綠色“考問”數(shù)據(jù)中心
2018-06-11 來源：
數(shù)據(jù)中心需要的是能源利用效率更高、更有利于環(huán)保的IT產(chǎn)品，要將數(shù)據(jù)中心構(gòu)建成一個綠色的“生態(tài)系統(tǒng)”。
周末閑逛北京南鑼鼓巷，除了各具特色的一家家咖啡館，另外一幅場景也吸引了記者。工人們正在緊張地為胡同大雜院里各戶安裝電表，據(jù)了解這是北京老城區(qū)“煤改電”工程的一部分�！懊焊碾姟睂τ诶习傩斩詭淼氖欠奖�，對于整個城市而言則是減少了有害氣體和溫室氣體的排放。
對于IT和信息產(chǎn)業(yè)來講，技術(shù)發(fā)展的價值取向已經(jīng)發(fā)生重大改變。無論是處理芯片技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、存儲技術(shù)，還是軟件架構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用，整個業(yè)界已經(jīng)開始把溫室氣體排放、能耗和環(huán)境問題放在了重要位置加以考慮。
《計算機世界》報社于2007年7月發(fā)起了“中國綠色IT行動倡議書”，希望以此推動IT產(chǎn)品和整個信息產(chǎn)業(yè)接受綠色環(huán)保的概念，從而身體力行地推動綠色環(huán)保。
作為綠色IT倡議行動的重要組成部分，2007年10月18日，由《計算機世界》報社、《服務(wù)器世界》雜志和《網(wǎng)絡(luò)存儲》雜志共同舉辦的“2007綠色數(shù)據(jù)中心大會”在北京召開。致力于數(shù)據(jù)中心建設(shè)的眾多IT領(lǐng)袖和技術(shù)精英參加了本次大會，圍繞數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能趨勢以及相關(guān)的技術(shù)與解決方案進行了熱烈探討。
數(shù)據(jù)中心能耗驚人
根據(jù)Power and Cooling Survey 2006調(diào)查顯示，美國數(shù)據(jù)中心每年的電力成本約33億美元，而到2010年，這些數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器數(shù)量還會以每年增加50%的速度擴容。另據(jù)Gartner預(yù)計，50%現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的電力和冷卻能力將難以滿足高密度設(shè)備的需求。
目前，數(shù)據(jù)中心的能耗已經(jīng)達到了驚人的程度。不但數(shù)據(jù)中心可用的冷卻和電源容量已經(jīng)接近極限，而且數(shù)據(jù)中心的物理空間也發(fā)展到了極限。同時，它所造成的巨大成本也讓企業(yè)的經(jīng)濟與社會責(zé)任壓力日益加劇。
IBM亞太數(shù)據(jù)中心及智能化集成服務(wù)總經(jīng)理袁東坡表示，能耗的增加給數(shù)據(jù)中心帶來了三大直接問題: 一是機房過熱，二是電力供應(yīng)不足，三是計算機中心的空間不夠。
長期工作在數(shù)據(jù)中心的中國工商銀行數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)部副總經(jīng)理黃文宇對此更是深有感觸: “隨著工商銀行業(yè)務(wù)的不斷擴展，數(shù)據(jù)中心的容量也在迅速增加。以前，北京的數(shù)據(jù)中心容量是10TB，現(xiàn)在是400TB。我們發(fā)現(xiàn)，以前寬敞的機房現(xiàn)在很擁擠; 以前比較充足的空調(diào)現(xiàn)在也不太夠用了; 以前進入機房要穿外套，現(xiàn)在穿著短袖衣服進去都會感覺熱。”
能耗造成的巨大成本壓力，不但讓各個數(shù)據(jù)中心的管理者們有些力不從心，而且IT設(shè)施的成本與IT設(shè)施的復(fù)雜性也令數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)主管感到焦頭爛額。
戴爾(中國)有限公司服務(wù)器產(chǎn)品經(jīng)理李毅表示，根據(jù)戴爾公司進行的一項調(diào)查顯示，對于數(shù)據(jù)中心而言，IT基礎(chǔ)設(shè)施維護越少，企業(yè)創(chuàng)新的機會就越多。但是，非常令人遺憾的是，目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心由于受到系統(tǒng)復(fù)雜性的制約，以及數(shù)據(jù)量的不斷增加，必須將大約70%的IT預(yù)算用于維護現(xiàn)有設(shè)施，而只將30%的IT預(yù)算用于創(chuàng)新或推動企業(yè)新計劃。
數(shù)據(jù)中心“綠”在何處
既然數(shù)據(jù)中心對于“綠色”的需求如此迫切，那么數(shù)據(jù)中心到底該如何“變綠”呢?
