正在阅读：创建超高效超大规模的数据中心创建超高效超大规模的数据中心

    当今，越来越多的企业利用计算“云”来传输因特网用户所熟悉的众多应用程序，并实现对强大计算与存储资源的灵活访问。可将购置与运营成本降至最低、最大程度提高能源效率并可实现快速扩展的集成解决方案有助于这些及其他超大规模数据中心的操作员加速部署、降低总体拥有成本，以及降低环境影响。

　　随着计算架构的不断发展，以服务器为中心的“云”及大型群集环境被越来越多地用于传输常用应用程序以及实现对强大计算及存储资源的灵活访问。云计算环境是可对数千甚或数万个计算节点间的计算进行群集和/或负载均衡的环境。用户一般通过因特网连接，以利用“云”中的这些资源。这种新兴计算模式的代表有因特网搜索、免费电子邮件、在线媒体及多玩家游戏。在因特网上提供计算资源以及软件和存储托管服务的企业正在越来越多地部署云计算平台。同时，众多行业中用于执行计算密集型任务（例如财务风险分析、地理建模、电子设计分析、图形渲染及医疗研究）的传统群集变得越来越大。

　　云以及大型群集计算环境与传统通用环境的设计和管理要求大相径庭。例如，在大规模向外扩展的超大规模数据中心架构中，任何低效情况 — 例如过高的功耗或空间利用率低 — 均会极大增加计算成本。因此，在节点、机架及设施级别上最大程度提高计算云的效率是商业价值的关键来源以及基本的
设计考虑因素。

　　云以及大型群集计算环境还具有不同于传统计算环境的硬件要求。例如，在超大规模数据中心内，通常是应用程序提供可用性及弹性，而不是单独节点中的冗余硬件。因此无需服务器级别的可用性 — 这极大改变了单独计算节点的配置与特性。

　　了解超大规模数据中心要求

　　在超大规模的计算环境中，效率是实现企业成功的关键推动因素。但与传统计算环境不同，超大规模的数据中心一般具有数千个甚或数万个计算节点。在这种大规模向外扩展的架构中，甚至极小的低效情况都会极大增加计算成本。而且，由于与通用环境中的节点相比，超大规模环境中单独节点的工作负载要求一般不太严格，因此会产生过度的自动配置，并会极大增加计算成本。

　　例如，大多数通用服务器及存储配有标准特性，例如云环境中所不需要的可实现可用性及可靠性的冗余组件。因此，企业通常会在不必要的功能上支付“特性税”。此外，在大多数通用服务器中，电力与冷却组件可满足服务器上可用的最大组件配置的电力与冷却需求。因此，通用服务器的耗电量及产生的热量通常高于在特定云或群集节点中支持节点的必要工作负载及配置所需的电量及热量。

　　此外，由于超大规模环境使用数千台服务器，因此因不必要的功能以及过度预配置的电源及冷却组件（一般位于通用服务器中）产生的过多热量需要更
多冷却，这会极大增加设施级的能源成本。过热和体积大还会限制节点密度，这会增加部署服务器组所需的空间量。在飞速增长的计算平台的数千节点环境中，这些空间要求会极大增加设施成本并减慢项目进度。

　　但数据中心效率考虑因素不仅仅局限于单独节点。设施级的数据中心设计与部署同样重要。例如，设施内的机架、电源、网络以及供暖、通风及空调(HVAC) 系统是影响计算成本的关键因素。未仔细加以设计以最大程度减少热量并优化气流的设施会产生大量额外能源及空间成本。在设计超大规模数据中心以便在节点、机架及设施层面上最大程度减少低效情况时必须非常谨慎。

　　共同开发按订单设计的解决方案

　　为帮助企业最大程度地提高他们超大规模数据中心的效率，Dell 最近创建了数据中心解决方案 (DCS) 部门。DCS 团队由解决方案咨询、设计、供应链及项目管理专家组成，他们在有关超大规模数据中心及云计算环境的需求方面拥有深厚的知识。DCS 部门提供了众多服务，包括数据中心设计咨询、按订单设计硬件及定制服务解决方案，以便实现快速部署与系统维护。

　　通过采用与企业共同进行的紧密合作开发流程，DCS 团队可帮助提高现有计算平台的效率，或帮助从头设计超大规模数据中心。DCS 团队旨在支持这些特定计算环境的需求，如图 1 所示。通过构建旨在将购置与运营成本降至最低、最大程度提高能源效率以及实现快速可扩展性的集成解决方案，DCS可帮助企业加速部署，降低总体拥有成本 (TCO)，以及降低他们计算云的环境影响 。

　　为帮助企业最大程度地优化超大规模数据中心的计算能力，同时将总体成本降至最低，Dell DCS 部门提供了数据中心设计咨询。在数据中心设计咨询中，DCS 团队与企业紧密合作，以帮助了解其当前及未来计算要求，分析及评估当前已就绪的数据中心的效率，以及共同设计全面的数据中心解决方案。

