“减碳三环”驱动绿色数智业务“绿色算力”打造超级数据中心——专访阿里云基础设施数据中心研发事业部总经理高山渊

文/陈岚

[导读]

在碳中和、碳达峰（以下简称“双碳”）目标的要求下，新一代绿色数据中心倡导的“高效、低碳、集约、循环”成为普遍关注的焦点。作为市场占有率全球第三、我国第一的云服务提供商，阿里云计算有限公司（以下简称“阿里云”）首创浸没液冷黑科技，将服务器浸泡在特殊绝缘冷却液中，使得全程散热能耗几乎为零，其中广东河源数据中心将成为阿里云首个实现碳中和的大型数据中心。阿里云通过应用先进节能技术、高效利用可再生资源，打造“减碳三环”，提供“绿色算力”，建设面向未来的绿色数字基础设施，积极赋能和驱动各行业走上绿色发展道路。

阿里云液冷数据中心

打造低碳发展新引擎发布绿色创新“零碳云”

《广东科技》：首先，请您介绍一下阿里云的基本情况。

高山渊：阿里云是阿里巴巴集团控股有限公司（以下简称“阿里巴巴”）旗下公司，成立于2008年4月，是全球领先的云计算及人工智能科技公司，主要提供云服务器、云数据库、云安全、云存储、企业应用及行业解决方案，目前在杭州、北京和硅谷等地设有研发中心和运营机构。阿里云依托阿里巴巴强大的技术实力和业务场景，汇聚国内外云计算领域的顶尖专家，研发出国内第一个拥有自主知识产权的云计算平台，在大数据中心、物联网平台、边缘计算等领域处于行业领先水平。

阿里云在公共云地域、边缘计算节点、超级数据中心等业务的基础设施建设上进行了全球布局：第一，目前阿里云已面向全球开服运营24个公共云地域、75个可用区，此外还拥有4个金融云、政务云专属地域，伴随基础设施的加速投入和深入布局，阿里云将为广大用户享受云计算的优质体验提供坚实基础；第二，阿里云在全球拥有超过2800个边缘计算节点，中国境内拥有超过2300个节点，覆盖31个省级区域，中国境外拥有超过500个节点，覆盖70多个国家和地区，全网带宽输出能力超过150 Tbps，边缘云节点通过广泛的地域覆盖和去中心化小型云计算平台能力，在全球范围为用户提供安全、稳定、可靠的边缘云服务和内容分发服务；第三，由阿里云自行建设并运营维护的超级数据中心辐射京津冀、长三角、粤港澳大湾区三大区域，为云计算提供超大规模算力支撑，在发挥强大计算性能的同时注重资源利用效率的提升，因地制宜采用绿色清洁能源，如太阳能、风冷、液冷、深层湖水冷却技术等，用实际行动践行绿色发展理念。

近年来，阿里云全面加快低碳前沿技术研究，不断向低碳生产迈进。阿里云的部分数据中心使用再生能源（如风电、太阳能）供电，截至2021年3月31日的 12个月，我们购买了超过2.8亿千瓦时的可再生能源为数据中心供电，还购买了碳排放量较低的天然气电量为部分数据中心供电。这些努力使我们的碳排放量减少了30万吨，让我们更接近低碳未来。

《广东科技》：2021年4月，阿里巴巴发布名为《奔向零碳时代》的2021减碳账单报告；2021年5月，阿里云发布“零碳云”计划。请给我们科普一下“零碳云”计划的实施路径。

高山渊：在2021年5月的阿里云峰会上，阿里云发布“零碳云”计划，该计划有3个核心，分别是推动自身节能减排、输出数字减碳能力和支持绿色技术创新。云计算本身就是一种绿色技术，提高了社会整体的CPU利用率，通过聚集计算资源、转移工作负载，云的资源利用率是企业自建机房的5～10倍，同时还能更好地利用风能和太阳能等清洁能源。