有學(xué)者表示，數(shù)據(jù)中心要實現(xiàn)“綠色”，必須有多方面的考慮。數(shù)據(jù)中心的機械、照明、電氣和計算機系統(tǒng)要有最大化能源效率和最小化環(huán)境影響。
李毅認(rèn)為，為了迎接數(shù)據(jù)中心能源危機帶來的巨大挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)中心需要的是能源利用效率更高、更有利于環(huán)境的IT產(chǎn)品，要將數(shù)據(jù)中心構(gòu)建成一個綠色的“生態(tài)系統(tǒng)”。
如何使數(shù)據(jù)中心成為一個綠色的“生態(tài)系統(tǒng)”?袁東坡認(rèn)為，至少要經(jīng)過五個步驟:“首先，用戶本身應(yīng)該對自己的數(shù)據(jù)中心進行‘健康’診斷，詳細(xì)了解現(xiàn)有的設(shè)施情況，摸清數(shù)據(jù)中心耗能的實際水平; 第二階段是建設(shè)，也就是規(guī)劃、建設(shè)或更新一個更高能效的數(shù)據(jù)中心; 第三階段我們稱之為虛擬化，不是利用硬件，而是利用軟件進行虛擬化，它可以節(jié)省大量能耗; 第四階段是管理，目前有很多種管理辦法或者管理軟件，可以幫助用戶對數(shù)據(jù)中心電能的消耗進行管理; 最后一個步驟就是數(shù)據(jù)中心制冷，采取比傳統(tǒng)的空調(diào)制冷更加有效的措施。IBM就有一個在數(shù)據(jù)中心內(nèi)外采用水冷制冷的解決方案，它能夠在數(shù)據(jù)中心的制冷環(huán)節(jié)實現(xiàn)非常高效率的節(jié)能�！�
袁東坡介紹，依照上述五個步驟，IBM目前正在美國科羅拉多州建設(shè)新一代的綠色數(shù)據(jù)中心，這個數(shù)據(jù)中心是在現(xiàn)有機房的基礎(chǔ)上進行了加倍擴充，面積達到3萬平方米，每平方米的耗電量達到1000瓦。但是，由于采用了虛擬化技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電以及先進的水冷制冷技術(shù)，使這個數(shù)據(jù)中心的能耗與以往相比節(jié)約了50%左右。
對于綠色數(shù)據(jù)中心的理解，希捷科技中國區(qū)總經(jīng)理楊建初認(rèn)為，關(guān)鍵在于“平衡”。“服務(wù)器和數(shù)據(jù)設(shè)備占據(jù)了整個數(shù)據(jù)中心的大部分耗電量，如果它們能夠不斷地降低能耗，那么對于構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心非常重要。但是，天下沒有免費的午餐，必須很好地評估和平衡耗電與性能的雙重要求，才可能實現(xiàn)真正意義上的綠色�！睏罱ǔ跽f。
虛擬化是關(guān)鍵
在問及什么是綠色數(shù)據(jù)中心的核心問題時，多位數(shù)據(jù)中心的管理人員都表示，數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗相關(guān)的技術(shù)和方案其實是多元化的，其中非常重要的一點就是虛擬化。
IBM系統(tǒng)與科技事業(yè)部系統(tǒng)架構(gòu)師梁建球表示，虛擬化可以為數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗帶來明顯效果，因為虛擬化可以提高IT設(shè)備的使用率，尤其是服務(wù)器和存儲設(shè)備。對于最終用戶來講，虛擬的資源跟原先真實的資源是一樣的，同樣的界面、同樣的功能，只是屬性變化了，變得更容易變化和擴展。
