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資料中心微子產品是否适合企業?

1 什麼是微子產品?

近2-3年,國内IDC的分布式計算、機架伺服器等IT和網際網路技術快速發展,底層的資料中心随之也出現了很多新的技術應用,包括列間空調、自然冷卻、高壓直流、市電直供電源等,随後若幹新技術內建後出現資料中心微子產品(MDC:microdata center)概念,其中以國内網際網路巨頭騰訊公司規模性傳遞基于自己業務的資料中心微子產品,推動了微子產品資料中心在國内快速發展。國内不少廠家也在宣傳微子產品解決方案,大多貼上了各色各樣的标簽,如節能,減少首次建設成本,建設方案靈活等等,但實際上對于客戶真的是如此嗎?究竟微子產品能帶來什麼好處?是否企業都需要微子產品?本文的目的是從一個中立角度來分析這些問題,并給出一些作者愚見,供大家參考。

那麼究竟什麼是微子產品?怎麼下定義?

最近,國内相關技術協會群組織一直就微子產品是否應該納入國家通信标準規範展開廣泛的讨論,但一直沒有明确的結論和定義,更多是企業或使用者以自身情況進行定義,基礎設施廠商與IT廠商就有明顯分歧,比如集裝箱資料中心算是資料中心微子產品麼?

在此,筆者認為微子產品是企業根據自身業務模型而标準化一些計算或存儲等資源需求,如datacenter as a computer,将支援這些資源的資料中心基礎設施、如電力、制冷、機架空間等進行內建及标準化配置,耦合成一個子產品;微子產品是資料中心子產品化過程的一個産物,是子產品化資料中心閉環體系的重要組成部分。筆者研究和考察過國外資料中心,對資料中心的子產品化了解,推薦施耐德APC的160号白皮書,裡面較詳盡的給出子產品化的定義和特征,具有較高的指導意義。詳見連結:

http://www.apcmedia.com/salestools/NRAN-7ZE9R3/NRAN-7ZE9R3_R0_CH.pdf

2 為什麼會産生微子產品?

筆者調研過國外超過100個中大型資料中心,發現越來越多的概念和方案呈現子產品化。而微子產品的概念,主要是以谷歌、雅虎、騰訊等國内外大型網際網路公司為代表,延伸和總結提出,是基于網際網路企業自身的資料中心/伺服器/網絡/業務APP等技術架構,有相應的架構優化和适應未來技術架構的配置。微子產品基本規格為約10-30個機櫃,緊靠熱源空調,子產品化的交流/直流UPS,通道密閉結構等、子產品監控系統。其邏輯關系可以表現為2個層面,ICT和基礎設施,ICT表現為:

資料中心微子產品是否适合企業?

從子產品化資料中心(基礎設施)的邏輯結構,參考施耐德APC的160号白皮書,表現為:

資料中心微子產品是否适合企業?

可以看出,IT/網絡的邏輯關系最後分解到機櫃單元而資料中心的邏輯也是分解到機櫃單元,機櫃就是兩者邏輯實體映射的最明顯的交叉點。在資料中心的規劃設計乃至商用資料中心租賃中,有多少機櫃,每個機櫃多少KW功率成為最常見和使用最多的基準機關。

而如果以若幹機櫃作為一個整體,其邏輯關系既容納于IT側和業務側,也映射到資料中心基礎設施側。而這樣的若幹機櫃整體就是子產品,國外叫做IT/server子產品,國内則稱之為微子產品。可以說,微子產品就是以伺服器/網絡設施和基礎設施分解但是通過一定邏輯精密耦合後成為一個共同載體的資料中心子產品,在計算或者存儲資源上可以獨立的完整資料中心。

不同公司的業務情況和伺服器/網絡設施狀況,會有不同的映射收斂比邏輯,尋找最優的配比是關鍵問題,因為這個涉及到伺服器/網絡裝置TCO,IDC資料中心TCO兩者最優化,微子產品就應時而生了,這是資料中心子產品化理念和方案的必然程序和階段。

3 資料中心微子產品的發展應用

微子產品的發展來自基礎設施廠商的子產品化産品方案與網際網路公司需求的投懷送抱。

最早展現基礎設施廠商的子產品化裝置技術和方案理念的是施耐德APC,早在2005年釋出英飛系統,其構成包括子產品化UPS、列頭配電櫃、機櫃、列間空調、環控動環裝置,熱通道密閉。随後的2009年~2010年,艾默生釋出SmartAisle,類似APC英飛系統,但是采用了冷通道密閉,采用母線槽配電省去列頭配電櫃,對配電進行了優化。随後更多廠商如威圖等也加入了。基礎設施廠商的貢獻在于提供了風火水電這些硬體的标準化、優化後更适合微子產品的組合方式,進而與伺服器網絡裝置可以更好的配合,比如列間空調可以更近距離的散熱,結合高溫伺服器能大大提高空調能效比,減少空調配置量;比如高壓直流電源可以更好的以根據負載配置電源子產品數量,分批建設并能更好的提高效率。規模化的微子產品的基礎設施的建設成本實作CAPEX和OPEX的降低。

