在最初著手設(shè)計集裝箱式數(shù)據(jù)中心時,我將它們視為一種針對驗收測試、安裝中斷、布線和總體性能等多年來一直困擾IT部門的眾多問題的解決方案。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,我們找到了一些能夠消除電能使用效率(PUE)值居高不下的辦法。
反過來,這也促使x64服務(wù)器的設(shè)計具有更高的效率;ù罅烤μ嵘龁卧鋮s效率這種提供寒冷空氣環(huán)境的傳統(tǒng)理念已經(jīng)成為了歷史。
能夠降低PUE值的因素有許多種。多核x64 CPU的出現(xiàn)讓傳統(tǒng)的1U服務(wù)器在保持了原有的功率的同時,極大地提升了電源使用效率。與CPU匹配的低功耗內(nèi)存使得當(dāng)今的服務(wù)器擁有更優(yōu)秀的GFLOPS/watt指標(biāo)。與此同時,電源供應(yīng)效率也得到了大幅提升,這降低了服務(wù)器的熱負(fù)載。
最大的突破在于人們已經(jīng)意識到冷卻與集裝箱內(nèi)的服務(wù)器引擎之間必需實現(xiàn)分離。我們目前已經(jīng)嘗試了水冷、屋頂制冷和側(cè)壁制冷等方式。在這一過程中,如果我們在服務(wù)器上使用了更大的風(fēng)扇,溫度會出現(xiàn)下降,在放滿機(jī)架的相同房間內(nèi),我們可以使用5英寸或更大的風(fēng)扇進(jìn)行冷卻。(在技術(shù)層面,更大的風(fēng)扇和更合理的空氣流幾乎是金科玉律,因此5英寸的風(fēng)扇肯定比3/4英寸的風(fēng)扇冷卻效果要好。)
與此同時,大量研究顯示,在美國和歐盟的許多地區(qū)高溫天氣的時間并不長,在北方許多地方基本上就沒有炎熱天氣。針對零環(huán)境溫度設(shè)計集裝箱式服務(wù)器群的理念開始被廣泛接受。
進(jìn)氣口溫度為40℃ 的x64 商用現(xiàn)貨服務(wù)器可裝入集裝箱內(nèi)。通常,?-U服務(wù)器集群采用大型風(fēng)扇進(jìn)行冷卻并共用冗余電源。需要注意的是,這些服務(wù)器并不是刀片式服務(wù)器,刀片式服務(wù)器的基礎(chǔ)架構(gòu)和復(fù)雜的包裝方式會限制冷卻作業(yè)。老舊的大型機(jī)和小型機(jī)也存在同樣的問題。
40℃(104F℉)對于許多位于北方地區(qū)的集裝箱式數(shù)據(jù)中心來說非常理想,但是為了獲得許多附加的好處,這一溫度需要提升。磁盤驅(qū)動器通常環(huán)境溫度指標(biāo)為55℃。40℃這一溫度可能也適合這些驅(qū)動器,但是溫度最好是提升至45℃(113℉)。
環(huán)境溫度指標(biāo)為70C的SSD以及60℃或 65℃的新硬盤驅(qū)動器正在解決這一問題。以后帶有硬盤的服務(wù)器都將能滿足45℃這一目標(biāo)。
另一個方案是將所有的這些存儲都放入統(tǒng)一的機(jī)架中或集裝箱中。這種方案非常適合虛擬化云模式。它們允許服務(wù)器進(jìn)氣溫度達(dá)到45℃。需要在驅(qū)動器之間進(jìn)行冷卻和輸送空氣流的存儲單元可以進(jìn)行更好的優(yōu)化,這樣一來它們也能夠在進(jìn)氣溫度為45℃的環(huán)境中工作。
這樣會給PUE帶來什么影響呢?放置集裝箱的“車間”擁有非常出色的PUE。沒有了冷卻負(fù)載,這些電力將會用于照明和人員辦公。集裝箱的電力負(fù)載幾乎全部是計算機(jī)設(shè)備的。開銷主要是冷卻風(fēng)扇,但是大型風(fēng)扇的設(shè)計將會大幅減少。集裝箱式數(shù)據(jù)中心的PUE凈值在零環(huán)境溫度中低于1.10。
此外,還有一些降低服務(wù)器電力使用的小技巧,這其中包括使用大型共用式電力供應(yīng)系統(tǒng)為服務(wù)器集群集中供應(yīng)12V直流電。
我們還可以在單個服務(wù)器機(jī)架上采取一些其它措施,如使用尺寸更大的風(fēng)扇,但是這需要安裝排氣管道。我們的宗旨是創(chuàng)建更為綠色環(huán)保的數(shù)據(jù)中心。
那么下一步發(fā)展趨勢是什么呢?在2014年晚些時候,我們或許會看到內(nèi)存與CPU將在模塊中實現(xiàn)緊密整合。如果這成為了現(xiàn)實,那么服務(wù)器的性能將出現(xiàn)大幅提升,同時電力使用量將會出現(xiàn)下降。這意味著參與運(yùn)行的設(shè)備數(shù)量將會減少,處理過程將更節(jié)能,數(shù)據(jù)中心的總用電量將下降,但是PUE可能會出現(xiàn)小幅增長。
此外,我們還將會看到微軟服務(wù)器的出現(xiàn)。這些低功耗、高密度服務(wù)器能夠與冷卻設(shè)置實現(xiàn)更完美的匹配。