相關(guān)ICT產(chǎn)業(yè)溫室排放研究報告指出,平均一個服務(wù)器每年二氧化碳排放量相當(dāng)于一部每加侖汽油跑15英里的多功能跑車一年的排放量,而且常規(guī)數(shù)據(jù)中心大多數(shù)服務(wù)器未被充分利用,約有90%容量為空閑,但仍照排二氧化碳,而ICT產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量的1/4左右源自數(shù)據(jù)中心。
由此可見,將服務(wù)器多核、刀片緊湊化,并高效率供電與布局空調(diào),及引入云計算大幅度提高資源利用效率是何等重要。早在2007年時,我國全年的ICT產(chǎn)品總耗電量就已經(jīng)達到300億~500億千瓦時,相當(dāng)于三峽電站一年的總發(fā)電量。就基站而言,一些新的節(jié)能型移動通信基站可較普通基站節(jié)能70%左右,若按一個大城市5000基站計,可節(jié)能相當(dāng)2.1萬輛汽車一年的二氧化碳排放量……
由此不難理解,為什么通信巨頭廠商都爭先恐后推出節(jié)能減排型綠色基站;相應(yīng)環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新已成為全球電信巨頭開創(chuàng)綠色通信“藍?!钡暮诵母偁幜χ匾刂弧?BR> 國際社會響應(yīng)積極
歐洲智能能源歐洲(IEE,IntelligentEnergyEurope)計劃中分設(shè)節(jié)能、替代能源及交通運輸三類項目,對2020年的奮斗目標設(shè)置得非常具體,即比1990年溫室氣體排放量減少20%、再生能源占能源比例達20%、能源利用效率提高20%(即所謂三個20%);生物燃料使用占交通運輸燃料比例達10%;通過ICT優(yōu)化物流安排和智能流量管理幫助交通運輸效率提高17%等。
美國總統(tǒng)科技顧問委員會在“面向21世紀聯(lián)邦能源研究與發(fā)展規(guī)劃”中指出要求,工業(yè)無線技術(shù)應(yīng)用將使工業(yè)生產(chǎn)效率提高10%,并使排放及污染降低25%等。
日本計劃用IPv6技術(shù)建設(shè)遍布建筑內(nèi)的傳感網(wǎng)絡(luò),用于動態(tài)智能管理大樓內(nèi)照明、空調(diào)能耗設(shè)施,可節(jié)省能耗30%;而且,還擬用半導(dǎo)體白光光致發(fā)射器件(LED)照明,同樣亮度下其僅為白熾燈耗電的10%,為目前節(jié)能燈耗電的50%,而且其壽命還有量級上的提升。
我國對實施節(jié)能減排采取了諸多措施,今年4月的博鰲論壇也明確提出了“綠色行政”、“綠色經(jīng)濟”的號召。
三大創(chuàng)新技術(shù)引領(lǐng)“綠色刀片”
刀片服務(wù)器(BladeServer)最大特色為計算密度高,結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)約空間,薄片模塊式接插、易于擴展,便于集中管理及可提供不間斷服務(wù),因此受到企業(yè)的廣泛歡迎。目前正從大企業(yè)高性能計算向中小企業(yè)(SMB)普及應(yīng)用方向拓展。
有數(shù)據(jù)估計未來數(shù)年內(nèi)刀片服務(wù)器銷售額年增長率將大于40%,至2011年,全球每出貨4臺服務(wù)器中就有1臺是刀片服務(wù)器。
一系列技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)了綠色刀片服務(wù)器新潮流。
業(yè)界的三大新一代綠色刀片系統(tǒng)創(chuàng)新技術(shù)包括:洞察管理技術(shù)(HPInsightControl),熱量智能控制技術(shù)(HPThermal Logic)及虛擬連接技術(shù)(HP Virtual Connect)。洞察管理技術(shù)使用戶可通過單一控制臺實現(xiàn)物理和虛擬服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、電源及冷卻系統(tǒng)的統(tǒng)一自動化管理,使管理效率提升達10倍,管理人員配備比可達1:200的高效率。熱量智能控制提供了嵌入式溫度測量與控制能力,可根據(jù)工作負荷需求及環(huán)境變化進行溫控,此時將刀片服務(wù)機箱分割成網(wǎng)格狀,根據(jù)不同網(wǎng)格溫度設(shè)定供電與冷卻標準以平衡熱量,按此可使耗電量減廣70%,并可節(jié)約出寶貴的機架空間。虛擬連接技術(shù)通過I/O虛擬化將電纜數(shù)量減少94%,并可一次性完成所有連接,原先數(shù)小時、數(shù)天才能完成的現(xiàn)僅需幾分鐘即可快速進行服務(wù)器添加、替換或恢復(fù),大大提升效率。