具體而言，虛擬化技術(shù)如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗?梁建球認(rèn)為，虛擬化技術(shù)的做法就是合并服務(wù)器，它可以把在大量的、低端的、使用率比較低的服務(wù)器上運行的應(yīng)用程序，合并到少量的高端服務(wù)器上，從而提高服務(wù)器的使用率，能耗自然也就降低下來了。
梁建球打了一個生動的比喻，“如果將我們每個人看做是一個虛擬化的服務(wù)器，就相當(dāng)于每個人上班開自己的私家車。這么多人上班，所要消耗的路面資源和能源都相當(dāng)高，這是非常不環(huán)保的。那么，怎樣節(jié)省對能源的占用呢?最有效的辦法就是大家乘坐地鐵、公交車等公共交通設(shè)施上班。這樣就可通過搭載少量的、容量大的交通工具，實現(xiàn)每個人的上班目的。還有一些更加極端的情況，上下班高峰期間，乘客像罐頭一樣被塞進公共交通車輛內(nèi)，盡一切可能提高每一個車廂的使用率，整體節(jié)能降耗的效果就會更加明顯。最終也還是實現(xiàn)了讓大多數(shù)人準(zhǔn)時上班，這和數(shù)據(jù)中心對于應(yīng)用需要的響應(yīng)時間很類似�！�
梁建球還表示，虛擬化技術(shù)使得數(shù)據(jù)中心智能用電控制管理成為可能。數(shù)據(jù)中心的虛擬機器可以從一個物理機器移到另外一個物理機器上面，用戶只要通過硬件和軟件的配合，硬件上支持虛擬化，包括支持不同的用電模式，再利用軟件進行部署，實現(xiàn)工作量遷移自動化部署，最終達到對用電的智能化管理。只有對用電情況了如指掌，數(shù)據(jù)中心才可能找到節(jié)能降耗的突破點，否則將很難找到“省電”的機會。
梁建球介紹，美國匹斯堡大學(xué)的醫(yī)療中心通過虛擬技術(shù)將1000臺低端服務(wù)器上的應(yīng)用集中到20臺IBM System x服務(wù)器上運行，不但提高了整個數(shù)據(jù)中心的容量，同時也大幅降低了用電量。
日立數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司亞太區(qū)存儲軟件解決方案總監(jiān)郭智仁表示，服務(wù)器的虛擬化、網(wǎng)絡(luò)的虛擬化、存儲的虛擬化都將在綠色數(shù)據(jù)中心工程中扮演重要的角色。未來，通過虛擬化可以把數(shù)據(jù)跟存儲以及運算隔開。對用戶而言，不必知道自己的數(shù)據(jù)存放在什么地方、存放在哪一個磁盤。用戶可以越來越快地掌握內(nèi)容的變化、保護和管理，并能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)存儲動態(tài)的配置，達到負(fù)載均衡。
存儲也要綠色
數(shù)據(jù)中心一方面要應(yīng)付各種應(yīng)用的計算，另一方面還擔(dān)負(fù)著存儲、管理和傳播數(shù)據(jù)的重任。所以，從存儲入手也是降低能耗的重要途徑之一。
Copan Systems公司亞太區(qū)副總裁Martin Darling認(rèn)為，“判斷一個數(shù)據(jù)中心綠色與否的兩個要素分別是: 能源效率，就是每度電到底能夠形成多大的存儲容量、能夠支持多大的存儲容量; 二是需要多大的空間，要實現(xiàn)這樣一個存儲容量，你的空間是否合理�！�
楊建初則表示，雖然分析機構(gòu)StorageIO Group的數(shù)據(jù)顯示，存儲設(shè)備目前占用整個數(shù)據(jù)中心硬件部分37%～40%的能源消耗，但是能耗和系統(tǒng)性能又是密不可分的。性能越高所消耗的能源也就越多，降低能耗不等于降低性能標(biāo)準(zhǔn)。對于存儲而言，用戶必須有所取舍，或者說，必須找到一個降低能耗的“平衡”方法。
