计算的下一个能源挑战

例如,一个基于硬盘的50TB数据库的存储系统可能需要8800瓦(4000瓦用于运行存储系统,4800瓦用于冷却)的功率预算。而采用固态硬盘搭建出的类似系统可能仅需要1250瓦,节省了85%的功率预算

作者:SanDisk闪迪中国区企业级销售总经理陈煜琦

计算总是面临着能源危机。

1940年代,大型主机是由非常耗电(并且脆弱)的真空管来供电的。那时,如果您想使用早期超级计算机,比如用ENIAC来搭建一个谷歌数据中心的话,需要的能量相当于整个曼哈顿所消耗的全部能量。之后,晶体管面世了,计算便在世界各地传播开来。

到了90年代以及20世纪初,芯片设计人员发出警告,芯片组将会与大小相当的火箭喷射器或核电站排放出同样多的热量,然而这一趋势被多线程和多核设备的到来所减缓。

虚拟化、新的数据管理策略和创新型冷却技术在过去的十年中得以发展实施,同时为超大规模数据中心的诞生铺平了道路。例如,通过对其某些应用程序的代码稍作改变,Ebay节省了200万美元的数据中心能耗成本1

所以,有了这些最新进展,我们的能源效率就可以不受任何束缚了吗?答案是绝不可能。Antithesis Group和斯坦福大学的Jonathan Koomey教授估计数据中心内30%的服务器都处于瘫痪状态之中,也就是说,它们在过去的六个月中没有进行过有价值的工作。致力于提升数据中心效率的组织绿色电网(Green Grid)估计,西欧数据中心的电力消耗将从2007年的56太瓦时增长到2020年的104太瓦时,增加近一倍。

而且这种增长不会停止。对数据的快速访问是全球经济的命脉。各企业和组织都将大力发展其利用数据的能力来实现新的科学突破、改善客户服务或获得市场份额。随着数据中心的建设正以每年21%的速度在增长2,越来越多的国家开始实施碳减排政策,仍然固守以前的耗能方式来开展业务只会带来更多的麻烦。

在下一次效率提升的浪潮中,人们更多的聚焦在软件定义存储(SDS)和闪存之上。为什么是存储呢?一方面,云计算和服务器级别的虚拟化已经起步,将疲弱的服务器利用率从6%提高到近来12%的水平3。同样,许多数据中心已经很好地调整了它们的空气处理技术,使得冷却装置与现有的负载能更好地匹配。而储存则是最后一个可以去轻易实现的目标。

第二,存储目前正处在一场前所未有的变革之中。在过去几年里,闪存主要应用于数码相机和手机,而如今已经不断地被移植到数据中心。你将会看到包含了两种技术的新型数据中心体系结构,最大限度地利用比特、带宽和电子。新的机会需要新的基础设施来辅助。

例如,一个基于硬盘的50TB数据库的存储系统可能需要8800瓦(4000瓦用于运行存储系统,4800瓦用于冷却)的功率预算。而采用固态硬盘搭建出的类似系统可能仅需要1250瓦,节省了85%的功率预算。规模较小但速度更快的存储系统(需要568瓦)节约了部分功率,这反过来又降低了对冷却的需求(682瓦用于冷却)4

利用额外的输入输出(IOPS)来减少数据中心内服务器的数量可以进一步节约能源。更少的服务器意味着更少的电力。这也意味着更少的冷却需求。事实上,像PandoraAT Internet这样的公司在通过闪存提升性能的同时,将服务器的数量减少了40-75%4。这是一种具有扩展涟漪效应的技术变革。

闪存还将开拓物联网等新兴市场。据麦肯锡公司估计,通过将物联网技术整合到重工业中,通过提升效率带来实质性的节约,将产生5.5万亿美元的经济价值。作为国内生产总值(GDP)的一个因素,中国已经率先实施了减少能源消耗的计划。

你还将看到闪存及SDI将移动技术和计算机网络的覆盖范围扩大到尼日利亚和孟加拉国等新兴国家。在那里,技术的传播可能受到断电、电力盗取和网格基础设施薄弱等因素的阻碍。通过更加有效地利用能源,数字网络可以得到扩展。就是这么简单。

能源问题不会阻止数字革命的发展。而我们要做的是采取行动,防止其速度减缓。

 

1 数据来源:《易趣网的MPG数据中心》(EBay's MPG For Data Centers),作者Michael KanellosForbes

 

2 数据来源2015-2019全球数据中心建设市场》(Global Data Center Construction Market 2015-2019RESEARCHANDMARKETS

 

3 数据来源:《服务器应用状态欠奉以及即将到来的后管理程序时代》(The sorry state of server utilization and the impending post-hypervisor era ),作者Alex BneikGigaom

 

4 数据来源:《Fusion ioMemory之日:PCle等于性能》(Fusion ioMemory Day: PCIe Equals Performance),作者Michael KanellosSanDisk IT Blog;《AT Internet1/6服务器将分析法加速6倍》(AT Internet Accelerates Analytics Six Times on 1/6th the Servers),SanDisk闪迪白皮书

来源:业界供稿

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2015

11/30

14:28

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