践行AI战略:华为引领数据中心网络迈入人工智能时代

践行AI战略:华为引领数据中心网络迈入人工智能时代,第1张

AI正在成为企业助力决策、提升客户体验、重塑商业模式与生态系统、乃至整个数字化转型的关键驱动力。

但在崭新的AI时代,数据中心网络性能也正在成为AI算力以及整个AI商用进程发展的关键瓶颈,正面临诸多挑战。

为此,华为以“网络新引擎 AI赢未来”为主题发布了业界首款面向AI时代数据中心交换机CloudEngine 16800,将人工智能技术创新性的应用到数据中心交换机,引领数据中心网络迈入AI时代。

AI时代数据中心网络面临三大挑战

当前,数字化转型的持续推进,正在提速驱动数据量暴增;同时,语音/视频等非结构化数据占比持续提高,庞大的数据量和处理难度已远超人类的处理能力,需要基于机器运算深度学习的AI算法来完成海量无效数据的筛选和有用信息的自动重组,从而获得高效的决策建议和智慧化的行为指引。

根据华为GIV 2025(Global Industry Vision)的预测,企业对AI的采用率将从2015年的16%增加到2025年86%,越来越多的企业将利用AI助力决策、重塑商业模式与生态系统、重建客户体验。

作为人工智能的“孵化工厂”,数据中心网络正成为AI等新型基础设施的核心。但与此同时,随着AI时代的到来,AI人工智能的算力也受到数据中心网络性能的影响,正在成为AI商用进程的一大瓶颈。

华为网络产品线总裁胡克文指出,AI时代的数据中心网络将面临以下三大挑战:

挑战1.AI算力。高性能数据中心集群对网络丢包异常敏感,未来的网络应该做到零丢包。但传统的以太网即使千分之一的丢包率,都将导致数据中心的AI算力只能发挥50%。

挑战2.大带宽。未来5年,数字洪水猛增近20倍,现有100GE的网络无法支撑。预计全球年新增数据量将从2018年的10ZB猛增到2025年180ZB(即1800亿TB),现有100GE为主的数据中心网络已无法支撑数据洪水的挑战。

挑战3.要面向自动驾驶网络的能力。随着数据中心服务器规模的增加,以及计算网络、存储网络和数据网络三网融合,传统人工运维手段已难以为继,亟需引入创新的技术提升智能化运维的能力,如何用新的技术去使能、把网络问题排查出来成为业界都在思考的问题。

华为定义AI时代数据中心交换机三大特征

从行业大势来看,随着以人工智能为引擎的第四次技术革命正将我们带入一个万物感知、万物互联、万物智能的智能世界,数据中心网络也必须从云时代向AI时代演进。在华为看来,数据中心需要一个自动驾驶的高性能网络来提升AI算力,帮助客户加速AI业务的运行。

那么,AI时代的数据中心网络究竟该如何建设呢?胡克文指出,“华为定义了AI时代数据中心交换机的三大特征:内嵌AI芯片、单槽48 x 400GE高密端口、能够向自动驾驶网络演进的能力。”

特征1.业界首款内嵌AI芯片数据中心交换机,100%发挥AI算力

从应用侧来看,刷脸支付的背后是上亿次图像信息的智能识别,深度 健康 诊断需要基于数千个算法模型进行分析,快捷网购体验离不开数百台服务器的智能计算。也就是说,新商业物种的诞生,产业的跨越式发展以及用户体验得以改变,强烈地依赖于人脸识别、辅助诊断、智能推荐等AI应用的发展。

但由于AI算力受到数据中心网络性能的影响,正在成为AI商用进程的关键瓶颈。为了最大化AI算力,存储介质演进到闪存盘,时延降低了不止100倍,计算领域通过采用GPU甚至专用的AI芯片将处理数据的能力提升了100倍以上。

CloudEngine 16800是业界首款搭载高性能AI芯片的数据中心交换机,承载独创的iLossLess智能无损交换算法,实现流量模型自适应自优化,从而在零丢包基础上获得更低时延和更高吞吐的网络性能,克服传统以太网丢包导致的算力损失,将AI算力从50%提升到100%,数据存储IOPS(Input/Output Operations Per Second)性能提升30%。

