作為現代世界耗能大戶的數據中心，如何才能經濟、高效、環保地運行？也許你可以在IBM的羅利數據中心找到答案。
羅利、杜蘭和查佩爾山三個城市組成的北卡羅來納州的研究三角園區景色優美，大片的森林，大大小小的湖泊點綴其中。杜克大學、北卡州立大學和北卡羅萊納大學為這個三角園區的企業提供了足夠的研發人才，成立于1959年的園區有170多家世界級的企業入駐，IBM就是其中的一家企業，在這里有3800名員工，占地765公頃。投資3.6億美元的“領導型”數據中心就位于羅利的園區內。
1997年的時候，IBM在全球有235個數據中心，如今已經縮減到只有12個，這其中各種費用的壓縮總共算下來節省了41億美元。而羅利的這家在IBM全球的數據中心卻有著標桿的意義。按照IBM的通用詞匯就是“智慧”，到底有多智慧呢？如何做到如此智慧呢？讓我們走進位于羅利的這家數據中心，尋找其中的真諦。
模塊化設計
IBM的羅利數據中心始建于2008年，利用的是當地的一個廢棄的工廠廠房。這個占地1萬平方英尺的數據中心，有效利用了原建筑中95%的材料，15個月內開始支持客戶運營。按照IBM全球信息科技服務部數據中心及智能化集成服務副總裁Steve Sams的說法，在過去的3年中，IBM已經設計了500個模塊化的數據中心，在這方面積累了很多的經驗。“一個數據中心要投資數百萬甚至數千萬美元，需要持續運作30年左右，但是IT技術或者計算模型卻每兩到三年就發生大的變化，什么樣的方法既能保持數據中心的生命力，又能應對數據爆炸帶來的壓力呢？”Sams給出的答案是模塊化設計，這是保證數據中心能夠“隨需應變”的關鍵所在。
按照IBM工程建設服務總監Philip Calabrese的介紹，占地1萬平方英尺的羅利數據中心已建成6000平方英尺，剩下的4000平方英尺可以根據用戶的需求快速部署。他認為模塊化設計的目標就是讓數據中心的規?？梢陨炜s，這不僅僅是指服務器的數量，還有UPS容量、冷水機組甚至電氣開關裝置數量。一般來講，數據中心成本中的60%是機械與電氣系統，后期運營成本卻是前期成本的3~5倍。模塊化設計可以有效降低數據中心投資的前期成本，延遲40%~50%的數據中心生命周期成本。根據IBM的研究發現，在數據中心建設初期，能夠增加5%～10%的投資用于應對未來可能的挑戰，就可以支撐未來3～5倍的運算需求增長。長期而言，這是一個相當劃算的投資計劃，
表面來看，這樣的規劃設計思想并沒有什么出人意料的地方，但是如何在各種細節上考慮周全，為未來的發展奠定一個可以方便擴展的基礎，這就需要長期的經驗積累了。很多人往往簡單地認為，數據中心就是一個存放眾多服務器的大房子。其實不然，要保證計算資源能夠“隨需應變”，要保證足夠節約能源，要保證業務運行的持續穩定等等，這需要數據中心承建方有足夠多的經驗。在人們的心目中，IBM是一家提供計算機服務的公司，其中的工程師肯定都是計算機方面的人才，不過這家公司里也有很多建筑工程方面的專家，尤其是在智能建筑方面，他們有長時間的研究和工程能力。
Jim Fletcher是IBM首席建筑師，在他看來，作為智能建筑的數據中心必須要滿足這些條件：持續不斷地監視能源和散熱情況，優化數據中心的資源利用效率，對數據中心的各種情況能夠實時反應和調整，提供歷史和實時的數據分析，提升各種資產的生命周期等等。
羅利的數據中心毫無疑問是這樣的一個智能建筑，有超過8000個分支電路監測點來自動監測IT系統運行，利用2000多個傳感器采集機房空調問題，同時還安裝了3萬多個基礎設施和環境傳感器。有了這些監測設備和傳感器所提供的數據，管理人員可以在數據中心的顯示器上看到整個區域的溫度、濕度甚至某些區域的機器運行狀態。利用這些數據進行的模擬分析，還可以確定最理想的服務器部署方式。
節能多么重要
數據中心是耗能大戶，有人統計到2020年全球能耗的12%將來自數據中心。
已經有企業通過安置在數據中心屋頂的太陽能電池板或者通過風力發電為其提供部分電力。比如eBay在丹佛市的數據中心中安裝了100千瓦的太陽能電池板。電池板部署于數據中心的2.1萬平方英尺的屋頂，電池板占據了約1.8萬平方英尺。夏季用電高峰此系統每月最高可產生500千瓦時的電量。供應數據中心辦公區域的電力只占其產量一半左右。
