六種使數(shù)據(jù)中心更高效的方法

直到最近，許多機(jī)構(gòu)都沒(méi)有斟酌他們的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施已不止1個(gè)10年了。只要有足夠的空間來(lái)容納新的服務(wù)器機(jī)架，現(xiàn)有的冷卻和電力能力和容量暫時(shí)還可以滿足新增加的需求。但是，隨著計(jì)算能力需求的不斷增加，現(xiàn)在這類狀態(tài)不會(huì)保持很久，由于在不久的將來(lái)，就會(huì)出現(xiàn)電力供應(yīng)得緊張。

據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司IDC(CIO.com出版商的1個(gè)姊妹公司)的調(diào)查結(jié)果，在數(shù)據(jù)中心經(jīng)理所關(guān)心的事情中，容納和運(yùn)行服務(wù)器所需要的計(jì)算機(jī)支持基礎(chǔ)設(shè)施是僅次于價(jià)格的第2大問(wèn)題。IDC公司的高性能計(jì)算研究部副總裁SteveConway說(shuō)，“在幾年前，這些問(wèn)題是排在第12位的，這意味著，在那時(shí)它們根本就是不被重視的問(wèn)題。”

　　這1狀態(tài)的改變，優(yōu)先反應(yīng)了技術(shù)的變化和處理能力需求的急劇增長(zhǎng)。虛擬化和多核處理器使我們能夠在1個(gè)很小的地方擺放更高密度的計(jì)算能力。所有類型企業(yè)與日俱增的核心業(yè)務(wù)處理，對(duì)電腦計(jì)算依賴的程度的提高，推動(dòng)企業(yè)把愈來(lái)愈多的計(jì)算機(jī)機(jī)架放到它們現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心。與此同時(shí)，Gartner預(yù)測(cè)表示，到2008年底，世界上1半的數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施將不能滿足最近幾年來(lái)的高密度的裝備對(duì)電力和冷卻的要求。

這些變化帶給像我自己這樣的(在1個(gè)高端科技超級(jí)計(jì)算機(jī)中心的管理者)主流數(shù)據(jù)中心的管理者，在今后的10年里要面對(duì)的1些問(wèn)題：如何正確選定基礎(chǔ)設(shè)施支持裝備，如何優(yōu)化冷卻為高密度服務(wù)器機(jī)架服務(wù)，如何平衡數(shù)據(jù)中心的效力與業(yè)務(wù)需求，和如何跟蹤所有的可能影響履行成敗的細(xì)節(jié)。

我工作的數(shù)據(jù)中心(設(shè)在美國(guó)陸兵工程師研究與發(fā)展中心(ERDC)的國(guó)防部超級(jí)計(jì)算機(jī)中心)，正處于1個(gè)為期兩年的、對(duì)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行完全完全地檢查進(jìn)程中。設(shè)計(jì)1個(gè)新的數(shù)據(jù)中心或改造1個(gè)舊的，是1個(gè)復(fù)雜的進(jìn)程，但以下的6個(gè)想法，可讓您在開始這項(xiàng)工作的早期，就保持1個(gè)正確的方向。這6個(gè)想法是根據(jù)在過(guò)去的10年里我們的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，并且是在陸兵工程師研究與發(fā)展中心正在進(jìn)行的基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化的進(jìn)程中遭到實(shí)地檢驗(yàn)的。

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1 決定您是不是真的需要自己的數(shù)據(jù)中心

　　愈來(lái)愈多的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施是1項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的，投資昂貴的進(jìn)程。在您決定下次升級(jí)前，1定要問(wèn)問(wèn)自己，“我是真的需要自己的數(shù)據(jù)中心嗎?”

　　1個(gè)最小的基礎(chǔ)設(shè)施將包括電源開關(guān)裝備和發(fā)機(jī)電。但是，幾近沒(méi)有1個(gè)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施僅僅就是這么多。還要增加容錯(cuò)功能，包括電池或飛輪的不中斷電源(UPS)、后備供水(以防萬(wàn)1您的市政供水中斷)、冗余組件、乃至多是多個(gè)獨(dú)立的商業(yè)供電的接入。然后，你必須保護(hù)自己免受火災(zāi)和自然災(zāi)害。1旦數(shù)據(jù)中心的建成，你需要雇人來(lái)監(jiān)測(cè)和保護(hù)它。

　　正如Amazon公司首席技術(shù)官(CTO)WernerVogels在最近的“下1代數(shù)據(jù)中心會(huì)議”中表示：除非你是在1個(gè)具有高效力的行業(yè)，運(yùn)行數(shù)據(jù)中心的本身就可以直接得到回報(bào)，否則，在他人的數(shù)據(jù)中心運(yùn)行您的利用程序可能會(huì)更好。