特征2.业界最高密度单槽位48 x 400GE,满足AI时代5倍流量增长需求

数据中心是互联网业务流量汇聚点,企业AI等新型业务驱动了数据中服务器从10G到25G甚至100G的切换,这就必然要求交换机支持400G接口,400GE接口标准化工作已经于2015年启动,目前针对数据中心应用已经完成标准化,400G时代已经来临。

集群的规模是数据中心架构演进的动力,经典的无阻塞CLOS理论支撑了数据中心服务器规模从千台、万台到今天10万台规模的发展,增大核心交换机容量是数据中心规模扩大的最常见手段。以一个1000T流量规模的数据中心组网为例,采用400GE技术,核心汇聚交换机需要5K个接口,相对100GE技术减少75%。

为此,CloudEngine 16800全面升级了硬件交换平台,在正交架构基础上,突破超高速信号传输、超强散热、高效供电等多项技术难题,不仅支持10G→40G→100G→400G端口平滑演进能力,还使得单槽位可提供业界最高密度48端口400GE线卡,单机提供业界最大的768端口400GE交换容量,交换能力高达业界平均的5倍,满足AI时代流量倍增需求。同时,CloudEngine 16800在PCB板材、工艺、散热,供电等多方面都进行了革命性的技术改进和创新,使得单比特功耗下降50%。

特征3.使能自动驾驶网络,秒级故障识别、分钟级故障自动定位

当数据中心为人工智能提供了充分的技术支撑去创新时,人工智能也给数据中心带来巨大利益,如借助telemetry等技术将异常信息送到集中的智能运维平台进行大数据分析,这极大提升了网络的运行和运维效率,降低运维难度和人力成本。但是当前计算和存储正在融合,数据中心服务器集群规模越来越大,分析的流量成千倍的增长,信息上报或者获取频度从分钟级到毫秒级,再加上信息的冗余,这些都使得智能运维平台的规模剧增,智能运维平台对性能压力不堪重负降低了处理的效率。如何减轻智能运维平台的压力,在最靠近服务器,最靠近数据的网络设备具有智能分析和决策功能,成为提升运维效率的关键。

CloudEngine 16800基于内置的AI芯片,可大幅度提升“网络边缘”即设备级的智能化水平,使得交换机具备本地推理和实时快速决策的能力;通过本地智能结合集中的FabricInsight网络分析器,构建分布式AI运维架构,可实现秒级故障识别和分钟级故障自动定位,使能“自动驾驶网络”加速到来。该架构还可大幅提升运维系统的灵活性和可部署性。

引领数据中心网络从云时代迈入AI时代

自2012年进入数据中心网络市场以来,目前华为已服务于全球6400+个用户,广泛部署在中国、欧洲、亚太、中东、非洲、拉美等全球各地,帮助互联网、金融、政府、制造、能源、大企业等多个行业的客户实现了数字化转型。

2017年华为进入Gartner数据中心网络挑战者象限;2018年进入Forrester数据中心SDN网络硬件平台领导者;2013-2018年,全球数据中心交换机厂商中,华为连续六年复合增长率第一,发展势头强劲。

早在2012年,华为就以“云引擎,承未来”为主题,发布了CloudEngine 12800数据中心核心交换机,七年以来这款面向云时代的交换机很好的支撑了数据中心业务d性伸缩、自动化部署等核心诉求。

而随着本次华为率先将AI技术引入数据中心交换机、并推出面向AI时代的数据中心交换机CloudEngine 16800,华为也在引领数据中心网络从云时代迈入AI时代。

2018年,华为轮值董事长徐直军宣布:将人工智能定位为新的通用技术,并发布了人工智能发展战略,全面将人工智能技术引入到智能终端、云和网络等各个领域。而本次华为发布的业界首款面向AI时代数据中心交换机CloudEngine 16800,也是华为在网络领域持续践行AI战略的集中体现。

而作为华为AI发展战略以及全栈全场景AI解决方案的一个重要组成部分,CloudEngine 16800不仅是业界首款面向AI时代的数据中心交换机,还将重新定义数据中心网络的代际切换,助力客户使能和加速AI商用进程,引领数据中心真正进入AI时代。

