利用基礎架構轉型,實現(xiàn)綠色計算

1、利用基礎架構轉型,實現(xiàn)綠色計算 HYPERLINK /yinleshiting/2021/0123/1199966.html 侯淼隨著AI、云計算、大數(shù)據(jù)等新興技術的大規(guī)模應用，傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉型、產業(yè)互聯(lián)網加速發(fā)展，作為核心底層基礎設施的數(shù)據(jù)中心數(shù)量正在迅速增長。在新基建的大背景下，預計企業(yè)的IT基礎設施投入和數(shù)據(jù)中心建設也會迎來新一波增長。中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院的統(tǒng)計顯示，2019年中國數(shù)據(jù)中心數(shù)量約為7.4萬個，約占全球數(shù)據(jù)中心總量的1/4，而規(guī)劃在建的數(shù)據(jù)中心約320個，其中36.1%為超大型和大型數(shù)據(jù)中心。但數(shù)據(jù)中心能耗巨大，引發(fā)了廣泛的關注。大多數(shù)數(shù)據(jù)中心能耗是典型商業(yè)寫字樓的

2、10倍50倍，2018年中國數(shù)據(jù)中心總用電量已經超過上海市全社會的用電量。為此，國家和地方相關部門出臺了眾多文件，對新建和擴建數(shù)據(jù)中心能耗標準提出了具體要求。目前，有越來越多的企業(yè)更加重視數(shù)據(jù)中心和企業(yè)IT基礎設施的綠色發(fā)展。從一方面看，我們迎來一個新的契機，企業(yè)可以利用新基建帶來的數(shù)字化建設、基礎設施升級的機遇，加速自身基礎架構的轉型，推進綠色計算。在實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色合規(guī)的同時，為企業(yè)自身降本增效，簡化IT管理，甚至有效支持業(yè)務創(chuàng)新，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。綠色計算意味著集約與可持續(xù)綠色計算/綠色數(shù)據(jù)中心建設是一個系統(tǒng)工程，離不開軟硬件、供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等全面的考量和設計，因此各類企業(yè)都從自身優(yōu)

3、勢出發(fā)做了很多嘗試，包括利用自然條件制冷等。我們認為，集約、可持續(xù)的IT架構更能實現(xiàn)綠色計算。企業(yè)可以依托科技創(chuàng)新，通過基礎設施的高性能、高密度部署，通過集約和整合的架構來實現(xiàn)計算本身的“綠色”。一是集約化，作為IT基礎設施核心組成部分的服務器、存儲等產品本身具備高密度計算能力和存儲能力，可以以一頂百，乃至以一頂千，以同樣的面積實現(xiàn)更密集的工作負載整合，更集約的數(shù)據(jù)中心緩解機房空間、電力的壓力，實現(xiàn)能耗與碳排量的降低。如果要用一個比喻的話，相比于動輒成千上萬臺服務器的分布式計算架構，集約的計算架構相當于把一個平面的停車場變成了立體的停車樓。集約的計算帶來更少的空間和電力消耗，同時也可以大大減少

4、運維和管理的壓力。二是可持續(xù)，不以短期效益犧牲長遠利益。正如過去數(shù)年許多采用x86架構的企業(yè)，現(xiàn)在開始面臨x86及其配套設備數(shù)量劇增帶來的新問題和壓力，包括機房空間、配電用電、運維管理復雜度的不斷提升等，這些問題對IT架構的可持續(xù)發(fā)展帶來了明顯的挑戰(zhàn)。與之形成鮮明對比的是采用高密度計算和存儲解決方案的大型銀行。在20多年時間里，交易規(guī)模增長高達數(shù)十倍的情況下，大型銀行依然無需增加服務器數(shù)量、機房占地空間和配電用電需求，始終保持精簡架構、簡化運維，同時又有足夠的可擴展處理能力應對未來業(yè)務的進一步增長。這種靈活的計算能力提供了一種靈活的方法來部署計算資源，可以讓各種規(guī)模的企業(yè)按需配置資源，也可以在

5、需要的時候重新配置這些資源以滿足特定的需求。為什么選擇綠色計算？具體而言，集約和可持續(xù)的綠色計算可以為企業(yè)帶來以下幾個方面的價值。一是降低綜合成本，簡化IT管理。無論是大公司還是小公司，都在尋求簡化IT運維和降低綜合成本的解決方案，在經歷了新冠肺炎疫情影響之后，這種需求也更加迫切。將工作負載合并到更密集、集中的計算平臺上，是降本增效的有效方法。這樣不僅可以直接減少包括內核許可在內的軟件成本，也能降低許多隱形的間接成本。調查顯示，在政府、金融、保險和銀行等行業(yè)，軟硬件和存儲成本之外的間接成本，甚至可以占到IT部門總成本的一半。當數(shù)百臺服務器變成幾臺服務器，機房或數(shù)據(jù)中心的樓面空間成本、電力需求隨