楊健初認(rèn)為，尋找這一平衡方法需要考慮四方面的內(nèi)容: 首先，數(shù)據(jù)中心管理者要清楚整個系統(tǒng)因為能耗帶來的具體發(fā)熱量和所需要的冷卻能力，這樣才可能更好地構(gòu)建數(shù)據(jù)中心; 第二，要考慮可用性，整個數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)必須是可靠的，不能“三天打魚、兩天曬網(wǎng)”; 第三是成本，隨著IT數(shù)據(jù)爆炸式的增長，大家點點鼠標(biāo)就可以獲得大量的信息和數(shù)據(jù)，其代價就是在后端的服務(wù)器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心必須提供非常強大的、海量的數(shù)據(jù)內(nèi)容; 第四是社會責(zé)任，電能的消耗會帶來二氧化碳的排放，所以節(jié)省電源對于減少二氧化碳的排放有著重要意義，這也就對企業(yè)的社會責(zé)任和更低的總體擁有成本(TCO)提出了挑戰(zhàn)。
基于以上四方面的考慮，楊健初表示，希捷在數(shù)據(jù)存儲節(jié)能降耗方面也有相應(yīng)的不同層面的考慮�！霸谟脖P驅(qū)動器的組件層面，通過對馬達、電子零件和控制電路進行優(yōu)化設(shè)計，降低硬盤所需的功耗; 在硬盤層面，我們會更多考慮如何實現(xiàn)更小的體積、如何有助于空氣對流，以便在單位體積內(nèi)達到最大的容量，而且不增加冷卻的壓力; 在系統(tǒng)層面，主要考慮如何提高電能使用的有效性和整個數(shù)據(jù)中心的效率�！�
采訪手記：“綠色”的標(biāo)準(zhǔn)缺位
來自業(yè)界的專家，帶來了各種實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心的手段與方案，讓人聽得“熱血沸騰”，感覺“綠色”已經(jīng)浮現(xiàn)在眼前。但是回到現(xiàn)實，“綠色”距離我們似乎總是一步之遙。
“要實現(xiàn)綠色，既容易也不容易，‘花多少錢辦多少事’，關(guān)鍵還是在投資�！币晃粩�(shù)據(jù)中心的管理者如是說。
北京氣象局為奧運會服務(wù)的數(shù)據(jù)中心曾經(jīng)想采用水冷制冷系統(tǒng)，但是由于安裝、維護的成本問題，不得不仍舊采用傳統(tǒng)的空調(diào)制冷方式。在面對長期“綠色”還是短期經(jīng)濟效益的兩難選擇時，有很多數(shù)據(jù)中心的管理者們大都選擇了后者。一位CIO曾經(jīng)告訴記者，他們在搭建數(shù)據(jù)中心時，已經(jīng)考慮到能耗的問題，但是由于業(yè)務(wù)與領(lǐng)導(dǎo)的要求，不得不暫時隱瞞了能耗問題，而是在事后想辦法解決每年的高額電費。
造成上述這樣尷尬局面的重要原因是，目前沒有針對數(shù)據(jù)中心性能、功耗比的強制性標(biāo)準(zhǔn)，“綠色”完全是靠數(shù)據(jù)中心管理者們的“良心”，更多是對數(shù)據(jù)中心社會責(zé)任的考量。但是管理者們也是人，面對各種成本、政績的壓力，“良心”難免要有所偏離。這和許多地方的環(huán)境問題如出一轍，每個人都在強調(diào)為現(xiàn)在的行為負(fù)責(zé)，關(guān)系子孫后代的環(huán)保問題自然就不會優(yōu)先考慮。
既然業(yè)界這么多有識之士已經(jīng)認(rèn)識到“綠色”數(shù)據(jù)中心的重要性，那就不要再像呼吁綠色GDP一樣，多年以來一直是“雷聲大、雨點小”，綠色數(shù)據(jù)中心需要一場電閃雷鳴的急風(fēng)驟雨。
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