艾默生中国区副总裁丁麒钢解读数据中心规划.doc

艾默生中国区副总裁丁麒钢解读数据中心规划当IT技术发展到今天的时候，作为一个数据中心的管理者，他现在首先关心的不是怎么在软件上考虑，而是考虑到基础设施怎 么能够承担起这个重任，保障它的主业务能够顺利进行。关注什么?热密度。为什么关注热密度，大家试想一下，单子服务器能耗是多少，你想25个千万是什么样 的概念?就是一个小的炼钢炉，小的电炉，这样一个炉，你让数据管理者能不为之担心吗?所以是一个功率的问题一个是热密度、刀片式的问题，所以数据中心的建 设者和管理者必须要面对的一个问题。当你的机房出现故障停机的时候，历史上需要25分钟，现在不超过3分钟，这就是新的技术应用所带来难题。作为基础设 置厂家来讲必须要解决这个问题。顺便讲一个笑话，这事发生在美国，三年前美国西部一个很著名的大学，他从州政府得到了一笔资金，他的资金全部投入到了IT 建设里面，用了当代最好的IT技术，全部更新。可是没想到他更新完了以后对让他头疼的问题，就是供电的问题，他就是把整个大学的电全部都停掉，给这个数据 中心去供电，也只是满足70%。这个笑话不仅在美国，在中国也发生了。在东南亚还有一个运营商搞规划，搞了一个很庞大的计划，把我们叫过去，跟我们谈，我 单机优先要800千伏，要16台机。我们跟他规划，16台机，你上游，变电所可以给你的电是多少?他说这是我考虑的事情，你不用考虑，你的上游平均给你卡 断了。第三个，所有在中国搞不是政府主导投资的，是企业主导投资的，他们遇到的一个最大的问题是什么问题的?供电问题。最大的问题在哪里呢?如果说供电说 给你供的电，你想超出一个变压器200千伏安，没有给你，你要自己去拉电的话，一公里投资一千万，资产算电网公司的，钱是你出。这就是中国现实的状况，为 什么说我们要研究数据中心的基础设施，这个基础设施不是简单的。第二个数据中心的能耗在运行成本中占的比重越来越高，这是两个现实的不争的事实。现在大家都知道数据机房有很多方面可以考虑，在这里我只讲到数据中心怎么做到节能，做到节能的标准是时间。你作为数 据中心总的能耗要比IT设备的总能耗，你越低能耗越高。如果你以一个机房的能耗为1的话，你看看IT的能耗占到最数据当中的比例是多少。所以在这里面就导 致的一个辩论关系，这里面我跟大家提供一个概念，PUE值不是取决于IT是多少，而是取决基础设施和机房的设施。在你的机房里面PUE永远是1，反过来就 要看，整个机房的供电对一二增加了多少，增加了1还是增加了0.5还是0.6，这才是最真正的所在。国内的普遍的做法，这还是好的，在2到2.5。目前运行的，差的，已经超过的3到3.5，那么设计的话，近几年新设 计的IT数据中心，做的好的一般在1.8到2.0，而我们未来的客户目标是要做到1.8到1.6，这就是一个评价的标准。我们这个数据中心设计出来以后究 竟能效和能耗是多少。大家就讨论这个概念。在一个数据中心里面我们的能耗组成是什么，大家看一下能耗组成-52%全部是主机房为耗道，剩下主要是机房 空调，因为你IT运转了，机房产生的大量的热，这个就要给你宕机、烧机的，所以必须要把这个热及时的散掉，所以机房要求恒温恒湿，这有一个严格的要求。在 这个配套、基础设备主要是这些，而真正的供电，UPS，包括你的配电和照明整个加起来不超过10%。这是一个，皆是说我们要从数据中心结构里面能耗的模 型，是这个模型。再看它的能耗的逻辑是什么呢?这是最核心的耗电，IT耗电一个千瓦，这中间经过各种交流转换，制冷、热，把热带走以 后，再看到变压器里面是多少?2.84，这就告诉我们在设计的时候，选择设备的时候是有讲究的，在设计的时候一定要考虑，讲究在哪里?选择一个低能耗的。 这就是一个经验教训。这样告诉我们作为一个数据机房要采取节能措施，总结起来三个步骤，一个步骤首先是主设备机是最重要的，它减1，整个机房少2.85，其次是空调节能，而空调节能，除了空调设备本身最重要和通道、和风道和制冷方式的选择，以及和整个机房机架系统的不具有百分之百的关系。第三才是机房，机房可以给客户带来多大的效益呢?投入和产出明显在重设备，其次是空调。所以艾默生把机房节能三个措施，三个方向，三个步骤，我们总结了三个一。围绕机房来讲有很多的工作可做，有很多东西可以改进的，光从主设备来讲就是这么几个措施，从空调来讲有这么多的措施，从电源来讲有这么多的措施，然后同整个机房的管理来讲一定可以帮助节能。看一下主设备。最重要的第一步节能是主设备。首先是芯片的选择，关注到你是不是节能，如果你选择第功耗的处理器，功 率是上一样，并不影响计算技能，如果可以采取这一项措施就可以节能10%，如果配一个主设备厂家提出的虚拟运算技术，我在低峰的时候把大部分的服务器停 掉，调到小部分的服务器上用，也可以做到节能，但是可以看到他本身这样做，从理论上是这样，但是如果他没有基础设施的配合，它不仅不节能，而且浪费能源。 什么道理呢?你想想看这个机房十个运算，做的是平均的，你把7条路都停掉了，在一台上，就发现一个问题，一个机构上温度在急速的升高，其他的都很凉，只有 这个热。如果你不把这个热降到一定的温度，它不仅不能降低能耗，还会加大能耗。所以在虚拟运算的区域，再制冷上要有特别的处理。