工業(yè)光魔公司(縮寫為ILM，《星球大戰(zhàn)》、《變形金剛2》等大片的三維動畫制作公司)正在用IBM最熱門的新款BladeCenters刀片來更換其就有的服務(wù)器刀片。而ILM每替換一個(gè)裝滿了新刀片的新機(jī)柜，就能將數(shù)據(jù)中心的整體用電量砍去140千瓦時(shí) (kW)，全部替換完畢后，可以讓整體用電量下降84%，這一結(jié)果非常令人驚訝。

　　然而新機(jī)柜的功率密度卻要比先前高出不少：每個(gè)機(jī)柜耗電28kW，而前一代機(jī)柜的功率密度則為24kW。而且每耗一瓦電就會產(chǎn)生相應(yīng)的熱量，還必須再想辦法將這些熱量從每個(gè)機(jī)柜——也就是從數(shù)據(jù)中心排走。

　　新機(jī)柜裝有84塊服務(wù)器刀片，每塊刀片有2個(gè)雙核處理器和32GB的RAM。新機(jī)柜的功能十分強(qiáng)大，足以替換掉7個(gè)裝有前一代 BladeCenter刀片服務(wù)器的舊機(jī)柜，也為ILM節(jié)省下了大量圖像處理數(shù)據(jù)中心內(nèi)的空間。

　　為了給每個(gè)新的42U機(jī)柜提供冷氣，空調(diào)系統(tǒng)就必須能夠排出更多的熱量，每個(gè)機(jī)柜所產(chǎn)生的熱量比9戶人家冬天將壁爐燒到最暖和時(shí)的熱量還要多。

　　這段時(shí)期以來，不少新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)中心都可支持每平方英尺100到200瓦的平均功率密度，而典型機(jī)柜的功率密度約為4kW，惠普公司副總裁兼關(guān)鍵設(shè)施服務(wù)(Critical Facilities Services)部總經(jīng)理Peter Gross說，如果數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)成每平方英尺200瓦的功率密度，則每平方英尺可以支持的平均機(jī)柜密度約為5kW。如果對空氣流動再進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì)優(yōu)化，那么一套室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)便可支持功率密度最多為25kW的機(jī)柜。

　　ILM每個(gè)機(jī)柜28kW的功率密度已經(jīng)到了今天計(jì)算機(jī)室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)冷卻能力的上限，IBM負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心效率的首席工程師Roger Schmidt說。“你們正在接近30kW的極限密度。如果要想再進(jìn)一步擴(kuò)容的話，就得另想辦法了。”

　　擴(kuò)容可持續(xù)嗎?

　　這個(gè)問題實(shí)際上是再問，下一步會發(fā)生什么?“未來，當(dāng)瓦數(shù)增加到如此之高，數(shù)據(jù)中心的機(jī)柜里再也容納不下新的服務(wù)器時(shí)，電力供應(yīng)和冷卻系統(tǒng)該如何應(yīng)對呢?我們正在全力解決這一問題，”Schmidt說。超過30kW的高密度計(jì)算就只能依靠水冷系統(tǒng)了。但是也有專家認(rèn)為，對于很多組織來說，數(shù)據(jù)中心經(jīng)濟(jì)學(xué)指出，將服務(wù)器分散出去而不是集中在密度更高的機(jī)柜里，或許才是更經(jīng)濟(jì)合理的。

　　ILM的信息技術(shù)總監(jiān)Kevin Clark很喜歡新的IBM BladeCenter所帶來的處理能力和能源效率，這也符合業(yè)界趨勢——以更低的價(jià)位獲得更多的功能。根據(jù)IDC的統(tǒng)計(jì)，服務(wù)器的平均價(jià)格從2004年以來已下降了18%，每核的成本已下降了70%，為715美元。

　　不過Clark也不清楚，是否有可能將計(jì)算密度再翻一倍。“如果按照我們現(xiàn)在的基礎(chǔ)架構(gòu)再增加一倍的計(jì)算密度，那么從冷卻系統(tǒng)的角度看，要管理這樣的密度就會非常困難，”他說。

