艾默生：谈创建节约能源的数据中心

    11月29日北京消息："IDC亚太区IT架构前景论坛"今日在京成功举办。IDC根据对数据中心的调研结果与参会嘉宾分享了目前数据中心的现状与未来发展趋势。以下是来自艾默生网络能源有限公司产品部副总监 吴健 先生题为《创建节约能源的数据中心》的主题演讲：

各位专家、各位来宾，非常高兴有这个机会在这里和大家介绍艾默生网络能源的一体化柔性解决方案。今天大会的主题是再造数据中心--从何处下手？前面的设备供应商已经从虚拟技术和主芯片技术给大家做了介绍。下面我想从网络能源、从基础设施的支持设备方面再给大家做一个介绍。

    在网络能源这块，我们可以看到，在IDC的数据中心有两部分组成，一部分就是网络的大脑。大脑和心脏是应用的技术，软件系统还有硬件系统。那么，作为支持设备，就是说网络能源这块，就相当于心脏和血液。我们知道大脑要负责运算的话，数据在运算的时候需要由心脏和血液来提供支持。

    网络能源的发展趋势经过哪几个阶段呢？其实是经过了四个阶段。最早期的就是大规模、大型的的数据中心。这个是有大型的计算机和UPS空调组成。但是到了80年代和90年代初期的时候，经历了网络化的过程。这个就是网络化的小型UPS空调的发展。但是到了95年以后是大型的数据中心的发展，到了现在是高密度的解决方案。

    我们都知道网络中心的发展趋势已经是从集中到分散再次走向集中。我们知道公司的数据中心采用了先进的刀片服务器和虚拟化技术，使数据中心从原来的几十个变成了几个。这样的话就带来了数据中心功率密度的增长。包括虚拟的技术，将30台服务器的运算集中在一台服务器上面。那么以前在没有空调的情况是25分钟就升到40度以上，现在是只要三分钟就可以升到40度以上。因为功率密度提高了。在这种情况下，艾默生公司是走在业界前列的，我们提供了不同的解决方案，包括地板安装型的解决方案，解决了基本的环境问题，恒温恒湿的问题。但是对于刀片服务器产生的局部的热点、热负荷，提供了顶部的局域的解决方案。我们将冷酶直接引到设备的顶端。还有机架内的解决方案，这个也是艾默生首先创新的，就是将热交换直接做在机架内进行解决。

    那么这些解决方案从效率上来说，从用户的节能上来说，主要是冷却这块带来了20%的节能。我们前面讲到的是节能的概念，但是我们也要讲到可用性的概念。因为根据IDC的调查，如果当你在可用性和节能方面来比较的话，当数据发生中断的时候，这个时候你是选择可用性高的设备还是可用性低的设备？这个时候往往是可用性排在前面的。

    我们知道这些计算机设备、网络设备都属于人的大脑，属于信息处理交换传输和存储。而对于动力平台，需要解决的是可靠的能源、纯净的能源和安全的运行环境。要解决安全的运行环境，这里就有一个可用性的模型，也就是说整个的机房的可用性。我们知道在标准里面最高是达到5个9的标准，这是网络的可靠性乘以网络能源支持的可靠性，这是一个乘法关系。所以这就要求这个分子的可靠性更高。

    我们可以看到，对于IDC这个网络能源的现状是什么呢？它的动力安全问题日益的突出。平均每年某些系统都要出现当机、停电。而且托管用户对IDC的要求也很高，我们知道计算机重新要两到三个小时，这样就会导致大量的赔偿，而且IDC的价值已经远远高于动力设备的价值。所以可用性这里有一个模型，也就是说对于动力机房的能源可用性要提高到7个9，对于网络的可用性和软件的可用性是6个9，这样最后成绩达到了5个9的概念。

