數據中心模塊化崛起
如果建一座數據中心像搭積木一樣快捷、容易，如果一座數據中心可以像一座活動房子一樣到處移動，如果當一座數據中心不夠用了，可以像集裝箱似地再連上一座，這是不是解決了許多企業數據中心目前面臨的大問題？
這就是目前正在悄然走紅的模塊化數據中心。按照市場調研機構IDC數據中心趨勢研究人員Michelle Bailey的說法，“龐大的、整體的數據中心已經過時了”，而模塊化的模式有望在未來5年內成為建造數據中心的“幾乎默認的方法”。
模塊化崛起
所謂模塊化數據中心是指每個模塊具有獨立的功能、統一的輸入輸出接口，不同區域的模塊可以互相備份，通過相關模塊的排列組合形成一個完整的數據中心。
傳統的數據中心在空間、效率、能耗上的瓶頸日益凸顯，如存儲空間緊張、效率低下、能耗過高。而模塊化可將存儲和成百上千臺的服務器置入一臺擁有制冷系統的可移動的大型集裝箱或固定空間中。模塊化數據中心支持即插即用，一般只要8?12周即可完成從設計到部署。模塊化數據中心包括機架、制冷系統、不間斷電源和電池、滅火系統、配電、冷卻系統和遠程監測。與傳統的數據中心相比，可移動式模塊化數據中心可以最多節約30%的成本，所占面積也可以減少多達50%。
目前，模塊化數據中心多表現為集裝箱式數據中心，它在安裝和管理上比傳統的數據中心要容易得多，也更加高效和節能。同時，集裝箱式數據中心能因地制宜，更易于安全維護和通過審批。Michelle Bailey認為，現在要建造一個很龐大的、配置過度的數據中心，恐怕得有十分充足的理由才行。
模塊化數據中心幾乎適合任何一家企業，不管規模大小或從事哪個行業領域，而且與建造或擴建傳統數據中心相比，它能以更短的時間、更少的成本來添加IT空間。另外，與傳統數據中心不同的是，模塊化數據中心可以建在幾乎任何地方，如辦公樓旁邊、一塊空地上、公司停車場上或者倉庫里，只要有水電和網絡等資源。
模塊化數據中心最重要的優勢是降低成本和縮短部署時間，另外，它可根據需要，逐步擴大空間。Michelle Bailey說：“如果一家中型規模的公司想要一個真正的數據中心，而不是只想要小小的服務器機房，模塊化模式就更劃算，你不用弄清楚今后20年需要多大的容量，而只要搞清今后3年需要多大容量就行。”
澳大利亞的WesTrac公司由于上馬新的IT項目，需要盡快增加數據中心容量，但由于場地問題，無法擴建現有的數據中心。于是，該公司訂購了IBM的便攜式模塊化數據中心，臨時服務于新的IT項目，直到公司找到一個長久之計。之后，這個便攜式數據中心將用做災難恢復解決方案。
各路廠商紛紛出動
模塊化數據中心或集裝箱數據中心目前市場并不大，還處于早期發展階段。據IDC的Michelle Bailey估計，2010年模塊化數據中心的銷量只有85個左右;她預測，今年的銷量估計在145個左右。一些用戶目前還處于實施階段，只有一小批公司(主要是廠商)進入到了全面應用階段。
盡管如此，從IBM、惠普、戴爾、Oracle(Sun)、SGI等廠商的不斷加入，足可以看出這個市場的未來前景被廣泛看好。
2007年，Sun率先推出了被稱為“黑盒”計劃的集裝箱式數據中心，這個全球第一款移動式數據中心引起了人們的關注。之后，由于傳統數據中心的弊病逐漸顯現，越來越多的廠商開始進入這一領域。
IBM在2008?2009年，先后發布了幾款模塊化數據中心，包括可實施50到500平方米機房空間的可擴展模塊化數據中心(SMDC)、從500到2500平方米的企業級模塊化數據中心(EMDC)，以及可移動式模塊化數據中心(PMDC)。PMDC采用集裝箱式，包括了三種規格：8英尺寬，20、40或者53英尺長。IBM聲稱，PMDC提供了一個完整的物理基礎架構，包括供電、冷卻系統和遠程監控。