你好,这能用几这个单位来衡量了。
几乎每个市最少有一个数据中心,每个中心里平均有500台以上服务器。
保守估计:中国服务器数量绝不低于20万台,数据中心在550家以上。
当然,也没有谁完全统计过这个数字。以下是我专门找的几则官方数据,可以推测一下:
赛迪顾问发布的《2010-2011年中国IDC业务市场发展研究报告》:中国IDC公司的机房服务器数量增长情况:50%的被调查IDC服务商机房拥有服务器数量在500台以下;有115%的被调查IDC服务商机房拥有服务器数量在500-1000台;有49%的被调查IDC服务商机房拥有的服务器数量在1000-2000台;有185%的被调查IDC服务商机房拥有服务器数量在2000-5000台;有15%的被调查IDC服务商机房拥有服务器数量在5000台以上。
在“第六届中国通信网络运维年会”上,中国电信集团公司网络运行维护事业部高级业务督导杨世忠透露,中国电信非常重视IDC的建设运营,目前全网IDC机房数量已经接近350个。
IDC数据中心(机房)分为:电信机房、联通机房(含网通)、移动机房(含铁通)、民营自建机房 四类
来自IDC圈的数据:活跃的商用托管机房:电信:150家、联通(含网通):100家、移动(含铁通):10家,民营自建:50家
根据CNNIC(中国互联网络信息中心)官方发布的《中国互联网络发展状况统计报告》(2010年7月)的一组数据:国内服务器上的域名数量为:1121万个;中国境内网站数量279万个;国际带宽为996703Mbps, 其中电信为:616703Mbps,联通为330599Mbps,移动为30559Mbps,教育网为9932Mbps,科技网为10422Mbps。

金融行业是数据中心应用的先行者。近年来,从数据大集中到多业务整合,金融行业的数据中心建设正围绕着业务发展的需要迅速展开。现在,金融行业数据大集中已经形成。面对新的需求和行业发展现状,金融企业关注的焦点正集中于新一代数据中心的建设上来。在这一过程中,四大挑战日益凸显:数据中心的安全性、数据中心的节能降耗、数据中心的管理和维护以及数据中心的扩容。作为数据中心基础架构的动力平台建设首先需要解决以下这四个方面的问题。
第一,可靠性问题。供电可靠性是数据中心安全性的重要保障。随着以信息技术为支撑的新业务的不断涌现,金融行业数据中心对供电可靠性的要求大大提升。在数据中心领域,动力平台的可用性指标要高于数据中心的可用性指标和整个网络系统的可用性指标,因此,动力平台理应放到最核心的位置。比如服务器电源的冗余方式发生了变化,供电系统就应当做出相应改变;刀片服务器以及虚拟化的应用,使高热密度问题凸显,机房环境更加恶劣,制冷模式也就需要做出改变。
第二,节能降耗问题。数据中心建设的加速,导致的最直接后果就是能源消耗量的急剧攀升。在当前全球能源紧张的大背景下,节能降耗是整个数据中心行业的大趋势,我国已经将IT行业定义为第三类节能降耗行业。对于企业本身而言,能耗的急剧增长大大提升了数据中心的运行成本,数据中心的节能和能效改善已成为整个行业的迫切要求。
第三,管理与维护问题。机房是一个庞大而复杂的系统,就基础设施层面而言,其动力和环境调节系统涵盖了更加多样化的设备,包括UPS、空调、服务器机柜、电池、输入配电、油机、温湿度、烟感、门禁、红外等。这些系统是一个有机的整体,牵一发而动全身,机房可靠性的发挥有赖于每个设备的正常运行,有赖于这些设备的协调一致,任何一个环节出现故障,都有可能造成巨大损失。因此,对整个系统的管理越来越重要,而难度也越来越大。
第四,扩容问题。随着业务量的不断扩大,金融行业IT应用系统日益扩张,服务器规模变得日益庞大,带来了高能耗、数据中心空间紧张、IT 预算紧张等问题。同时,数据中心动力平台的匹配性却不够,要么利用率低,资源浪费严重;要么供电与制冷明显不足,影响数据中心可用性。简言之,动力系统对核心设备供电或者制冷需求的反应不够灵敏。
针对上述问题,艾默生网络能源推出了艾默生金融创新数据中心解决方案。该解决方案具有高可用性、高节能性、高灵活性、高可维护性等四大特点,能够帮助金融行业客户解决数据中心建设与应用的难题,满足金融企业在信息化过程中对机房动力安全、节能环保等方面日益增长的应用需求。
具体而言,在可用性方面,艾默生网络能源供电系统通过合理的输入配电设计、不同等级的UPS供电系统结构和方案、先进的输出配电系统等保证了最先进的可用性和可靠性。其UPS供电系统根据保护等级的不同分为4个级别,其中最高的等级4,采用对称性双路线,可用性能够达到9999999%。在输入配电方面,该解决方案提供了高可靠性的设计,能够保证各级配电开关的选择性配合,又具有合理的规划。在输出配电方面,艾默生服务器电源管理系统能够为用户最关键的负载提供最先进可靠的配电。
在节能性方面,该解决方案立足于“能效逻辑”节能策略,采用LiebertXD高热密度制冷系统及高效的供电系统,使数据中心达到最佳节能状态。其SPM服务器电源管理系统还能够实时侦测每台服务器机架的运营成本,精确计算及测量每一个服务器机柜、每一路开关的用电功率和用电量,从而进行有效的节能管理。在维护与管理性方面,该解决方案通过行业领先的监控管理平台,对机房动力系统、安全系统、空调系统等进行运行参数报表管理,对故障进行本地及远程报警。在灵活性方面,该解决方案可使数据中心遵循“边成长、边投资”的发展策略,保证数据中心进行平滑扩容和升级。
此外,艾默生网络能源通过强大的工程实施能力及动力服务保障能力,能够使该解决方案为金融行业用户来带来更多应用价值。目前,该解决方案已在人民银行清算中心、中国建设银行总行信息中心、中国银行信息中心等金融系统关键领域应用,取得了良好的效果。

