超验骇客中的数据中心和相关的电力问题

关于电影中的数据中心

数据中心是一个专门存放服务器、路由器、交换机等网络设备，并给这些设备的运转提供稳定可靠的环境的场所，稳定的环境指的是可靠的电力、合适的温湿度等。如今的企业运营每天都会产生大量的数据，这些数据构成了企业的历史，也是企业的血液，作为数据中心，有完整保存并备份这些数据的义务。根据容量不同，数据中心可以分为服务器机房（每栋大楼都有）、中小型（一些金融机构和企业的分支机构使用）、大型（金融机构总部、政务部门、超算中心等）、超大型（一般是托管，即托管方提供场地、设备和服务，租给企业使用，可以是园区式也可以是独栋，通信和IT行业使用最多，因为数据量相对最大，例如移动和联通就是中国目前最大的托管数据中心客户）。

要了解数据中心就要先了解数据。大家平常见得多的是MB,GB，他们之间的关系是：

1ZB=1024EB

1EB=1024PB

1PB=1024TB

1TB=1024GB

1GB=1024MB

1MB=1024Byte

目前全球一年可产生的数据量为2ZB左右，可以目测下这么大量的数据连起来可以绕地球多少圈了哇~

电影中提到这个数据中心可以接入全球网络并实施控制，同时还要处理大量的分析运算、识别检测等，这会带来数据指数级的爆发增长，一般的服务器和数据中心是根本无法承受的，所以，作者对此表示十分怀疑，也很好奇到那个时候是否会有更尖端的技术运用于数据处理。

为什么建在地下？

一个数据中心运转的关键就是电力和制冷。

虽然数据中心属于精密应用，但等级不同，对于物理环境和内部配置的要求千差万别，选址、承重、走线、配电甚至水管，“风火水电”样样都要考虑。一个高可靠、大数据的Data Center每天会产生大量的数据和热量，这些数据来自机房内网络设备的数据跑动时带来的读写、交换、存储和分析，而热量则来自设备运转时产生的机械能。如果无法良好地散热，很容易出现热点而使服务器宕机，而建在地下时由于少了阳光直射地下层的低温就形成了一道天然制冷外墙，节能又高效。所以历史上数据中心的建设都偏向于选址在北方或远离市中心、可以起到天然降温的作用。同时，数据中心内对于温湿度杂质的控制非常严格，电影中沙尘滚滚的小镇和周围的红土高地看起来非常像是米国的犹他州，空气干燥、沙尘量高，属于非常恶劣的建设环境。如果直接在地面开建，不仅要占用光伏空间、增加制冷投入，还需要建立更高级的空气净化系统，增加大量不必要的成本。

为什么要建一个大规模的光伏电站？

-首先在法律上，美国的地一旦买下就是私有的，从地下到天上你都可以用，不像在中国受到诸多限制而无法顺利进行大规模建设。（某法律专业童鞋友情提供）

-其次，建一个大规模的地下数据中心和实验室需要极度高可靠、高质量的电力保障，试想一下，DEPP大叔正在给病人医眼睛，突然断电了，那个机器就停在眼球里了（好恶心。。。），如果没有大型UPS作为紧急备用电源的话，所有的数据都会丢失，DEPP大叔也别想再回到人间了。而光伏的电力供给不仅清洁高效，还可实现实时监控电力质量、灵活调节，同时，在用电单位附近建设光伏，减少了配电损耗，节省输入成本。

-调峰性能较好，有利于配电系统平衡。

-安全性、可靠性高。由于光伏的系统相对独立，如果片中的光伏是与集中供电并网的话，两个系统相对独立，光伏可以作为很好的支撑，避免发生大规模停电事故。

虽然光伏是个好东西，但也有其弊端。分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，按照电影里出现的场景大小计算，10平方km左右的光伏系统可以提供约1MW的电量。但数据中心的耗电不可小视，Google在Dallas的全球最大数据中心，30英亩的建设空间每年耗电量达到103MW。有兴趣的朋友可以估算下如何设置供电模型才能给这个耗电怪兽有效供电。

这种自给自足的发电方式，在欧洲国家的应用较为普遍，许多家庭都有自建的小型光伏系统。并且在光伏发展初期给予了相当强的补贴，在可再生能源的发展上，欧盟一直走在世界前列，但最近由于经济不景气的原因，高额的政府补贴给一些国家造成了相当大的资金压力，于是德国率先取消了补贴政策，欧盟也即将逐步取消对可再生能源的补贴。这也将会影响到一些中国投资者和光伏企业在欧洲的业务发展。因为国内光伏产业产能过剩非常严重，2011年时，国产的光伏组件有90%都是销往国外，而在欧洲，中国企业的投资额度也是相当大的。

电影看完后，一方面觉得人工智能是否真能取代人性是个有趣的话题，另一方面也有几个很扯的要点觉得有必要拿出来讨论讨论，也许编剧有考虑到，但导演没拍出来就有点忽悠观众的嫌疑了：

1.大型分布式光伏电站的建设是肯定会受到国家监管的，比如最牛叉的德国，2012年前规定只要项目大于100kw都要纳入监控，2012年后把100KW以下的也加进来了，并且在各项技术上实行了强制性检测认证，例如基础的断路器、逆变器、中低压配电开关等，如果不符合要求将限期整改甚至停网。不过电影中这个秘密基地一样的巨型实验场所似乎开展得也太顺利了，没有政府监管，只有一小撮FBI在跟进，对其开展的人体试验改进也没有来自舆论的压力，有点超现实。。。。我也只能理解为时长限制，略去了这一系列现实问题。。。。

2.联通全球网络，全球断电。

现在全球最高级的数据中心也只能处理特定行业、特定地区的数据，在可预见的将来，没有任何一个实体数据中心可以处理全球的数据，通过一个接口接入全球网络并实施控制，甚至全球断电，这些能力所需的服务器密度和数量将超乎想象，科幻电影可以这样拍，但实施起来很有难度。

举个栗子，在IDC去年的一份报告中显示，2020年全球数据量将达到40ZB，而2013年这一数字为2ZB左右，过去几年，全球数据的存储量以58%的速度在递增，未来还会更快，而存储容量增长仅40%。根据这一测算，在2017年时，全球数据总量就会超过存储容量。虽然可以利用虚拟化技术将数据存储在云端，但对于数据运算和分析的能力也是巨大的考研。所以，仅用一个数据中心去cover所有这些数据几乎是不可能的。唯一的可能是，PINN接入的只是政府数据，这个量会小很多，但这样的话，也就无法实现全球断电的功能了。不过也许这正是未来几十年可以实现的改变吧，毕竟电影的设定据说是在2045年。

最后，我一直在片中肉眼搜索希望能看到我司在数据中心或配电领域的产物，不过可惜除了几个中文大字广告一个都没看到，好奇为什么没有想到在一些影视作品中投放赞助，毕竟，美国五角大楼、Google数据中心这些拥有顶尖设计的作品都是我们的产物，在《纸牌屋》、《超验骇客》、《黑镜子》这类的作品中进行相关投放，应该是有很好的效果的。

后：感谢某小伙伴留言指出问题，原文已修正。~~~