美國環境保護署有一個Power Usage Effectiveness(PUE)評比計劃，可以簡單理解為“年度能源之星”評比，評分從1分到100分，分值越高越好。要贏得能源之星的稱號，數據中心的得分要在75分以上，而羅利數據中心的得分在90分以上。為什么會有這么好的節能效果呢？這還要看看IBM對數據中心的管理。
數據中心耗電主要集中在三部分：IT設備、冷卻和其他。“要建設一個真正綠色的數據中心，必須有一整套完善的解決方案。”Philip介紹了IBM綠色數據中心建設5個步驟：首先是評估現有設施（能源評估、虛擬三維供電管理和熱分析），其次是規劃和建設高能效的數據中心，第三是對 IT 基礎設施和專門用途的處理器進行虛擬化，第四是通過電源管理軟件實現能耗控制，第五是采用比傳統的空調制冷更加有效的措施。
在Philip看來，很多數據中心存在顯著的熱點區域，主要是原因是服務器機架布局失誤、機房內不合理的設計以及熱冷空氣不必要的混合。Tivoli 管理軟件的酷藍(Cool Blue)節能技術方案是羅利的最佳實踐之一。該軟件能夠監測用電量，客戶可以制定用電政策，跟蹤用電情況。通過監測當前用電情況，可以讓用戶尋找節約用電的機會和方式。
很多情況下，服務器本身的設計也是節能一個重要方面。比如其水冷式的機柜后門設計，后門熱交換器可以吸收從機架后端排出的熱量。有時候，節能往往來自一些令人意想不到的改變。比如，IBM院士、首席工程師Roger Schmidt是“Heat Exchanger-Rear Door（背式熱交換）”專利的發明人。說起來，這種專利技術似乎根本就不那么“高科技”——通過改變機柜的擺放方式就能將整體溫度降至26.25攝氏度左右，而一般的機柜溫度是37.5攝氏度左右。
背部是機柜散熱溫度最高的部位，機柜背對背擺放，就可以將熱空氣集中在中間，通過通風管道將熱空氣抽走；裝有水冷裝置的機柜正面則釋放冷氣，這樣就可以做到冷熱空氣隔離并循環交換，能迅速降低機柜背部所散發的熱氣。在羅利數據中心，機柜全部是背對背擺放，僅這一項技術就能將機柜溫度下降10攝氏度左右。也許這不怎么高科技，但是要做到這一點，還真需要有足夠豐富的數據中心運營管理經驗。
此外，這里還使用室外較低溫度的空氣對數據中心進行冷卻，這樣每年能節省44%的能源成本；計算機機房空調水泵和冷水機組，可以按需進行制冷量的調節以便大幅降低功耗；而高效UPS系統和配電系統，則帶來了大量的能耗節省。
重新思考IT與商業
真正讓數據中心足夠智慧，很關鍵的問題是其本身的計算效率。這方面就要看云計算的能力如何了。IBM全球信息科技服務部市場總監David Lapp表示，從2007年到2011年，數字信息增長了10倍，但是54%的企業在IT方面維持原來的投入水平。這毫無疑問給企業的CIO們帶來了挑戰，而云計算恰恰是應對這種挑戰的有效解決方案。
如今，在IBM全球跨越6大洲的6000多名IBM市場人員日常采用IBM基于云計算的Marketing Operations解決方案進行跨地區協作；超過1.9萬名員工采用Blue Insight，這是全球最大的業務分析私有云技術；利用一項研發測試云技術節省了2000多萬美元；IBM中國研發中心以及美國和印度呼叫中心團隊的1200多位用戶已遷移到桌面云環境，使客戶端配置節省了20%～30%。
David Lapp向我們詳細介紹了IBM的“Enterprise”和“Enterprise+”智能云計算服務模式。“Enterprise” 是一個敏捷的云基礎設施，為企業提供類似IaaS（基礎設施即服務）的模式，旨在提供能夠快速部署、高安全性的企業級虛擬服務器環境，適合用于開發和測試活動。因此，它的客戶主要以研發為主的企業，IBM為其提供云計算服務的系統和軟件。而“Enterprise+” 則是由IBM所有并運營的一個可以實現自我配置的云基礎架構，主要針對企業的核心業務流程。通過“Enterprise+”的交付服務，企業可以提升工作流的反應速度并降低成本。多層次的隔離技術和99%的可利用性，對客戶而言意味著可以放心地把業務核心流程放到云上去。
在羅利數據中心，客戶可以選擇將公共云和私有云結合在一起。業務流程的重新設計、跨越異構環境和用戶的無縫整合、完整性與安全性是成功實施云計算的三個關鍵挑戰，而這也是IBM通過數據中心和云計算技術要解決的根本問題。
京公網安備 11010502049343號