　　例如，在评估阶段中，DCS 团队评估了当前已就绪的计算节点的功能与规范，以帮助确定低效方面，例如无需的功能或过多的功耗。然后，该团队评估设施的布局 — 包括节点、机架、网络及电力与冷却系统的布局 — 以帮助确定数据中心布局中的低效情况。该团队还利用高级计算流体动力 (CFD) 分析来评估电力与冷却系统的效率。

　　在评估阶段之后，DCS 团队开发了旨在从各个级别优化计算环境效率的全面数据中心解决方案。例如，在节点级别上，DCS 团队设计了专门满足企业特定计算需求的定制硬件，以避免针对不必要功能的“未来税务成本”。DCS设计人员还使用最佳的热实践方法和一流的技术来帮助确保定制硬件尽可能有效。尤其是，DCS 设计人员采用了高级技术，例如：

· 高性能、高能效组件：帮助优化处理器、内存及硬盘驱动器中的计算能力及效率
· 尺寸合适的电源与风扇：帮助满足每个计算节点未来配置的特定要求
· 低流量风扇算法：帮助以服务器级优化风扇效率，并将空气温度返回到计算机室空调设备
· 更高的内存密度：使用四列 DIMM等技术减少双列直插式内存模块(DIMM)数，以帮助减少过热及总体功耗
· 定制机箱：帮助优化每个节点中的密度及气流，充分利用无冗余电源等组件的优势

　　此外，DCS 团队还利用最佳热实践方法来设计整个设施的布局。例如，通过使用一流的 CFD 建模，DCS 团队可设计机架、网络及电力与冷却系统的最佳结构与布局，如图 2 所示。尤其是，该团队可提出有助于优化电力流动、气流及热量消除的组件、服务器、机架和行级部署建议。该团队还可根据对特定功耗及冷却要求的仔细评估，调整 HVAC 及配电配置的大小。

　　当与企业合作共同开发定制解决方案时，DCS 系统架构师充分利用业界领先的 Dell 技术和专业制造技能来提供可凭借出色能效及功能满足特定超大规模计算需求的硬件。此外，由于 DCS 可充分利用出色的 Dell 供应链、制造基础设施及全球销售与服务机构，因此 DCS定制硬件可快速加以制造和交付，并且具有与通用 Dell 服务器和存储相同的世界一流保修服务。

　　定制可实现快速部署与超大规模支持的服务

　　通过帮助缩短部署时间并简化维护，DCS 还可帮助企业提高效率。为此，DCS 提供了专为满足超大规模数据中心服务需求而量身定制的全套服务。主要 DCS 服务包括：

　　· 单一联系人：为每个企业指定了一名专门的服务客户经理，以帮助确保正确查找并快速解决问题。

　　· 全面集成的机架：通过安装全面集成的机架，DCS 可将部署超大规模数据中心的时间缩减至最短。部署服务包括将硬件解决方案集成到机架中，建立离站布线，将其提供到数据中心，打开包装，将其连接到网络上行链路与电源，检查，启动，进行“烧机”测试，以及去除垃圾。DCS 还可将该解决方案部署到数据中心的现有机架中。

　　· 现场部件：Dell 拥有的部件可现场加以库存，以实现快速系统维修。服务技术人员可轻松扫描库存内外的部件，然后可自动加以补充。或者可将部件离站放置在企业附近。

　　· 节点级交换：可将经过全面测试及烧机测试的整机放在现场，这样可在机架外维修受损系统的同时立即更换它，从而有助于延长系统正常运行时间。或者，可将整机放在离站位置，并在移除受损设备以便在离站位置进行维修的同时按照预订计划交付整机。

　　· 现场硬件故障排除与维修：为帮助企业快速进行故障排除与维修，DCS 可部署定期或全职的高技能员工。

　　· 定制维护与支持服务：为简化持续的支持，DCS 还提供了可定制以满足企业特定需求的多种维护与支持服务。

　　通过环保方式提高效率及性能

　　在超大规模计算环境中，效率是商业价值的主要来源。通过在数据中心的整个生命周期内提供优化的解决方案，DCS可帮助企业极大提高他们超大规模数据中心的效率并降低总体拥有成本，如图3 所示。尤其是，通过提供数据中心设计咨询、按订单设计硬件及定制服务，DCS 可帮助企业快速部署以及以低成本方式维护超大规模数据中心，与传统数据中心相比，超大规模数据中心可降低购置成本，降低功耗，提高 HVAC 效率，降低网络基础设施成本，以及降低部署与管理开销。

　　此外，通过在各个级别上优化效率，Dell 还帮助确保了 DCS 设计的数据中心具有环保特点。而且，DCS 还通过与 Carbonfund.org 合作提供了可选的碳抵消计划，该计划通过植树来抵消参与方数据中心的预计“碳排放量”。