數(shù)據(jù)中心現(xiàn)已成為當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)的基石。正是有了這些數(shù)據(jù)中心的長期運(yùn)營，才使得我們得以能夠順利的遷移，存儲、分析和處理個(gè)人和商業(yè)生活中的海量數(shù)據(jù)信息。如果沒有這些數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行，我們在日常生活中就無法愉快的通訊交流，也無法在社交平臺上進(jìn)行各種分享，傳輸各種視頻，進(jìn)行商業(yè)活動，或安全的訪問和轉(zhuǎn)移資金了——同時(shí)也不能很好的推進(jìn)涉及人工智能，機(jī)器學(xué)習(xí)，物聯(lián)網(wǎng)，安全，5G網(wǎng)絡(luò)和自動駕駛汽車等等改變游戲規(guī)則的相關(guān)領(lǐng)域的工作了。
據(jù)估計(jì)，自動駕駛汽車每天將從其車載的攝像頭，雷達(dá)，聲納，GPS和激光雷達(dá)系統(tǒng)中共計(jì)產(chǎn)生4TB的數(shù)據(jù)。哪怕今天全美國的司機(jī)中只有10%采用的是自動駕駛汽車，那么每年也將產(chǎn)生40澤字節(jié)(1澤字節(jié)是10億TB或1萬億GB)的數(shù)據(jù)。預(yù)計(jì)到2020年全球范圍內(nèi)將有300億或更多的互聯(lián)設(shè)備。僅僅44澤字節(jié)的數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備單獨(dú)就將需要在4000處大型數(shù)據(jù)中心中增加4億臺服務(wù)器。人工智能，機(jī)器學(xué)習(xí)，語音和圖像識別等新興技術(shù)采用的增長將為前所未有的海量數(shù)據(jù)信息打開大門，而這些數(shù)據(jù)信息都將必須被引入尖端的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。
2017年，全球共計(jì)約有800萬處數(shù)據(jù)中心(包括小型服務(wù)器機(jī)柜到大型數(shù)據(jù)中心)正在處理海量數(shù)據(jù)負(fù)載。這些數(shù)據(jù)中心大約需要消耗高達(dá)416.2太瓦時(shí)的電力資源。這占到了全球總耗電量的2%，而預(yù)計(jì)到2020年該行業(yè)占全球用電量的比例將達(dá)到史無前例的5%。
很明顯，現(xiàn)代生活的大部分架構(gòu)和益處已經(jīng)或很快將完全依賴于數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營。但隨著數(shù)據(jù)流量的增長以及大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，其同時(shí)也帶來了一定的負(fù)面影響，即：我們固然通過海量的數(shù)據(jù)創(chuàng)造一個(gè)更美好的世界，但與此同時(shí)，由于我們長期以來一直未對數(shù)據(jù)中心所需的資源需求和低效率的運(yùn)營給予足夠的重視，也因此播下了一些破壞性的種子——從建造數(shù)據(jù)中心所需的大量鋼鐵，混凝土和銅材料，以及保持?jǐn)?shù)據(jù)中心每天正常運(yùn)行所需的電力資源消耗。
現(xiàn)如今，如果我們還不及時(shí)的反思數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營效率和實(shí)踐方案指標(biāo)的話，那么對于個(gè)別企業(yè)和整個(gè)地球而言，都可能需要付出沉重的代價(jià)。
關(guān)于數(shù)據(jù)中心的相關(guān)數(shù)據(jù)情況介紹
有鑒于數(shù)據(jù)中心市場不僅需要響應(yīng)數(shù)據(jù)量方面的不斷發(fā)展的存儲處理需求，而且還需要不斷增強(qiáng)對于連接性、正常運(yùn)行時(shí)間、安全性和降低IT成本方面的需求響應(yīng)。由此所帶來的結(jié)果便是一系列復(fù)雜的服務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施管理，運(yùn)營支出和業(yè)務(wù)模式，這些責(zé)任將被分配給企業(yè)的不同部門。曾經(jīng)的小型服務(wù)器機(jī)房被遷移到主機(jī)托管云解決方案;而且企業(yè)，多租戶，超大規(guī)模和高性能計(jì)算數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在則占據(jù)了增長和能源消耗的最大份額。
平均而言，數(shù)據(jù)中心所消耗的功率是一般大型商業(yè)辦公樓的100倍。大型數(shù)據(jù)中心的耗電量則相當(dāng)于美國一座小城市的總耗電量。數(shù)據(jù)中心總運(yùn)營成本中有多達(dá)40%的部分是為其服務(wù)器機(jī)架供電和冷卻所需的能源開銷，因此現(xiàn)如今圍繞著企業(yè)數(shù)據(jù)中心所面臨的能源效率低下的討論話題越來越不容忽視了。
解決問題的方法：必須廣泛采用各種解決方案
當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營過程中的電力效率低下和功率密度問題需要成為包括企業(yè)首席可持續(xù)發(fā)展官及其“綠色/可持續(xù)發(fā)展”團(tuán)隊(duì)在內(nèi)的各個(gè)相關(guān)部門的重要關(guān)注問題。故而相應(yīng)的一些新的問題和指標(biāo)亟待引起人們的重視：
l 對于企業(yè)數(shù)據(jù)中心的負(fù)責(zé)人而言：我企業(yè)數(shù)據(jù)中心的能源費(fèi)用具體是多少?