近日,国家发展改革委、中央网信办、工信部、国家能源局联合印发通知,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群。至此,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。

算力类似于农业时代之水利

工业时代之电力

数字经济正在成为重组要素资源、重塑经济结构、提升市场竞争力的关键力量,数字产业化、产业数字化是我国经济转型升级的重要方向。近年来,随着各行业数字化转型升级进度加快,特别是5G、人工智能、物联网等新技术的快速普及应用,全 社会 数据总量爆发式增长,数据存储、计算、传输、应用的需求大幅提升,迫切需要推动数据中心合理布局、优化供需、绿色集约和互联互通,构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系。

相关研究报告显示,计算力指数平均每提高1个百分点,数字经济和GDP将分别增长33‰和18‰。目前,以数据中心、超级计算中心等为代表的算力基础设施加快建设,正在成为支撑数字经济发展的重要底座。据统计,我国数据增量年均增速超过30%。

1月12日,国务院发布《“十四五”数字经济发展规划》。作为首个数字经济五年计划,该规划提出,“十四五”时期,我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。建设数据中心集群,加快实施“东数西算”工程,持续推进绿色数字中心建设。

作为“东数西算”工程的关键节点,全国一体化算力网络国家枢纽节点,是我国算力网络的骨干节点。在国家枢纽节点内部,逐步规划和发展若干数据中心集群。

除了2022年1月发布的位于内蒙古枢纽的和林格尔集群、贵州枢纽的贵安集群、甘肃枢纽的庆阳集群、宁夏枢纽的中卫集群这4个国家数据中心集群,此次国家发展改革委等部门又发布了6个国家数据中心集群,分别是位于京津冀枢纽的张家口集群,位于长三角枢纽的长三角生态绿色一体化发展示范区集群、芜湖集群,位于粤港澳枢纽的韶关集群,位于成渝枢纽的天府集群、重庆集群。这10个集群具有明确的地理范围边界,提供充分的政策保障和设施配套,支持各行业的大型、超大型数据中心在集群内建设。在集群和集群之间,建立高速数据中心直联网络。

东部供“数”

西部算“数”

像“西气东输”等工程一样,要实现“东数西算”,也需要建立高速宽带这样的传输设施,并且在枢纽节点方面进行合理的布局。2021年5月,国家发展改革委、中央网信办、工信部、国家能源局发布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》(以下简称《实施方案》),明确提出布局建设全国算力网络国家枢纽节点,加快实施“东数西算”工程,构建国家算力网络体系。

