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IT如何规划一个高效节能的数据中心

发布时间:2014-04-01来源:转载作者:CIO时代网 互联网
     目前,业务需求造成IT需求的增长使IT基础设施不堪重负。IT需求的增长必然导致数据中心电力消耗的增加。国际知名分析机构Frost & Sullivan指出,亚太地区超过80%的主要数据中心正在以将近90%的容量运转。面对这样的形势,亚太地区的企业正努力应对由低效设备和电力搁浅带来的数据中心容量受限问题。 
     能效管理和碳排放对IT界的盈利和可持续发展而言至关重要。要在当前市场中保持竞争力,企业必须改变他们对数据中心投资价值的评估方法。绿色、高效的数据能够延缓企业的能源成本上涨、控制开支、提高利润率并帮助减少碳排放。 
     能源成本通常是企业支出最多的一项运营成本——约占总运营成本的三分之一,但同时也是运营成本中可控制的一项。选择合适的节能设备、部署综合能源管 理计划可以实现高达30%的成本节约。这些节省下来的成本可以帮助企业获得更具竞争力的优势,并通过制造性价比更高的产品和解决方案来增强企业的盈利能力。 
     因此,很多企业正在将更多的预算转移到促进技术和设施管理的能源管理上。越来越多的数据中心基础设施管理(DCIM)软件如 StruxureWare、可扩展模块、预制模块化等解决方案的采用佐证了这一点。事实上,根据预测, 数据中心基础设施管理的相关支出在2013年的增长会达到20%以上;到 2016年年销售额将达到6.9亿美元,进一步印证了能源成本将成为未来的关注焦点。 
     业务迈进新一年的两个关键点: 
     1. 绿色、高效的IT将是首席信息官和企业的重中之重。由于能源成本不断上涨,企业将寻求首席信息官的帮助来管理和降低成本。 
     2. 寻求可靠的人才做合适的工作。专业人才很难寻找,即使找到也很难留住,尤其是在数据中心领域。 
     人才战争 
     在蓬勃发展的IT行业,数据中心正在面临技术人才无法满足行业需求的困境。这种人才资源的匮乏意味着工资的上涨和企业成本的上升。从行业角度看,工程、IT和技术能力的挑战性仅次于销售能力;而后者被喻为最具挑战性的技能。 
     大数据蓬勃发展的趋势使这一人才战争变得更加明显。人才资源的供求情况存在巨大的差距。随着数据继续呈指数增长,那些面对问题能够通过组织、存储和检索数据,迅速提供解答和深刻见解的人,将会成为拥有极高技术能力和价值的IT专业人才。 
     在此提供一个有关上述人才问题的一个大概数据。仅在美国,拥有分析专业知识的人才短缺大致在140,000 – 190,000人。预计到2018年,美国对拥有统计学高级学位人才的需求将超过实际供给约60%。 
     这样的情况也蔓延到了亚洲。整个地区都面临这一问题。鉴于此,各地的教育机构都需要紧跟竞争激烈的就业市场趋势,确保求职者可以找到能够真正施展自己专业技能的职位。想要找到并留住人才,企业必须进行人力规划,并且制定能够适应地区差异的切实战略。 
     2014年亚太及日本地区企业将面临的能效管理问题 
     如今,人们缺少对能源管理的了解。在亚洲,企业的能源管理成熟度水平参差不齐。 
     在绿色数据中心、节能数据中心方面,亚洲部分地区的发展中国家由于各种综合因素远远落后。而相关建设比较完善的国家包括新加坡、澳大利亚和香港等也同样需要面对挑战。 
     数据增长和能源成本的上涨是当今成熟的亚太数据中心市场普遍面临的两个主要挑战。 
     挑战1:数据增长 
     世界上90%的数据是在过去两年3中被创造出来的。根据IDC的数据,我们的数字世界从现在起直到2020年,将达到每两年翻一番。除了从消费者和企业身上生成的数据之外,从监控设备和智能城市传感器上生成的数据也将极大推动数字信息的大量涌现。 