阿里云数据中心供电系统

在节能减排方面，阿里云拥有丰富的经验。2020年，阿里云自建基地型数据中心交易清洁能源4.1亿千瓦时，同比上升266%；减排二氧化碳30万吨，同比上升127%。2020年9月，采用阿里云自研浸没式液冷技术的杭州数据中心正式投入使用。作为全球最大的浸没式液冷服务器集群，杭州数据中心电能使用效率（PUE）设计值达到1.09，每年节电7000万千瓦时，可供西湖周边所有路灯连续亮8年。截至2021年5月末，阿里巴巴五大超级数据中心使用清洁能源6.38亿千瓦时，并积极参与填谷需求侧响应，助力新能源消纳，累计减少碳排放51万吨，相当每年道路上减少10万辆汽车。在阿里巴巴2021减碳账单中，我们可以看到，如果中国所有服务器都采用液冷技术，一年能节省接近一个三峡的发电量。

助力数字化脱碳减排首建碳中和数据中心

《广东科技》：以“碳中和、碳达峰”为引领的绿色产业革命已在全球展开，阿里云作为行业领导者，如何看待“双碳”目标带来的产业机遇，而数据中心又是如何赋能和驱动各行业走上绿色发展道路的？

高山渊：“碳中和、碳达峰”不仅是环保概念，更是技术路线。在践行“双碳”战略目标的过程中，阿里云一直以开放的心态与合作伙伴共建绿色数字经济，在实现企业自身碳减排目标的同时，也致力于为更多平台生态企业提供“绿色算力”。阿里巴巴将积极利用数字化能力做好“减碳三环”：自身节能减排的“内环”，推动生态企业脱碳减排的“中环”以及公众绿色低碳消费的“外环”。

我们的数据中心通过一系列节能工作安排和清洁能源电力交易，在自身减碳的同时持续降低阿里云用户使用云计算产生的碳排放量，助力相关行业走上绿色发展道路。例如，攀钢集团引入阿里云“工业大脑”对炼钢全流程进行工艺优化，覆盖脱硫、提矾、转炉、配合金、精炼、连铸等多个环节，最终帮助其旗下炼钢厂节省了25%的人工，生产效益提升了2.4倍，使其每产一吨钢可节省1.28公斤铁，相当于每年减少563万吨铁消耗，每年可节省炼钢成本1700万元；在西南某大型垃圾焚烧发电机组上，阿里云利用人工智能算法帮助客户将固废垃圾焚烧效率提升了2.6%，相当于同样的垃圾每年可多发电4000多万千瓦时，同时蒸汽量稳定性综合提升25%，碳排放相比之前降低约48%；此外，钉钉的无纸化办公累计减少碳排放1100万吨，相当于种植了600万棵树，固化了6300平方公里的荒漠。

《广东科技》：阿里云拥有南通、杭州、乌兰察布、张北、河源五大超级数据中心，并在2021财年实现营收600亿元。请问，五大超级数据中心体现了怎样的布局思路，又带来了怎样的社会和经济效益？

高山渊：作为阿里巴巴面向未来的第二增长曲线，阿里云去年销售额已经突破600亿元，同比增长50%，继续保持领先地位，其中阿里云计算在IaaS领域全球排名第三。目前，我们拥有国内规模最大的数据中心集群，位于张北、南通、杭州、乌兰察布、河源等地的五大超级数据中心辐射京津冀、长三角、粤港澳大湾区三大区域。阿里云五大超级数据中心布局在我国不同区域，在呼应城市低能耗诉求的同时开展清洁能源交易，积极推动数据中心碳减排。未来，阿里云还将继续优化现有数据中心布局，如在京津冀一带环北京周边、华南地区、中西部等地布局，最终形成覆盖全国的超级数据中心集群，全力打造面向未来的绿色数字基础设施。

近年来，阿里巴巴积极响应国家发展对数据中心建设的要求，早已开启了对新型数据中心建设的探索。早在2011年的深圳高交会上，阿里云展示的采用创新高压直流技术的绿色数据中心方案，比传统数据中心节能13%。经过多年的“绿色IT”研发创新、大规模推动液冷技术商业化，阿里云已将数据中心能耗降低70%以上，自建超级数据中心均达国家绿色数据中心标准，过去3年省电量相当于1个中型水电站1年的发电量。

阿里云发布“零碳云”计划现场

《广东科技》：在助力广东“双碳”目标的率先达成上，公司采取了哪些措施，成效如何？

高山渊：我们在广东河源的数据中心于2019年10月正式对外提供服务，是华南地区规模最大的绿色数据中心，可容纳超过30万台服务器，可为珠三角地区上百万家企业客户提供领先的云计算、人工智能、大数据等服务。河源位于广东省东北部，拥有华南第一大湖万绿湖。广东河源数据中心拥有优越的地理位置，采用深层湖水制冷方式，通过“飞天”“神龙”等自研云计算技术实现智能运维，目前已通过开展电力市场化交易，使用相对清洁低碳的天然气电力，减排二氧化碳7万吨。后续将进一步加大工作力度，从2022年起开始100%采用零碳清洁能源，成为阿里云首个实现碳中和的大型数据中心。