《实施方案》明确了布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点的地区,分别为京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝,以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等8个地区。

进入数据中心区域,站在长廊外,透过玻璃看机房,密密麻麻的服务器高效运转,机器人穿梭其中实时巡检……位于贵州贵安新区建设完成的华为云贵安数据中心在2021年年底正式商用,这也是华为云史上最大的数据中心,未来将达到100万台服务器规模。近年来,贵州发挥气候、能源、地质等方面的优势,抢先布局数字新基建。如今,仅在贵安新区,就云集了7个超大型数据中心。国家“东数西算”战略为贵州带来新机遇。

2021年12月,国家发展改革委等部门在《关于同意贵州省启动设全国一体化算力网络国家枢纽节点的复函》中回复,围绕贵安国家数据中心集群,抓紧优化存量,提升资源利用效率,以支持长三角、粤港澳大湾区等为主,积极承接东部地区算力需求。复函明确了贵安国家数据中心集群应抓紧完成起步区建设目标:数据中心平均上架率不低于65%。数据中心电能利用效率控制在12以下,可再生能源使用率显著提升。

国家发展改革委高技术司有关负责人近日在回答国家算力枢纽节点建设布局等问题时表示,关于两批8个节点的布局建设,定位不同,发挥的作用也有所不同。

具体来说,贵州、内蒙古、甘肃、宁夏这4个节点要打造面向全国的非实时性算力保障基地。定位于不断提升算力服务品质和利用效率,充分发挥其资源优势,夯实网络等基础保障,积极承接全国范围的后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求。京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝4个节点要服务于重大区域发展战略实施需要。定位于进一步统筹好城市内部和周边区域的数据中心布局,实现大规模算力部署与土地、用能、水、电等资源的协调可持续,优化数据中心供给结构,扩展算力增长空间。

“要像‘南水北调’‘西电东送’一样,发挥我国体制机制优势,从全国角度一体化统筹布局,优化资源配置,提升资源使用效率。”孙伟说。

持续优化数据中心

能源使用效率

“东数西算”工程的实施,与绿色集约的目标不可分割。值得注意的是,数据中心在支撑数字经济快速发展的同时,不可忽略的是由于数据中心需要大量电力维持服务器、储存设备、备份装置、冷却系统等基础设施的运行,能耗和碳排放增长迅速。

中国电子技术标准化研究院发布的《绿色数据中心白皮书2020》指出,近年来,我国数据中心能效水平不断提高,超大型数据中心平均电能利用率(PUE)为146,部分优秀绿色数据中心已全球领先,PUE可达12-13。但目前我国数据中心能耗总量仍在高速增长,明显高于世界平均水平。这一方面是因为我国的数据中心建设规模增速较快,另一方面,我国的数据中心节能存在较大的提升空间。在“双碳”目标的引导和要求下,数据中心的节能减排,势在必行。

2021年11月,国家发展改革委等部门印发《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》(以下简称《方案》),针对推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展提出了具体目标。

《方案》指出,到2025年,数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局。全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到13以下,国家枢纽节点进一步降到125以下,绿色低碳等级达到4A级以上。西部数据中心利用率由30%提高到50%以上,东西部算力供需更为均衡。

对于实施“东数西算”工程的意义,孙伟给出了四个“有利于”。具体来说,一是有利于提升国家整体算力水平。通过全国一体化的数据中心布局建设,扩大算力设施规模,提高算力使用效率,实现全国算力的规模化和集约化。

二是有利于促进绿色发展。加大数据中心在西部布局,将大幅提升绿色能源在数据中心的使用比例,有助于就近消纳西部绿色能源,同时通过技术创新、以大换小、低碳发展等措施,持续优化数据中心能源利用效率。

三是有利于扩大有效投资。数据中心产业链条长、投资规模大,带动效应强。通过算力枢纽和数据中心集群建设,将有力带动产业上下游投资。

四是有利于促进区域协调发展。孙伟指出,通过算力设施由东向西布局,将带动相关产业有效转移,促进东西部数据流通、价值传递,延展东部发展空间,助力形成西部大开发新格局。

