IBM：新一代数据中心

演讲主题：新一代数据中心建设姓名:盛蔚晓Title:IT架构师主要内容1.数据中心发展趋势2.绿色创新数据中心3.IBM成功案例IDC的昀新关于数据中心的调查‡澳大利亚、香港和新加坡等更加成熟的市场对IT硬件的投资已经放缓，昀终用户正寻求更高的可用性，并更加关注能耗和冷却等问题。‡在中国大陆、印度和越南等新兴市场中，快速成长的硬件投资正在迫使昀终用户优先考虑实施更好的数据中心建设和管理部署和自动控制工具，以便能够管理不断增加的复杂性。‡过去几年中才在亚太区开始的虚拟化已在成熟市场和新兴市场获得同等重视。Google的新数据中心‡选址：俄勒冈州达勒斯市(Dalles)哥伦比亚河畔，‡这里的电价是全美昀低廉的‡政府还提供为期15年的税收优惠及一条连接谷歌总部的光缆环线‡有水坝，水坝发电厂可以提供充足的电力‡水坝旁边可建设大型冷却塔，以解决数据中心超级计算机的散热问题。‡中心总共拥有8180的机架，而每个机架拥有40块Intel双核处理器。8180*80=654400。65万颗核心的运算能力‡投资6亿美金，雇用100-200名员工数据中心的发展趋势_设计规范和标准•UptimeInstitute：数据中心性能要求_UptimeInstituteTIA/EIA-942数据中心的电信基础设施标准_2005年4月‡集现有相关标准和规范之长，弥补了以前数据中心设计和建设阶段的信息隔阂问题‡全面地考虑电力，HVAC,消防，房门，建筑，安全等多种应用在电信基础设施和空间内的共存‡门宽至少1m(3ft),门高2.13m(7ft),没有门槛，外开‡机房净高2.6m(8.5ft)‡地板承重（distributefloorloading）昀少7.2KPA(150lbf/ft2)（4.8)‡建议12KPA(250lbf/ft2)TIA/EIA-942数据中心的电信基础设施标准主要内容1.数据中心发展趋势2.绿色创新数据中心3.IBM成功案例电力和制冷的费用已经超过了服务器的费用–IDC20060%5%10%15%20%25%30%35%NoneoftheabovePoorlocationExcessivefacilitycostInsufficientraisedfloorInsufficientpowerExcessiveheat访谈问题：您的数据中心设施最严重的问题是什么？Gartner2006$0$10$20$30$40$50$60$70$8019961997199819992000200120022003200420052006200720082009Installedbase(Munits)24681012141618Spending(US$B)NewserverspendingPowerandcooling高强度计算能力以及电力消耗所占的投资比例已经发生了改变“Powerandcoolingwillbeatop3issuewithallCIO’sinthenext6-12months”“用电和冷却将是所有CIO在未来6至12个月昀为关注的3个问题之一”MichaelBell–GartnerGroup计算机世界携手IBM的市场调查结果分析¾有62%的被访企业认为其数据中心面临着问题；¾在CIO们认为其数据中心昀为亟待解决的问题中，23%的被访企业认为是数据中心供电和散热能力不足，限制了其IT基础设施扩展，或无法部署高密度计算设备；有19%的被访企业认为，其数据中心的耗电量太大，费用无法负担；另有17%的被访问企业认为，机房温度过高，影响了计算设备的稳定运行；¾受访的企业中有43%的CIO明确表示，了解并认同“绿色数据中心”。¾其中43%的被访问CIO认为，绿色数据中心可能降低IT使用成本；另有27%的被访企业CIO认为，绿色数据中心将可能提高IT运营效率；值得注意的是，有19%的企业表示，对于绿色数据中心能给企业运营带来的改善表示“不清楚或不确定”。¾43%的被访对象认为，其对绿色数据中心的建设需求并不明确，因此对“绿色数据中心”是否真正能达成其要求心存疑虑；其次，有20%的被访对象认为，构建绿色数据中心的昀大障碍是没有足够的资金预算；另有18%的被访对象认为，购买节能环保产品并不合算。•全球4百万平方米数据中心的成功经验–Designedandbuiltover30millionsquarefeetofraisedfloorforclients–Ownormanage8millionsquarefeetin6continentswithover2.3millioncorporateusers•一流的专业技术和全球支持服务–Built5ofJapan’stop14greenbuildings–BuiltthelargestdatacenterinEgypt–BuiltasupercomputingdatacenterinBarcelona•不断提供最新的IBM解决方案到数据中心–Expecttodoublecomputingcapacityinexistingdatacenterswithhalfthenumberofcomputers绿色数据中心的趋势ƒ高耗电密度和迅速增长ƒ每平方米能源消耗10倍甚至100倍于普通办公大楼ƒ对供电系统的潜在影响巨大ƒ2005年美国数据中心消耗约为450亿度电ƒ以目前的发展速度，能源需求可能在5年内倍增IBM有绿色数据中心的建设和运维经验绿色创新工程——Project‘BigGreen’•IBM每年投入10亿美元，用于：–加速“绿色”技术和服务的开发和推广–联合IBM的硬件、软件、服务、研发和融资租凭团队帮助客户应对能源危机–建立一个由IBM在全球范围内近1,000个节能专家组成的“绿色”团队•重申IBM公司长期以来的承诺：–从1990年到2005年不间断的节能努力，实现了40%二氧化碳排放量的减少和约2亿5千万美元的能源节省–每年1亿美元的设施投资，履行循环再造方面的昀佳实践–在2010年前将IBM全球数据中心的计算能力提高一倍，但不增加能源消耗，实现每年节省用电50亿度电...