艾默生：談創(chuàng)建節(jié)約能源的數(shù)據(jù)中心

    11月29日北京消息："IDC亞太區(qū)IT架構(gòu)前景論壇"今日在京成功舉辦。IDC根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)中心的調(diào)研結(jié)果與參會(huì)嘉賓分享了目前數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢(shì)。以下是來自艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司產(chǎn)品部副總監(jiān) 吳健 先生題為《創(chuàng)建節(jié)約能源的數(shù)據(jù)中心》的主題演講：

各位專家、各位來賓，非常高興有這個(gè)機(jī)會(huì)在這里和大家介紹艾默生網(wǎng)絡(luò)能源的一體化柔性解決方案。今天大會(huì)的主題是再造數(shù)據(jù)中心--從何處下手？前面的設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)從虛擬技術(shù)和主芯片技術(shù)給大家做了介紹。下面我想從網(wǎng)絡(luò)能源、從基礎(chǔ)設(shè)施的支持設(shè)備方面再給大家做一個(gè)介紹。

    在網(wǎng)絡(luò)能源這塊，我們可以看到，在IDC的數(shù)據(jù)中心有兩部分組成，一部分就是網(wǎng)絡(luò)的大腦。大腦和心臟是應(yīng)用的技術(shù)，軟件系統(tǒng)還有硬件系統(tǒng)。那么，作為支持設(shè)備，就是說網(wǎng)絡(luò)能源這塊，就相當(dāng)于心臟和血液。我們知道大腦要負(fù)責(zé)運(yùn)算的話，數(shù)據(jù)在運(yùn)算的時(shí)候需要由心臟和血液來提供支持。

    網(wǎng)絡(luò)能源的發(fā)展趨勢(shì)經(jīng)過哪幾個(gè)階段呢？其實(shí)是經(jīng)過了四個(gè)階段。最早期的就是大規(guī)模、大型的的數(shù)據(jù)中心。這個(gè)是有大型的計(jì)算機(jī)和UPS空調(diào)組成。但是到了80年代和90年代初期的時(shí)候，經(jīng)歷了網(wǎng)絡(luò)化的過程。這個(gè)就是網(wǎng)絡(luò)化的小型UPS空調(diào)的發(fā)展。但是到了95年以后是大型的數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，到了現(xiàn)在是高密度的解決方案。

    我們都知道網(wǎng)絡(luò)中心的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)是從集中到分散再次走向集中。我們知道公司的數(shù)據(jù)中心采用了先進(jìn)的刀片服務(wù)器和虛擬化技術(shù)，使數(shù)據(jù)中心從原來的幾十個(gè)變成了幾個(gè)。這樣的話就帶來了數(shù)據(jù)中心功率密度的增長。包括虛擬的技術(shù)，將30臺(tái)服務(wù)器的運(yùn)算集中在一臺(tái)服務(wù)器上面。那么以前在沒有空調(diào)的情況是25分鐘就升到40度以上，現(xiàn)在是只要三分鐘就可以升到40度以上。因?yàn)楣β拭芏忍岣吡恕Ｔ谶@種情況下，艾默生公司是走在業(yè)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(huán)境問題，恒溫恒濕的問題。但是對(duì)于刀片服務(wù)器產(chǎn)生的局部的熱點(diǎn)、熱負(fù)荷，提供了頂部的局域的解決方案。我們將冷酶直接引到設(shè)備的頂端。還有機(jī)架內(nèi)的解決方案，這個(gè)也是艾默生首先創(chuàng)新的，就是將熱交換直接做在機(jī)架內(nèi)進(jìn)行解決。

    那么這些解決方案從效率上來說，從用戶的節(jié)能上來說，主要是冷卻這塊帶來了20%的節(jié)能。我們前面講到的是節(jié)能的概念，但是我們也要講到可用性的概念。因?yàn)楦鶕?jù)IDC的調(diào)查，如果當(dāng)你在可用性和節(jié)能方面來比較的話，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生中斷的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候你是選擇可用性高的設(shè)備還是可用性低的設(shè)備？這個(gè)時(shí)候往往是可用性排在前面的。

