人工智能

数据中心:能耗大户需软硬兼施

作者:李佳师来源:中国电子报,电子信息产业网发布时间:2012-03-16 15:47我要评论
  在中国,2007年一年的IT用电量是三峡电站一年的发电量,现在这个数字还在不断增长。在美国,2011年数据中心能源消耗占到了美国电网总量的2%%。有数据显示,目前整个人类文明所获得全部数据当中,有90%%是过去两年内产生的,而到2020年,全世界所产生的数据规模将达到今天的44倍。这样剧增的数据量,必将需要增加更多的数据中心。麦肯锡研究数据显示,现在从数据中心中排放的二氧化碳量是过去的2倍,已经超越了2020年航空业的碳排放量。为此美国提出要关闭1100座数据中心,以降低能源消耗。我们如何推动数据中心的节能减排,如何构建更绿色的数据中心,当下有哪些更绿色的解决方案?



选址宜在寒冷地方

将数据中心建立在天气寒冷的地方,利用自然的天气来进行制冷。



在推进数据中心绿色化的进程中,各种公司都在围绕数据中心全生命周期、全产业链进行多维度的探索。



包括Google和微软在内的一些公司,寻求更绿色、更生态环保的能源来给数据中心进行供电。目前,谷歌和微软以及苹果公司已经开始透过建立全新的太阳能供电系统来解决数据中心的能耗问题。此外,苹果公司还称将采用沼气来为其数据中心进行供电。



有观点认为,数据中心的供电系统中,只有少部分是用在IT设备上,而制冷费用占到总供电很大一部分,所以这些公司透过降低数据中心的制冷能耗来获得更好的节能效果,在制冷环节采取了更多的措施,包括将数据中心建立在天气寒冷的地方,利用自然的天气来进行制冷。目前,微软在都柏林建立了其在美国以外最大的数据存储中心,微软称这个中心将利用爱尔兰的寒气来冷却设备。而雅虎公司则宣布,要在美国纽约州的布法罗新建一个数据中心,以完全使用外部的空气来冷却服务器。雅虎公司称,新数据中心将是最环保的一个,其碳排放量到2014年将降低40%%。



深圳宝德计算机系统有限公司存储事业部总经理彭树红接受《中国电子报》记者采访时透露,宝德也将在哈尔滨建立自己的数据中心,一方面哈尔滨是中国比较寒冷的地区,可以利用自然天气来冷却,另一方面,宝德的这个数据中心希望能够与当地经济发展贴得更紧密,这个数据中心的重点将是“教育云”。



服务器是能耗大户

IT的能耗占据了整个数据中心的50%%,其中40%%能耗被服务器所消耗。



就在无数公司使出浑身解数来采用更自然能源供电和降低能耗之际,更多的IT服务器和存储等系统设备供应商则认为,数据中心真正的“耗能大户”是服务器和存储设备,所以要下更大的工夫来推进服务器与存储、网络等系统设备本身的节能降耗。



从第三方调查数据来看,IT的能耗占据了整个数据中心的50%%,其中40%%能耗被服务器所消耗,存储设备和网络通信设备能耗各占5%%左右;空调系统能耗在数据中心总能耗中占40%%左右;配电系统能耗约占10%%左右。



应该说,服务器的能耗占据了整个数据中心能耗的很大一部分,如果能够进一步提升服务器的效率、降低服务器的能耗,就能够给数据中心带来更好的节能效果。



甲骨文(中国)软件系统有限公司资深产品技术经理肖淑男接受《中国电子报》记者采访时表示,推进数据中心的模块化、人性化以及云计算化将能够获得更绿色的效果。在他看来,现在不同的公司在不同的维度推动绿色,而其实数据中心绿色创新的核心是应该将计算、存储、网络三个环节进行最佳的对接,“把合适的数据放到最合适的地方去计算、去存储”,就能获得更好的效率,将应用、软件平台与硬件进行更紧密的集成整合,就能够获得极致的效率,实现节能减排。基于这样的思路,甲骨文公司最近两年推出了一系列集成设计的产品及解决方案,包括Oracle Exadata数据库云服务器、Oracle Exalogic中间件云服务器、Oracle大数据机、Oracle数据库机、Exalytics商务智能云服务器、SPARC SuperCluster以及ZFS存储设备和Pillar Axiom存储系统等。这些集成的设计方案带来“极致的性能提升”。



最近,英特尔公司发布了最新的至强E5处理器,英特尔公司称和上一代的产品相比,E5提升的性能高达80%%,功耗比提升了50%%。用英特尔架构事业部副总裁及数据中心基础架构事业部总经理Boyd Davis的话说,E5的设计准则是为计算、存储、网络带来无与伦比的平衡性能,计算、存储、网络会比以往任何时候融合得更紧密。E5处理器能够让数据中心真正进入到绿色时代。