数据中心概念解析

数据中心(Data
Center)通常是指在一个物理空间内实现对数据信息的集中处理、存储、传输、交换、管理,一般含有计算机设备、服务器设备、网络设备、通讯设备、存储设备等关键设备。简单来说,数据中心即企业用以集中放置计算机系统和诸如通信和存储这样的相关设备的基础设施,是场地出租概念在因特网领域的延伸。

数据中心规模划分

目前我国数据中心的规模划分主要以中心覆盖的机架数量作为标准。其中,超大型数据中心是指规模大于等于10000个标准机架的数据中心;大型数据中心是指规模大于等于3000个标准机架小于10000个标准机架的数据中心;中小型数据中心是指规模小于3000个标准机架的数据中心。超大型数据中心应该优先建设在气候寒冷、能源充足的地区;而中小型数据中心则要建设在靠近用户所在地、能源获取便利的地区。(注:此处标准机架为换算单位,以功率25千瓦为一个标准机架)

数据中心级别界定

对于数据中心级别的界定,国内外所采用的标准存在一定差异。数据中心标准组织和第三方认证机构Uptime Institute所提出的《Data Center
Site Infrastructure Tier Standard: Topology》和《Data Center Site Infrastructure
Tier Standard: Operational
Sustainability》是现阶段数据中心业界最知名、权威的认证,在全球范围得到了高度的认可。目前全球共有50多个国家,超过350个数据中心通过了Uptime颁发的认证。Uptime
TIER数据中心等级认证体系分为Tier I—Tier IV四个等级的最高等级。

我国目前关于数据中心级别认证相关标准主要为《数据中心设计规范》GB 50174-2017。与Uptime
Institute将数据中心基础设施可用性、可靠性及运维管理服务能力认证划分为四个级别不同,《数据中心设计规范》只认证了A、B、C三个级别,主要根据数据中心的使用性质、数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度确定所属级别。

可用机架稳步增长

数据中心服务器机架主要用于容纳数据中心IT设备,如:服务器、存储器、HUB和网络交换机等,旨在提高数据中心网络管理和运营的效率。2016-2019年我国数据中心可用机架数量稳步增长。根据工信部数据,2019年我国数据中心可用机架数量为244万架,较2016年增长120万架,涨幅较大。作为数据中心重要组成部分和规模划分依据,机架数量的增长有助于我国数据中心整体建设以及规模以上数据中心占比的提升。

市场规模持续扩张

2012-2019年我国数据中心市场规模持续扩张,2019年我国数据中心市场规模估计已突破1000亿元,2020年预计接近1500亿元。增速方面,2012-2019年我国数据中心市场规模同比增速维持在30%左右,说明我国数据中心产业发展势头良好,规模增长较快。主要得益于我国现阶段互联网的迅速普及,数据产生与处理量激增,从而进一步刺激下游数据中心产业的市场需求。

5G助力未来增长

目前全球5G建设进程进展迅速,在2019年4-8月短短5个月时间内,全球5G终端厂商数量便已从26家增长至59家,共计增长33家,增长速度较快。由于5G网络的峰值速率、流量密度、连接密度等显著优于4G,使得“万物互联”计划得以进一步推行。而未来5G技术在多个产业的应用势必将使数据量爆炸性增长,数据中心的市场需求受此影响亦将迅速提高。5G技术推动下,数据中心产业有望迎来新一轮发展小高峰。

——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国数据中心IT基础设施第三方服务行业发展前景与投资预测分析报告》。

