2015年9月10日-11日，由中国电子学会、开放计算项目(Open Compute Project，OCP)、美国劳伦斯伯克利国家实验室联合主办的“中美绿色数据中心研讨会暨中美开放计算标准交流会”在上海浦西万怡酒店隆重开幕。以下是嘉宾演讲实录。

　　刘水旺：大家早上好，我是阿里巴巴刘水旺，在阿里巴巴负责数据中心和建设工作。我今天和大家分享的题目是阿里巴巴绿色数据中心之路。我这块儿主要讲的内容有三块，第一个阿里巴巴数据中心的特点;第二个阿里巴巴绿色数据中心的历程;我们这些年来在绿色数据中心方面做的事情。第三个阿里巴巴绿色数据中心新征程，也就是我们将来要做的和正准备要做的事情。

　　首先，阿里巴巴数据中心的特点。数据中心为了业务而生，要支持业务，阿里业务包括现在像电商、云计算、大数据、兼容。当然还有其他一些等，对数据中心应用最多的应该是这几块。下面是我们现在的硬件设施，阿里已经完成了去IOE，现在我们基本上都是采用PC Server基本的网络设备，下面风水电等等。阿里已经具备数据中心运营和建设能力。

　　阿里目前数据中心的特点，刚才看到我们的业务，阿里的业务主要电商、云计算、金融等等，数据中心处于T3到T4的级别，在数据中心可靠性和效率是矛盾体，可靠性要求越高，他的效率必然会降低，PUE也会盛高，TCO也是一样，可靠性提高TCO也相应提高 。举个例子来说，银行业数据中心，普遍接近T4，他要做比较低的PUE比较困难的，要做离线计算，这样数据企业的话，这样的业务，他的数据中心一般处于T2到T3的水平，他要做PUE相应容易一点的，阿里我们PUET3到T4，要做比较高的效率，相对来说比一般的互联网公司要更困难一些。

　　二、讲完我们业务特点决定我们数据中心特点，下面讲一下阿里在绿色数据中心方面的实践。

　　在很多年以前，我们当时刚刚才起步，当时畅想有水有电的地方，有清洁电的完美，当时考察甘肃、青海一带，希望用祁连山的雪水，还有黄河上游有17座水电站，有11万千瓦的清洁电，有风电场，当时能力比较小所以没有成功，但是上一年我们的同事说已经实现了这个目标。

　　我们五年以前国内率先实现绿色数据中心，工信部拿到绿色数据中心4A的证书，当时我们在杭州的数据中心运行PuE1.07。当时拿到4A有4家，其他几家分别是中国电信在北京的数据中心，腾讯在天津的数据中心，百度在北京的数据中心。我们在杭州钱塘江畔，其他在黄河以北，大家知道数据中心节能的话，运行POC跟地理位置和气侯环境息息相关的。

　　我们为什么能拿到4A，能做到1.17呢?其实分几块工作的，首先是供电这一块，大家现在可能看到，240伏直流，在国内应用非常广泛了，在互联网和运营商都在使用，但是240伏直流，最早用在数据中心是阿里巴巴来用的，杭州的东冠数据中心，当时开始的时候比较困难，服务器都不接受240伏直流，我们当时做240伏直流转12伏的计价式电源。当时大家都在做，但是也想到这个方案。我们东冠数据中信永市电直接供给服务器，做了计价式电源，用240伏直流作为后备，这样供电效率达到99%。制冷方面东冠数据中心做直接冷，冬季把室外空气抽到数据中心给数据中心降温，这是我们做的巨大的贡献。

　　IT侧定制12伏服务器和12伏交换机，这个交换机端口密度更高，他88口，能耗跟48口一样的，实现节能40%左右。服务器采用定制12伏服务器，用插板和12伏计价式服务器直接相连。

　　过去几年，我们也在不断探索和总结实践，上面是ALIRACK，是当时做12伏电源的传承，我们用集中式计价式的电源，用了集中式风扇，集中式电源可以提高电源的负载率，实现更高的效率，集中式的风扇，用比较少量大的风扇来取代服务器上面好几十个的小的风扇，来提高更高的效率。

　　ODC按需制冷，我们用服务器功耗数据和服务器的机风口温度控制精密空调运转，一方面提高数据中心温度，另外我们让服务器进风口温度更恒定一些。下面一个是用50%的市电，和50%240伏直流，这个数据中心用的非常广泛，为了适用普通的Server两个电源模块，一个电源模块保证可靠性，市电成功率99%，直流93%到94%，系统效率达到96%到97%的效果。

　　末端制冷我们开始使用内接入空调，还有机柜顶上的空调，类似于OCC的，这样可以简短气流循环的路径，减少空调风扇的功耗，我们对这一块整个冷热通道的隔离，然后这一块密封做了很多研究，更加适用我们的计价，我们的服务器网络设备等等。

