數據中心作為一個企業IT應用的物理載體,在企業運行中發揮著越來越重要的核心作用。多數公司嘗試將資源整合到更少的數據中心中,對數據中心服務器和存儲、用電、數據中心物理空間、數據中心管理等方面的需求都在快速增長。
同時不可忽視的是,如何保證數據中心的性能與節能成為了行業內普遍關注的問題。對于大多數數據中心來說,其耗電量都是非常驚人的,而如何進一步節約能源也成為了擺在許多服務器和相關硬件廠商面前的主要問題。對于X86服務器來說,憑借著英特爾在服務器處理器中所提供的諸多節能技術和不斷努力,建設綠色數據中心已經不再是一句口號。
數據中心節能悍將:節點管理器和數據中心管理器
英特爾節點管理器(IntelNodeManager)從Nehalem-EP平臺開始引入X86架構。它為獨立的服務器提供能耗溫度監控和基于各種策略的能源管理,可以通過基于規范IPMI協議的接口、由支持的基板管理控制器(BMC)使用,需要一個類似PMBusTM的儀器供電源。
節點管理器通過與Intel 數據中心管理器(Data Center Manager,DCM)相結合,可以在不受操作系統限制的情況下便捷管理數據中心,為用戶提供最優的數據中心能耗管理方案。
英特爾數據中心管理器 (IntelDataCenterManager)是監控、管理數據中心的機架和服務器組電、熱等能耗的軟件技術,IT部門利用它來實現提高機架密度、降低能耗與散熱成本,從而優化機房布局并輕松獲益。
英特爾數據中心管理平臺支持所有具備英特爾節點管理器并能夠通過基板管理控制器(BMC)發出英特爾節點管理器IPMI規范命令的原始設備制造商(OEM)平臺。該技術專門提供在不影響工作性能的同時進行的服務器組能源管理。為了達到這一目標,英特爾數據中心管理平臺為每一臺獨立的服務器動態調整能耗標準以適應該服務器工作量的變化、使用率和由此改變的能源需求量。
DCM(數據中心管理產品)應具備三大基本功能,即監測、管控和報表。英特爾數據中心管理平臺(IntelDataCenterManager)是監控、管理數據中心的機架和服務器組電、熱等能耗的軟件技術,IT部門利用它來實現提高機架密度、降低能耗與散熱成本,從而優化機房布局并輕松獲益。
監測:實時采集能源信息,包括服務器功耗和溫度等能耗信息。
事實上,在以前,這些信息是無法得到的,即便是得到,也不是精確值。任何的管理第一步必定是監測,可以說,沒有監測就沒有管理。要控制溫度,就要先測量溫度;要管理功耗,要要先測量到功耗的信息。
管控:配置能源使用策略,管理服務器集群的功耗。
用戶可以根據數據中心的情況,優化并使用策略。這意味著,在服務器上,用戶第一次有能力對服務器功耗使用策略。并且,能源使用策略,可以對整個數據中心進行優化配置。
報表:通過對能源使用報表的分析,幫助用戶梳理能源消耗的時間、地點等信息。
事實上,報表無非就是日志分析功能,其意義在于,數據中心的運維管理者們,關注的是什么時候消耗最大能源,什么地方消耗能源最集中,如果這些問題由報表自動生成,那么管理者就有據可依,可以幫助他們更好的把握和選擇最合適的能源使用策略。
除了優化能效之外,節點管理器和數據中心管理器相結合的方案還可以增加機房和機架密度、節約空間。事實上,很多時候計算密度不是空間受限制,而是能耗受限制,比如42U服務器機架放不滿是因為提供機架的能源、電源不夠。而通過數據中心管理器,可以增加每個機架的密度,能源動態分配,充分利用機架空間,增加機房和機架的密度。