1、大规模
为了支撑大规模的云客户访问和使用,与传统的数据中心相比,云计算数据中心需拥有较大的服务器规模,将数个甚至数十个传统规模数据中心集中整合,进行集中化数据备份、计算和管理,才能实现云业务所需的计算能力。
2、高密度
云计算是一种集中化的部署方式,数据量和计算量的爆发式增长决定了单机柜中服务器的功率密度大大增加,单个服务器机柜的功率高达十几至几十千瓦。
3、高可靠性
云服务商向大量的客户提供云服务,云计算数据中心承载的云计算服务量巨大,涉及到的云客户的业务也多种多样,如果云数据中心出现故障,其影响广度和深度将非常大,因此云计算数据中心需要具有高可靠性。
4、高能效
云服务对软硬件资源的虚拟化使单台服务器的功率增加,大规模云计算数据中心能耗巨大,其用电量是传统数据中心的几倍甚至几十倍,云计算数据中心需要通过设计绿色节能数据中心,使其具有较高的能效,才能获得长期持续的发展。
5、高效交付
为了支撑业务系统的快速变化和发展,提升竞争力,云计算数据中心需要具备高效扩展和快速交付能力,无论机房建设阶段的机电部分交付,还是IT设备的运行交付都需要能够高效部署和快速完成。
6、智能运维
云计算数据中心规模庞大,可靠性要求高,需要推动监控技术的发展和完善,实现自动化的监控和管理。
“小鸟云”是深圳前海小鸟云计算有限公司旗下的云计算服务品牌,专注为个人开发者用户、中小型、大型企业用户提供一站式核心网络云端部署服务,促使用户云端部署化简为零,轻松快捷运用云计算。小鸟云是国内为数不多具有ISP/IDC双资质的专业云计算服务商,同时持有系统软件著作权证书、CNNIC地址分配联盟成员证书,通过了ISO27001信息安全管理体系国际认证、ISO9001质量保证体系国际认证。

作为中国服务用户最多的互联网企业之一,腾讯公司对中国互联网络的飞速发展有着更直观的感受。预计至2010年,腾讯公司的服务器数量会超过10万台,而且分布在全国多个地区。届时,腾讯的IM(即时通信)同时在线用户数也将接近1亿,游戏平台在线用户数会达到千万级。
随着业务量的加速增长、数据中心服务器规模的持续扩大,巨额的运维费用相伴而生。在全球环保意识逐渐增强的同时,绿色节能理念在IT业界初露锋芒。腾讯公司管理工程部总经理别洪涛负责数据中心、网络与系统基础架构的设计、建设与运维管理,他对加强绿色节能意识、推动互联网产业实现绿色节能有着自己独到的看法。

踏上“绿色”之路

“当服务器保有量超过一定规模后,一个大型数据中心要承载大量的服务器,存储数据容量达到一定规模后,节能、敏捷、自动化管理就成为我们特别关注的焦点,我们需要用下一代数据中心的设计理念进行全新的规划和设计。”别洪涛开门见山地告诉记者,就是在规划阶段,通过对数据进行分析,腾讯意识到绿色节能将成为业界未来关注的一个重点。
据腾讯年报显示,至2006年年底,腾讯QQ用户数就已经达到5805亿人,成为全球使用人数最多的IM工具。而就是这一年,绿色节能话题在腾讯内部浮出水面。
据别洪涛介绍,腾讯随后便在数据中心、服务器等方面成立了专业团队,持续跟踪和研究业界相关技术的进展。同时,腾讯的相关实验室相继建起,对数据中心气流与散热、服务器能耗等众多项目进行实验和研究,并将研究心得同运营合作商进行沟通,逐渐提升了整体数据中心的使用效率,绿色节能初露端倪。
在IT业界,PUE(Power Usage Effectiveness)是国际上通用的衡量整个数据中心能效的一个指标,它是整个数据中心设施耗电量除以IT设备耗电量,得出的一个系数,代表了数据中心节能的效率。据别洪涛介绍,在当前国内大多数数据中心,服务器每耗一度电,就有一度多的电消耗在空调制冷、照明及一些辅助设施用电上,而真正用于IT设备上的电力效率则较低。
“根据早期数据中心的设计,PUE参数通常会超过20,好一些的可以达到18左右,目前国际领先的数据中心的PUE可以达到12左右。如果对数据中心的布局设计做一些考虑,整个数据中心的能效比就会降低很多。据我们内部测算,PUE每下降10%,大型数据中心节省的电费和耗电量将会是一个非常可观的数字。对于下一代数据中心,我们的目标是让PUE从20以上下降到15以下。”别洪涛如是说。