    我們知道這些計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都屬于人的大腦，屬于信息處理交換傳輸和存儲(chǔ)。而對(duì)于動(dòng)力平臺(tái)，需要解決的是可靠的能源、純凈的能源和安全的運(yùn)行環(huán)境。要解決安全的運(yùn)行環(huán)境，這里就有一個(gè)可用性的模型，也就是說整個(gè)的機(jī)房的可用性。我們知道在標(biāo)準(zhǔn)里面最高是達(dá)到5個(gè)9的標(biāo)準(zhǔn)，這是網(wǎng)絡(luò)的可靠性乘以網(wǎng)絡(luò)能源支持的可靠性，這是一個(gè)乘法關(guān)系。所以這就要求這個(gè)分子的可靠性更高。

    我們可以看到，對(duì)于IDC這個(gè)網(wǎng)絡(luò)能源的現(xiàn)狀是什么呢？它的動(dòng)力安全問題日益的突出。平均每年某些系統(tǒng)都要出現(xiàn)當(dāng)機(jī)、停電。而且托管用戶對(duì)IDC的要求也很高，我們知道計(jì)算機(jī)重新要兩到三個(gè)小時(shí)，這樣就會(huì)導(dǎo)致大量的賠償，而且IDC的價(jià)值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于動(dòng)力設(shè)備的價(jià)值。所以可用性這里有一個(gè)模型，也就是說對(duì)于動(dòng)力機(jī)房的能源可用性要提高到7個(gè)9，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的可用性和軟件的可用性是6個(gè)9，這樣最后成績達(dá)到了5個(gè)9的概念。

    7個(gè)9是什么概念呢？就是將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能源的可用性提高到7個(gè)9以后，每年停電的時(shí)間是 3.18秒，要求整個(gè)系統(tǒng)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(huì)發(fā)生一分鐘的停電，這樣的可用性。那么這個(gè)乘法關(guān)系包括發(fā)展的四個(gè)階段。我們都知道從65年開始，一直到現(xiàn)在。這個(gè)就提出來一個(gè)TI90的標(biāo)準(zhǔn)里面有四個(gè)等級(jí)的劃分。這四個(gè)等級(jí)的劃分在可用性里面，提到最高的可用性，是整個(gè)機(jī)房，整個(gè)所有的設(shè)備，他的可用性是5個(gè)9，99.99。但是基于艾默生的標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)房的5個(gè)9對(duì)于動(dòng)力設(shè)備來說需要7個(gè)9的支撐。那么，這四個(gè)等級(jí)是根據(jù)根據(jù)TI92的標(biāo)準(zhǔn)，TI92的標(biāo)準(zhǔn)也就是國際電信聯(lián)合會(huì)提出的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于等級(jí)一就是可以停電的時(shí)候就可以停電，也就是4個(gè)9，也就是單機(jī)UPS。對(duì)于等級(jí)二，就是雙機(jī)并機(jī)的兩臺(tái)UPS。那么，對(duì)于等級(jí)三，除了兩臺(tái)UPS以外還有一個(gè)輸配電在這里支撐，在維護(hù)的時(shí)候可以轉(zhuǎn)到輸配電上去，不會(huì)停電。最高境界是等級(jí)四，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是需要兩邊都有UPS系統(tǒng)對(duì)它進(jìn)行負(fù)載供電。我們知道傳統(tǒng)三路供電概念，在IDC的機(jī)房建設(shè)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(xiàn)在提到的等級(jí)四的雙路線供電的概念是不一樣的。因?yàn)閷?duì)于我們的IDC來說，除了有雙電源的設(shè)備，就是我們新購的設(shè)備，服務(wù)器和關(guān)鍵的路由器，有雙電源設(shè)備以外，80%是雙電源設(shè)備，20%的是單電源或者是三電源的設(shè)備。那么，單電源的設(shè)備一旦母線停電了，單電源的設(shè)備就停電了，所以這個(gè)是雙路供電無法解決的。因?yàn)橐坏︰SP的系統(tǒng)停電了，這個(gè)就成為了主電了。但是要建立雙母電供電系統(tǒng)的話，這就是雙母線供電系統(tǒng)和雙路供電系統(tǒng)的一個(gè)區(qū)別，它又需要對(duì)單電的設(shè)備或者雙電的設(shè)備提供一個(gè)靜脈切換開關(guān)的保護(hù)，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?yàn)樵谶@個(gè)系統(tǒng)里面，80%的負(fù)載刀片服務(wù)器是雙電供電，那么對(duì)于20%的單電源負(fù)載或者是雙電源負(fù)載可以放在切換開關(guān)后面。為了保障切換開關(guān)的安全性，要做到兩套UPS系統(tǒng)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(hù)、升級(jí)、容錯(cuò)，最關(guān)鍵的是容錯(cuò)。他解決了單電故障的問題，因?yàn)闊o論我們的UPS系統(tǒng)并機(jī)多少臺(tái)，最終出來的系統(tǒng)，它如果是一個(gè)單點(diǎn)的話，這個(gè)單點(diǎn)出現(xiàn)了問題，所有的系統(tǒng)就會(huì)停電。

