综合考虑各系统的平衡――中科曙光数据中心产品事业部总经理沈卫东谈云数据中心节能

全球性的能源危机与云计算，这两方面因素将改变数据中心的发展轨迹。在这种背景下，中科曙光数据中心产品事业部总经理沈卫东提出的“第四代数据中心”的理念，给人耳目一新的感觉。第四代数据中心的典型特征是：PUE值接近于1.0，双层融合与双层分离，智能化和模块化。
液冷取代风冷
用户对于绿色数据中心的追求永无止境。现在，实现数据中心绿色化的方式主要包括气流组织优化和自然冷却。沈卫东认为，中国的绿色数据中心发展虽然还处于初级阶段，但在数据中心气流组织、自然冷却等方面，各厂商已经拥有了非常成熟的产品线和解决方案。比如，曙光CloudBASE系列数据中心解决方案，就可以实现排级或池级的密闭气流通道制冷。曙光推出的氟泵节能机组是一套可以实现室内换热模块、室外自然冷却器和高温制冷辅助系统协同工作的循环制冷系统，全年都可运行。它主要包括制冷循环泵、储液装置及其相应部件。循环泵采用双泵设计，一备一用，当一台泵出现问题时，可自动切换到另外一台，保证系统正常运行不受影响。这些创新的解决方案已经用于曙光在无锡建设的城市云计算中心，全年的PUE值可以降低到1.5以下。曙光在北京地区建设的一个400kW的中型数据中心，使用了2台曙光CloudBASE 系列COS-3200型具有自然冷却功能的制冷站，在冬季运行时的极限PUE值可以达到1.1以下。
然而，长期来看，如果要在全国范围内、全天候条件下进一步降低PUE，服务器设备必须要发生根本性的改变。“服务器的设计若没有革命性的改变，那么数据中心的制冷也不可能有质的改变。”沈卫东表示，曙光从服务器的角度来研究数据中心的节能，更具前瞻性和革命性。曙光正计划以液冷服务器来替代传热效率非常低的风冷式的服务器。液冷式服务器的使用，可以让数据中心完全抛弃压缩机。这种所谓的“去压缩机化”已成为数据中心发展的一种潮流。
云计算引发数据中心变革
大约在2010年，曙光开始在国内多地建设云数据中心。从最初的气流组织优化解决方案到现在逐渐流行的自然冷却制冷解决方案，曙光的技术成果在云数据中心里得到了广泛验证。
在云计算大潮的影响下，国内各地云数据中心如雨后春笋般不断涌现。但是业内关于云数据中心却没有一个统一的标准。“云数据中心的标准是必须的，但最好由数据中心行业和IT行业的专家共同制定，这样才能将两个行业的技术更好地进行融合，而现在最缺乏的就是两个行业的沟通。”沈卫东表示。
关于未来数据中心的发展方向，很多人曾做出过预测。曙光按照数据中心不同历史发展阶段的特征提出了四代数据中心的划分。“我们提出第四代数据中心的概念，是综合考虑了业务模式、业务模式对IT设备的要求、IT设备对数据中心的要求等诸多因素而得出的结论。”沈卫东举例说，“以互联网企业数据中心为代表的第三代数据中心，与以塔式服务器和小型机房为核心的第二代数据中心有明显不同，服务器的外观、安装方式等都有了很大变化，而这种IT设备和技术上的革命也引发了数据中心机房的变革，包括机房的密度、空调送风模式、配电模式等都随之发生了改变。塔式服务器时代的末端配电设备采用的是家用插线板，机架式服务器时代必须采用专业的具有20 个输出接口的PDU设备。业务变化导致服务器类型的变化，引发致数据中心的技术变革，这种连锁反应加速了数据中心的变革。”