2010年，被Rackable收購的SGI開始涉足模塊化數據中心，并推出了ICE Cube集裝箱式數據中心產品，之后又推出了新的ICE Cube Air模塊化數據中心，做了較多的改進。SGI全球首席市場官George Skaff在接受本報記者采訪時說，集裝箱式數據中心適合建設災備中心，還可臨時性或緊急性地擴建IT設施，只要指定場地能提供電源和供水，即可立即投入運行。集裝箱式數據中心在能效指標方面能達到很高的水平，PUE(能源利用效率)可以達到1.2，這是傳統數據中心難以企及的。
戴爾在模塊化數據中心方面一直比較低調，它推出的第一款模塊化數據中心采用了標準化的集裝箱式設計。不過，去年戴爾推出的新產品則擯棄了這種設計，而是在其兩側部署了12個鋼架結構的標準服務器機架，中間修一條服務用的通道。據戴爾透露，此機架設計可以根據其計算容量的需要來選擇三層還是四層。戴爾同時表示，這些數據中心只提供給少數客戶。
惠普在模塊化數據中心上采取的策略與眾不同。去年，惠普推出了模塊化“蝴蝶”式數據中心設計，主打“靈活”設計理念，數據中心具有一個中央網絡核心，以及四大服務器空間模塊，而電源和冷卻基礎設施則安置在周圍。
在中國，4月7日，浪潮發布了云海集裝箱數據中心Smart Cloud，在推出集裝箱數據中心的同時，緊緊與云計算密切相連，聲稱是國內首款云數據中心。
其實，模塊化數據中心逐漸升溫離不開一些大用戶的推動，微軟、谷歌都是其中重要的推手。微軟公司使用Rackable提供的集裝箱，在美國芝加哥城外建造了一座擁有150個集裝箱的大型數據中心，每個數據中心都配置了1000到2000臺服務器。另據報道，微軟采用IT-PAC(IT預裝配組件)在美國華盛頓州Quincy搭建的數據中心已經完成，數據中心擁有超過2000臺服務器，其模塊化設計使整個搭建過程僅用了8個月。而谷歌公司則在2008年就為它們的模塊化數據中心申請了專利，其中包括一個聯合運輸的集裝箱和集裝箱內的計算系統。
對于模塊化數據中心，業內人士認為，目前，這還是一個小眾市場，不過，類似的數據中心在邊遠地區可能大有作為。軍隊對可以靠近軍事活動區域的移動數據中心表示出了極大的興趣;另外，像石油天然氣行業正在熱衷于在目前勘探中的邊遠地區部署類似的數據中心;而電影和動畫制片室期望利用移動數據中心，加強計算密集型特效所需的強大的數據處理功能。也有人認為，模塊化數據中心最新的市場可能是缺少建筑場地的學校，集裝箱數據中心對那些正在為是給學生建大樓還是給服務器建大樓而犯難的高等院校提供了另一個選擇。
模塊化模式并非萬能
三種不同類型
市場調研公司IDC數據中心趨勢研究人員Michelle Bailey認為，現在的模塊化數據中心產品有三種基本類型。最早的概念是重新配置的集裝箱，通常被稱為“pod”，廠商通常裝配好IT設備后，即可在客戶選定的位置交付。
另外，一些廠商已開始提供預制結構，目的是在內部空間和布局配置方面提供更大的靈活性。Bailey說：“這就像是組合式房屋，房屋的部分或全部先在廠里做好，再運到客戶指定的地方，然后現場完成建造。”
第三種方法是結合了模塊化設計特點和傳統設計特點的混合模式。廠商向客戶出租那些可以迅速配置和擴建的模塊化空間，這些空間位于大型辦公樓或類似廠房的設施里。
隨著模塊化數據中心市場日漸發展和成熟，“它正由集裝箱向一種預先裝配的環境轉變。”企業管理協會(EMA)高級分析師Albert Lee說。
許多模塊化數據中心廠商，特別是集裝箱數據中心制造商將自己的產品作為一體化套件來銷售，除了電源、冷卻和其他裝置外，這種套件還包括服務器和相關的基礎設施設備。這類系統可以為客戶提供從規劃到部署的一套完整的解決方案，Albert Lee說：“對此，有人覺得很方便，有人覺得很局促，各花入各眼。”他認為，客戶可能會發覺自己從短期來看獲得了部署快、成本低以及方便等優點，可是從長期來看，卻喪失了其他廠商提供的定制、配置和支持/服務等方面的機會。