　　后面一个水自然冷，现在这个应该在阿里数据中心全部标配了，我们通过冬季和过渡季，通过冷却塔制冷而不是冷机。阿里数据中心对供水温度提高到15度以上。

　　接下来分享一点干货，先讲湖水系统，当地政府在千岛湖有一个新开发区，建了景观河，他要到千岛湖抽水打了隧道，打好了之后我们跟他们商量，我们借用你中间水的冷量，给我数据中心冷却之后，再排到你景观河里去，大概有三公里的景观河，整个项目从这里产生。

　　我们抽取了湖水，湖水直接到我们中间的蓄水池，蓄水池再抽到数据中心直接到精密空调，给数据中心降温，我们当时做过一个调研，包括水质，我们做了一年的检测，整个水位和水量我们大概做了前面20年的数据，当时按照数据基本上水质和水量一直支持我们用湖水制冷，但是在国内我们也考虑百年一遇的事情经常发生，所以我们把所有冷机都配上，我们制冷系统实现2N+1的系统，制冷系统达到超过T4了，这两套系统可以任何一个单独运行，也可以两套并联起来同时运行的。

　　在湖水之后，我们利用排水的高差做水力发电，把能利用的能源尽量都利用起来，所以在这数据中心我们做了水力发电。下面ODC千岛湖数据中心每个模块都使用了，刚才已经讲过了，在这边我们用了太阳能，我们太阳能不是供建筑和其他的负荷，我们直接供服务器和交换机的，我们直接与220伏的直流系统并联，发出来的电比直流系统电压稍微高一点点，这样保证多电源供应器优先使用太阳能，把太阳能电直接给服务器和交换机。ALIRACK刚才讲过一些，待会儿我同事会分享。

　　新风自然冷，我们类似于Facebook的，千岛湖是风景名胜区，空气质量可以的，所以我们用新风自然冷。办公区有一部分数据中心用热通道密封，专门用来给我们办公区和监控室做余热回收的，用热交换器，实现余热回收，给办公中心采暖使用。整个设计登记达到Tier4，设计PUE整个系统1.28，负载率15到20%的时候，我们实现1.27的PUE，运行已经超过4个月。

　　三、我们讲要做的一些事情。从做数据中心来看，我们要做绿色节能一定要跟IT捆绑在一起，我们分别从制冷和供电来看，制冷方面，我们认为未来的目标是不需要制冷机，不需要机械制冷，我们考虑直接用冷却塔，水泵和末端风机为风机散热，这样势必有一定的问题，需要一定的地理环境，或者服务器进风温度要提升，当然这个要找到平衡点，怎么样的进风温度，是实现最低的能耗和成本，我们现在已经建了一个实验模块，我们是没有冷机的，完全用冷却塔，水泵直接来循环，为服务器散热，全年度的。

　　在高功率这一块，我们认为未来肯定是一个发展的趋势，就像十年前一样，大家认为三千瓦和五千瓦已经算高功率的密度了，但是现在可能8千瓦10千瓦已经非常普遍，再往那边功率力度越来越高，空气制冷会遇到瓶颈，考虑液冷，阿里和国外一家分别做液冷试点，当然用纯水冷却油来做。

　　在电的方面，我们认为电和IT应该要结合起来，我们的目标是不再用UPS，当然，市电直供必须的，但是未必大家能做到，要达到一定的可靠性，供电达到5个9，6个9，我们要做市电直供要增加可靠性，要让他应用更广。不用UPS势必有蓄能的问题，就是电池的问题，我们考虑电池分散核计价，或者分散到IT系统里面去。

　　张北大家可能大家都知道，现在阿里建设张北数据中心，张北当地年均气温大概只有3.7摄氏度，这为我们来做低PUE五的数据中心创造非常好的条件，图上可以看到蓝天白云，后面是巨大的风电厂，张北这样风电场非常多，装机容量228万千瓦，太阳能光复开发总规模883万千瓦，中国是著名的“风中之都”，他们本身没有什么需要用电的，他们电都要输出来，窝电非常严重，太阳能有时候发出来电不输出来的，因为上网上不了，当地竞争比较激烈一些，还有火电或者其他的，所以造成很大能源浪费。阿里在张北规划了3个200亩的园区，现在第一期已经有两个园区在建设，已经动工了，预计明年上半年第一期两个应该都能交付出来。

　　另外一个图工字状的建筑，中间是电力设施，边上是IT设施。做过很多数据中心的应该了解，如果用这个肯定用到风的自然冷。

　　下面一个园区是类似九宫格，中间也是一些动力设施，边上是发电机和数据中心模块。在这儿想实现的不仅仅是低的PUE，我们希望100%的清洁能源，全部风电和太阳能电，张北的PUE，到明年大家应该看得到。

　　我介绍就到这儿，谢谢大家!