這個(gè)解決方案不見(jiàn)得對(duì)每一個(gè)人都是正確的，但是，當(dāng)公用事業(yè)費(fèi)用上升和緊縮基礎(chǔ)設(shè)施的需求不斷增長(zhǎng)時(shí)，它最少是值得斟酌的。

2 權(quán)衡綠色設(shè)計(jì)的本錢和效益

　　本錢和消費(fèi)的上升，使得對(duì)電力的關(guān)注推到數(shù)據(jù)中心計(jì)劃的前面。如變壓器，電線，冷卻系統(tǒng)和UPS，都存在著很大的的、固定的電力消耗，在電力到達(dá)第1臺(tái)服務(wù)器之前將有效功率切割掉1部份。

GreenGrid(綠色網(wǎng)格)，1個(gè)旨在提高數(shù)據(jù)中心能源效力的信息技術(shù)公司的協(xié)會(huì)，推薦通過(guò)去除冗余的組件來(lái)公道精簡(jiǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，僅僅安裝您需要的、使數(shù)據(jù)中心目前能夠滿足運(yùn)行的裝備。跟據(jù)該組織的《節(jié)能數(shù)據(jù)中心指南》，公道精簡(jiǎn)基礎(chǔ)設(shè)施可以節(jié)省多達(dá)百分之510的電費(fèi)。

　　但是，還有1個(gè)日漸衰老的能源故事，在數(shù)據(jù)中心的升級(jí)計(jì)劃剛剛嶄露頭角時(shí)，美國(guó)的公用事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施已開始顯示出衰老的跡象，由于，電力供應(yīng)似乎總是有問(wèn)題。

　　在Minneapolis的大橋坍塌和近10年內(nèi)最初幾年的大范圍停電，這些都是國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施迅速降落的征象。2003年8月14日，停電造成GreatLakes附近，大約5000萬(wàn)人沒(méi)有電力供應(yīng)，像這樣的事件預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi)，將變得更加普遍，除非采取重大措施來(lái)抑制需求，并增加老化電網(wǎng)的可靠性的能力。

　　根據(jù)最近的1份北美電力可靠性委員會(huì)(NorthAmericanElectricReliabilityCouncil)的關(guān)于長(zhǎng)時(shí)間電力可靠性的報(bào)告指出，在未來(lái)10年，對(duì)電力的需求預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)19%，但是，發(fā)電能力預(yù)計(jì)將僅能增長(zhǎng)6%。這意味著供電的余量正在降落，每一年激增的需求或區(qū)域性氣候事件，極可能比以往任什么時(shí)候候都更容易造玉成國(guó)各地的停電事故。

　　隨著在短時(shí)間內(nèi)，市政電力中斷的可能變得更加頻繁，數(shù)據(jù)中心管理人員應(yīng)當(dāng)積極地設(shè)計(jì)自己的基礎(chǔ)設(shè)施以保證電力的可靠性，包括冗余電源散布和發(fā)電系統(tǒng)，以避免在商業(yè)電力中斷時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

明顯，你需要將你的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)成盡量地高效力(乃至可以把基礎(chǔ)設(shè)施的高效力當(dāng)做設(shè)計(jì)要求)。但是，電力分配基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)能的程度將取決于機(jī)構(gòu)對(duì)延續(xù)可用性和增加能力的本錢評(píng)估。例如，在ERDC，我們的超級(jí)計(jì)算任務(wù)需要非常強(qiáng)大的電腦可用性。我們的電力分配基礎(chǔ)設(shè)施包括：有冗余的開關(guān)、電池和發(fā)機(jī)電。這些使我們能夠在進(jìn)行平常保護(hù)時(shí)，不用中斷運(yùn)行。在組件產(chǎn)生故障時(shí)，也能夠繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間地緊急運(yùn)行。這些冗余的裝備雖然增加了我們固定的電力消耗，但是也斟酌到我們的業(yè)務(wù)不能中斷的需求。

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3 通過(guò)設(shè)計(jì)到達(dá)“緊密結(jié)合冷卻”并提高靈活性

　　電腦在兩件事上是非常有效的：處理數(shù)字和將電力轉(zhuǎn)為熱量。進(jìn)入數(shù)據(jù)中心的電量，大約有百分之310在服務(wù)器內(nèi)轉(zhuǎn)變成熱量。