●對于企業(yè)首席財(cái)務(wù)官而言：我們企業(yè)需要花費(fèi)多少資金來建設(shè)數(shù)據(jù)中心，該建設(shè)計(jì)劃是否可以推遲?我們企業(yè)能夠通過該數(shù)據(jù)中心的相關(guān)設(shè)備獲得多少回報(bào)?我們應(yīng)該打造企業(yè)自有的數(shù)據(jù)中心還是應(yīng)該租用數(shù)據(jù)中心服務(wù)?
●對于企業(yè)首席執(zhí)行官而言：我們企業(yè)要如何才能在當(dāng)下和不久的將來使企業(yè)在整體上更加成功?
除了超大規(guī)模或高性能數(shù)據(jù)中心(如蘋果，F(xiàn)acebook，谷歌，亞馬遜，微軟，百度)等市場領(lǐng)軍之外，對于一般的企業(yè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商們而言，在他們無數(shù)個(gè)優(yōu)先關(guān)注事項(xiàng)中，能源效率可能往往是被排在較低優(yōu)先級的。
企業(yè)數(shù)據(jù)中心的管理運(yùn)營人員們可以使用三種主要策略來解決電力效率低下和密度問題。如下，我們將與廣大讀者朋友們一起分享這些策略，同時(shí)還將為您介紹如何應(yīng)對不斷增長的對于企業(yè)文化和管理實(shí)踐方案改革的需求。而這三種主要策略分別為：
●對于貴公司數(shù)據(jù)中心設(shè)施效率和軟件技術(shù)實(shí)踐方案必須要有詳細(xì)的文檔記錄。
●可再生能源采用計(jì)劃。
●大量尚未開發(fā)的硬件解決方案。
企業(yè)數(shù)據(jù)中心必須建立能源責(zé)任的企業(yè)文化，并將其與當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的可靠性和盈利能力實(shí)踐方案相結(jié)合。
在上文中，我們與廣大讀者朋友們探討了當(dāng)今數(shù)據(jù)驅(qū)動的市場大環(huán)境與數(shù)據(jù)中心前所未有的蓬勃增長之間的關(guān)系。今天，能源消耗和能源效率亟待成為數(shù)據(jù)中心的領(lǐng)導(dǎo)者們需要重點(diǎn)考慮的重要業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。該行業(yè)的大部分所面臨的挑戰(zhàn)是，雖然已經(jīng)充分認(rèn)識到了問題的嚴(yán)重性，但相關(guān)的解決方案仍然尚未被廣泛的接受和采用。
數(shù)據(jù)中心可以使用三種主要策略來解決電力效率低下和密度問題。正如尖端數(shù)據(jù)中心領(lǐng)軍們的實(shí)踐所證明的那樣，所有這些方法可以彼此兼容共同努力，以應(yīng)對重大的業(yè)務(wù)變化和社會影響。