     因此,为了跟上指数增长,许多数据中心正在购买并安装额外的物理及虚拟高密度服务器。企业每年在服务器上的花费高达450 - 500亿美元。服务器增加的同时意味着数据中心复杂性、服务器管理新挑战的增加。当IT部门仍旧像管理物理机器那样管理虚拟服务器时,挑战就出现了。这种 落后的管理不仅效率低下,而且花费巨大。施耐德电气发现,企业在服务器管理上的花费超过了服务器设备本身的三倍。即使服务器数量的增加由于过去几年的整合 和虚拟化而趋于平缓,但服务器管理的花费仍然保持增长。但从长远看,这一趋势并不会维持太久。 
     挑战2:能效 
     当今,传统数据中心的能效改善是数据中心在提高能效时面临的主要挑战。这是因为传统数据中心为了应对日益增长的数据需求和新技术,会消耗更多的电 力:比如虚拟化会使传统数据中心PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率)值升高。尽管在数据中心整个生命周期中,电力能源成本可能会超过电力系统本身的成本,也可能会超过IT设备的 成本,但能源消耗并不是一个典型的数据中心设计标准,也不作为一项成本进行有效管理,尤其是对传统数据中心而言。基本上,资本成本将在几年内被运营成本 (OPEX)赶超。 
     数据中心能效低下的另一个主要因素是过度规划。过度规划是数据中心电力浪费的最大推手之一,也是用户理解和评估的最大难点。每当电力和冷却系统的设计值超过了IT负载,就会产生电力和冷却设备规模过大的情况。 
     虽然从投资角度看,安装过多的电力和冷却设备明显是一种浪费,但过度规划模会导致系统整体电力效率的大幅下降,同时导致持续的过度电力消耗问题却并 不明显。大多数用户并不明白无论IT负载存在与否,电力和冷却系统都存在固定损耗,并且和总体额定功率成正比。这些固定损耗是数据中心物理基础设施(DCPI)在典型安装下电力消耗的主要形式。在较小IT负载率时,数据中心基础设施的固定损耗通常会超过IT负载。当数据中心基础设施过度规划,固定损 耗在总电力成本中所占比例也相应增加。这意味着客户在使用资本支出(CAPEX)和运营成本(OPEX)来支持尚未真正出现的负载容量。 
     2014年IT高管最需要的特质 
     对能源有效和全面的管理将超越对IT的管理,因此IT高管需要与设施管理部门紧密合作,制定全面的能源管理策略。 
     针对数据中心策略和能源管理,IT高管还需要建立一套更全面的、端到端的方法,而不是寻求零碎的解决方案,例如服务器虚拟化或数据中心基础设施管理;同时还需要专注于在企业内部署人才战略和继任计划。 
     2014年在管理战略、IT基础设施策略、支出和企业信心方面的变化 
     2013年,很多企业采用单一解决方案(例如:服务器虚拟化、数据中心基础设施管理和合理规划)来发展节能、可靠的数据中心。2014年,企业的数 据中心策略将更倾向于采用全面的、端到端的方法。企业的目标是为数据中心寻求贯穿整个生命周期的支持,来协助规划、设计、建设、运维和设施优化——这将确 保数据中心在全生命周期的高效和安全。 
     对企业的建议 
     为了运营节能、可靠的数据中心来应对由智慧城市带来的呈指数增长的数据挑战,采用全面的、端到端的方法对企业的数据中心战略而言十分重要。施耐德电气为客户提供贯穿数据中心全生命周期的支持,并协助规划、设计、建设、运维和设施优化——这将确保数据中心在全生命周期的高效和安全。 
     规划 
     一旦对自己的数据中心环境有了详细的洞察,企业就需要确保按照合理的顺序,由正确的人做出明智的决策。相应的规划流程便可以开始: 
     1. 建立六个可以控制系统架构的关键项目参数,即关键性、容量、成长计划、能效、功率密度和预算。 
