让数据中心移动起来
i企业
为了应对计算密度的快速增长,目前不少企业都正在进行或打算对数据中心的设备进行更新与扩展。不过,在目前的经济环境下对数据中心进行升级和扩展,相信企业CIO面临着不小的资金压力。目前一台1U服务器的使用成本高达采购成本的2倍,能源的价格还在飙升,用于空调冷却的电力甚至超过了计算用的电力。传统数据中心对能源的巨大消耗呼唤着新一代绿色数据中心的出现,这时以集装箱为基础的移动数据中心走进了公众视线野,它代表了一种新的数据中心应用理念。
何为移动数据中心
移动数据中心也被称为集装箱数据中心,意思是数据中心可以像集装箱那样快速移动到任何地方。集装箱数据中心的概念最早源于Sun在2006年10月提出的“黑盒子计划”。Sun当时的想法是将构成数据中心的一些基本原件,如计算机硬件、网络、供电和冷却系统等设备,“塞到”一个20英尺长、8英尺宽、8英尺高的标准集装箱中。在一个标准的20英尺长的集装箱中塞入数百台服务器,而且保证移动数据中心性能并不低。以浪潮最新推出的云海(Smart Cloud)方案为例,一个20英尺长的分体式集装箱可容纳7680个计算核心,能够提供百万亿次计算能力,只需要47个云海集装箱互联,则可达到超级计算机“天河一号A”的峰值运算能力。
集装箱数据中心都采用模块化设计,一个“集装箱”就相当于一个模块,具有独立的功能、统一的输入输出接口,不同的模块可以互相备份, 通过相关模块的排列组合形成一个完整的大数据中心。如果建一个大数据中心像搭积木一样快捷、容易, 如果一个数据中心可以像一座活动房子一样到处移动,当数据中心的计算能力不够用时,就可以再方便地连上一个到数个“集装箱”,那么就轻易解决了许多企业数据中心面临的扩展问题。
不过,在如此小的空间里要解决几百台服务器的散热是一个大问题,因此,制冷效率和配套设施的模块化就成了移动数据中心的关键因素。在制冷方式上,目前移动数据中心广泛采用空调和自然冷却源相结合的混合方式,尽量降低系统的PUE(Power Usage Efficiency,)值。在高性能计算等领域,计算密度较高,设备功耗较大,集装箱数据中心应采用水冷制冷技术。
移动数据中心的魅力
任何一款产品要想成功,最重要的一点就是必须得到市场的认可。这种移动数据中心的魅力在哪里呢?
相对于传统的数据中心,移动数据中心最棒的就是它的易于部署性和便携性的特点。以前我们脑海中的数据中心,总是一些宽敞的机房和排列整齐的机架,然而集装箱型数据中心的出现打破了这个常规。这种集装箱式的设计对于运输来说非常方便,你甚至不用专门为它配置机房。而且移动数据中心一般都是采用标准模块化设计,里面的服务器都是预先安装并经过测试的,客户只需要花构建传统数据中心十分之一的时间,便可轻松获得和部署完整的“即时”模块化数据中心,部署时间从过去的“数年”缩短为“数周”。这种数据中心几乎适合任何一家企业,用户可以随时扩展数据中心,甚至想把它放在哪里就放到哪里,如办公楼旁边、一块空地上、公司停车场上或仓库里。
当然,集装箱数据中心最吸引人的是低成本,与传统数据中心相比,集装箱数据中心在设计与建造上要便宜30%,能源消耗节省40%~50%。比如建立一个5万台服务器规模的数据中心,采用浪潮的Smart Cloud只需要1.8亿元,而传统的IDC可能需要2.3亿元,成本省掉了19%。而且Smart Cloud在PUE指标上只有1.22,远远低于传统IDC的,几乎与热学定律背道而驰。目前新一代大型数据中心绝大多数采用了此类集装箱式设计方案,显然此类数据中心方案更经济、更加“绿色”,这对于时时想将钱要花在刀刃上的那些CIO无疑是个不错的选择。
移动数据中心方案
这种集装箱式移动数据中心的概念目前已经得到共识,数据中心基础设施的设备厂商,如惠普、戴尔、Oracle(Sun)、SGI等巨头都推出了自己的方案。