    7个9是什么概念呢？就是将整个网络能源的可用性提高到7个9以后，每年停电的时间是 3.18秒，要求整个系统的可用性提高到20年一分钟的可用性。就是说20年才可能会发生一分钟的停电，这样的可用性。那么这个乘法关系包括发展的四个阶段。我们都知道从65年开始，一直到现在。这个就提出来一个TI90的标准里面有四个等级的划分。这四个等级的划分在可用性里面，提到最高的可用性，是整个机房，整个所有的设备，他的可用性是5个9，99.99。但是基于艾默生的标准，机房的5个9对于动力设备来说需要7个9的支撑。那么，这四个等级是根据根据TI92的标准，TI92的标准也就是国际电信联合会提出的标准，对于等级一就是可以停电的时候就可以停电，也就是4个9，也就是单机UPS。对于等级二，就是双机并机的两台UPS。那么，对于等级三，除了两台UPS以外还有一个输配电在这里支撑，在维护的时候可以转到输配电上去，不会停电。最高境界是等级四，这个标准是需要两边都有UPS系统对它进行负载供电。我们知道传统三路供电概念，在IDC的机房建设里面到底从何着手呢？我们知道只要电源弄成双路供电就可以了。但是，我们知道双路的供电概念和现在提到的等级四的双路线供电的概念是不一样的。因为对于我们的IDC来说，除了有双电源的设备，就是我们新购的设备，服务器和关键的路由器，有双电源设备以外，80%是双电源设备，20%的是单电源或者是三电源的设备。那么，单电源的设备一旦母线停电了，单电源的设备就停电了，所以这个是双路供电无法解决的。因为一旦USP的系统停电了，这个就成为了主电了。但是要建立双母电供电系统的话，这就是双母线供电系统和双路供电系统的一个区别，它又需要对单电的设备或者双电的设备提供一个静脉切换开关的保护，最早艾默生公司在95年为了满足UPS提出来的双电源的供电要求，提出了双母线供电的概念。因为在这个系统里面，80%的负载刀片服务器是双电供电，那么对于20%的单电源负载或者是双电源负载可以放在切换开关后面。为了保障切换开关的安全性，要做到两套UPS系统的同步，这样才能保证双母线的安全。这样就可以做到在线维护、升级、容错，最关键的是容错。他解决了单电故障的问题，因为无论我们的UPS系统并机多少台，最终出来的系统，它如果是一个单点的话，这个单点出现了问题，所有的系统就会停电。

    我们知道单机、并机还有双母线的发展是一个过程。这就是并机系统并得再多，在网络上面会出现输出母台劳损在上面，还有工人施工，还有操作的安全，还有就是冲击性的电缆的负载，还有工人维护的时候，比如修工调，不小心把UPS的输出开关关断了。

    所以，这些系统问题就使用了双母线供电系统就可以解决。我们可以看到在双母线系统里面，不论是出现什么问题都可以解决。在这种系统下面，即使发生故障，也会由另外一套系统给负载机进行供电。这样的话，也可以把所有的负载转到另外一套系统，这样可以对系统进行维护、扩容。这样就造成了系统没有单点故障。

    我们看一下最新的IDC发展趋势。

    这是从某个厂家的服务器截下来的供电图。我们会发现操作器的操作系统、处理器、PCI这些控制，是由两边的电源供电的。但是我们会发现，它有一些存储模块，每边都是单独供电的，这个就是虚拟的镜像技术，也就是说当你的数据在运行的时候，如果两路电源都是好的时候，会将你的数据存在两个硬盘上。但是一旦一个电源断掉了，虚拟镜像技术就没有了。为了解决这个问题，艾默生公司提出了把所有的供电都接到双母线的供电系统上来，都接到静态切换开关上来。因为静态切换开关的输配电系统和转换时间是小于5个毫秒的，在这个情况下，系统的可用性就可以从原来的7个9提高到9个9。所以，在这个地方我们不但要谈高可用性的问题，高性价比节能的问题、高适应性的问题。我们还要谈三个方面，这就是一个解决方案的一个核心。传统的厂家用小功率的模块进行模块化的并联，产生了32个模块来带100多个服务器，而且并机越多，可靠性越差，怎么解决这个问题呢？艾默生公司首先提出来双母线的楼型的概念，就是根据负载情况，直接配上80K 或者是160K的，这样带来的好处第一是节能，设备本身的性价比来说，能节约整个投资的成本。另外就是UPS也减少了，这样整个系统的节能也提高了。第二，它本身配置是非常灵活的，可以往前配置，也可以往后配置。那么，可用性的提高也可以从原来的一加一、二加一，三加一到现在的双母线系统。

    那么，艾默生公司提出的楼型解决方案在很多场合都得到了应用。那么艾默生公司在此技术上还提出了三母线系统，这样可靠性就达到了9个9。在人民银行的总部，还有上海证交所，都是采用了艾默生公司的双母线的动力一体化的整体解决方案。这个整体解决方案不但解决了用户设备的安全问题、节能问题，还有一个就是管理的问题。那么，艾默生公司提出来一体化的双母线的解决方案，还用在戴尔公司，还有在华为的IDC机房。这个是超过了有6兆的供电，包括前端的自动切换开关，后端的UPS系统。还有双母线系统等等。都提供了整套的双母线的解决方案。不但从节能方面，而且从数据中心的安全方面，可用性方面都达到了业界的领先水平。

    这套系统从2002年运行五年以来，从来没有发生过一次的中断。整个系统的节能也达到了20%。当然艾默生公司是IT、电信、和金融行业的首选，有非常多的客户。