對于貴公司數(shù)據(jù)中心設(shè)施效率和軟件技術(shù)實(shí)踐方案必須要有詳細(xì)的文檔記錄：在過去10年中，人們對于數(shù)據(jù)中心行業(yè)的許多部分中都已經(jīng)很清楚了，通過使用新的環(huán)境和冷卻控制可以獲得設(shè)施范圍內(nèi)的能源改進(jìn)。軟件具有易于擴(kuò)展和分發(fā)的優(yōu)勢。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理(DCIM)系統(tǒng)用于通過IT和設(shè)施團(tuán)隊(duì)的協(xié)調(diào)來提高數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營效率。而AI，機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器人技術(shù)則被用于優(yōu)化復(fù)雜的相互關(guān)聯(lián)的電氣和機(jī)械控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)調(diào)整。
實(shí)施可再生能源計(jì)劃和面向未來的領(lǐng)導(dǎo)者的多年承諾：使用可再生能源(包括太陽能，風(fēng)能和水力發(fā)電)在很大程度上是設(shè)計(jì)和建設(shè)新的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的追求。這些擁有能源密集型資產(chǎn)的公司與公用事業(yè)提供商簽訂了多年購買協(xié)議。這可以保證他們獲得業(yè)務(wù)所需的可靠，可持續(xù)且具有成本效益的能源供應(yīng)。作為利用可再生能源領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，谷歌公司宣布，該公司在2017年實(shí)現(xiàn)了為其數(shù)據(jù)中心供電 “100%使用可再生能源”這一目標(biāo)，而該公司的這一計(jì)劃是從2010年開始實(shí)施的。
圍繞硬件的大多數(shù)尚未開發(fā)的解決方案：對于大部分普通數(shù)據(jù)中心而言，大約30%的功率浪費(fèi)在通過從電網(wǎng)到單臺服務(wù)器的微處理器所需的多次功率轉(zhuǎn)換。無論是大型集中式還是小型分散式UPS(不間斷電源)，對于大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的數(shù)十萬臺服務(wù)器和機(jī)架式電源而言，即使每款電源轉(zhuǎn)換器只實(shí)施很小的改進(jìn)也可以顯著提高能效，密度，和性能。對于那些設(shè)計(jì)和構(gòu)建自有的優(yōu)化服務(wù)器的企業(yè)，以及從多租戶數(shù)據(jù)中心處租用服務(wù)的企業(yè)而言，需要意識到這是圍繞能源使用的下一個(gè)變革工具。
能源效率和密度可以從三個(gè)方面獲得：
●在數(shù)據(jù)中心采用UPS，實(shí)現(xiàn)高壓電轉(zhuǎn)換并進(jìn)入數(shù)據(jù)中心建筑。 (大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都有一個(gè)龐大的集中單元，許多較小的分散單元正在進(jìn)行演變，以降低風(fēng)險(xiǎn)。)
●將AC交流電轉(zhuǎn)換為DC直流電的服務(wù)器機(jī)架上的機(jī)架電源。
●單臺服務(wù)器電源，其中高壓DC轉(zhuǎn)換為服務(wù)器主板上的低壓DC。
今天的技術(shù)如何幫助企業(yè)數(shù)據(jù)中心獲得以硬件為重點(diǎn)的能效?