模塊化模式并非萬能
雖然模塊化數據中心具有眾多潛在的好處，但用戶也要提防一些隱藏的陷阱，被廠商鎖定可能是其中最大的缺點。市場調研公司IDC的Michelle Bailey說：“你將非常依賴為你提供服務的那家廠商，例如你購買了惠普的集裝箱數據中心，那你在這方面就只好依賴惠普提供的服務。”
Forrester研究機構模塊化數據中心分析師Richard Fichera表示，模塊化數據中心的潛在用戶還要記住:可以利用虛擬化和云計算等技術創新來緩解對更大場地的需要。他說：“人們在不斷購買新技術的產品，更密集地塞入到現有的數據中心里。盡管有些數據中心的容量在5年前就告罄了，但仍可通過繼續在現有數據中心里重新設計架構，不斷發掘潛力。”
Michelle Bailey指出，雖然模塊化數據中心可以滿足越來越多企業的需要，但它們還是不太適合一些企業。她說：“如果你能很容易地預測企業IT技術方面的增長情況，能很準確地預測那些IT負載所需的用電量，也許應該用一種比較傳統的方法來建造數據中心。”
她表示，精心規劃和合理利用讓這類企業有望從傳統的數據中心獲得長遠效益，已經買來和付費的現有數據中心也許里面能夠裝得更密集，因而比添加模塊化單位更劃算。
美國科羅拉多州阿斯彭滑雪有限公司的信息技術負責人Paul Major解釋了為什么預裝配不適合他們今年5月即將啟用的新數據中心，除了對舊數據中心進行環境方面的改進外(包括把一些冷卻成本減少60%?70%)，新數據中心的最大好處之一是“頭一次把我們的所有IT人員集中到了同一個地方。”
普渡大學的John Campbell“強烈鼓勵”那些考慮部署模塊化數據中心的IT管理人員在做出最終決定前，先參觀一下正在運作的數據中心，他說：“花點時間參觀一下，進入到里面，看看它們是如何用線纜連起來的，并確保它適合你所在的環境。”
NASA的Obrien則建議管理人員要密切關注迅速變化的模塊化數據中心市場，他說：“許多創新正在迅速出現，你要關注這個市場，隨時了解這方面的最新進展。”
美國宇航局(NASA)開源云計算項目Nebula的項目經理Raymond G. Obrien正在試用Cirrascale公司提供的一臺集裝箱數據中心，探究模塊化數據中心的可行性，他想看看這個方法能否幫助NASA更有效地管理海量的計算需求。他說：“數據的增長等因素促使我們要積極采取一種領先的解決方案，否則我們Ames研究中心的數據中心可用容量很快就會告罄，NASA的其他一些研究中心未來也會面臨同樣的處境。因此，我們決定研究一下集裝箱數據中心，看看這個方案能不能有效地應對數據的增長。”
NASA同時開展眾多不同的研究項目，而每個項目有各自的計算需求，這種環境使用模塊化數據中心似乎再合適不過了。NASA的集裝箱經裝配后，允許放入各種規格的服務器，能測試不同的服務器和存儲配置方案，Obrien說：“事實證明，這對于確定哪些配置能最有力地支持NASA項目的使用模式極其重要。”
Obrien表示，既能迅速、輕松地添加計算和存儲資源，又使現有的數據中心不受場地的制約，這是一大潛在好處。另外，標準尺寸和集裝箱數據中心只需極少的連接接口，更容易預測將來需要的場地，以及為未來發展而做的數據中心預算。
雖然他們目前還沒有就模塊化數據中心的可行性給出最終結論，不過Obrien表示，Nebula的團隊已經學到了一個重要的經驗：密切關注線纜管理。他說：“集裝箱里面沒有太大的空間，服務器設備塞得非常緊，所以，擁有良好的線纜管理方案將確保技術支持團隊能夠在里面活動自如，很容易找出與需要注意或維護的服務器和網絡硬件有關的線纜。”
