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影史票房第一,探秘华为云助力《长津湖》渲染背后的技术底气

  据猫眼专业版票房统计,截至11月24日,《长津湖》上映56天,累计总票房已突破56.9亿,正式超越了《战狼2》首轮上映创造的56.85亿票房,成为中国影史票房第一,展现出了国产主旋律战争题材片的强劲市场竞争力。

  史诗大片的制作,离不开剧组团队的默默付出,更离不开无数后期制作团队及数字化技术的全力支援。由赞奇科技打造的云渲染公共服务平台“渲云”,就借助华为云的技术底座支持,为《长津湖》后期团队提供了澎湃渲染算力。

  “渲云”平台所需的华为云超强大渲染算力源泉,来自华为云全球最大的渲染基地——乌兰察布华为云数据中心。该数据中心将为影视、建筑、医疗等多个行业,提供“万核渲一图”的顶级渲染算力。

  “一部90分钟的3D电影,以前渲染时间需要6个月,现在只需要2周”。这就是乌兰察布华为云数据中心,为影视行业的制作流程和周期带来的根本性变革。

  众所周知,长津湖战役发生在抗美援朝第二次战役的东线战场,志愿军第九兵团克服自然条件的困难,将美军赶下大海,也为西线战场的决定性胜利提供了强有力的支援。

  在云计算的战场上,同样是全局一盘棋,东西两线协同作战。不同的是,经过70年的砥砺前行,现在我们可以在强大的工业基础之上发展信息化,将那些对人类生存不利的自然条件,转化为助推云计算升腾的有利条件,节能降碳,一举多得。

  从南到北,从西到东,在不到四个月的时间里,E企研究院探访了华为云正在迅速崛起的两大区域(Region)。

  从南到北对应华为云“南贵北乌”的区域大布局,从西到东指的是乌兰察布区域内的数据中心分布。

  “南贵”中的贵安华为云数据中心占地面积和规划规模都是最大的,开服时间也略早于代表“北乌”的乌兰察布区域。后者的魅力在于数据中心的位置、形态多样性和技术丰富性,也能帮助我们更好的了解和使用华为云。

  超前布局,跳跃扩展

  单从华为云数据中心落地的时间上看,乌兰察布其实更早。

  2016年,华为乌兰察布云数据中心一期正式投入使用,总投资16亿元,共有1500多个机柜,2万台服务器,现已处于满负荷运行状态。

  2018年夏天,E企研究院主办的首届“数字中国万里行”从天津出发,经廊坊、北京一路来到乌兰察布。当时,作为华为云主中心的廊坊数据中心,已经颇具规模;而在乌兰察布,除了华为云数据中心(一期),还看不到其他数据中心的影子。

  华为乌兰察布云数据中心二期全景,照片中轴线上稍远处就是位于西北方向的一期

  短短几年间,在云业务快速发展的驱动下,华为又在乌兰察布投资了50亿人民币建设数据中心,即华为乌兰察布云数据中心二期、三期、四期工程,规划共26000个机柜,加上一期,总规模接近3万柜。全部建设完成后,总的服务器数量将达到50万台,成为华为在华北地区规模最大的云数据中心。

  与其他很多数据中心园区——包括贵安华为云数据中心和华为云廊坊数据中心——不同的是,华为乌兰察布云数据中心的二期、三期、四期工程并不在同一个园区。具体说来,二期位于一期斜对面,三期位于一期东侧15公里,四期位于一期南侧20公里,二三四期为同城异地灾备关系,构成满足云计算可用性要求的3 AZ(Available Zone,可用区)布局,AZ间网络时延小于1毫秒(ms)。

  华为乌兰察布云数据中心三期已建成3座大平层机房楼

  作为华为云在国内开服的最新区域,乌兰察布大区有两大特色:

  服务最全:北京是华为云在国内产品和服务最全的区域,而乌兰察布一区域提供的云服务种类“同样丰富”;

  完整如一:乌兰察布区域所在地势相对平坦,土地供应充足,使华为云仅靠自建数据中心,就能在一个行政区划内提供3个可用区。

  张弛有道,按需建设

  在较大规模的数据中心园区中,分期建设是常态,而且经常可以从机房楼的建筑形态上看出孰先孰后。

  一个数据中心园区从无到有,最初建设的一批机房楼,需要尽快交付,以满足业务落地的急迫需求。在土地供应足够宽裕的情况下,很多园区会先建大平层——肯定比往上多盖几层更快,从土地平整到交付验收,通常不会超过一年。待园区中有了足够的机柜储备,后续建设的机房楼可以是多层甚至高层,速度固然要慢一些,但可以满足容积率、降低单位成本等要求。

  华为数据中心从2020年起全面转向高效紧凑的锂电池,上面照片中最左侧是2020年建设中的乌兰察布第三座FusionDC预制模块化数据中心,所以和西面的钢结构机房楼一样,UPS都采用锂电池

  华为乌兰察布云数据中心二期也存在类似的情况,机房楼的形态不止一种。区别在于,后建的机房楼“虽然更高一点,但却“只有”3层,而先建设的三栋机房楼,层数反而更多——达到5层。

  这种五层建筑是华为FusionDC预制模块化数据中心,正如名字所显示的,“是一种先进的模块化、预制化数据中心基础设施解决方案,集成了预制箱体、供配电、温控、全自动消防系统以及智能管理系统,是一种可以替代传统楼宇的创新性数据中心建设方式。”

  2019年夏天的“数字中国万里行”,在华为云东莞松山湖数据中心,E企研究院初步领略了FusionDC预制模块化数据中心的魅力。从去年到今年,FusionDC预制模块化数据中心又在华北一带的廊坊和乌兰察布落地开花。