這些創(chuàng)新技術(shù)還充分體現(xiàn)在一些關(guān)鍵節(jié)能組件上,如主動散熱(ActiveCool)風(fēng)扇高風(fēng)量、高風(fēng)壓、低噪聲,自身功耗降低達50%,可為數(shù)據(jù)中心減少能耗50%;又如動態(tài)功率節(jié)能裝置根據(jù)需求自動調(diào)節(jié)電源供應(yīng),每年20個功率為0.075kW的機箱就可節(jié)省約5545美元的能耗成本。
借助刀片技術(shù),曙光5000超級計算機自主創(chuàng)新再次有效地實現(xiàn)了“三高一低”:“高性能”,運算速度達200萬億次;“高效能”,系統(tǒng)使用效率達70%以上,計算節(jié)點16核SMP,胖節(jié)點32SMP,單核心可用內(nèi)存128G;“高密度”,4路16核刀片,單機箱40顆CPU高密度機箱;“低功耗”,使用超高密度刀片服務(wù)器作計算節(jié)點及先進的水冷散熱系統(tǒng),230萬億次運算速度的耗電量控制在超低能耗700kW。
存儲系統(tǒng)向綠色升級換代
與此同時,數(shù)據(jù)的爆炸性增長是數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)能耗持續(xù)增長的關(guān)鍵,綠色存儲面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
值得一提的是HP在綠色存儲上的創(chuàng)新:HPStorageWorks-EVA 4100/61008100,-XP24000及-LTO-4 Ultrium1840均以其顯著綠色特征打造了新一代數(shù)據(jù)中心的綠色存儲平臺,并降低了成本、提高了效能及優(yōu)化了業(yè)務(wù)效益。這些創(chuàng)新技術(shù)有如:EVA系統(tǒng)中引入了供應(yīng)和動態(tài)容量管理,可將存儲容量需求減少50%,消除了閑置容量及其能耗與二氧化碳排放。XP24000中融合了自動精簡配制軟件(Thin Provisioning Software)可自動按需從虛擬存儲池中分配磁盤容量,可讓容量隨業(yè)務(wù)增長自動調(diào)節(jié)有毋需過渡采購,并減少了空閉磁盤的大量冷卻能耗。邏輯快照和可寫入快照技術(shù)的虛擬無容量快照(V snap)使僅當(dāng)有新的寫操作時才占容量,可比傳統(tǒng)全復(fù)制節(jié)省高達80%能耗。
虛擬化技術(shù)使EVA虛擬陣列提供了存儲虛擬化功能,可支持容量集中、簡化管理、自動性能負荷平衡、動態(tài)配置及重新配置等能力,大大提高了應(yīng)用效率。
以上創(chuàng)新還僅限于傳統(tǒng)磁盤,包含磁頭、電機、盤片等機械技術(shù),具有體積大、沉重,運轉(zhuǎn)時受振蕩易損壞,龐大存儲空間充斥震耳欲聾的機器噪聲等諸多缺點,存儲技術(shù)的進一步升級換代還在進行中。
第一個升級換代產(chǎn)品便是固態(tài)硬盤(SSD),它由固態(tài)電子存儲芯片陣列組成,沒有普通硬盤的旋轉(zhuǎn)介質(zhì),從而具備諸多優(yōu)點,諸如存取速度更快、防震抗摔、輕便易攜帶、靜音、發(fā)熱量小、耗能低等。近年來,SSD已在便攜設(shè)備中站穩(wěn)腳跟,手機、MP3、數(shù)碼相機中的內(nèi)置閃存即屬SSD,并已進入筆記本電腦領(lǐng)域,目前HP、Dell、Apple、Lenovo、Samsung、Sony等均已推出使用SSD的筆記本電腦,估計2010年20%~50%的筆記本電腦可能采用SSD。
而且,SSD觸角已伸向企業(yè)級存儲系統(tǒng),EMC已宣布將來其高級存儲產(chǎn)品SymmetrixDMX-4中使用SSD硬盤,取代部分磁盤陣列中的傳統(tǒng)硬盤,以提升反應(yīng)速度。
此外,還出現(xiàn)了混合硬盤技術(shù),在硬盤外辰集成大容量閃存充當(dāng)緩存,最終存儲還依靠現(xiàn)行硬盤完成,以取得較低價位情況下的性能與容量較好折衷。SSD雖然單盤最大容量雖未及1TB、亦已達128GB,最大持續(xù)讀寫速度可達132MB/s,為通常60MB/s的二倍多,NAND閃存最大擦寫次數(shù)為100萬次,NOR閃存僅為10萬次,且較昂貴及設(shè)備損壞后數(shù)據(jù)無法恢復(fù),因此其昂貴與安全性容易使人望而卻步。
另一種更有吸引力的是借助電子自旋進行存儲、讀取的新技術(shù),類似于IBM開發(fā)的代號為“Racetrack”的新存儲設(shè)備。它以磁氣物質(zhì)為存儲介質(zhì),利用電子自旋進行數(shù)據(jù)存儲、讀取等操作,位置變換通過控制電子脈沖的移動時間實現(xiàn)。內(nèi)部無可動部件,不存在機械磨損問題及記錄壽命問題,單盤存儲容量可達100TB左右,從而更好地克服了傳統(tǒng)硬盤與SSD的缺陷,未來10年內(nèi)可望實用。