不可重硬轻软

虚拟化技术需进一步推向网络交换、存储以及应用软件各个层面。



“目前,虚拟化技术被证明是最能提升数据中心效率的重要技术之一。过去推动数据中心的绿色节能是要在服务器中采用虚拟化技术,现在已经将虚拟化技术进一步推向网络交换、存储以及应用软件各个层面,从原来基于硬件层面的虚拟化推动到应用软件的虚拟化。”彭树红对《中国电子报》记者坦言。



肖淑男认为,用户最关心的是应用。用户希望从数据中心获得数据释放的业务价值,所以,需要针对应用来对CPU、操作系统、存储等各个层面进行优化。



IBM系统与科技部存储产品全球销售副总裁Sebastian Krause认为,整合是IT产业发展的趋势。整合不仅是指服务器、存储、网络等硬件的整合,更重要的是实现硬件与软件设备甚至是应用的整合。只有依靠软件,才能有效地实施存储管理,才能实现存储系统的优化。从IBM存储系统所具备的功能来看,无论是虚拟化、精简配置功能还是智能分层、重复数据删除、实时压缩功能等,都是以软件和算法为核心的。



应该说针对数据中心进行优化,减少系统复杂性,创造更好的性能都离不开软件,当我们推动绿色数据中心技术创新,需要更进一步重视软件的重要意义。



专家观点



宝德公司存储事业部总经理彭树红

“硬件虚拟化和优化所产生的效果远远没有对应用进行优化所带来的效果明显。”



现在越来越多的传统数据中心正在迈向新一代数据中心,新一代数据中心要求规模化、集约化,强调安全性的同时对智能化和自动化的需求也越来越突出。在这个演进的过程中,绿色节能一直是要革新的重点。



过去推动数据中心的绿色节能是要在服务器中采用虚拟化技术,现在已经将虚拟化技术进一步推向网络交换、存储以及应用软件各个层面。从原来基于硬件层面的虚拟化推动到应用软件的虚拟化上。



在推动绿色数据中心的建设上,我们可以从宏观和微观两个维度来考量。在宏观上,我们进行数据中心的机房建设一方面要考虑选址、温度、湿度等因素;同时对数据中心的服务器、存储等设备的部署也要有综合的系统设计;再者对机房的散热要有更好的解决方案;还要对系统的维护管理、升级、更新、扩容等都有充分的考量。在微观方面,可以透过采用更节能的CPU、更优化的供电技术、更高的硬盘效率等技术来获得更好的节能降耗的效果。



应该说,业界对绿色数据中心的建设有一个普遍的误区,就是重硬件轻软件。其实对于数据中心来说,硬件虚拟化和优化所产生的效果远远没有对应用进行优化所带来的效果明显。未来数据中心的优化应该不仅仅是针对CPU、内存,还应深入细化到应用,包括不同的应用对资源的消耗、不同应用对硬盘转速的配置等。



从对硬件的优化和对软件的优化所进行的研发投入来看,后者并不比前者少。它要求细化到操作系统、应用层,某种意义上比硬件的难度更大。但从长远的效果看,软件优化带来的效果更理想。



甲骨文(中国)软件系统有限公司资深产品技术经理肖淑男

“把最合适的计算放在最合适的位置去执行,把正确的数据放到正确的位置去存储,让所有的IT设备少做事,就能够减少资源的浪费。”



甲骨文在收购SUN公司之前,对绿色数据中心的推动更多在软件层面。收购SUN公司之后就能够对绿色数据中心有全方位的解决方案。2005年,SUN公司就提出数据中心应该是很经济的,也是很生态的。



如何降低服务器能耗和存储的能耗是我们推动绿色数据中心技术的出发点,因为数据中心的能耗主要在服务器上,尤其是在终端服务器上,所以针对终端服务器的能耗是SUN研发的重要出发点。在2005年以前SUN就从芯片层面开始研发吞吐量计算,推出COOL线程的CPU。我们称之为COOL有两个原因,一是性能确实很“酷”,二是耗电量非常少。经过7年的发展,SUN所有的芯片全部朝这个方向走。在存储上采用闪存技术和慢速硬盘技术,能耗小而且存储量更大,同时对性能有很好的保障。到今天这些技术与甲骨文的软件进行最优化集成技术整合,实现了用最小的电量驱动最高性能。



为什么甲骨文要做集成系统,就是要用少的能耗获得更高的性能。今天的IT系统中,计算、存储、网络三个环节的衔接都大有潜力可挖,如果把三者衔接、优化到最好,把最合适的计算放在最合适的位置去执行,把正确的数据放到正确的位置去存储,让所有的IT设备少做事,就能够减少资源的浪费。IT性能大幅提升,能耗才能减少,集成系统做的就是这样的事情。就像在北京,减少拥堵的最好办法是什么?应该是减少车辆才有可能减少拥堵,大家就近上班、少出门、在家工作、远程工作,车和人都不用出门或者是小范围的活动。集成系统也是这样的道理。基于这样的理念,甲骨文推出了一系列的集成系统。



责任编辑:电子信息产业网
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