可靠性的存儲(chǔ)部件。

在電源領(lǐng)域，巴拿馬電源項(xiàng)目是我們面向下一代超級(jí)數(shù)據(jù)中心的新型直流不間斷電源方案。阿里云工程師重新定義了10kV～240V供電鏈路，對(duì)磁路和電路進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，研發(fā)出最高容量達(dá)2.5MW的一體化、模塊化、高效、高可靠直流不間斷電源，省去傳統(tǒng)低壓配電環(huán)節(jié)，采用第三代半導(dǎo)體技術(shù)大幅度優(yōu)化電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有高可靠和低成本的優(yōu)勢(shì)。

阿里云液冷服務(wù)器集群

阿里云數(shù)據(jù)中心內(nèi)部

在光互連領(lǐng)域，阿里云于2019年推出了面向下一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、基于硅光技術(shù)的400G DR4光模塊，是繼100G自研光模塊全面部署后，阿里云在光互連領(lǐng)域的又一個(gè)重大技術(shù)進(jìn)展。和現(xiàn)階段通行的100G光模塊相比，400G光模塊的帶寬密度提高了4倍，網(wǎng)速也將提升4倍，目前已在阿里云五大超級(jí)數(shù)據(jù)中心內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用。

《廣東科技》：作為全球前三的云服務(wù)提供商，阿里云為我國(guó)超過一半的上市公司、80%的科技創(chuàng)新企業(yè)提供服務(wù)，在目前碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)有序推進(jìn)的背景下，公司未來的戰(zhàn)略目標(biāo)是什么？

高山淵：今年5月，阿里云發(fā)布了“零碳云”計(jì)劃，接下來，阿里云將發(fā)揮在數(shù)據(jù)智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，輸出行業(yè)減碳解決方案，服務(wù)政府環(huán)保與碳排放管理。未來，阿里云將繼續(xù)堅(jiān)定碳中和技術(shù)路線，加強(qiáng)節(jié)能創(chuàng)新研發(fā)，開展清潔能源交易，積極推動(dòng)數(shù)據(jù)中心碳減排。在實(shí)施好“做深基礎(chǔ)、做厚中臺(tái)、做強(qiáng)生態(tài)、做好服務(wù)”四大戰(zhàn)略的同時(shí)，阿里云將在“做好服務(wù)、云釘一體、數(shù)據(jù)智能”三個(gè)方面加大投入力度，加速推進(jìn)與釘釘整合，培養(yǎng)更多深入各行各業(yè)的算法工程師，釋放數(shù)據(jù)智能紅利，打造綠色發(fā)展的企業(yè)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。