未來數(shù)據(jù)中心占地更少性能更強

對于數(shù)據(jù)中心(DC)來說，在實現(xiàn)整體體積降低60%的同時，將計算能力提高300%的目標已經(jīng)不成問題了。早在一年前，高德納(Gartner)分析公司就已經(jīng)作出過這樣的預測。因此，現(xiàn)在的關鍵問題就變成了需要進行什么樣的改進才能達到這樣的目標？本文所給出的方案不僅僅是通過對單顆螺栓進行減重處理來實現(xiàn)，而是在能源節(jié)約和熱量控制等方面作出大量調(diào)整來實現(xiàn)的。

因此，這項工作將會涉及到很多方面的大幅度調(diào)整;將基于機架的內(nèi)置冷卻系統(tǒng)添加到所有新數(shù)據(jù)中心和進行改造的舊數(shù)據(jù)中心里就屬于很典型的例子。而對于安裝和維護工程師來說，在擴建數(shù)據(jù)中心的時間采用模塊化的新方法也可以幫助減少從暖通空調(diào)到分區(qū)等方面所占據(jù)的使用空間。

不過，來自虛擬化軟件的改進將成為所有領域中最大的部分。它可以讓物理處理器和存儲設備的利用率得以顯著提升。畢竟，軟件并不受到物理定律的限制(或者說，遠遠低于硬件設備)。在當前情況下，系統(tǒng)管理程序和數(shù)據(jù)中心管理軟件對于計算操作的負面影響也許會高達10%左右。

這種負面影響不僅會減低對計算資源的使用效率，更會影響到閑置階段的資源利用情況。舉例來說，現(xiàn)在如果我們利用當前最流行的幾種管理程序來在云中建立一臺虛擬機的話，就需要耗費掉10分鐘到1小時的時間。而在此期間，硬件設備早已經(jīng)被預留了出來，但卻基本上是處于閑置狀態(tài)。正如比爾·蓋茨和史蒂夫·喬布斯希望PC可以實現(xiàn)即時啟動能力一樣，如果能讓管理程序程序在幾秒內(nèi)就建立起新虛擬機的話，就可以向效率提升300%的目標更近一步了。同樣，虛擬數(shù)據(jù)中心的業(yè)務流程層必須將更多計算負載分配給處理器數(shù)量日益增加的具備越來越強大功能的云連接設備上，這樣不僅可以減輕服務器端的任務壓力，并能夠盡力降低對于數(shù)據(jù)中心中大型設備的需求。

在硬件方面，我們將會發(fā)現(xiàn)服務器空冷技術的改進不會很大。造成這種情況的部分原因就是，在流行的低成本銷售模式的環(huán)境中，廠商很難做到對服務器內(nèi)部組件進行深入開發(fā)。但是，數(shù)據(jù)中心運營者在降低建設成本方面卻存在很大壓力，而熱輸出或功耗改善百分比較少就會導致需要承擔的保費總額進一步上升。因此，對于未來的高容量服務器來說，就需要采用散熱效果更好的相變材料或者液體。同樣，新類型磁盤存儲技術(磁硅兼容靜態(tài)隨機存取存儲器MRAM之類)已經(jīng)完成了實驗室測試，正處于投入商用的階段。這將會讓單位硬件的使用密度再獲極大提升。

下面所要涉及的，就是暖通空調(diào)與照明控制領域。很少有人知道，照明控制不當可能會導致暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗上升達到20%以上。因此，數(shù)據(jù)中心運營商可以通過部署具有高流明瓦特比的高可調(diào)LED照明系統(tǒng)，來做到照明和暖通空調(diào)所耗費電量大大縮減的目標。目前，還很少有數(shù)據(jù)中心會選擇配備擁有區(qū)域控制、時間編程以及添加設備遙感能力等先進功能的細粒度照明和暖通空調(diào)控制系統(tǒng)。

當然，還有一些比較前衛(wèi)的改進措施。對于散熱空間處理來說，最簡單的方法就是將數(shù)據(jù)中心建立在能夠進行自然冷卻的環(huán)境中。因此，為了充分利用地球所提供的天然冷卻能力，期望數(shù)據(jù)中心可以建立在山腳邊或者深入地下。在這里，典型的例子就是谷歌花費了兩億歐元在芬蘭哈米納建立的一座數(shù)據(jù)中心。谷歌選擇在芬蘭的原因，就是寒冷的氣候加上低廉的電價。同樣，由于熱空氣會上升，所以垂直放置設備可以讓數(shù)據(jù)中心從更大的熱上升氣流中獲得更好的散熱。同樣會讓人產(chǎn)生興趣的技術還包括了對太陽能和臨近水資源的利用，這些方式都可以降低空調(diào)的運行成本。利用太陽能發(fā)電來凝結(jié)冷卻液，可以讓類似位于拉斯維加斯溫暖地帶的數(shù)據(jù)中心運營成本大大降低。同樣，選擇將數(shù)據(jù)中心設立在離水較近的寒冷地帶(一種非常常見的環(huán)境)就可以使用更先進的天然水輻射冷卻系統(tǒng)。盡管這兩種方法在前期的投資都會比較大，但從實際的后期回報來看，帶來的效果將會是非常好的。

現(xiàn)在，我們就可以得出最終的結(jié)論。如果數(shù)據(jù)中心在未來五年里要實現(xiàn)效率提高300%以及體積縮減60%的這一目標，就需要采用多管齊下的策略，對現(xiàn)有的效率模式進行優(yōu)化，讓昂貴的節(jié)能措施變得更具可行性。在這里，最關鍵的問題就在于，這些創(chuàng)新必須來自軟件、硬件以及暖通空調(diào)等可以在每計算周期內(nèi)顯著提高設備利用率的同時大大降低能源支出的技術。其中最容易實現(xiàn)的目標將是軟件以及超越目前模式的虛擬化技術改進上，并使得共享資源池更容易實現(xiàn)，甚至可以達到硬件利用率更高的目標。

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