　　而他并非唯一一位對此表示擔(dān)憂的人。40多年來，計(jì)算機(jī)行業(yè)的商業(yè)模式都是建立在摩爾定律之上的，即認(rèn)為每隔兩年計(jì)算密度就會翻番。而如今，已經(jīng)有不少的工程師和數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)師們開始對這一定律的可行性提出質(zhì)疑了——他們認(rèn)為摩爾定律已經(jīng)到了一個(gè)極限閥值。

　　這個(gè)閥值不僅是指芯片廠商能否克服在更小的體積內(nèi)容納更多晶體管所帶來的技術(shù)上的挑戰(zhàn)，而且是指在現(xiàn)代的數(shù)據(jù)中心內(nèi)運(yùn)維大量極限高密度的服務(wù)器機(jī)柜是否經(jīng)濟(jì)的問題。

　　最新的一些設(shè)備把更多的計(jì)算能力和功率塞進(jìn)了更小的空間內(nèi)，但是能夠支持每平方英尺更高密度計(jì)算空間的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)——包括冷卻系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、 UPS和發(fā)電機(jī)——也會成比例地增加。

　　數(shù)據(jù)中心經(jīng)理們對這一問題的關(guān)注度正在增加。IDC在2009年對1000家數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了調(diào)查，有21%的數(shù)據(jù)中心將電力和冷卻列為數(shù)據(jù)中心的頭號挑戰(zhàn)。近一半(43%)的數(shù)據(jù)中心報(bào)告說運(yùn)營成本增加了，有1/3的數(shù)據(jù)中心稱，他們曾經(jīng)有過因電力和冷卻系統(tǒng)出了問題而直接導(dǎo)致服務(wù)器宕機(jī)的情況。

　　Christian Belady是微軟全球基礎(chǔ)服務(wù)集團(tuán)的首席基礎(chǔ)架構(gòu)師，他負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和運(yùn)營微軟最近在華盛頓州昆西市建設(shè)的數(shù)據(jù)中心。他指出，每平方英尺的成本太高。在昆西數(shù)據(jù)中心，基礎(chǔ)架構(gòu)的成本占到了項(xiàng)目總成本的82%。

　　“我們已經(jīng)越過了密度越高越好這樣一個(gè)極限點(diǎn)，”Belady說。“當(dāng)你將計(jì)算密度提高一倍時(shí)，你也必須把室內(nèi)的空間擴(kuò)大一倍。”

　　當(dāng)每平方英尺的計(jì)算密度增加時(shí)，總體電力成本一般不會出現(xiàn)太大變化，Gross說。但是由于功率密度也在增加，所以支持每平方英尺高密度計(jì)算所需的機(jī)電設(shè)備空間也會出現(xiàn)增長。

　　IBM的Schmidt說，每瓦成本，而不是每個(gè)平方英尺的成本，才是新的數(shù)據(jù)中心最主要的建設(shè)開支。

　　“用不了多久，你就會撞上這面功率墻，到時(shí)候你根本無法在這面陡峭的斜坡上再向上攀升(擴(kuò)容)了。這里就是TCO的底線，”他說。正是功率成本首次讓大型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)項(xiàng)目支出突破了10億美元大關(guān)。“公司的C層領(lǐng)導(dǎo)一聽到這樣的費(fèi)用數(shù)字肯定會嚇得要死，因?yàn)槌杀咎�高了�?rdquo;Schmidt說。

　　Gartner分析師Rakesh Kumar認(rèn)為，無論從能源使用還是成本角度看，不斷上漲的功率密度都是不可持續(xù)的。不過幸運(yùn)的是，大多數(shù)企業(yè)在看到每機(jī)柜的平均功率負(fù)載達(dá)到ILM這樣的水平之前，還有相當(dāng)長的一段路可以走。例如在Gartner的企業(yè)客戶中，約有40%的客戶剛剛超出每機(jī)柜8到10kW的水平，還有一些客戶已經(jīng)到了每機(jī)柜12到15kW的水平。不過這些數(shù)字還在不斷增長中。

　　有些企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，還有像Terremark公司這樣的管理服務(wù)提供商，正在測算電力的使用情況，可以計(jì)算出多少電力可以給多大的數(shù)據(jù)中心空間提供能源。“我們正在為大型企業(yè)客戶提供一種電力使用模式，”Terremark的高級工程設(shè)計(jì)副總裁Ben Stewart說。“你只要告訴我們你有多少電力，我們就會告訴你，能為你擴(kuò)充多大的空間。”

　　購買千瓦時(shí)

　　然而，指望客戶們不僅知道他們需要托管多少設(shè)備，而且知道每個(gè)設(shè)備機(jī)柜需要多少功率，這可行嗎?