云计算这种全新的服务模式我们以前从未经历过，它必然对服务器的类型和使用方式产生巨大影响，而这种影响很快也会传递到数据中心层面。随同云计算一起崛起的阿里巴巴、腾讯、百度这样的大型互联网企业，对于建设大型甚至超大型数据中心有着强烈需求。它们对于数据中心机房和服务器等IT设备也有不同于以往的需求。比如，以前机架式服务器是以1U为单位的，而现在一些大型数据中心需要的服务器数量以万台计，因此服务器的计量单位就有可能变成机柜。曙光推出了整机柜式服务器，一个机柜是一台服务器，它把IT设备和所需的机房基础设施都集成在一起。这也是机房基础设施和IT融合的范例。
“云计算不仅带来了业务模式的变革，而且提出了集中化和建设大型数据中心的迫切需求，这些都将对服务器提出新的要求。国外的一些大型服务器厂商也开始自己设计数据中心，这将引发更深刻的服务器和数据中心的革命。”沈卫东分析说，“行业在制定云数据中心标准时，应该把服务器等IT厂商吸纳进来，这是非常必要的。”
沈卫东表示，虽然他还不能全面描述云计算将给服务器和数据中心带来的巨大影响，不过以下几方面的变化却是十分肯定的：数据中心的能耗管理会更加重要；虚拟化的影响更加深入，数据中心基础设施层面也会有虚拟化的需求；IT设备要与数据中心基础设施更好地融合等。“上述云计算带来的变化必将引发数据中心基础设施技术的革命。新技术在满足用户的需求之后，在云计算领域将慢慢变成一种标准，而那些非云计算的用户之后也会效仿，接受这种标准。这就像当年IDC率先采用了机架服务器，而其他行业的用户也紧随其后，现在机架式设备已经成了一种普遍的标准。”
前几年，集装箱数据中心在中国数据中心市场上崭露头角。今年，许多数据中心厂商又在推动预制化模块数据中心的应用。“预制化模块数据中心是有市场需求和技术优势的。现在，机房建设存在的主要问题是建设周期长，受施工现场因素影响大等。”沈卫东表示，“预制化模块数据中心将现场变为工厂，在工厂里预先完成方案的装配、检验等，可以最大程度减少现场环境对数据中心施工的影响，保证一致性。这个发展思路是正确的。曙光新近发布的GreenPool型池级微模块和GreenRow型排级微模块，就是遵循模块化和预制化的发展思路开发的。”
智能化管理水平亟待提高
如今，数据中心的智能化管理已经被一些用户提上了议事日程。从最简单的为机房装上传感器到采用DCIM（数据中心基础设施管理）管理工具对整个机房进行管理，用户对机房的自动化管理产生了迫切需求。许多数据中心解决方案提供商、IT厂商、布线厂商都加入了DCIM阵营。
沈卫东对这股数据中心智能化管理的热潮有自己的判断：“目前我国的数据中心智能化管理整体水平还较低，远不如生产型企业的自动化水平。比如，空调虽然可以调控自身的温度，但对它所服务的服务器的动态变化就不得而知了。空调与服务器是供需的双方，它们彼此之间都没有联系和沟通，就更不要提智能化的管理了。”
曙光提出的第四代数据中心的一个典型特征就是数据中心基础设施与IT层的融合。实现供需平衡是最基本的需求，因此将空调与服务器进行融合是有需求的，而且在技术上是可行的。相关领域的智能管理技术是十分成熟的，只要将其引入到机房的管理中即可。
“数据中心的智能化管理水平之所以落后，主要原因是数据中心与IT这两个行业之间相对封闭，缺少沟通和融合。”沈卫东表示，“如果IT厂商也能参与到数据中心解决方案的研发中来，那么提升数据中心的智能化管理水平将指日可待。”
据沈卫东透露，曙光公司承担了一项国家课题的研究工作，其内容是让传统机房的空调机可以按需开启。“我们要建立一个模型，让空调不仅可以控制自己的温度，还能根据服务器的需求量，按需提供制冷的总供给量。”