华为四大重构,新一代数据中心来了!

2020-11-16 10:53 分类:行业新闻 来源:

10月30日的2020共赢未来全球线上峰会(BetterWorldSummit2020)数字化转型之下的动力方针网专场,UptimeInstitute全球大客户总监LiliaSeverina作了精彩的《电子游戏厅下载数据中心开展趋势洞悉》陈述,扼要介绍了2020年和2021年全球数据中心职业的十大最新趋势。UptimeInstitute是全球公认的数据中心规范安排和威望的第三方认证安排,其上述洞悉引起了5G微信大众渠道对国内数据中心开展趋势的沉思。

  数据中心亟需成为技能立异高地

当下,受"互联网+"、大数据战略、数字经济、新基建等国家方针指引,以及5G、物联网、大数据、云核算、智能等技能繁荣鼓起下消费互联网和工业互联网快速开展的驱动,数据正在成为名贵的战略资源和要害出产要素,对工业出产方法、运转方式、生态体系产生深远影响。各行各业使用传感器、5G、物联网、数据中心等收集、传输、存储并剖析显性及非显性数据,经过广泛攫取数据及深度发掘数据价值为企业数字化转型供给支撑,海量数据不断出产并堆集。如下图所示,赛迪估计2030年我国数据原生工业规划将占整个经济总量的15%,数据的全体规划超越4096ZB,占全球数据总量的30%。

数据量及核算量呈指数级的迸发式增加,将带动数据中心规划不断扩张。与TCP/IP年代机房/数据中心处于"副角"位置不同,供给并办理资源的云数据中心逐渐进入到了舞台中心。一方面,数据中心进入需求扩张期且大型化、园区化、集群化趋势显着,跟着云核算技能的大规划商用,大型云基础设备要求在相对会集的区域内布置多个大型数据中心园区,满意其超大规划核算和数据存储的需求。另一方面,云核算、大数据、智能等改动了数据中心,使得数据中心从拿来主义的技能输入方逐渐变成各种立异技能的输出方,使得数据中心成为杂乱性的聚集地,变得资源密集型、资本密集型,并且正在变得技能密集型,也将必定会开展为技能立异的新高地以真实成为数字经济深入开展的"柱石"。

数据中心的上述技能立异先是产生在其IT域,一是核算方面的整机柜、多节点、定制化通用服务器等,二是网络方面的超大规划组网、大规划路由安排、"SDN+OpenStack"云网一体化管控、智能网卡、超低时延无损网络等,三是存储方面的企业级硬盘等。可是在非IT域,为平衡功率和本钱,作为信息处理、存储、发布等中心设备的数据中心,其传统的规划、规划、制作、运维等全生命周期进程越来越不能习惯飞速开展的事务需求的改动特色。而5G微信大众渠道深入剖析华为近来发布的"PowerX2025动力方针网"之"DCPowerX?(下一代数据中心动力)"处理计划后发现,环绕数据中心的非IT域技能立异也现已取得了很大的效果,引领数据中心非IT域开端走向敞开化、规范化、模块化和预制化等,完成了对数据中心架构、供电链路、温控体系、办理体系的重构。

 华为对数据中心进行了四大重构

市场需求激增的数据中心,面对着建造资源获取难/建造周期长、能耗高、运维杂乱等艰巨应战。据悉,华为提出了极简、绿色、智能、安全的下一代数据中心方针架构,以"四大重构"为手法,处理了数据中心上述应战。

●处理了"建造周期长":重构数据中心架构

传统的数据中心,在建造方式上的坏处多且大,在前期规划建造阶段主要有三大难点,一是存在过度出资的危险,初期出资本钱高企;二是建造工程杂乱,建造周期长,无法快速投产(比方以一个具有1000架机柜的数据中心为例,假如依照现有传统的建造方式,需求阅历18个月以上乃至两年时刻的"长年累月");三是即使是在建成后,事务需求增加、数据中心容量扩容、现有设备扩建或改造等带来的规划和建造问题也很难得到处理。

这些使得数据中心越来越跟不上年代的开展。一方面,跟着消费互联网事务以及工业互联网事务日益出现"短时刻内快速迸发"的特征,事务侧数据和流量需求激增,要求数据中心有必要快速投入使用。另一方面,数据中心正在由支撑体系转变为出产体系,"更快上线"意味着"更快收益"。

所以亟需对数据中心的建造方式进行革新。据了解,华为推出了工程预制化和部件模块化计划,经过工厂预制集成和预装置以及发货前全场景调测,将其作为规范化"即插即用式"模块运至数据中心施工现场以进行简略、快速的"拼接"式装置(比方拼接积木一般),以及后期模块化灵敏扩容,然后完成了"工程极简",可满意数据中心关于"快速布置"和"事务快速上线"的需求——建造周期能够被大幅缩短至6-9个月,TTM和交给时刻均节约50%以上。