借助相關(guān)供應(yīng)商的半導(dǎo)體技術(shù)推動數(shù)據(jù)中心的硬件變革
借助相關(guān)供應(yīng)商的功率晶體管可以使得數(shù)據(jù)中心能夠解決UPS，機(jī)架AC / DC電源和服務(wù)器DC / DC電源的能源效率低下和功率密度問題。更小，更高效的電源直接降低了數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)，間接降低了冷卻系統(tǒng)成本和機(jī)架過熱問題。使用這些供應(yīng)商的功率晶體管，6個(gè)電源可以在每臺服務(wù)器機(jī)架中執(zhí)行10個(gè)基于硅的單元的工作。
這種密度和效率的提高對運(yùn)營成本，營收和環(huán)境產(chǎn)生的影響是顯而易見的。對于主要的第1層數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商而言，可以實(shí)現(xiàn)：
●通過能源節(jié)省實(shí)現(xiàn)的運(yùn)營成本節(jié)省增加(5600美元/架)：每年241萬美元
●服務(wù)器密度更高(5100美元/機(jī)架)所帶來的額外收入：11億美元/年
●推遲建設(shè)帶來資本支出減少：8.4億美元
●更環(huán)保，更可持續(xù)的業(yè)務(wù)運(yùn)營
對于所有主要類別的數(shù)據(jù)中心，包括一般企業(yè)到多租戶再到超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心 ——硬件能效必須是執(zhí)行業(yè)務(wù)戰(zhàn)略的重要組成部分。
超大規(guī)模和高性能計(jì)算數(shù)據(jù)中心已經(jīng)在許多功率效率和密度領(lǐng)域發(fā)揮作用，但現(xiàn)在需要在硬件上添加一個(gè)變化的視角，作為其經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)性概況的驅(qū)動因素。隨著當(dāng)前的企業(yè)越來越成為一家數(shù)據(jù)公司，企業(yè)數(shù)據(jù)中心和多租戶數(shù)據(jù)中心的客戶都必須重新考慮他們之間的關(guān)系，并將其作為核心業(yè)務(wù)決策領(lǐng)域，而不是事后的想法。現(xiàn)在是時(shí)候迎頭趕上，并放棄已有10年歷史的實(shí)踐方案和設(shè)備了 ——這樣企業(yè)數(shù)據(jù)中心就不必再像以前一樣實(shí)施管理了，現(xiàn)如今的數(shù)據(jù)中心管理方式就像管理舊的服務(wù)器機(jī)柜一樣，只有規(guī)模大了很多倍而已。
企業(yè)文化變革和新的業(yè)務(wù)指標(biāo)必須成為數(shù)據(jù)中心硬件能源解決方案的一部分
雖然借助相關(guān)供應(yīng)商的服務(wù)有助于數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)能源效率和功率密度變化，但所有數(shù)據(jù)中心部門的管理人員也還必須隨時(shí)準(zhǔn)備領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)文化的變革，并推動新的業(yè)務(wù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
企業(yè)文化：數(shù)據(jù)中心及其所服務(wù)的企業(yè)客戶需要建立一種能源責(zé)任文化，與現(xiàn)有的可靠性和盈利能力文化并列。
企業(yè)CXO級別的高層領(lǐng)導(dǎo)：所有CXO級別的高層領(lǐng)導(dǎo)都必須明確表達(dá)并推動整個(gè)企業(yè)組織的業(yè)務(wù)指標(biāo)，并強(qiáng)調(diào)能效是一大高級優(yōu)先事項(xiàng)——實(shí)際上，其不應(yīng)該僅僅只是年度報(bào)告中的一段文字而已。
跨部門整合和企業(yè)組織架構(gòu)的重新調(diào)整：在決策過程中，必須對于基本上已經(jīng)脫節(jié)的團(tuán)隊(duì)(包括采購，工程，IT，可持續(xù)發(fā)展和財(cái)務(wù)團(tuán)隊(duì))之間創(chuàng)建新的激勵(lì)模型和協(xié)作模式。
打造新的指標(biāo)和業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)：企業(yè)需要了解如何優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的各個(gè)方面 - 包括能源的使用。多租戶和企業(yè)數(shù)據(jù)中心的高管領(lǐng)導(dǎo)決策者們需要充分理解和接受排名前5%數(shù)據(jù)中心的實(shí)踐方案。
現(xiàn)在是行動的時(shí)候了
有鑒于全球范圍內(nèi)有著數(shù)以百萬計(jì)的數(shù)據(jù)中心，并且這一規(guī)模還在不斷增長 ——解決能源效率低下問題可能會迅速對業(yè)務(wù)盈利和環(huán)境產(chǎn)生重大影響。因此，數(shù)據(jù)中心的管理人員必須使用所有可用工具——從軟件到可再生能源再到硬件，以便主動解決數(shù)據(jù)中心的能源效率問題。必須建立能源責(zé)任的企業(yè)文化，而且其重要性應(yīng)當(dāng)與當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的可靠性和盈利能力實(shí)踐并列。我們需要專注于構(gòu)建數(shù)據(jù)中心的未來，同時(shí)將業(yè)務(wù)和保護(hù)地球放在首位。否則，我們的數(shù)據(jù)故事就會因此播下了一些破壞性的種子。
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