通過IT架構(gòu)的敏捷性和高可控性應(yīng)對(duì)急速上升的能耗成本

今天，數(shù)據(jù)中心管理的方方面面都在飛速發(fā)展，而運(yùn)營(yíng)預(yù)算卻很難跟得上前進(jìn)的步伐。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)總量每18個(gè)月就會(huì)翻一倍，應(yīng)用端負(fù)載每2年將會(huì)翻一倍，然而運(yùn)營(yíng)預(yù)算卻需要8年才能翻一倍。

人們一直在要求IT行業(yè)以更低的成本做到更多的事情，而近年來數(shù)據(jù)中心對(duì)動(dòng)態(tài)特性的要求也越來越高。智能設(shè)備、大數(shù)據(jù)、虛擬化和云技術(shù)不斷改變數(shù)據(jù)中心提供服務(wù)的模式，因此，靈活性、彈性和可測(cè)量性也變得愈加重要。

由于這些飛速的變化，數(shù)據(jù)中心管理的各個(gè)方面也變得愈加復(fù)雜。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上數(shù)以千計(jì)的設(shè)備不停連接和斷開。同時(shí)，流動(dòng)的計(jì)算資源池被自動(dòng)分配管理。那么，在這種超級(jí)動(dòng)態(tài)的環(huán)境下，是不是說IT管理團(tuán)隊(duì)就無(wú)法有效識(shí)別閑置和過載的資源了？

如果確實(shí)如此，數(shù)據(jù)中心的能耗將繼續(xù)飆升。根據(jù)自然資源保護(hù)委員會(huì)的最新報(bào)告，目前，數(shù)據(jù)中心的能耗已驚人的占到了全球能耗總量的10% .

幸運(yùn)的是，即便數(shù)據(jù)中心面臨的挑戰(zhàn)如此嚴(yán)峻，IT行業(yè)也絕非無(wú)能為力。

秘密武器的發(fā)現(xiàn)

頗具諷刺意味的是，今天的數(shù)據(jù)中心大部分由基于軟件定義的資源所組成，但控制能耗成本的秘密武器反而要依賴于硬件設(shè)備。機(jī)架式與刀片式服務(wù)器、開關(guān)、配電裝置以及許多其他數(shù)據(jù)中心設(shè)備在運(yùn)行過程中都會(huì)提供大量能耗與溫度信息。鑒于數(shù)據(jù)中心的龐大規(guī)模和種類繁多的硬件設(shè)備使得人工收集和應(yīng)用信息資源變得十分麻煩，這也促進(jìn)了能耗管理方案供應(yīng)商的蓬勃發(fā)展。

因此，數(shù)據(jù)中心的管理人員如今有多種選擇。他們可以利用內(nèi)置能耗管理的管理控制臺(tái)，讓集成商將能耗管理中間件軟件集成到現(xiàn)有的管理控制臺(tái)上，或獨(dú)立部署能耗管理中間軟件方案來獲取所必需的功能。

無(wú)論采用哪種方法來部署，一整套全面的能耗管理方案可以讓IT管理團(tuán)隊(duì)查看、記錄并分析研究整個(gè)數(shù)據(jù)中心的能耗與溫度運(yùn)行狀態(tài)。自動(dòng)采集并集中的能耗與溫度信息可以被進(jìn)一步繪制成數(shù)據(jù)中心每個(gè)空間的圖像信息，這些數(shù)據(jù)可以被用于分析并識(shí)別相應(yīng)的運(yùn)行規(guī)律，同時(shí)了解數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)荷與其他變化。

清晰可見、記錄存檔的電力信息能讓數(shù)據(jù)中心的管理人員對(duì)電力使用情況有基本的認(rèn)知，以便對(duì)數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃和優(yōu)化做出更有利的決策。

最優(yōu)秀的能耗管理解決方案通過結(jié)合自動(dòng)監(jiān)控記錄系統(tǒng)與實(shí)時(shí)控制功能，將優(yōu)化措施提升到了一個(gè)更高的層次。例如，在條件允許的情況下，或在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)段，可以對(duì)一些服務(wù)器或機(jī)架設(shè)立限定值，以便將功率限制在一定范圍內(nèi)。對(duì)于閑置時(shí)間超過特定時(shí)長(zhǎng)的服務(wù)器，可以將其自動(dòng)轉(zhuǎn)化為較為省電的睡眠模式。電力的使用可以根據(jù)業(yè)務(wù)重心進(jìn)行靈活分配，這一功能也可以有效延長(zhǎng)停電時(shí)備用電源的維持時(shí)間。優(yōu)秀的能耗解決方案甚至可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)服務(wù)器的主頻，在不對(duì)服務(wù)質(zhì)量和應(yīng)用性能產(chǎn)生負(fù)面影響的情況下，將能耗降至最低水平。

關(guān)心能耗水平的數(shù)據(jù)中心會(huì)充分利用這些功能，以達(dá)成一系列運(yùn)營(yíng)目標(biāo)，例如精確規(guī)劃工作量、節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本、延長(zhǎng)數(shù)據(jù)中心設(shè)備壽命以及達(dá)成相關(guān)環(huán)保規(guī)范。

