艾默生：談創建節約能源的數據中心

    11月29日北京消息："IDC亞太區IT架構前景論壇"今日在京成功舉辦。IDC根據對數據中心的調研結果與參會嘉賓分享了目前數據中心的現狀與未來發展趨勢。以下是來自艾默生網絡能源有限公司產品部副總監 吳健 先生題為《創建節約能源的數據中心》的主題演講：

各位專家、各位來賓，非常高興有這個機會在這里和大家介紹艾默生網絡能源的一體化柔性解決方案。今天大會的主題是再造數據中心--從何處下手？前面的設備供應商已經從虛擬技術和主芯片技術給大家做了介紹。下面我想從網絡能源、從基礎設施的支持設備方面再給大家做一個介紹。

    在網絡能源這塊，我們可以看到，在IDC的數據中心有兩部分組成，一部分就是網絡的大腦。大腦和心臟是應用的技術，軟件系統還有硬件系統。那么，作為支持設備，就是說網絡能源這塊，就相當于心臟和血液。我們知道大腦要負責運算的話，數據在運算的時候需要由心臟和血液來提供支持。

    網絡能源的發展趨勢經過哪幾個階段呢？其實是經過了四個階段。最早期的就是大規模、大型的的數據中心。這個是有大型的計算機和UPS空調組成。但是到了80年代和90年代初期的時候，經歷了網絡化的過程。這個就是網絡化的小型UPS空調的發展。但是到了95年以后是大型的數據中心的發展，到了現在是高密度的解決方案。

    我們都知道網絡中心的發展趨勢已經是從集中到分散再次走向集中。我們知道公司的數據中心采用了先進的刀片服務器和虛擬化技術，使數據中心從原來的幾十個變成了幾個。這樣的話就帶來了數據中心功率密度的增長。包括虛擬的技術，將30臺服務器的運算集中在一臺服務器上面。那么以前在沒有空調的情況是25分鐘就升到40度以上，現在是只要三分鐘就可以升到40度以上。因為功率密度提高了。在這種情況下，艾默生公司是走在業界前列的，我們提供了不同的解決方案，包括地板安裝型的解決方案，解決了基本的環境問題，恒溫恒濕的問題。但是對于刀片服務器產生的局部的熱點、熱負荷，提供了頂部的局域的解決方案。我們將冷酶直接引到設備的頂端。還有機架內的解決方案，這個也是艾默生首先創新的，就是將熱交換直接做在機架內進行解決。

    那么這些解決方案從效率上來說，從用戶的節能上來說，主要是冷卻這塊帶來了20%的節能。我們前面講到的是節能的概念，但是我們也要講到可用性的概念。因為根據IDC的調查，如果當你在可用性和節能方面來比較的話，當數據發生中斷的時候，這個時候你是選擇可用性高的設備還是可用性低的設備？這個時候往往是可用性排在前面的。

    我們知道這些計算機設備、網絡設備都屬于人的大腦，屬于信息處理交換傳輸和存儲。而對于動力平臺，需要解決的是可靠的能源、純凈的能源和安全的運行環境。要解決安全的運行環境，這里就有一個可用性的模型，也就是說整個的機房的可用性。我們知道在標準里面最高是達到5個9的標準，這是網絡的可靠性乘以網絡能源支持的可靠性，這是一個乘法關系。所以這就要求這個分子的可靠性更高。

    我們可以看到，對于IDC這個網絡能源的現狀是什么呢？它的動力安全問題日益的突出。平均每年某些系統都要出現當機、停電。而且托管用戶對IDC的要求也很高，我們知道計算機重新要兩到三個小時，這樣就會導致大量的賠償，而且IDC的價值已經遠遠高于動力設備的價值。所以可用性這里有一個模型，也就是說對于動力機房的能源可用性要提高到7個9，對于網絡的可用性和軟件的可用性是6個9，這樣最后成績達到了5個9的概念。