以數據中心的節能為例,在2002年的時候為了能夠實現3.7TeraByte的性能,數據需要心25個機架,包括520臺服務器,占地90平米,耗電是128千瓦。而到了2003年,在提供同樣高運算性能同時只需要一個機架,53臺服務器,占地只有4平米,耗電只有21千瓦,這樣就在性能保持同時不變的情況下提高了密度,并且降低能耗,仍然保持高性能。并且2011年可以提供10個TeraByte同樣只需要一個機架包括差不多60服務器,占地4平米,30千瓦,提高了很多。
服務器虛擬化有助于從根本上提高數據中心的生產力,用戶可以在每一臺物理服務器上整合多個操作系統和應用,縮減IT基礎設施的尺寸和成本,并在幾分鐘之內部署新的應用。鑒于服務器虛擬化在利用率、能源節省、可管理性、服務等級以及成本模式等方面的顯著優勢,投資虛擬化解決方案絕對是一項明智的業務決策。
英特爾創建了一款經過優化的物理服務器平臺,它擁有獨特的硬件輔助特性,可進一步增強虛擬數據中心的性能,助您從虛擬化中獲得最大優勢。從英特爾至強5500系列處理器開始,用戶可借助更高的 I/O 帶寬進一步提高虛擬化性能,并通過支持多代虛擬機遷移,在虛擬化環境中實現無可比擬的靈活性,還支持多代虛擬機在虛擬化環境中,以無可比擬的靈活性進行遷移。
英特爾虛擬化技術(英特爾VT)具體包括分別針對處理器、芯片組、網絡的VT-X、VT-D和VT-C技術。英特爾將硬件輔助虛擬化集成到所有主要的服務器組件中,幫助IT機構在每臺服務器上整合更多的應用和更繁重的工作負載,從而進一步提高靈活性、可靠性并降低TCO。
處理器:英特爾虛擬化技術(英特爾VT-x),包括英特爾虛擬化靈活遷移技術(Intel VT FlexMigration)、英特爾VT FlexPriority、英特爾VT 擴展頁表(Extended Page Tables)
芯片組:英特爾支持直接 I/O 訪問的 VT虛擬化技術(英特爾VT-d)
網絡:支持連接的英特爾虛擬化技術(英特爾VT-c),包括虛擬機設備隊列(VMDq)、 虛擬機直接互連(VMDc)
幾年前的服務器僅設計用于托管單個操作系統。若想借助這些系統成功實現虛擬化,IT機構需要采用能夠為每個客戶操作系統模擬完整硬件環境的軟件。這是一個需要大量性能開銷的計算密集型過程, 會減緩應用響應速度、限制可擴充性并提高復雜性,從而對可靠性與安全性產生影響。此外,混合服務器環境還會對虛擬化的優勢產生影響:隨著新服務器的添加,如果無法在各代服務器中遷移虛擬機,數據中心的靈活性便會受到限制。
現在多數服務器在開啟后僅有 8-15% 的時間處于使用狀態,而大多數 x86服務器在空閑狀態下仍需消耗正常工作負載所需電量的60-90%,同時也浪費大量的空調。借助于英特爾虛擬化技術的高級資源和內存管理功能 ,可實現 15:1 甚至更高的整合率,因而可將服務器利用率提高到 85%。完成虛擬化后,憑借節點管理器及數據中心管理器,可以監視整個數據中心的利用率,并智能地關閉不需要的物理服務器。
通過提供全面硬件輔助來提高虛擬化軟件性能,減少應用響應時間并提供更出色的可靠性、安全性與靈活性,英特爾虛擬化技術(英特爾VT)可在芯片級別上應對這些挑戰。這些集成硬件輔助特性加速了整個平臺的基本虛擬化進程,可有效減少延遲并避免潛在的瓶頸,此外,它們還有效減少了對虛擬化軟件的需求,使更多的處理器資源用于運行業務應用,同時支持多代英特爾架構服務器之間的虛擬機遷移。由此,您就能在每臺服務器上整合更多的應用和更繁重的工作負載,從服務器與軟件投資中獲得更大的價值。
綠色數據中心的建設是一個全面的、整體的過程,要取得好的節能效果,需要把“綠色”貫徹數據中心的規劃、建設、維護的整個過程中。在目前節能成為一個全社會共同關注的問題這個大背景下,廠商們也推出不少技術或輔助工具可以幫助數據中心的管理者實現節能。本次我們介紹的英特爾節點管理器、數據中心管理器及虛擬化等技術都是為此而生的。有了這些技術,綠色數據中心的發展將會更加順利。