　　傳統(tǒng)的做法是，用設(shè)施之外的大型冷卻機(jī)組冷卻水，然后將冷卻水注入到在機(jī)房地板上的電腦室空調(diào)(CRAC)裝置。這類做法實(shí)質(zhì)上是使全部房間充滿冷空氣，但針對(duì)具體的熱源點(diǎn)，只提供了非常小的靈活性。

“緊密結(jié)合冷卻”的概念已流行于超級(jí)計(jì)算中心多年了，我們發(fā)現(xiàn)它是有效力的和有效率的。這個(gè)想法是把冷卻放在非常接近熱源的地方，目的是刪除熱源。這類做法可以有針對(duì)性地冷卻和控制熱源點(diǎn)，并能縮短空氣路徑，比將冷空氣移動(dòng)到全房間需要更少的風(fēng)扇電力。“緊密結(jié)合冷卻”可使機(jī)架密度到達(dá)通常情況的4倍。根據(jù)客戶提高機(jī)架密度的需求，所有主要服務(wù)器廠商現(xiàn)在都能提供合適“緊密結(jié)合冷卻”的配置。

　　有許多基于“緊密結(jié)合冷卻”解決方案的機(jī)架和芯片。例如，有將冷卻裝置安裝在1個(gè)機(jī)架內(nèi)，橫靠在服務(wù)器機(jī)架側(cè)面的設(shè)計(jì)，或?qū)⑵浞胖迷诿恳粋€(gè)機(jī)架的頂部的“自上而下”的冷卻辦法。也有的解決方案直接將冷卻水提供到機(jī)架的后門，或?qū)⒗鋮s器放置在機(jī)架的抽屜內(nèi)，與電腦抽屜交錯(cuò)安排。

　　以芯片為基礎(chǔ)的冷卻解決方案有兩個(gè)基本的情勢(shì)。最簡(jiǎn)單的是將冷卻水輸送到1個(gè)或多個(gè)位于服務(wù)器的熱源上方的冷卻器中。更加復(fù)雜的系統(tǒng)使用惰性液體，直接將其利用于服務(wù)器芯片的閉環(huán)系統(tǒng)。雖然這項(xiàng)技術(shù)最近才被通常的服務(wù)器采取，但超級(jí)計(jì)算機(jī)行業(yè)1直在使用這項(xiàng)技術(shù)，已幾10年了。2006年，ERDC的超級(jí)計(jì)算中心在它的1些Cray超級(jí)計(jì)算機(jī)上使用了芯片級(jí)的汽化熱交換冷卻系統(tǒng)。

　　所有這些方法都要求冷卻水的管道恰好到達(dá)計(jì)算機(jī)機(jī)架，你需要在設(shè)計(jì)你的數(shù)據(jù)中心的管道時(shí)，斟酌好這1點(diǎn)。如果將冷卻水移動(dòng)到數(shù)據(jù)中心的核心區(qū)域的這類想法使你的心跳停止、非常懼怕的話，這里有大量的、如何最大限度地減少風(fēng)險(xiǎn)的工程方面的知識(shí)可讓你放心。你需要采取措施包括：使水管在抬高的地板下面盡量的低位置，安裝檢漏儀，將電與水管管道隔離，并提供泄漏控制功能裝置，如重力排水管道及接漏水盤。

4 地板磚方面的斟酌也不容忽視

　　如果您沒(méi)有計(jì)劃或不能計(jì)劃“緊密結(jié)合冷卻”，這里依然有1些你可以采取的措施，來(lái)提高冷卻效力。

　　盡可能減少在機(jī)房抬高地板下的電纜和管道數(shù)量。這是空調(diào)裝置(CRAC)正在使用的空間，空調(diào)裝置把冷空氣推向您的計(jì)算機(jī)，并且，如果你能最大限度地減少冷空氣在活動(dòng)進(jìn)程中與電纜和管道相遇的中斷，那末，用于冷卻的能源效率將可以大大增加。盡可能減少地板下的障礙物，也能夠幫助消除數(shù)據(jù)中心的熱源點(diǎn)。

　　另外一個(gè)措施是：你可以是拜托流體動(dòng)力學(xué)研究機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行研究，或購(gòu)買您需要的軟件，自己履行該項(xiàng)研究。這類方法使用了1個(gè)計(jì)算機(jī)模型來(lái)摹擬圍繞數(shù)據(jù)中心的氣流，可以幫助您找出冷卻問(wèn)題的緣由和解決辦法，包括穿孔地板磚的最好鋪設(shè)位置。