Sun是第一个提供集装箱数据中心的厂商,它的移动数据中心就是以“Blackbox”命名,也让它充满了神秘感。当这个大家伙在2007年底登陆中国的时候,着实让无数的用户和记者兴奋了一下。BLackBox内部部署了多达250台服务器,提供了超过7TB的动态内存,拥有强大的计算性能。IBM是2008年开始涉足此类集装箱数据中心的,称其集装箱数据中心为Portable Modular Data Centre(PDC,便携式模块化设计数据中心)。IBM的PDC集装箱数据中心内部最多可放置19个机架,也就是可大约放置798个1U服务器,如果使用IBM的刀片服务器,则可放置约1596个。在成本方面,IBM称20英尺长的集装箱数据中心如果配备最便宜的X64服务器,售价约45万美元。
惠普也是2008年开始涉足该市场,现在它还在其休斯顿的PC和服务器工厂建设了专门的POD(Performance Optimized Datacenter)集装箱数据中心装配线,主要提供20英尺POD及40英尺POD两个方案,并可以根据客户的需要扩展空间。惠普的20英尺POD产品可以容纳10个机柜,而40英尺POD可以容纳22个机柜。惠普这20英尺集装箱的参考价格是6万美元,当然这只是箱体的价格,如果内部装满机柜,其价格会轻松地飙升到百万美元以上。
在移动数据中心方面,我国厂商起步较晚,不过目前仍然有一些产品推出。我国首个集装箱数据中心是由天云科技推出的,每个集装箱数据中心可容纳912台1U服务器,这相当于127个传统机房机柜的容量。此外,著名的服务器厂商浪潮也在今年4月7日发布了云海集装箱数据中心Smart Cloud,其PUE值仅为1.22,在同等计算能力下,能耗要节省50%。
“英雄”用武之地何在
俗话说“英雄不问出处”,但“英雄”只有有了用武之地才算得上真正的英雄。由于集装箱数据中心本身就是一个可作为数据中心构建的标准模块,因此完全可以帮助具有Web 2.0属性的企业和云计算服务提供商在有限资金的条件下迅速扩展计算能力。例如谷歌、微软、亚马逊等巨头都已经采用集装箱数据中心的设计,并实施了部署,谷歌从2005年就开始将其数据中心搭建在集装箱内了。谷歌位于美国加利福尼亚州总部的数据中心占地7.5万平方英尺,占满了45个集装箱,每个集装箱可存放1160个服务器,谷歌的这个数据中心的PUE值仅为1.2。此外,微软公司也使用Rackable提供的集装箱数据中心,在美国芝加哥城外建造了一座拥有150个“集装箱”的大型数据中心,每个“集装箱”都配置了1000台到2000台服务器。针对这个趋势,英国电信、IOData等运营商也已经开始提供集装箱式移动数据中心托管服务。
此外,由于每个集装箱数据中心就是一个单独使用的计算模块,因此也可以作为主数据中心的补充。比如针对当前军队在面向数字化战争的快速部署需求,完全可以根据集装箱数据中心的模块化、可移动、灵活、快速部署的特性,并结合地下空防系统,搭建内嵌式密闭数据中心。这样的战略部署逐渐成为各国搭建超级安全数据中心的最新发展方向,例如瑞典在离地基30米下的旧核碉堡原址建造了一个“集装箱”数据中心,整个数据中心可以承受一次氢弹攻击;日本也在积极实施地下数据中心工程,政府耗资超过4亿美元在地下100米的矿井大规模部署“集装箱”数据中心。
当然,移动数据中心这种新兴的产品也存在一定的局限性,比如其规格比较单一,而且还没标准化,一旦企业选择了某个品牌的集装箱数据中心,就得依赖于该品牌厂商为其提供服务,例如企业购买了惠普的集装箱数据中心,那以后就只能依赖惠普提供服务。这注定了集装箱数据中心暂时还不可能取代传统的数据中心,目前它只能作为传统的数据中心的补充或充当传统数据中心里的一个模块,在小众市场上一展身手。
小结
移动数据中心作为新生事物,它的出现将给传统数据中心带来一场革命,催生了适合于它的新型的服务器、存储、发电机、UPS和配电设备。某一天,如果你看到一个有“IBM”标志、正在被卡车或火车拖运的集装箱,它可能就塞满了服务器,正在准备运往某个地方,作为可移动的数据中心为某个企业提供服务。