     2. 基于上述六个关键项目参数选择参考设计,并建立系统概念。 
     3. 通过识别、验证和调整具体设计参数来进行系统概念的完善,并加入用户偏好和限制条件。 
     4. 通过收集标准、规范、期限、资源分配和流程要求来确定落地需求。 
     设计 
     合并后的设计阶段成果就是本设计阶段的参考。在这个阶段,企业可以依据自己对数据中心的明确规格,量身打造自己的数据中心设计。 
     这一阶段将帮助企业明确数据中心所需的电力和冷却设备,并调整数据中心物理基础设施的合理规模。如前文所述,过度规划的数据中心物理基础设施是亚太 地区数据中心效率低下的主要原因之一。调整数据中心物理基础设施的规模会对其耗电量产生很大影响。在实际装置中,合理规划有可能减少高达50%的电力成本。对于一个IT负载率为30%的典型系统中,每千瓦IT负载的电力成本大约是每年每千瓦2300美元。如果系统拥有与负载相应的合理规模,那么每千瓦 IT负荷的电力成本将降至每年每千瓦约1440美元——节省38%的电力成本。 
     这个阶段还将帮助企业明确他们是否应该选择虚拟化服务器来应对呈指数增长的数据。虚拟化的一个广为人知的好处是通过整合物理服务器来减少能源成本。为了说明它卓越的节能效果,我们假设1MW的数据、1000台每台消耗250W的物理服务器,以及每度电0.11美元的成本,那么每年运行这些服务器的能 源成本约是240,000美元;以10:1的保守比例虚拟化这些服务器,剩余的物理服务器以60%的CPU利用率运作,最终得到的能源总成本约为 60,000美元。这表明服务器实现了节能76%。这就是为什么虚拟化被当作数据中心的绿色技术而广泛推广。因为它在能源消耗大幅度下降的同时,保证了计 算能力的稳定甚至提升。 
     建造 
     在这个阶段,企业需要关注复杂基础设施解决方案的设计和部署,确保数据中心的设备配置能够实现最佳性能。这将有助于企业节省时间和成本,并且有助于延长硬件设备寿命。 
     此外,数据中心基础设施管理解决方案(例如针对数据中心的StruxureWare软件)在这个阶段便可以进行安装和集成,来帮助企业监控从机架、机柜到机房的每个组件。数据中心基础设施管理解决方案为IT管理人员提供了数据中心和配套设施能源使用情况的详细信息。通过为能源使用情况创造可视性和全面认知,有助于企业控制能源成本和能源消耗,也使得数据中心和设备经理能够随时随地获取企业级的能源信息,进而帮助他们针对最大化减少能源使消耗和成本问题上做出明智的决定。企业也可以实现高达30%的资金及运营节省,包括数据中心基础设施管理解决方案节省的能源。 
     运维 
     一旦数据中心启动并运行,企业就需要持之以恒的对根据自己数据中心而配置的独特硬件和软件进行维护、运营、监控和优化,以确保它们能够正常运行。 
     数据中心是极其耗能的设备——一座典型的大型数据中心的能耗可达一幢标准写字楼能耗的100倍。为了鼓励更多的企业和数据中心运营商顺应能效大潮,也需要使他们了解能效能够带来的经济效益。例如瑞士信贷(CredIT Suisse)位于新加坡的区域数据中心取得了数据中心绿标白金认证(Platinum under the Green Mark for Data Centres certification)。该数据中心能够减少整体IT设备的电力需求,实现每年节能385万度电。这意味着每年节约成本一百万美元10。 
     在新数据中心设计时作出的简单、无代价的决定不仅能够实现更少的碳排放,也能减少20%-50%的电力支出。通过系统化的努力,高达90%的电力支出是可被避免的。鉴于典型的数据中心能源成本占到了超过50%的运营开支,如果企业能够提升自身数据中心的能效,必将挖掘出巨大的成本节约潜力。
  

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