6、之也會大幅降低，軟硬件維護、網絡管理等運維工作也可以大幅簡化。二是綠色合規(guī)，承擔環(huán)保責任。為控制不斷增長的數(shù)據(jù)中心能耗，國家和地方已經出臺了眾多政策文件，提出更具體的能耗要求。例如2019年2月出臺的關于加強綠色數(shù)據(jù)中心建設的指導意見要求到2020年數(shù)據(jù)中心能源使用效率（PUE）基本達到1.4以下，上海市甚至要求新建數(shù)據(jù)中心的PUE達到1.3以下。而市場研究機構IDC發(fā)布的2019中國企業(yè)綠色計算與可持續(xù)發(fā)展研究報告顯示，目前85%的受訪企業(yè)數(shù)據(jù)中心的能源使用效率還在1.52.0之間。采用更集約的綠色計算意味著，同樣的工作負載只需要更少的服務器、配套軟件和網絡支撐，由此提升機房和數(shù)據(jù)中心的PU

7、E，減少計算碳足跡，實現(xiàn)合規(guī)的同時，也承擔了企業(yè)應有的環(huán)保責任。三是支持業(yè)務創(chuàng)新。采用高性能、高密度、高資源利用率的架構，可以支持企業(yè)在現(xiàn)有架構的基礎上靈活擴展，充分利用服務器的資源，最大程度上支持業(yè)務快速創(chuàng)新。尤其是有些傳統(tǒng)企業(yè)，可以同時兼顧既有資產和未來創(chuàng)新，這些企業(yè)可以將原有服務器上的資產快速分裝，通過API等方式，提供給前端應用。此外，企業(yè)也可以通過在支持紅帽O(jiān)penShift平臺的主機上直接運行云原生應用，將大量新技術引入主機，跨云隨時隨地開發(fā)與部署新的應用，提供新的服務，并實現(xiàn)一致的管理、編排和自動化，從而快速響應市場要求和展開業(yè)務創(chuàng)新。如何實現(xiàn)綠色計算？綠色數(shù)據(jù)中心的設計旨在解決

8、影響碳排放的所有因素，其中涵蓋IT硬件、供暖、通風和空調設備等到其物理布局和構造的方方面面。針對于此，我們有一些具體的建議。選擇高效的軟硬件產品。企業(yè)可以選擇本身需要較少物理系統(tǒng)、比較節(jié)能的服務器硬件和系統(tǒng)，同時選擇能夠充分利用系統(tǒng)資源的軟件，這類軟件僅在必要的共享需求下（比如云計算）啟用虛擬化來利用目標資源，也可以減少不必要的數(shù)據(jù)傳輸和算力轉移。采用穩(wěn)敏兼?zhèn)涞募s架構。這樣的架構可以在每個系統(tǒng)上實現(xiàn)高計算性能、高資源利用率和高存儲密度，以減少服務器擴展需求。通過高密度部署、集約架構實現(xiàn)資源的充分復用，帶來更高的投資回報率，并大幅優(yōu)化技術堆棧各個層面的綜合成本。保持系統(tǒng)更新到最新一代。因為單位

9、工作負載的低能耗通常是通過技術進步實現(xiàn)的。最新一代的產品往往配備更先進的技術，比如IBM最新發(fā)布的z15提供智能配電單元（Intelligent Power Distribution Unit，iPDU），可以進一步降低輻射冷卻系統(tǒng)的功耗。與z14相比，部署在新的IBMz15服務器上可以減少14%的能源消耗，而從z13更新到z15，能源成本可以降低51%。采用減少制冷能耗的數(shù)據(jù)中心設計。冷卻是僅次于IT負載之外的最大的耗電來源，這也是很多企業(yè)想方設法減少制冷成本的原因。IBM也建議企業(yè)在數(shù)據(jù)中心的設計上采用一些特別的設計。比如，采用冷熱流分離，提升冷卻系統(tǒng)效率;對數(shù)據(jù)中心熱能變化進行監(jiān)測，在保

10、障制冷效率的情況下，盡量提高機房溫度，以減少能源消耗等?？梢詠砜匆粋€具體的例子，為了遵守荷蘭最高法院做出的一項決議，即到2020年底將溫室氣體排放在1990年的水平上減少25%，當?shù)匾患艺畽C構用IBM LinuxONE替換了其IT基礎設施中的部分x86服務器。通過將其Linux應用程序從47臺x86刀片服務器遷移到一臺LinuxONE的11個IFL（Integrated Facility for Linux）處理器上，該組織的能源消耗預計將減少80%，從而在五年內減少946噸的二氧化碳排放量。在亞太地區(qū)，一家大型保險公司正在經歷IT支出快速增長的挑戰(zhàn)。隨著其x86數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，物理空間費用和硬件成本水漲船高，能源賬單快速飆升，IT員工也愈發(fā)難以應對服務器管理的復雜性。為此，公司啟動了對其當前業(yè)務的評估，想要尋找一種更有效的擴展方式，以支持持續(xù)增長的新工作負載。分析發(fā)現(xiàn)，如果將其運行在55個x86服務器上的工作負載合并到一個IBM LinuxONE系統(tǒng)中，可以減少86%的機房建筑面積，同時每年的能源消耗也能減少62%。這樣，這家企業(yè)就可以通過更密集的工作負載整合、更小的數(shù)據(jù)中心和更簡單的員工管理來應