    我們知道單機(jī)、并機(jī)還有雙母線的發(fā)展是一個(gè)過程。這就是并機(jī)系統(tǒng)并得再多，在網(wǎng)絡(luò)上面會(huì)出現(xiàn)輸出母臺(tái)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(fù)載，還有工人維護(hù)的時(shí)候，比如修工調(diào)，不小心把UPS的輸出開關(guān)關(guān)斷了。

    所以，這些系統(tǒng)問題就使用了雙母線供電系統(tǒng)就可以解決。我們可以看到在雙母線系統(tǒng)里面，不論是出現(xiàn)什么問題都可以解決。在這種系統(tǒng)下面，即使發(fā)生故障，也會(huì)由另外一套系統(tǒng)給負(fù)載機(jī)進(jìn)行供電。這樣的話，也可以把所有的負(fù)載轉(zhuǎn)到另外一套系統(tǒng)，這樣可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、擴(kuò)容。這樣就造成了系統(tǒng)沒有單點(diǎn)故障。

    我們看一下最新的IDC發(fā)展趨勢(shì)。

    這是從某個(gè)廠家的服務(wù)器截下來的供電圖。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)操作器的操作系統(tǒng)、處理器、PCI這些控制，是由兩邊的電源供電的。但是我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，它有一些存儲(chǔ)模塊，每邊都是單獨(dú)供電的，這個(gè)就是虛擬的鏡像技術(shù)，也就是說當(dāng)你的數(shù)據(jù)在運(yùn)行的時(shí)候，如果兩路電源都是好的時(shí)候，會(huì)將你的數(shù)據(jù)存在兩個(gè)硬盤上。但是一旦一個(gè)電源斷掉了，虛擬鏡像技術(shù)就沒有了。為了解決這個(gè)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(tǒng)上來，都接到靜態(tài)切換開關(guān)上來。因?yàn)殪o態(tài)切換開關(guān)的輸配電系統(tǒng)和轉(zhuǎn)換時(shí)間是小于5個(gè)毫秒的，在這個(gè)情況下，系統(tǒng)的可用性就可以從原來的7個(gè)9提高到9個(gè)9。所以，在這個(gè)地方我們不但要談高可用性的問題，高性價(jià)比節(jié)能的問題、高適應(yīng)性的問題。我們還要談三個(gè)方面，這就是一個(gè)解決方案的一個(gè)核心。傳統(tǒng)的廠家用小功率的模塊進(jìn)行模塊化的并聯(lián)，產(chǎn)生了32個(gè)模塊來帶100多個(gè)服務(wù)器，而且并機(jī)越多，可靠性越差，怎么解決這個(gè)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(jù)負(fù)載情況，直接配上80K 或者是160K的，這樣帶來的好處第一是節(jié)能，設(shè)備本身的性價(jià)比來說，能節(jié)約整個(gè)投資的成本。另外就是UPS也減少了，這樣整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)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(xiàn)在的雙母線系統(tǒng)。

    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(yīng)用。那么艾默生公司在此技術(shù)上還提出了三母線系統(tǒng)，這樣可靠性就達(dá)到了9個(gè)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(dòng)力一體化的整體解決方案。這個(gè)整體解決方案不但解決了用戶設(shè)備的安全問題、節(jié)能問題，還有一個(gè)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(jī)房。這個(gè)是超過了有6兆的供電，包括前端的自動(dòng)切換開關(guān)，后端的UPS系統(tǒng)。還有雙母線系統(tǒng)等等。都提供了整套的雙母線的解決方案。不但從節(jié)能方面，而且從數(shù)據(jù)中心的安全方面，可用性方面都達(dá)到了業(yè)界的領(lǐng)先水平。

    這套系統(tǒng)從2002年運(yùn)行五年以來，從來沒有發(fā)生過一次的中斷。整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能也達(dá)到了20%。當(dāng)然艾默生公司是IT、電信、和金融行業(yè)的首選，有非常多的客戶。