article banner

Google 資料中心:北極圈的冰雪聰明

想像一下,在冰天雪地的北極圈,Google蓋了一座超級聰明的資料中心,地點是芬蘭哈米納(Hamina)。這裡靠著波羅的海,寒風刺骨,但Google用波羅的海海水冷卻系統和AI優化,把它變成節能界的傳奇。今天,我們要帶你走進這個真實案例,看它怎麼用冰雪智慧掀起熱力革命,還會深挖AI怎麼幫PUE(能源使用效率)再降一截,順便聊 ISO/IEC 30134-2 的應用。

GOOGLE DATA CENTER - Hamina, Finland
GOOGLE DATA CENTER – Hamina, Finland

為什麼選哈米納?冰雪背後的算計

2009年,Google看中芬蘭哈米納,買下一座廢棄造紙廠,2011年改建成資料中心。這選擇有真實算計:

  • 天然冷氣:哈米納位於北緯64度,年均氣溫4°C,冬天常零下20°C,冷卻成本近乎零。
  • 波羅的海:海灣就在旁邊,海水全年4-10°C,免費冷卻隨手可得。
  • 綠電優勢:芬蘭風力和水力發電占比超40%,Google輕鬆實現100%再生能源。
  • 社區潛力:當地需暖氣,Google瞄準廢熱再利用。

根據 Google Sustainability 頁面,哈米納成了他們全球效率標竿,背後是精算過的綠色策略。

獨門絕技:波羅的海海水冷卻系統

哈米納的核心是波羅的海海水冷卻系統,簡單高效,Google公開過運作方式:

  • 原理:海水從波羅的海抽進,流經熱交換器,帶走伺服器熱量,再排回海裡,全靠幫浦驅動。
  • 技術細節:熱交換器用鈦合金,耐腐蝕,管道長數公里,海水流量每秒幾十公升,散熱效率比空調高10倍。
  • 環境影響:排出去的海水溫升不到3°C,測試顯示對海洋影響微乎其微。
  • 冬天模式:氣溫低於零度時,戶外冷空氣直接進資料中心,幾乎不耗電。

Google 2011年新聞稿和影片說,這系統讓冷卻能耗降70%,是「自然與科技的完美結合」。

AI優化:DeepMind的冰雪魔法

2016年,Google把自家AI部門DeepMind拉進來,幫哈米納資料中心再升級。這不是隨便加,而是真實應用,根據Google官方部落格(2016年8月)和DeepMind報導:

  • 怎麼做
    • 數據收集:感測器每秒記錄溫度、耗電、氣流、海水流量,甚至戶外風速,符合ISO/IEC 30134-2的Level 3量測(即時監控)。
    • AI預測:DeepMind用機器學習分析天氣預報、伺服器負載、海水溫度和歷史數據,預測冷卻需求。
    • 動態調整:AI控制幫浦轉速、氣流導板角度,甚至冷空氣進口開關,比人工快50倍,誤差不到1%。
  • 成果
    • 冷卻耗電再降:原本海水系統已省70%,AI加持後再砍15%-20%,總冷卻能耗比業界低80%以上。
    • PUE影響:Google說整體效率提升15%,哈米納的PUE從1.12-1.14降到1.09-1.11,冬天逼近1.09。
  • 細節
    • AI跑神經網路,模擬上萬種冷卻場景,找出最佳方案。
    • 冬天AI關掉多餘幫浦,夏天微調海水流量,確保伺服器不熱也不浪費電。
    • 測試時,DeepMind先在虛擬環境跑,確認安全才上線。

Google 2018年報告說,DeepMind讓哈米納「更聰明」,PUE低到業界頂尖。

營運實績:數據說話

哈米納跑了十多年,成績單來自Google 2023 Sustainability Report:

  • 全年PUE:1.09-1.14,冬天1.09,夏天1.14,AI優化後更穩定。
  • 100%再生能源:全用芬蘭風力和水力,碳排幾乎零。
  • 冷卻能耗降低70%:海水系統基礎省70%,AI再減15%,冷卻占總電不到5%。
  • 黑科技——廢熱供暖:伺服器廢熱導入市政供暖網,每年暖1500戶家庭,省幾萬噸煤。

這些數據用Level 2量測分耗電來源,AI加持後用Level 3即時調整,確保精準。

技術深挖:冰雪與AI的細節

大家愛看細節,我們拆解哈米納的運作:

  • 海水系統
    • 幫浦用電每千瓦伺服器不到5瓦,管道埋地防凍,交換器每季清海藻。
    • AI控制幫浦轉速,比如夏天提速10%,冬天降20%,省電又夠冷。
  • 建築改造
    • 造紙廠改成資料中心,加隔熱層和氣流導板,AI調整導板角度,讓冷空氣直達伺服器。
  • 伺服器設計
    • Google自製低功耗伺服器,散熱片加大,適應海水和氮氣,AI監控熱點,溫度波動不到2°C。
  • 廢熱回收
    • 熱水管從資料中心接到市政網,AI保持水溫60-80°C,冬天加熱泵提效。
  • AI監控
    • 感測器每秒記錄上萬數據點,DeepMind跑預測模型,每5分鐘更新冷卻策略。
    • 比如,風速10公尺/秒時,AI開大冷空氣進口,省幫浦電20瓦/千瓦。

Google在影片和報告中展示過海水冷卻管道,並公開DeepMind的AI優化介面,證明這是真功夫。

PUE怎麼算?AI的貢獻

哈米納的PUE為什麼這麼低?我們用公開數據拆解:

  • 總耗電:假設10萬千瓦(業界估計),IT用9.5萬千瓦。
  • 冷卻耗電:海水系統2000-3000千瓦,AI優化後降到1500-2000千瓦。其他(燈光、UPS)2000千瓦。
  • 計算:總電10萬 ÷ IT 9.5萬 = 1.05-1.11。夏天1.14,冬天AI加持到1.09。
  • AI角色:從1.14降到1.11,省電約1000千瓦/10萬千瓦,效率提10%-15%。

這跟Google公布的1.09-1.14吻合,AI讓PUE更穩更低。

廢熱供暖:暖心黑科技

從2013年起,Google把廢熱送進哈米納供暖網:

  • 運作:熱水從資料中心流出,進市政管道,暖1500戶。
  • 效益:省幾萬噸煤,減碳幾千噸。
  • AI加持:DeepMind預測供暖需求,冬天提熱水溫度5°C,夏天降流量,省電又夠用。

當地居民愛這免費暖氣,Google說這是「循環經濟」的實例。

挑戰:冰雪不是萬能

哈米納有難題:

  • 地理限制:冷氣候和海水不隨處有,熱帶難抄。
  • 成本:改造和AI系統花幾億美元,小公司吃不消。
  • 維護:管道防凍、交換器清海藻,AI也得更新模型。

Google靠財力扛住,但這模式不普及。

啟示:冰雪與AI的未來

哈米納影響深遠:

  • 業界:微軟試液冷,臉書學北歐建廠。
  • 標準:ISO/IEC 30134-2或加AI和廢熱因子。
  • 社區:廢熱供暖成趨勢。

Google說,哈米納是起點,AI會推更多綠色設計。

結論:北極圈的熱力傳奇

哈米納用海水和AI,把PUE壓到1.09-1.14,還暖了1500戶。這是Google的冰雪智慧,跟ISO/IEC 30134-2契合。2025年3月3日,這傳奇還在發熱,科技讓冰天雪地變暖心!