與云計算相對應(yīng),未來的綠色存儲應(yīng)解決相應(yīng)超大容量集群式快速、分布、動態(tài)的云存儲問題,因為從現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)存儲架構(gòu)看,很難設(shè)想SAN(StorageAreaNetwork)及NAS(Network-AttachedStorage)能有效支撐此無處不在的云計算環(huán)境,事實上Google在現(xiàn)有云計算搜索環(huán)境中即未采用SAN架構(gòu),而是使用了Google可擴展的分布式文件系統(tǒng)GFS(Google File System),這即為一種高效率的集群存儲系統(tǒng)。
此外,納米存儲技術(shù)在未來亦可能嶄露頭角。存儲領(lǐng)域的綠式創(chuàng)新依然大有可為。
云計算為ICT增新綠
云計算強調(diào)的是有效資源共享,并按用戶應(yīng)用需求,及時提供好服務(wù),它可將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向為一種面向服務(wù)的手段。
在面向企業(yè)級云計算的市場中,IBM正著力把自己打造成行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,其戰(zhàn)略是銷售更多為云計算量身定制的硬件、軟件與服務(wù),2008年春季開始即提供適用于云計算的服務(wù)器,甚至主機,其無錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園區(qū)云計算中心建設(shè)即為最明顯示例。
就目前情況看,Google與IBM是云計算應(yīng)用最有實力的推進者。在這方面,微軟亦不甘落后,其主推的WindowsLive平臺中基于云計算的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(CloudInfrastructure)服務(wù)有重要潛在戰(zhàn)略作用。
EMC與SAP攜手合作完善EMC的SaaS(軟件即服務(wù),SoftwareasaService)策略,秘密采用一種名為“EMC Cloud”的主機服務(wù),雖然EMC未透露其細節(jié),但公布的Fortress技術(shù)可能即為此“隨需應(yīng)變”與互聯(lián)網(wǎng)運作方式極為相近,也許正因為如此才使互聯(lián)網(wǎng)公司走在云計算的前列,其霸主與領(lǐng)頭羊Google即為明顯示例。
在通信領(lǐng)域云計算應(yīng)用亦已呈顯出巨大吸引力,中國移動已提出“大云(BigCloud)”計劃,Verizon也計劃推進云計算數(shù)據(jù)中心應(yīng)用。而且新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)絡(luò)如果欲借助分布式基站多用戶、多點協(xié)同工作均衡整個覆蓋區(qū)及邊際的高速寬帶吞吐能力,及進行包括CR及DFM等在內(nèi)的快速自適應(yīng)資源調(diào)度、系統(tǒng)重構(gòu)及高速運算,云計算必然是一個有效的武器。
在硬件層面,值得一提的是威盛公司提供的可同時具備低功耗、支持64位計算能力與硬件虛擬化的Nano處理器產(chǎn)品,已由一般筆記本、臺式機商務(wù)終端領(lǐng)域拓展至有效的云端計算應(yīng)用,例如最近Dell公司一款云計算服務(wù)器就首次采用了Nano低功耗處理器,不僅可在2U空間內(nèi)部署12個計算單元,同時其整體功耗也僅有采用傳統(tǒng)處理器的服務(wù)器時的1/10,從而真正可促進高效、節(jié)能的綠色云計算。
當(dāng)然,云計算的有效資源共享及普及服務(wù)對綠色數(shù)據(jù)中心、綠色高效節(jié)能云計算ICT應(yīng)用建設(shè)無疑有重要戰(zhàn)略價值,但亦應(yīng)看到,云計算依然處在熱炒、起步階段,還需在應(yīng)用中檢驗、探索與完善,它仍將面臨一系列挑戰(zhàn),如多種產(chǎn)品的標準化與協(xié)同、互操作,可能后向兼容資產(chǎn)的最大限度利用,用戶身份信息大量存儲后的有效隱私保護,借助互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)帶寬能力與安全性保證,不同企業(yè)用戶類別的云計算市場適應(yīng)能力等,需認真應(yīng)對。
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