    7個9是什么概念呢？就是將整個網絡能源的可用性提高到7個9以后，每年停電的時間是 3.18秒，要求整個系統的可用性提高到20年一分鐘的可用性。就是說20年才可能會發生一分鐘的停電，這樣的可用性。那么這個乘法關系包括發展的四個階段。我們都知道從65年開始，一直到現在。這個就提出來一個TI90的標準里面有四個等級的劃分。這四個等級的劃分在可用性里面，提到最高的可用性，是整個機房，整個所有的設備，他的可用性是5個9，99.99。但是基于艾默生的標準，機房的5個9對于動力設備來說需要7個9的支撐。那么，這四個等級是根據根據TI92的標準，TI92的標準也就是國際電信聯合會提出的標準，對于等級一就是可以停電的時候就可以停電，也就是4個9，也就是單機UPS。對于等級二，就是雙機并機的兩臺UPS。那么，對于等級三，除了兩臺UPS以外還有一個輸配電在這里支撐，在維護的時候可以轉到輸配電上去，不會停電。最高境界是等級四，這個標準是需要兩邊都有UPS系統對它進行負載供電。我們知道傳統三路供電概念，在IDC的機房建設里面到底從何著手呢？我們知道只要電源弄成雙路供電就可以了。但是，我們知道雙路的供電概念和現在提到的等級四的雙路線供電的概念是不一樣的。因為對于我們的IDC來說，除了有雙電源的設備，就是我們新購的設備，服務器和關鍵的路由器，有雙電源設備以外，80%是雙電源設備，20%的是單電源或者是三電源的設備。那么，單電源的設備一旦母線停電了，單電源的設備就停電了，所以這個是雙路供電無法解決的。因為一旦USP的系統停電了，這個就成為了主電了。但是要建立雙母電供電系統的話，這就是雙母線供電系統和雙路供電系統的一個區別，它又需要對單電的設備或者雙電的設備提供一個靜脈切換開關的保護，最早艾默生公司在95年為了滿足UPS提出來的雙電源的供電要求，提出了雙母線供電的概念。因為在這個系統里面，80%的負載刀片服務器是雙電供電，那么對于20%的單電源負載或者是雙電源負載可以放在切換開關后面。為了保障切換開關的安全性，要做到兩套UPS系統的同步，這樣才能保證雙母線的安全。這樣就可以做到在線維護、升級、容錯，最關鍵的是容錯。他解決了單電故障的問題，因為無論我們的UPS系統并機多少臺，最終出來的系統，它如果是一個單點的話，這個單點出現了問題，所有的系統就會停電。

    我們知道單機、并機還有雙母線的發展是一個過程。這就是并機系統并得再多，在網絡上面會出現輸出母臺勞損在上面，還有工人施工，還有操作的安全，還有就是沖擊性的電纜的負載，還有工人維護的時候，比如修工調，不小心把UPS的輸出開關關斷了。

    所以，這些系統問題就使用了雙母線供電系統就可以解決。我們可以看到在雙母線系統里面，不論是出現什么問題都可以解決。在這種系統下面，即使發生故障，也會由另外一套系統給負載機進行供電。這樣的話，也可以把所有的負載轉到另外一套系統，這樣可以對系統進行維護、擴容。這樣就造成了系統沒有單點故障。

    我們看一下最新的IDC發展趨勢。

    這是從某個廠家的服務器截下來的供電圖。我們會發現操作器的操作系統、處理器、PCI這些控制，是由兩邊的電源供電的。但是我們會發現，它有一些存儲模塊，每邊都是單獨供電的，這個就是虛擬的鏡像技術，也就是說當你的數據在運行的時候，如果兩路電源都是好的時候，會將你的數據存在兩個硬盤上。但是一旦一個電源斷掉了，虛擬鏡像技術就沒有了。為了解決這個問題，艾默生公司提出了把所有的供電都接到雙母線的供電系統上來，都接到靜態切換開關上來。因為靜態切換開關的輸配電系統和轉換時間是小于5個毫秒的，在這個情況下，系統的可用性就可以從原來的7個9提高到9個9。所以，在這個地方我們不但要談高可用性的問題，高性價比節能的問題、高適應性的問題。我們還要談三個方面，這就是一個解決方案的一個核心。傳統的廠家用小功率的模塊進行模塊化的并聯，產生了32個模塊來帶100多個服務器，而且并機越多，可靠性越差，怎么解決這個問題呢？艾默生公司首先提出來雙母線的樓型的概念，就是根據負載情況，直接配上80K 或者是160K的，這樣帶來的好處第一是節能，設備本身的性價比來說，能節約整個投資的成本。另外就是UPS也減少了，這樣整個系統的節能也提高了。第二，它本身配置是非常靈活的，可以往前配置，也可以往后配置。那么，可用性的提高也可以從原來的一加一、二加一，三加一到現在的雙母線系統。

    那么，艾默生公司提出的樓型解決方案在很多場合都得到了應用。那么艾默生公司在此技術上還提出了三母線系統，這樣可靠性就達到了9個9。在人民銀行的總部，還有上海證交所，都是采用了艾默生公司的雙母線的動力一體化的整體解決方案。這個整體解決方案不但解決了用戶設備的安全問題、節能問題，還有一個就是管理的問題。那么，艾默生公司提出來一體化的雙母線的解決方案，還用在戴爾公司，還有在華為的IDC機房。這個是超過了有6兆的供電，包括前端的自動切換開關，后端的UPS系統。還有雙母線系統等等。都提供了整套的雙母線的解決方案。不但從節能方面，而且從數據中心的安全方面，可用性方面都達到了業界的領先水平。

    這套系統從2002年運行五年以來，從來沒有發生過一次的中斷。整個系統的節能也達到了20%。當然艾默生公司是IT、電信、和金融行業的首選，有非常多的客戶。