　　“對于某些客戶來說，這是很可行的，”Stewart說。事實(shí)上，Terremark就正在朝著響應(yīng)客戶需求的這個(gè)方向發(fā)展。“有很多客戶到我們這兒來，都是帶著最大千瓦時(shí)訂單來的，然后讓我們?yōu)樗麄兲峁┳畲蟮臄U(kuò)容空間，”他說。假如客戶不知道每個(gè)機(jī)柜所需的功率是多少，那么Terremark就會按照給每個(gè)機(jī)柜供電的電力線條數(shù)向其銷售電力。

　　IBM的Schmidt認(rèn)為，功率密度的不斷增長是可能的，不過數(shù)據(jù)中心冷卻這些機(jī)柜的方法也需要加以改變。

以ILM在2005年完成的數(shù)據(jù)中心為例，當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)可支持每平方英尺200瓦的平均功率負(fù)載。這樣的設(shè)計(jì)從總體來看，無論供電能力和冷卻能力都是很充足的，但它卻并不是冷卻高密度機(jī)柜的有效方法。

　　ILM采用了一種熱通道/冷通道設(shè)計(jì)，工程人員成功地調(diào)整了冷通道中帶孔散熱瓦的數(shù)量和擺放位置，優(yōu)化了BladeCenter刀片密封機(jī)柜周圍的氣流。但是為了避免出現(xiàn)熱點(diǎn)，室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)就要把13500平方英尺的空間降溫到奇冷的65華氏度(約18攝氏度)。

　　Clark知道這樣的做法效率不高，因?yàn)榻裉斓腎T設(shè)備都是設(shè)計(jì)成可在81華氏度(約27攝氏度)下運(yùn)轉(zhuǎn)的，所以他得采用一種叫做冷通道控制的技術(shù)。

　　其他數(shù)據(jù)中心也在經(jīng)歷著這樣的控制——地板上的高密度機(jī)柜的柜門會從前后兩端封堵住冷熱通道。熱通道的圍欄也可以沿著每行機(jī)柜的頂部安放，以防止冷熱空氣在天花板附近混合。在其他情形下，冷空氣可以直接從機(jī)柜下部導(dǎo)入，向上推送到頂部，然后進(jìn)入天花板上面的回氣空間，形成一個(gè)封閉的環(huán)路系統(tǒng)，不與室內(nèi)的空氣相混合。

　　“熱/冷通道的方法是傳統(tǒng)方法，但卻并不是最佳方法，”埃森哲數(shù)據(jù)中心技術(shù)與運(yùn)營經(jīng)理Rocky Bonecutter說。“現(xiàn)在的趨勢就是采用冷通道控制技術(shù)。”

　　惠普的Gross估計(jì)，采用了此種技術(shù)的數(shù)據(jù)中心便可在裝有空調(diào)系統(tǒng)的房間內(nèi)支持每機(jī)柜約25kW的功率密度。“這需要仔細(xì)地隔離冷熱空氣，消除兩種空氣的混合現(xiàn)象，優(yōu)化空氣流動。這些技術(shù)正在成為常規(guī)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，”他說。

　　雖說按照現(xiàn)代化的標(biāo)準(zhǔn)重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心有助于減少供電和冷卻問題，但是最新的刀片服務(wù)器已經(jīng)超出了每機(jī)柜25kW的上限。IT業(yè)花了5年時(shí)間不斷地增加機(jī)柜密度、清出地板空間、優(yōu)化空氣流動。如今，這些技術(shù)已經(jīng)成熟，可以獲取能源效率的累累果實(shí)了。但是如果密度仍繼續(xù)增加的話，那么冷通道控制就將是氣冷系統(tǒng)的最后一根救命稻草了。
 

標(biāo)簽： idc 標(biāo)準(zhǔn) 服務(wù)器 企業(yè) 問題 信息技術(shù) 行業(yè)

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