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沈卫东:第四代数据中心关键基础设施建设

来源:机房360 作者:Mary编辑 更新时间:2013-6-2 23:32:05

摘要:数据中心市场在未来几年将维持高速增长,随着数据中心产品的科技进步,设计理念的日益翻新,模块化、绿色化和自动化是未来的发展趋势,2013数据中心基础设施年会上国家高性能计算机研究中心、数据中心技术研究所所长沈卫东先生为我们解读第四代数据中心关键基础设施建设。

  第四代数据中心的提法我们已经提了很长时间好几年了,简单回顾一下大型计算机的时代,台式计算机、塔式计算机,这样的数据中心是第二代,机架化的计算机,IT设备是第三代,机架化以后对基础设施提出了很多新的要求,这个推动力来自于哪?来自于互联网,当初互联网有泡沫,但是它确实推动了计算机行业的发展,进而推动了为计算机提供环境的基础设施这个行业的发展。所以我把第三代归纳成叫互联网时代的数据中心。我们现在大多数的数据中心建设就是采用互联网时代的数据中心的设计规范和标准、理念,虽然我们大多数的数据中心从数量上讲并不是IDC,但是我们仍然借用了互联网泡沫带来的数据中心技术的革命的成果,共享了这个成果;所以会看到未来下一代计算机的发展会是哪个方向?计算机应用发展是哪个方向?我们现在看到了云计算,所以云计算时代的到来必然对IT设备、设施服务器、储存带来技术的革命,从而对相应的基础设施,也就是数据中心的建设带来新的革命。所以从2010年代开始我们实际上进入了一个新的时代,这个新时代有一些新需求,它是技术发展的动力。
  
  云计算的业务——这种模式要求按需供给,用户是按需获取,廉价的服务。所以这要求整个数据中心包括基础设施、包括IT设施这两层来讲,云计算业务的驱动动力来自于需要设备成本的降低和运营成本的降低,设备成本就是服务器成本以及基础设施成本。服务器成本的降低需要有一些服务器的架构的革命,曙光正在进行这方面的研究。供电系统的成本,UPS配件系统以及制冷系统的成本,设备的成本如何降低?运营成本主要是PUE,如何去满足运营成本、降低及设备成本降低呢?从技术来讲,是技术的虚拟化,所以大家讲服务器的虚拟化,实际上机房设施也需要虚拟化。什么叫虚拟化?虚拟化是设备的池化,打破设备个体间的物理界限,组成整体的资源时,统一调配资源。其次是按需恒指供给,根据IT设备的需求、供电的需求、制冷需求,根据需求提供最大能力,从零到100%区间里面的任意的供给并且应该保证同样的供给质量。这是基础设施在云计算时代未来需要做的事情。
  
  我这边主要在基础设施的制冷系统做了研究,供电系统我研究的比较少,总的来讲供电系统的虚拟化应该说比制冷系统更近了一步,比如说池化,但是是否能够同质按需供给这还是一个问题,比方说UPS给出的电压以及UPS自身消耗的功率也就是效率是否能保持一致?这可能是目前存在的问题。制冷系统也有池化的方法,设备的局部、全部的池化也是无法做到按需供给,空调设备目前很难做到,根据每个服务器的需求提供冷量这是做不到的。下面说说池化。
  
  传统的地板送风方法是一种池化,这种冷池热池也是一种池化,池化是对制冷的设备进行资源的共享,也是一种池化。技术难点在哪呢?在无法做到按需送冷或者按需配冷。有配电的配冷,按需配冷难以做到,第一很难制造冷量传送的通道,供电系统很容易做一个通道,线缆电缆就是通道,但是空调系统很难做到;第二我们无法确定需求。按需供冷,需是多少?不知道,因为空调的能量表现形式是风,而风的指标既要温度又要风量、流量,所以我真的不知道包括曙光自己也不知道自己的服务器在运行的某一瞬间需要的风量是多少,自己都不知道。所以需求难以确定,无法做到按需供给。再有控制策略的问题,对于冷量来讲,风量和温度是两个参数,要供给合适的两个参数怎么控制,控制策略比较难?UPS相对容易有一个参数就是稳定输出端的电压,电压有效值就可以了比较容易。所以这是空调系统虚拟化的技术障碍,如何解决有些思路,比方说设置封闭的风道这也是一个局部上部分的解决输送能量环节的措施;图中右边是曙光提出的一种模式,第一是池,第二还要在合适的位置加装类似这样的风道,专用的和一体的风道有这样的方式这是一个思路,或者是像HT早年5年前提出来的按需送风这么一种模式,它的特点是调节出风口,出风口受温度本机柜的温度控制参数,而空调机监测地板下面的压力从而就知道多少风,也就知道该开启多大的水、这是一种控制机。
  
  水冷门也是一种办法,国家有好多厂商在做水冷门,它的特点是没有动力,动力就靠服务器,风的动力靠服务器这样就很容易做到了,供给和需求风量上侧重疲惫这是一个办法;但是真正长久的一劳永逸的办法是什么呢?是一体化,这是我提出来的说法双层融合?双层指的是数据中心的基础设施层UPS空调上的以及它上面的IT设施层两层的融合。可能有一天出现空调、UPS三个放一体的东西具体叫什么还不知道?这样的话就可以改虚拟化变成从各自的虚拟化变成一同虚拟化,这个虚拟化做起来很容易,因为结合到某一个服务器单元来讲,我跟它在一起的供电单元和制冷单元很容易知道旁边的主板所需要的供电容量以及冷所需要的冷量。它自己很清楚,这样就很容易做到按需供给,实际上曙光已经有类似这样的服务器在开始做了,大家看到的这是一个机柜,但实际上它是一台服务器,所以它不叫机架式的服务器叫整机柜服务器,这是一台服务器,里面有诺干主板,有40个主板,供电和制冷都在这个机柜里面,这就是所谓的整机柜解决方法,这是我们目前看到的一个方向。双层融合当我们看到这个机柜的时候不知道归纳成这是一台基础设施产品呢?还是台IT设施产品,实际上它们是融合在一起的这是整体方案的思路。

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