  FusionDC预制模块化数据中心采用工厂预制箱体模块、现场“乐高积木”式组合堆叠的方式建设,模块及设备生产、工厂预测试、包装运输等环节与站点准备、地基挖掘、浇筑/找平等工序可以并行推进,在6个月之内就能交付一座1000+机柜的机房楼,比传统大平层的建设速度更快,占地面积也要小一些。

  当然,轻钢大平层结构在建设的速度和成本之间达成了较好的平衡,华为乌兰察布云数据中心三期就已经建成3座钢结构大平层机房楼,可以理解为二期后建的三层钢结构机房楼的“并行”建设版本,所以建设速度也介于二期的这两种机房楼之间。

  直接蒸发,节能降碳

  华为乌兰察布云数据中心所在的集宁区和察右前旗,日均最低温度-2~1℃,最高温度11~14℃,雨雪天气少,非常适合采用间接蒸发冷却技术,通过非接触式的空-空换热,充分利用室外自然冷源为机房降温,节能又省水。

  间接蒸发冷却机组俗称AHU(Air Handling Unit,空气处理单元),是在工厂预制的模块化设备,每个机组都是一套完整的制冷系统,又符合分布式的理念,最简单的部署方式就是安装在大平层机房楼的两侧。

  三层及以上的建筑采用间接蒸发冷却技术,AHU需要多层安装,必须妥善处理AHU冷却机房内空气后排出的热气流,避免被上层的AHU吸入,形成所谓的“气流短路”。华为乌兰察布云数据中心的二、三、四期全部采用华为FusionCol间接蒸发冷却机组——包括二期的三层钢结构和五层FusionDC,分别安装了三层和四层。

  三层钢结构相当于三座大平层的纵向堆叠,建设速度会慢一些,还要组织好AHU的排气通道。五层的FusionDC预制模块化数据中心则与很多多层的数据中心一样,在一层部署供配电系统(电力模块和电池模块),上面的四层留给机房,每层有14个AHU模块。

  华为FusionPower电力模块:工程预制化,一箱一系统,供电效率高

  FusionCol间接蒸发冷却机组充分利用乌兰察布地区的室外自然冷源,尽量延长自然冷却时间,减少压缩机开启的时间(一年不到30天),实现机房的节能。乌兰察布FDC区域的年均PUE可低至1.15,与风电、光伏等可再生能源占比较高的优势相结合,属于典型的低碳数据中心。

  存算分离,液冷助力

  乌兰察布区域地处“首都一小时”经济圈,到北京的直线距离刚刚超过300公里,可以充分利用自身体量大、成本低的特点,为华北大区的云渲染、大数据、温冷存储等业务提供海量绿色资源。

  在大的布局上,北京周边与乌兰察布符合“东数西算”的条件,可以把京津冀地区的数据传送到乌兰察布区域存储和计算。目前,华为云乌兰察布区域已为赞奇科技、蓝海彤翔、墨境天合等影视制作行业的伙伴提供了超过30万核的云渲染算力,前面提到的《长津湖》无疑是其中的得意之作。

  大数据方面,乌兰察布MRS大数据集群通过支持华为终端云OneData业务构建起产品能力,集群节点可达20000+,具有分布式多租户、扩展和分布式批处理平台调度管理能力。

  机房内采用地板下送风,上方是为机柜供电的智能小母排:模块化设计,即插即用;便于扩容,可直接增加配电模块

  华为云FusionInsight MRS云原生数据湖采用存算分离架构,计算和存储各自按需扩缩,计算资源需求可降低20%,资源利用率提升40%,综合成本下降达30%。

  存算分离的架构下,计算和存储的硬件可以分别优化,对数据中心也提出了新的要求。华为乌兰察布云数据中心的风冷机柜功率达8kW(千瓦),适合计算存储均衡型服务器,冷存储机柜的话还有富余。但是,如果都用来装计算型服务器,在CPU功耗不断上涨、GPU应用越来越多的今天,这个功率就有点偏常规了……

  华为乌兰察布云数据中心的选择是,率先批量部署FusionPOD液冷服务器,构建华为全球最大液冷集群。20kW的液冷机柜,通过冷板带走CPU等元件发出的大部分热量,剩下的二三成热量由AHU送来的冷风带走。如前所述,AHU已经是华为乌兰察布云数据中心二、三期的标配,为液冷配套的冷却塔则按需部署。

  根据机房楼形态的不同,冷却塔所在的位置分为三种情况:

  二期的三层钢结构机房楼,把冷却塔安装在楼顶,与常见采用冷水机组的多层机房楼相类似;

  FusionDC预制模块化数据中心,把冷却塔安装在楼边的专用平台上,与采用冷水机组的华为云东莞松山湖数据中心相一致;

  三期的大平层机房楼,把冷却塔与AHU并列放置,“混搭”布局直观呈现。

  严格说来,在二期的园区内,还有几个相对独立的小型液冷机房,由安装在集装箱基础上的供配电、机柜和制冷箱体各一组成,名为FusionCell,从预留的位置来看,可以扩展到十几个。

  华为乌兰察布云数据中心二期园区内景,出现在第二个FusionCell上方的就是第三座FusionDC楼前的冷却塔,更远处是三层钢结构机房楼

  乌兰察布一区域提供的云产品和服务种类确实丰富,而从我们考察华为乌兰察布云数据中心的见闻来看,二、三期所应用的数据中心先进技术和理念,也相当不少,随处都可体现云计算与数据中心的相互成就。希望随着乌兰察布区域的发展壮大,我们可以陆续把华为云数据中心的其他“黑科技”介绍给大家。

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