相当于“光明之城（theCityofLights）”——巴黎的用电量•“绿色”方案对客户的意义：–对于一个每年电费达260万美元、占地2500平方米的典型数据中心来讲，电费有望节省一半–相当于马路上减少1,300汽车的二氧化碳排放量能源的效率可以对总体拥有成本起相当明显的影响一个机柜以3KW用电量，每度电一元人民币计算，每月的电费是2160元。每年该机柜电费是2.6万。一个机房，以50个机柜计算，150KW,一年的IT设备电费是130万Datasource:CreatingEnergy-EfficientDataCenters,,U.S.DepartmentofEnergy,DataCenterFacilitiesandEngineeringConference,May18,2007数据中心IT设备55%45%供电和冷却...能源在数据中心是如何被消耗的呢？服务器硬件70%30%电源、内存、风扇、主板、硬盘...处理器服务器负荷80%20%空闲资源使用率数据中心的用电分配PUE=[数据中心总用电消耗].[IT设备能源消耗]理想的PUE=1.6目标PUE=2.0常见的PUE=2.4to2.8甚至更高*Asutilityratescontinuetoincrease,poorefficiencyevermorecostlySource:TheUptimeInstitute这个数据中心的能源效率为30%数据中心的能源效率系数PUE数据中心能源效率系数(PUE)Diagnose掌握实际数据以了解能源使用情况和发掘提高能源效率的机会Build规划、建设和改进数据中心，提高数据中心的能源效率CoolVirtualize实施虚拟化和其它的创新技术Manage&Measure通过用电管理软件获得对能源使用的有效控制绿色数据中心5步曲使用新型的冷却技术和方案ƒ绿色数据中心是高能效和环保的数据中心ƒIBM的客户正体现以下的绿色数据中心成效：–45%用电和冷却节省–20%服务器和存储使用率提升–昀高可达80%数据中心空间节省5步实现绿色数据中心18诊断:基于Web的工具，提供自我能效评估•评估过程•有关能源使用的12个问题•三个主要分类–对与功耗相关的问题的认识–快速战术手段的部署–战略数据中心规划的范围•针对改善领域的报告•IBM服务建议可以在web上免费使用自我能效评估，突出能效改善的机会。数据中心能效评估——您需要的事实电力使用35302520151050制冷/散热塔信息技术照明交换机/发生器不间断电源配电单元计算机房空调加湿器散热系统电力和建筑系统•IBM提供全面、基于事实的分析，针对您的整个数据中心排列战术计划优先级，以提高效率、降低成本。预计每年节约的电力0500,0001,000,0001,500,0002,000,0002,500,0003,000,000能源成本（美元）设施IT升级基础设施优化现有基础设施当前实践产品收益ƒ节能：基础设施升级可以带来15-40%的节约ƒ建议包括：-适当规模的电力和散热系统-使用高效的UPS系统-实施替代性散热解决方案占数据中心总用电量的百分比•快速全面地测量计算中心温度数据•帮助优化气流数据中心调整理想的基础工具诊断工具——MobileMeasuringTool21关于IT关于设施关于行业设计/建立•规模经济——300,000平方英尺•功耗密度——90瓦/平方英尺（模块化可达到140）•昀佳实践设备布局•没有单点故障•Tier3设计运营•虚拟化的高利用率工作负载•需求模型可以满足未来的需求•三维空间和电源计费•很低的GreenGridPUE度量•集成的电源管理软件•水冷式设备•很低的长期TCO冷却•自然冷却超过50%•冷却器抽水机/空气处理设备可变速驱动•DCCRAC发动机电力•模块化电源密度扩展选项其它建筑系统•能源效率照明•高“R”值绝缘LEED认证目标能源管理计划（70万美元）•电力公司折扣•政府鼓励•可再生能源证书环境计划•风力发电(1,000MW)•减少CO2排放建立——数据中心扩展，IBMBoulder增加72,000平方英尺，实现一个高度坚固可靠的数据中心，并将能源效率作为一个设计点建立——数据中心扩展，IBMBoulder传统机房面临的挑战－－热热热9短循环导致冷却不足9送风距离过长导致远端机柜进气不足9回风距离过长导致冷热通道气流混合降低空调效率9机柜上下冷热不均9越往后越热设备运行环境需求分析•设备运行环境需求分析•如：生产服务器的温度需求–昀佳的温度范围--绿色区域–允许的温度范围—蓝色区域0%20%40%60%80%100%4050607080405060704.41015.52126.732.237.743.3(C)2245%温度相对湿度最大湿球温度16-32C20-80%23Coo22Co45%服务器运行环境设计运行环境冷水冷空气热空气热通道冷通道冷通道机柜机柜机柜•送风和冷水是机房冷却的根本•从机柜中抽出热风经空调设备冷却，冷风再经过架高地板送回机柜•简单的目标——维持机柜温度在设备厂家建议的水平之下–IBM建议运行温度在25C之下IBM可支持运行温度至35C机房冷却系统的原理7U的BladeCenterChassis,250CFMat25C;455CFMat32Corgreater9U的BladeCenterHChassis,430CFMat25C;800CFMat32CorgreaterGratetilePerftileBladeServersStandardITEquipmentWithEffortTypicalCapabilityExtremeImpractical1210864200