“绿色路”如何走

降低PUE是一个系统工程,其中数据中心基础建设至关重要。别洪涛向记者介绍,下一代数据中心会更加注重前期选址和设计规划,充分利用自然冷却的方式来降低能耗,例如选择在气候较寒冷的地区建设数据中心,通过合理的内部布局和气流设计,来提升散热效率等。腾讯公司未来还希望与运营合作商共同探讨,如何将数据中心产生的热能进行循环利用,构造真正绿色、节能、环保的数据中心。
绿色节能技术的进步令人欣喜,然而别洪涛也坦言,当前的业务架构和应用仍有上升空间。“针对这个问题,我们将通过业务应用架构和软件方面的优化、提升,来最大化服务器资源的使用效率,最终达到降低能耗的目的”。
别洪涛认为,立体节能将成为未来的趋势。“除了在数据中心基础建设上加强与运营商合作、降低PUE外,公司在服务器软、硬件优化方面也进展较快。腾讯公司有专门的团队进行服务器研究分析测试,并与英特尔等企业组建联合实验室,探索服务器节能的极限。这方面如果做得好的话,可以在能耗上节省50%。”而这其中重要的方向就是服务器“定制化”,即在服务器中去掉所有非必要的部件、选用低能耗部件,同时通过控制部件能耗等方式来综合降低服务器自身的能源消耗。
另外,互联网服务应用策略也是服务器节能的一个重要突破口。别洪涛介绍说,不同的互联网服务,其使用频度、峰值等在一天中都会不断变化,互联网存储数据的活跃度有其特点。根据这些特性来调整服务策略与应用架构,在某项服务或数据处于非活跃期间时,使服务器处于节能状态,这实际上是一种动态节能的策略。

艰巨的“绿色”任务

下一代数据中心理念在国外已经开始应用,但在国内实施起来却有一定难度,别洪涛表示:“绿色节能新理念需要对数据中心重新进行规划和设计,这样一来,对用地、用电和运营商资源的需求较大,对投资要求比较高,而当前产业环境在各个方面的配套支撑还不足够。” 在别洪涛看来,绿色数据中心是一个立体化、系统性的东西,如果产业环境能够在规划、设计、建设以及设备提供等方面相应地做一些改变,整个数据中心在绿色节能上将会有更大的提升。
根据互联网信息中心(CNNIC)今年7月发布的报告,中国互联网网民总数已经突破253亿,超过美国成为世界第一互联网大国。这固然令人欣喜,但别洪涛也表示了担忧: “美国基础设施条件较好、电力资源较为丰富,但在当今中国能源紧缺、IDC基础设施相对落后于用户服务需求的大背景下,我们更需要思考如何支撑海量服务。”
别洪涛表示,就当前整个中国用于互联网服务的IDC而言,其设计理念和方法都不是从支撑海量服务角度来设计的,因此就需要下一代数据中心理念的贯彻和执行,来推动支撑海量服务的能力。而这方面不仅仅是数据中心层面单独的事,还包括应用、系统、服务器、网络等诸多因素,需要形成一个有机整体来实现绿色节能。
纵观中国互联网企业,数据中心目前仍处于比较粗放的阶段: 小公司较多,其数据中心规模较小,能效比较低,由于散布在各地,建设水平参差不齐。别洪涛认为,与另一个互联网大国――美国相比,我国在数据中心基础架构方面相对落后,数据中心设计理念比较老旧,很多数据中心是由工业楼宇改造而来,自身存在先天不足。“因此,这就需要一些更专业的团队,在未来能够和IT企业一起推动产业环境的绿色节能。当然,产业环境也比较重要,因为绿色节能涉及到的不仅仅是数据中心,还需要电力、土地、网络等资源的配合。”别洪涛说。
对于IT企业来说,实施绿色节能措施一方面可以大大降低运营成本,提高企业的整体竞争力,另一方面也显示着一个企业的社会责任。别洪涛说: “企业社会责任是腾讯企业文化当中的一项重要内容,作为一个IT企业,我们没有直接对自然环境造成破坏,但我们也意识到庞大的耗电量会间接对环境造成影响。因此我们有意愿、也有能力通过减少电能的消耗,来减少温室气体的排放,为改善整个自然环境尽一份力量。”另外,在中国资源紧缺的情况下,IT企业必须要借助绿色节能措施,才能够在有限的资源下满足业务发展的需求。


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