幾年前，ERDC超級(jí)計(jì)算中心采取了這類方法，以確認(rèn)我們?nèi)〉昧死鋮s系統(tǒng)的最大能力。在數(shù)據(jù)中心，穿孔地板磚常常只是鋪設(shè)在服務(wù)器機(jī)架冷通道的前面。數(shù)據(jù)中心的綜合領(lǐng)導(dǎo)PaulaLindsey說(shuō)：“使人驚訝的是，最有效的穿孔地板磚的鋪設(shè)并不是總是在機(jī)器的前面。”在流體動(dòng)力學(xué)的研究表明，我們需要在1些地板磚上，增加穿孔直徑，在關(guān)鍵位置上，讓更多地線纜和管道通過(guò)。

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5 將支持裝備移到外面

　　正確選擇您的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施支持系統(tǒng)的位置將提高數(shù)據(jù)中心能源效力，并讓您在將來(lái)更容易擴(kuò)大范圍。其中，您可以采取的最重要措施之1是：盡量地將電源和冷卻裝備移到數(shù)據(jù)中心之外的地方。事實(shí)上，如果你有空間，1個(gè)好的辦法是，將這些裝備的大部份移到建筑物之外的地方。

　　下面是1個(gè)例子。對(duì)在ERDC的1個(gè)新的超級(jí)計(jì)算中心，我們需要1個(gè)短時(shí)間安裝以獲得2兆瓦的額外電源。我們發(fā)現(xiàn)，需要添加的UPS和發(fā)機(jī)電裝備，不合適安裝在放置其余電力基礎(chǔ)設(shè)施的這個(gè)建筑物內(nèi)。在10年前，我們的數(shù)據(jù)中心選址在1個(gè)峻峭的山坡和道路之間的區(qū)域。其解決方案(將裝備放置在室外由切割山坡構(gòu)成的平地區(qū)域)是非常昂貴的，并在日程已很緊急的情況下，這將增加時(shí)間延誤。

　　我們新的長(zhǎng)時(shí)間設(shè)計(jì)是，將這些組件的大部份放置在建筑物之外的1個(gè)模塊化新計(jì)劃出的公用設(shè)施區(qū)域。負(fù)責(zé)履行升級(jí)的工程師GregRottman說(shuō)：“當(dāng)我們需要擴(kuò)大范圍時(shí)，這類將裝備的移動(dòng)，消除建筑物圍墻對(duì)我們的限制，并在最少另外一個(gè)10年內(nèi)，應(yīng)當(dāng)能夠提供給我們靈活性，滿足我們擴(kuò)容升級(jí)的需要。”

將傳輸和外部裝備移到室外也有益于環(huán)保。在今年早些時(shí)候發(fā)表的1份報(bào)告中，GreenGrid(綠色網(wǎng)格)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入數(shù)據(jù)中心的電力在電力輸送的單元、UPS裝備和開關(guān)裝備中，高達(dá)百分之2105轉(zhuǎn)換成為熱量。將這些裝備的移到數(shù)據(jù)中心之外，如果可能的話，移到建筑物的外面，這會(huì)下降您的整體能源消耗，由于不再需要能量來(lái)消除移走由這些裝備所產(chǎn)生的熱量。

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6 電源管理的監(jiān)控

　　你知道您的數(shù)據(jù)中心使用了多少電力嗎?您的服務(wù)器用電量比供應(yīng)商所說(shuō)的用電量是多了，還是少了?明年裝備升級(jí)的耗電量與您的設(shè)施電容量是否是很接近?

　　1個(gè)用于電源和冷卻系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，必須是你對(duì)數(shù)據(jù)中心任何升級(jí)計(jì)劃的1部份。對(duì)能源使用積極的管理和監(jiān)控將幫助您計(jì)劃未來(lái)和評(píng)估您為提高數(shù)據(jù)中心的能源效力所采取措施的有效性。

　　對(duì)要說(shuō)服不直接收理數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的高級(jí)管理人員，讓其投資數(shù)據(jù)中心的升級(jí)，可以說(shuō)是1種挑戰(zhàn)。您可以1點(diǎn)1滴地，在可以負(fù)擔(dān)得起的情況下，逐漸建立數(shù)據(jù)中心的電源監(jiān)控系統(tǒng)。并視察節(jié)儉能源和提高效力的措施是不是有效和成心義。這將有助于您建立1個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)電源改進(jìn)評(píng)價(jià)體系，并更有效地計(jì)劃未來(lái)。

本文關(guān)鍵詞：秦安、Kinan 、 kvm切換器、 kvm 、 LCD KVM

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