應(yīng)用情況與效果證明

客戶在實(shí)踐中揭示了幾個(gè)普遍的部署動(dòng)機(jī)而且對(duì)整體能耗解決方案和其最佳實(shí)踐所能達(dá)到何種效果、以及程度提供了深入的認(rèn)知。

能耗監(jiān)控：識(shí)別并了解能耗使用的高峰期，是很多公司引入能耗管理方案的源動(dòng)力。客戶們通過了解這些信息，能夠在高峰時(shí)段減少15%的用電量，即便在高峰時(shí)段用電需求激增的情況下，依然可以減少數(shù)據(jù)中心每月的電費(fèi)支出。能耗監(jiān)控也被用于對(duì)主機(jī)托管服務(wù)及其他服務(wù)用戶進(jìn)行精確計(jì)費(fèi)。

提升機(jī)柜密度：機(jī)房面積也是制約很多數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張的因素之一。在缺乏實(shí)時(shí)信息的情況下，傳統(tǒng)的固定供電方式依賴電源的額定值，或基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的非額定值。實(shí)時(shí)電力監(jiān)控普遍證明，實(shí)際功耗通常遠(yuǎn)低于額定值。加入監(jiān)控與功率上限機(jī)制后，數(shù)據(jù)中心可以更主動(dòng)地增添機(jī)架數(shù)量，在同等功率范圍下將服務(wù)器機(jī)柜密度提升60%甚至80%以上。

及時(shí)發(fā)現(xiàn)閑置或低利用率的服務(wù)器：在工作負(fù)荷高峰期，類似的"幽靈"服務(wù)器占用了多達(dá)一半的用電量。能耗管理解決方案顯示，在任何時(shí)間點(diǎn)，這類服務(wù)器都占到數(shù)據(jù)中心所有服務(wù)器數(shù)量的10%到15%，這一信息可幫助數(shù)據(jù)中心管理人員更好地進(jìn)行合并和虛擬化，以避免這種電力與空間的浪費(fèi)。

提前發(fā)現(xiàn)潛在故障：電力監(jiān)控與控制不僅能監(jiān)控危險(xiǎn)的高溫?zé)狳c(diǎn)并自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，而且能在停電時(shí)增加15%的備用電源運(yùn)行時(shí)間，并延長(zhǎng)25%的業(yè)務(wù)延續(xù)時(shí)間。

先進(jìn)的溫度控制：實(shí)時(shí)溫度信息采集功能可幫助繪制數(shù)據(jù)中心的直觀熱度圖像，而又不必增設(shè)昂貴的溫度傳感器。使用溫度圖像可以顯著提升數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控效果，監(jiān)控范圍可有效覆蓋整個(gè)樓層，甚至每臺(tái)設(shè)備。 .這些溫度圖還可以改善容量規(guī)劃，協(xié)助避免制冷不足或過剩。通過更強(qiáng)的直觀圖像與設(shè)定限定值，數(shù)據(jù)中心管理層可以更安心地提升機(jī)房運(yùn)行環(huán)境溫度。環(huán)境溫度每提升1攝氏度，就能節(jié)省5%到10%的散熱成本。

有效平衡能耗與性能表現(xiàn)：數(shù)據(jù)中心通過改為使用設(shè)計(jì)更為智能的處理器，在不影響或幾乎不影響性能的情況下，可以有效降低15%到20%的功率消耗。

是時(shí)候嚴(yán)肅對(duì)待能耗問題了

數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)施依然舉足輕重。負(fù)責(zé)分配資源給應(yīng)用和服務(wù)的軟件不斷進(jìn)化，這要求對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)精細(xì)化監(jiān)控。能耗管理解決方案的引入恰恰使得這一監(jiān)控機(jī)制以及能耗與溫度控制成為可能，且讓IT管理部門可以有效控制電力資源，而電力支出早已成為運(yùn)營(yíng)預(yù)算表上最大的單獨(dú)支出。

軟件與中間件解決方案能讓數(shù)據(jù)中心管理人員有效監(jiān)控硬件及其運(yùn)行狀況，進(jìn)而讓自動(dòng)化進(jìn)程更快、更安全且更加經(jīng)濟(jì)劃算，避免導(dǎo)致電力費(fèi)用的急劇飆升。在今天能源缺乏的數(shù)據(jù)中心里面，有能耗感知的虛擬機(jī)遷移和工作調(diào)度應(yīng)該成為一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

作者介紹：

杰夫。克勞斯先生是美國(guó)英特爾公司數(shù)據(jù)中心管理器（DCM）解決方案總經(jīng)理。在英特爾公司，杰夫。克勞斯擁有13年以上的團(tuán)隊(duì)管理經(jīng)驗(yàn)。他的團(tuán)隊(duì)正在開拓能耗與熱量管理中間件產(chǎn)品。杰夫。克勞斯先生持有波士頓大學(xué)工商管理碩士MBA學(xué)位。