看一下供电，供电现在从数据机房主要是两个方面，第一个是谐波，这个谐波不仅仅是环保的问题。中国的移动已经在全国 大面积的谐波治理。第二个是高压直流。这中间的环节减少了，节能介在哪里?从本身的技能来讲是一样的，在UPS一样，也是先直流，再转换，这是在服务器内 部环节减少，这是在外部转换电源的方式的减少。第二个就是供电方面。第三个方面提高冷却系统效率方面。在提高空调的冷却系统效率方面有很多的文章可以做。 比如说原来的传统机架三十个千瓦，现在一个机架操作25千瓦了，这个时候在给机架制冷的时候，设计的时候要想清楚，如果不想清楚，局部烧机那是必然的。所 以从空调来讲有三种制冷方式，传统的机房的低能。到了高热密度，到了现在就需要高热密度的解决原理，就是把冷源的末端直接到热源最近的地方。所以大家可以 看到，如果说这个机架超过了20千瓦，靠传统的机房百分之百的烧机。所以怎么办呢?我们在顶上放一个架子上，或者掉在上面，设一个冷通道，直接进去，形成 这样一个循环。如果这是老机房改造，就是说老机房的服务器没办法动，直接在这上面解决。我们任何一个机房都有生命周期的。我们大部分的数据在中国都用了8 年、10年，甚至最早的15年都有。这么大的地方，可能10年前的IT设备、5年前的IT设备，最新的IT设备都有，在这方面你怎么解决你的新技术引用带 来的问题。那么需要解决高热密度的解决办法，这是艾默生的。如果你是一个新规划的够好办了，在规划的时候就专门设计了高热密度的解决方案，配合机房空调来 解决一个区。为什么呢?大家知道刀片式服务器的效率是非常高的，我在规划一个五千平米，规划一个五百平米的时候，可以按照功能、作业来规划，可能70%是 传统式的，我只规划20%到30%是高密度区的，而在高密度区是这个方式的。对于艾默生来说，我们现在已经研究出芯片式的设计空调，因为现在的技术还在发展，现在4核、6核，英特尔再发展下去，光是这种机柜制冷就不够了，要直接在服务器的芯片上搞制冷，所以要搞三级制冷。我们推算，按照这个技术发展的进步，到芯片级的大概还有5年的时间。这就是在做芯片级的，那么这种好处不仅是解决高热密度，解决实际运用的问题，而且确实是解决了这个问题。大家看一看 作为空调能耗来讲由三步骤来构成的，从制冷量来说，能量是纵横的，你产生多少量就产生多少冷的，这个节能节在哪里?大家看一下，风机，冷源从空调的风口送 出来，当送出50米甚至送出100米的时候，把这个冷从送完100米本身需要消耗相当高的能量。而这个高密度的是直接把冷源送到这里了。所以它可以降低空 调能耗多少呢?将近30%。就是说它为什么能够节能。刚才讲了第二个方面。第三个方面，空调要想节能有很多东西要做，这是其中一个。什么意思呢?你做一个500平米、 5000平米的巨型数据中心，你要保证你温仓里面是一个恒温你不能说这一块温度很高，那一块很冷。你在机房设计的时候没有考虑到温仓，永远是不行的。空调 有一个原理，制冷的时候一定除湿，所以空调到18度、16度的时候就会加湿，所以在热的时候是制冷除湿，冷的时候是制热加湿。二个方面刚才讲的动态分配能量。如果我们自己提出来，要求你的空调在一个数据中心里面是十几台、几十台，甚至三百 台，这个就时候就要求群控，要求有一个机房的空调立体监控，冷的地方关机，热的地方加能个这里面就讲了两个问题，第一个规划设计的时候有没有考虑到通道、 出口风，有没有高考虑到运行分布。第二个服务器机架的排量有没有考虑到温仓的温度。第三个你空调本身是不是可以结合你立体的分布来调节风级。这就是风道，风道对空调的节能至关重要，如果说在一个IT机房里面不能做到冷热空气给它隔离，冷就要让它发挥作用， 把热的带走，本来这个冷风就应该在22度，结果和热风一结合，变成32度了，你可以空调可以节能吗?再好的空调也不能节能。所这是红色的热风，这个蓝的是 冷风。冷风的风道隔离是一个很重要的。大家都不知道，其实投资很小，加一个隔离板就可以解决了。这是设计上的问题。注意，你的热密度的问题，你的面积的问 题，所有问题都要考虑，这个地板的高度不是随便定的，注意这个高度不是随便定的。它直接影响到节能的效果。第三个方面机架和合理覆盖的原理，大家看一下，谁关注机架，其实在节能里面很重要的一个末端，就是机架的通孔和密 度，就是说机柜的通孔的密度直接关注到散热的效率，如果买的机架是55，那个机架可以达到83%，83%就比前面讲的提高了30%。所以说这个系统的问 题，它的每一个环节都要考虑到。另外一个是机械的管理，什么都设计好的，可是空调后面的口给堵住了，一样烧机，一样增加能耗。所以机架是很精细管理的东 西。另外一个是服务器能源的管理，设计的时候有一个PUE，实际上你的PUE是多少呢?夏天和冬天不一样，白天和晚上不 一样，峰时和闲时不一样，怎么样找到不一样?有一个剂量和服务和管理器。它实际的能耗会记载，然后进行分析。所以在这个基础上我们对机房进行整体的管理。 通过管理，管理时间?实际上就是管理PUE。首先是以IT能效的逻辑。第二个对机房能耗进行统计分析，第三个方面就是从PUE各个能耗因子中找到节能的方 向。所以有一套管理系统，这是我们实际做的一个真实的模型，给北京的一个大型银行做的，