[發(fā)明專利]水下自給式數(shù)據(jù)中心裝置及其數(shù)據(jù)交換傳輸方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910315710.6
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109944734A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐普;程澤華;陸一映;黃華皓
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;H05K7/20;H05K5/06;G06N3/08
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊;丘鴻超

本發(fā)明提出一種水下自給式數(shù)據(jù)中心裝置及其數(shù)據(jù)交換傳輸方法，其特征在于，裝置部分包括：水密筒體、設(shè)置在水密筒體內(nèi)部的數(shù)據(jù)中心、以及浮力擺發(fā)電裝置；所述浮力擺發(fā)電裝置通過連通管與水密筒體相連；所述數(shù)據(jù)中心與浮力擺發(fā)電裝置連接；所述水密筒體和浮力擺發(fā)電裝置的底部分別固定設(shè)置有錨固件。數(shù)據(jù)交換傳輸方法采用“環(huán)狀”交換模式和“梯度修剪”傳輸，數(shù)據(jù)點(diǎn)兩兩對接，單向傳輸，節(jié)省帶寬。本發(fā)明的數(shù)據(jù)中心裝置充分利用海水進(jìn)行發(fā)電自給和散熱冷卻，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能高效，同時數(shù)據(jù)交換傳輸方法能較好解決帶寬通信問題，顯著提升數(shù)據(jù)交換傳輸效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，尤其涉及一種水下自給式數(shù)據(jù)中心裝置及其數(shù)據(jù)交換傳輸方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)中心作為信息技術(shù)便要的基礎(chǔ)設(shè)施，高度集成了各種電子信息設(shè)備，是電能消耗大戶。目前數(shù)據(jù)中心主要安裝在陸地，所采用的散熱方式有：空氣冷卻和液體冷卻。這兩種傳統(tǒng)冷卻方式存在著能耗高、維護(hù)不便、易損壞、效率低、穩(wěn)定性弱等問題，甚至可能對電子集成回路產(chǎn)生影響，損壞服務(wù)器內(nèi)部硬件。

數(shù)據(jù)交換傳輸是大數(shù)據(jù)運(yùn)行的核心，目前傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換方式為“一對多”的模式。一個中心節(jié)點(diǎn)對接多個數(shù)據(jù)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)將要處理的數(shù)據(jù)分配給各個數(shù)據(jù)點(diǎn)，數(shù)據(jù)點(diǎn)處理后傳回中心節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)需要來回交換，占用帶寬，還會出現(xiàn)“多個等一個”的情況，處理效率不高。另外采用的傳統(tǒng)的寬帶傳輸方式，在百兆位通信滿載的情況下進(jìn)行傳輸運(yùn)算，耗能巨大，偶爾出現(xiàn)超載情況，數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，影響運(yùn)行。

同時，由于深度學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理和預(yù)測方面取得的巨大進(jìn)步。在超大數(shù)據(jù)集（大于1T）上訓(xùn)練更深更大的模型是得到更好模型的方法。因此，大規(guī)模的分布式訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型成為了不可避免的選擇。大量的梯度和參數(shù)同步延長了通信帶寬時間，導(dǎo)致了構(gòu)建分布式系統(tǒng)的需要極其高端的帶寬解決方案（如InfiniBand），這些解決方案往往成本高昂、投資巨大。為了提高訓(xùn)練速率，帶寬和計(jì)算資源利用率是在大規(guī)模分布式系統(tǒng)上訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型的主要挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了在海底設(shè)置數(shù)據(jù)中心的具體解決方案，并具體采用以下技術(shù)方案：

一種水下自給式數(shù)據(jù)中心裝置，其特征在于，包括：水密筒體、設(shè)置在水密筒體內(nèi)部的數(shù)據(jù)中心、以及設(shè)置在水密筒體外部的浮力擺發(fā)電裝置；所述浮力擺發(fā)電裝置通過連通管與水密筒體相連；所述數(shù)據(jù)中心與浮力擺發(fā)電裝置電氣連接；所述水密筒體和浮力擺發(fā)電裝置的底部分別固定設(shè)置有錨固件。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)中心，通過數(shù)據(jù)中心支架固定在水密筒體內(nèi)部；所述水密筒體內(nèi)部充滿氮?dú)狻?/p>

優(yōu)選地，在所述浮力擺發(fā)電裝置中：浮力擺驅(qū)動壓縮發(fā)電機(jī)的液壓缸的活塞；所述壓縮發(fā)電機(jī)的液壓缸連接單向閥；在所述壓縮發(fā)電機(jī)中，單向閥、油箱和液壓馬達(dá)構(gòu)成油路回路，所述油路回路中還設(shè)置有溢流閥和蓄能器；所述液壓馬達(dá)連接發(fā)電機(jī)。

優(yōu)選地，所述浮力擺發(fā)電裝置有多個，水密筒體有多組；每組水密筒體包括多個相互平行且通過連接鋼板固接的水密筒體，每兩個浮力擺對應(yīng)連接一組水密筒體。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)中心連接延伸至水密筒體外部的光纖。

優(yōu)選地，所述連通管的材質(zhì)與水密筒體的材質(zhì)相同。

優(yōu)選地，所述水密筒體和浮力擺發(fā)電裝置通過錨固件錨固于水底；所述光纖在水密筒體之外的部分埋設(shè)在地下。

以及根據(jù)以上優(yōu)選裝置的數(shù)據(jù)交換傳輸方法，其特征在于：多個所述數(shù)據(jù)中心通過光纖構(gòu)成環(huán)式連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換傳輸。

優(yōu)選地，采用梯度修剪的數(shù)據(jù)交換傳輸方法。

優(yōu)選地，所述梯度修剪的數(shù)據(jù)交換傳輸方法通過式（A）、式（B）和式（C）的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入：

式（A）

式（B）