微子產品在網際網路公司得到了發展和推廣,源自網際網路公司的需求得到了較多契合,這裡面最主要是——創新技術傾向與掌控力、快、靈活、标準、規模。

由于大型網際網路公司的業務多變性,對伺服器,網絡,IDC資源的彈性需求非常大,是以網際網路公司一般都會有比較強的技術團隊,把控從伺服器、網絡裝置、資料中心系統的優化定制。如谷歌可以自行設計伺服器,并形成三聯櫃伺服器一組,2個三聯櫃對應一個頂置制冷單元;而Facebook的 OCP開放平台協調打造開源伺服器和全面定制資料中心,典型配置是3個機櫃對應一個直流電源+電池一體櫃單元,共用制冷系統;反過來雅虎是大約10個機櫃形成一個子產品單元,共用N+1置頂無風扇制冷單元,若幹子產品再共同使用飛輪UPS。這些國外的網際網路公司的應用方案跟國内的微子產品技術應用情況大相徑庭,但核心邏輯卻相同,能将自己對業務的需求轉化為定制硬體需求,并以産品化的思維進行開發和快速疊代,這是網際網路公司的差別于傳統商業IDC或企業資料中心的地方。

微子產品,就是這樣由雙方結合,從方案,技術規格,采購、實施流程等全部标準化,形成規格産品,從部件産品現場大量工程建設流程變成若幹産品內建在工廠生産、工程驗證流程、現場拼接安裝傳遞流程,快速傳遞,并通過搭配各種規格的微子產品實作靈活部署。大緻可以用下圖表示邏輯關系:

資料中心微子產品是否适合企業?

從上圖可看出,微子產品是子產品化資料中心程序的一部分,是三者技術發展交融後變化的結果。微子產品的後續發展,從基礎設施線來看就是發展機電子產品,IT機房子產品和建築子產品等,從IT網絡設施側看又是伺服器與網絡的标準子產品化,這是子產品化資料中心發展的全景。

當然,資料中心内部因為技術和标準化工作一直進行着,而将容易的實作了版本歸一和标準化,進而形成微子產品。外圍機電子產品,如變壓器容量,配電櫃,冷凍水主機等,更多的是商業建築機電産品市場,在标準化方面的難度更大,而建築更有消防、市政規劃等審批要求制約,實作難度會更大,但是值得去研究和發展。機電标準化可以參考下面視訊:

美國Chicos資料中心:

http://v.youku.com/v_show/id_XNjAwODEzNTY4.html

Digital reality POD 2.0:

http://v.youku.com/v_show/id_XNjI0MDA1MTI4.html

4 微子產品具備普适性麼

微子產品是在大型網際網路和IT企業資料中心中得到了快速發展,那麼就像網際網路思維一樣,具備普适性麼?可以像網際網路思維方式一樣适合商業資料中心,可以來一個用微子產品思維改造傳統資料中心麼?

第一、企業是否具備能力梳理業務模型,并具備技術掌控力将這些業務模型轉變成标準硬體資源,目前看存在較多的困難和缺乏持續的投入;但是這方面因為雲計算[注]虛拟化技術的發展,業界開放計算平台的發展和開源系統等會持續改善這種狀況。另外,對于不同客戶和業務進行分類合并,建設标準化的計算叢集或者機房單元區塊,也是一種合理的子產品化思維解決方式。如Facebook梳理業務後對自身伺服器、存儲等硬體标準化,使得每機櫃伺服器數量,機櫃負載功率都形成标準,此時對應微子產品的配電,制冷都容易标準化。如下圖所示:

資料中心微子產品是否适合企業?
資料中心微子產品是否适合企業?

反過來,如果企業有多種ICT裝置,每個的U數,占地,功耗都差異很大,難以标準化,那麼部署微子產品的難度就會很大。

第二、資料中心具備可擴充的規模以降低定制成本麼?基于傳統資料中心的完整的産品和解決方案産業鍊,資料中心的建設成本一般低于新技術方案的資料中心,尤其是需要多種産品定制的資料中心。當定制技術和新方案資料中心沒有持續性和規模性支撐的時候,這将成為現實難題,當一個企業資料中心僅有數百台伺服器,而且未來若幹年内能預測到增長速度不快的時候,微子產品就未必是首選,TCO是個重要的考量名額。

第三、有其他替代方式追求資料中心的低TCO麼?合适的技術架構和方案選擇,可以實作資料中心的低TCO,比如思科Allen資料中心使用新風AHU模式、分機房子產品方式進行建設和部署,PUE可以做到1.2左右;比如SUPERNAP資料中心,采用标準分區的方式,分批部署風冷+新風換熱自然冷機組、配置标準集裝箱油機方式,按照不同客戶進行建設;比如雅虎按照分叢集方式進行建設和部署。如美國最大IDC公司Digitalreality為例,由于其租賃客戶需求不同,其标準化程序主要針對機電子產品實作快速部署和降低TCO。

5 結語

子產品化是一種資料中心建設解決方案和思想,在子產品化資料中心的程序中,微子產品應運而生,形成了伺服器網絡資源、強耦合的電力制冷等系統的标準化,适合技術創新、快速、規模部署的企業資料中心;而這種思想也會逐漸影響傳統資料中心,在資料中心ICT、機電的标準化和子產品化方面會進一步發展,不斷推動資料中心的革新發展。