阿里云数据中心

坚定践行碳中和技术路线全球首创浸没液冷黑科技

《广东科技》：阿里巴巴2021财年业绩公告中提到阿里云的独特优势在于其自主研发的技术以及集团对技术研发的持续投资。在科技创新提升数据中心性能以及推动碳减排方面，你们主要开展了哪些工作，取得了怎样的成效？

高山渊：在促进数据中心碳减排方面，阿里云工程师研发了一套名为“麒麟”的液冷数据中心解决方案，将服务器浸泡在特殊的绝缘冷却液里，使运算产生的热量直接进入外循环冷却，全程用于散热的能耗几乎为零。这种形式的热传导效率比传统风冷高百倍，节能效果超70%，实现数据中心100%无机械制冷。目前，全球仅有阿里巴巴的数据中心大规模采用液冷服务器集群。

经过多年技术和经验积累，阿里巴巴设计出一整套《浸没式液冷数据中心技术规范》，涵盖浸没液冷子系统、浸没液冷服务器等信息技术（IT）设备的设计要求，以及对应数据中心设计、施工、部署、运维等各个环节，并向全社会开放，填补了我国液冷服务器在数据中心大规模部署建设无标准可采用的空白。

在计算操作系统方面，阿里云自主研发了国内第一个服务全球的超大规模通用计算操作系统“飞天”，具备连接百万台级服务器的能力，可支持单集群10万台规模，并发运行10万个进程，拥有毫秒级响应、十亿级文件数、EB级别存储空间。在全球部署的200多个“飞天”数据中心，通过底层统一的“飞天”操作系统，为全球客户提供独有的混合云体验。2021年2月，阿里云推出第七代ECS云服务器产品家族，整体算力提升40%，实现全方位、立体化防护，为云上企业提供了安全可信的环境。

在硬件方面，阿里云还大范围开展了数据中心硬件产品的自研，如固态硬盘AliFlash，就是面向数据中心创新存储基础设施自研的固态硬盘SSD产品，其技术演进历经了PCIe SSD 、基于3D NAND的NVMe SSD、Open channel SSD和 In-Storage-Computing SSD等技术迭代，已在阿里巴巴集团大规模部署，为各业务提供高性能、低成本和高可靠性的存储部件。

在电源领域，巴拿马电源项目是我们面向下一代超级数据中心的新型直流不间断电源方案。阿里云工程师重新定义了10kV～240V供电链路，对磁路和电路进行联合设计，研发出最高容量达2.5MW的一体化、模块化、高效、高可靠直流不间断电源，省去传统低压配电环节，采用第三代半导体技术大幅度优化电源内部结构，具有高可靠和低成本的优势。

阿里云液冷服务器集群

阿里云数据中心内部

在光互连领域，阿里云于2019年推出了面向下一代数据中心网络、基于硅光技术的400G DR4光模块，是继100G自研光模块全面部署后，阿里云在光互连领域的又一个重大技术进展。和现阶段通行的100G光模块相比，400G光模块的带宽密度提高了4倍，网速也将提升4倍，目前已在阿里云五大超级数据中心内大规模应用。

《广东科技》：作为全球前三的云服务提供商，阿里云为我国超过一半的上市公司、80%的科技创新企业提供服务，在目前碳达峰、碳中和目标有序推进的背景下，公司未来的战略目标是什么？

高山渊：今年5月，阿里云发布了“零碳云”计划，接下来，阿里云将发挥在数据智能、机器学习等方面的技术优势，输出行业减碳解决方案，服务政府环保与碳排放管理。未来，阿里云将继续坚定碳中和技术路线，加强节能创新研发，开展清洁能源交易，积极推动数据中心碳减排。在实施好“做深基础、做厚中台、做强生态、做好服务”四大战略的同时，阿里云将在“做好服务、云钉一体、数据智能”三个方面加大投入力度，加速推进与钉钉整合，培养更多深入各行各业的算法工程师，释放数据智能红利，打造绿色发展的企业应用开发平台。