面對數(shù)據(jù)中心高能耗,是“逃離”還是“自我革命”
在許多人看來,IT行業(yè)是一個嚴(yán)謹(jǐn)、縝密甚至有些死板的行業(yè),但這并不代表IT圈就沒有“腦洞大開”的創(chuàng)意,比如:把數(shù)據(jù)中心建在海底。
“腦洞大開”背后的功耗成本壓力
2013年,微軟啟動了名為“納提克”的海底數(shù)據(jù)中心研究計劃。2015年,在加利福尼亞海岸約30英尺深的海底,通過將服務(wù)器部署在一個重達38000磅,長10英尺,寬7英尺的集裝箱中,微軟啟動了長達105天的可行性驗證,最終證實“非常成功”。
現(xiàn)實中,不光是海底,在南極和北極都已出現(xiàn)IDC的身影,例如美國國家科學(xué)基金會的南極數(shù)據(jù)中心和Facebook位于北極圈以南100公里的瑞典呂勒奧鎮(zhèn)數(shù)據(jù)中心。從海底到極地,數(shù)據(jù)中心這么拼,到底為哪般?
其實這些看似“腦洞大開”的背后,是對數(shù)據(jù)中心高能耗導(dǎo)致運營成本激增的無奈。
數(shù)據(jù)中心能耗到底有多高?
目前的數(shù)據(jù)中心主要是以高密度,大型化為發(fā)展趨勢。2016年,超過100個機架以上的數(shù)據(jù)中心的占比將超過60%.以3000個機架的數(shù)據(jù)中心為例,以每個機架平均功率如果按照3kW計算,其總負(fù)荷就將達到9000kW,全年的耗電量將達到78840000kWh,電費支出超過7800萬元。加之配套設(shè)備,電費將接近1.5億。
那么數(shù)據(jù)中心的電都被誰“吃”了?數(shù)據(jù)中心能耗主要來源于IT 設(shè)備、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等。其中IT設(shè)備的能耗約占總功耗的約45%,空調(diào)制冷系統(tǒng)占40%,供電系統(tǒng)10%,照明系統(tǒng)5%左右。可以看到IT設(shè)備和制冷系統(tǒng)是用電的大戶,這也是為什么***互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心會嘗試進入極地,因為那里的溫度足夠低,可以通過外界的冷空氣或者冷水進行散熱,省去空調(diào)制冷的能耗,電力消耗將減少40%,對于擁有海量服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心而言,這是何等大的成本節(jié)省。
“留守”數(shù)據(jù)中心的自我革命
雖然將數(shù)據(jù)中心向極地遷移是節(jié)省能耗的有效措施,但是對于絕大多數(shù)的企業(yè)數(shù)據(jù)中心而言,這是不可能的。首先,遷移數(shù)據(jù)中心需要巨大的財力支撐,新建數(shù)據(jù)中心廠房、建設(shè)配套設(shè)施、雇傭運維人員等成本可能已經(jīng)遠(yuǎn)超數(shù)據(jù)中心本身的能耗成本。第二,新風(fēng)系統(tǒng)或者海水冷卻的設(shè)計和可靠性驗證也不是一朝一夕可以完成。因此目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心仍然“留守”在城市的郊區(qū)或者稍靠北方的地域。
那么這些“留守”下來的數(shù)據(jù)中心就無法降低功耗成本了么?從數(shù)據(jù)中心能耗的占比來看,45%的用電量是由IT設(shè)備產(chǎn)生的,雖然作為核心單元,無法將IT設(shè)備的功耗將為0,但是盡***可能將IT設(shè)備的能耗控制在可接受的范圍內(nèi),也是降低數(shù)據(jù)中心能耗成本的重要手段,這是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部發(fā)起的“自我革命”。
先來看下中國x86服務(wù)器的類型占比,我們姑且將單路、雙路的機架式和塔式服務(wù)器算作是計算存儲均衡型或偏存儲服務(wù)器,將刀片式和高密度服務(wù)器算作偏計算型服務(wù)器,那么根據(jù)IDC 2016Q3的數(shù)據(jù)顯示,2016Q1-Q3中國市場計算存儲均衡型或偏存儲型服務(wù)器的出貨量超過130萬臺,而偏計算型服務(wù)器僅為20萬臺。計算密集型服務(wù)器依靠高主頻、高密度來實現(xiàn)價值,我們從中降低的能耗較少,而占據(jù)市場86%的偏存儲型服務(wù)器則大有可為。
如何讓90%的數(shù)據(jù)降低存儲能耗
據(jù)HGST的研究表明,在數(shù)據(jù)中心里只有10%-15%的數(shù)據(jù)是被經(jīng)常訪問的,而其他全部是“冷數(shù)據(jù)”。對這些海量的“冷數(shù)據(jù)”,部分企業(yè)仍然采用2U機架式服務(wù)器進行存儲,但效果往往是“大馬拉小車”。一方面,2U最多支持12塊3.5寸硬盤,均攤到每TB的成本較高;另一方面,“冷數(shù)據(jù)”的低訪問率意味著其對CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、PCIe擴展等性能要求不高。如果將其和溫數(shù)據(jù),甚至是熱數(shù)據(jù)擠在一個“房間”,那么帶來的后果只能是機房投入、功耗及運維成本的居高不下,難以做到資源的***化配置。
因此,對互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)而言,尤其是隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨,如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分級存儲,為占據(jù)90%數(shù)據(jù)總量的“冷數(shù)據(jù)”找到最合適的“家”,是困擾企業(yè)已久的難題。而那些具有市場敏感性的服務(wù)器廠商,也適時推出了化解“冷存儲”困境的產(chǎn)品.
前金山云CTO楊鋼曾經(jīng)指出:“作為存儲服務(wù)提供商,我們的職責(zé)是把用戶的數(shù)據(jù)存好,并且在用戶想要使用的時候快速拿出來。但同時,我們也要盡可能地降低存儲成本。”可以說,用作“冷存儲”的服務(wù)器需要對性能、功耗、成本、安全等每一項指標(biāo)都做到精打細(xì)算,***實現(xiàn)各項指標(biāo)的平衡,因此其開發(fā)難度并不低,這也是為什么業(yè)界大多數(shù)4U36盤位機型定位在溫?zé)釘?shù)據(jù)存儲的原因。