模塊化數據中心的優缺點
成功案例 普渡大學解決電力供應問題
普渡大學主管教學技術的助理副校長John Campbell談起他們學校很快就要實施的模塊化數據中心時，難以掩飾激動的心情。他說：“從業務角度來看，說到降低成本，并盡量提高解決方案的效率，模塊化數據中心是一種非常切實可行的解決方案。”
John Campbell所在的大學高性能數據中心在過去3年內建造了3個大型服務器集群，目前迫切需要增加電力。數據中心是在一幢10層樓的地下室，其他層是普渡大學各系的多個研究項目，而僅數據中心一家的耗電量就占整幢大樓的85%，使大樓內的其他研究項目的電力供應受到了影響。
數據中心的電力升級迫在眉睫，但他們等不了政府部門的層層審批。John Campbell說：“完成電力升級需要兩三年，而我們根本沒有時間按部就班地升級。”他和下屬比較后否決了幾種方案，并考察了校園內有場地、有電力的地方，但找不到一個合適的，他甚至還考慮了場地托管方案，但由于擔心后勤和成本問題，最終也被否決了。
無計可施的John Campbell及其團隊于是把注意力轉向了模塊化數據中心，并立刻看到了它的好處：基于集裝箱的結構可以快速部署，可以建在靠近主數據中心的場地上，可用來減輕現有資源面臨的壓力，又能滿足未來發展的需要。最重要的是，模塊化結構不必提交規劃部門審批。John Campbell說：“模塊化結構被認為是一件設備，而不是一筆大樓建筑開支，所以，我們就能直接拿來設備，并在2?4個月內把它搭建起來。”
做了一番深入分析后，他們向惠普訂購了集裝箱數據中心，并可在需要時添加額外的結構。他們打算今年夏天再部署一個集群。眼下，惠普表示最多60天就能將集裝箱數據中心運過來，它將附屬于主數據中心。
結果證明，這個方法的成本遠低于他們之前考慮過的其他任何方案，成本只有場地托管服務費用的一半左右，并且還有其他好處。John Campbell說：“它與原來的數據中心相比極其節能，而且更靈活，我們可以根據發展的需要來建造和添加新設備。”
John Campbell表示，部署方面的惟一難題是讓他的員工習慣于使用建在外部結構里的數據中心。他說: “新的數據中心在街道的另一頭，雖然多年來維護人員一直在遠程操作和維修設備，但需要上門服務時，還是有點不一樣。”比如在冬天，工作人員就需要花點時間穿上保暖的衣服。
小貼士 模塊化數據中心的優缺點
優點：
部署速度快——模塊化數據中心可以非常迅速地部署完畢，通常只需要幾周時間;相比之下，建造傳統的數據中心通常得需要幾個月，甚至幾年。
成本低——成本低廉的建筑材料和建筑方法為采用集裝箱數據中心和預制單位的用戶降低了成本。在一些國家或地區，采用者還能享受稅收和監管方面的優惠。混合型客戶(在傳統的數據中心里使用集裝箱數據中心)與其他數據中心共享數據中心空間，因而節省了費用。
易于部署——集裝箱數據中心和預制單位可以部署在采用者指定的任何位置。
易于擴展——如果需要，可以添加更多的空間，其表現為添加集裝箱數據中心、預制單位或建筑面積。
缺點：
耐用性差——集裝箱數據中心和預制的模塊化數據中心能在多大程度上經受時間和天氣的考驗，目前還是個未知數。
服務可用性低——為放置在邊遠地區的集裝箱數據中心和預制單位提供水電和網絡資源的難度大、費用高。
缺乏工作空間——大多數模塊化數據中心，特別是集裝箱數據中心，其設計是用來容納設備、而不是容納人的。
被廠商鎖定——許多模塊化數據中心產品要求只能使用特定廠商的硬件或解決方案。
安全性差——孤立的集裝箱數據中心或預制單位比普通大樓更容易被闖入或搗毀。
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