综上,5G微信大众渠道以为华为的上述计划使得数据中心具有快速布置、弹性扩容、运维简略、高效节能等优势,比较于传统数据中心在本钱和功率的可预见性、时刻本钱、空间本钱、规划流程、可靠性、改进灵敏性等方面都不行"同日而语";并且尤其是在数据中心单柜平均功率日趋高密的趋势下,该计划使得数据中心愈加节约空间。全体上,相关计划正在引领数据中心的建造方式从实体修建向模块化拼装过渡。

●处理了"能耗高":重构数据中心供电链路、温控体系

数据中心的实质是把电力转换为算力,再把算力转换为IT服务。跟着核算才能不断进步,能耗必定大幅进步。数据中心归于高能耗信息基础设备,一个具有1000台高密度机架的小型数据中心,总功耗是21000kW,全年满负荷能耗可达1.8亿千瓦时。还有数据显现,全球数据中心现在的耗电量约占总量的3%,估计到2025年总耗电量将达1000TWh以上。巨大的能耗本钱是数据中心最主要的运营本钱之一,节能减排和下降运营本钱面对巨大应战,受不行再生资源稀缺及动力本钱日益上升的影响,下降数据中心PUE以及建造低能耗绿色数据中心成为必定的开展方向。

从数据中心的能耗构成来看,IT体系、供电体系以及温控体系是构成数据中心能耗的主体,三者所耗费的能耗占数据中心全体能耗的98%,成为数据中心节能降耗的要害范畴。其间,供电体系以及温控体系的能耗仅次于IT体系的能耗,比方PUE=1.6的数据中心,供电体系以及温控体系约占全体能耗的40%左右。现在国内大多数数据中心的PUE值还有着很大的优化空间。着眼于大幅下降数据中心PUE,笔者了解到,华为提出了重构数据中心供电链路、重构数据中心温控体系的处理计划——经过"硅进铜退"、"锂进铅退"、猜测性保护,重构供电链路,完成安全可靠;经过"风进水退"与智能节能,重构温控体系,下降PUE,完成极致节能。

一是重构数据中心供电链路。

传统数据中心供配电体系包含变压器、低压配电、UPS、支路馈线等多个部分,存在体系分裂且杂乱、占地面积大、毛病定位难等问题。而假如有极简的供电架构,则可削减改换次数,缩短供电间隔,削减占地,进步出柜率和体系能效。一起,比较于传统铅酸电池的占地面积大、初始出资高、保护本钱高,锂电池在占地面积、使用寿命等方面存在优势,跟着锂电池本钱的不断下降,未来将在数据中心规划使用。华为经过锂进铅退硅和进铜退的数据中心供电链路重构,大幅下降动力糟蹋。一方面华为电力模块用电功率高达95.5%;另一方面智能锂电实施全部件模块化,按需求扩容,单柜电量高。一起,体系运转功率高,单套UPS全生命周期可省电费约20万,且全部件模块化,可在后期按需扩容。

此外,传统数据中心的供配电体系选用"涣散规划,分段投标,再进行现场施工"的布置方法。而华为电力模块选用全链路交融的一体化规划,并选用预制化、预调测来完成极简装置、即插即用,不光可完成快速布置,还愈加省地、省电,以及更易于保护办理。5G微信大众渠道以为预制化电力模块是数据中心配电体系建造的一种立异方式,从规划到建造阶段,全程遵从"规范化规划、工厂化加工、装配式建造"的理念,经过电气一次和二次集成设备最大极限完成规划出产、集成调试、模块化配送,削减现场装置、接线、调试作业;电力模块选用装配式结构,可经过工厂预制、现场机械化装置,有用进步建造质量和功率,既能缩短施工现场布置时刻,又能进步体系功能的可预见性。

二是重构数据中心温控体系。

GPU、NPU的使用促进高密场景增多,液冷体系越来越遍及。但部分存储与核算事务仍为低密场景,为快速习惯未来不确定的IT事务需求,制冷计划需兼容液冷体系和风冷体系。

一方面,数据中心液冷体系的节能可分为规划节能和运维节能。规划节能主要是经过制冷体系计划规划和设备选型来完成,更多体现在经过硬件来节能。可是,有了高能效的硬件,并不代表就能发挥出最优的节能效果,其节能效果的好坏还与数据中心的运维水平休戚相关。而传统的运维节能往往依赖于一个有经历的运维团队,他们会依据多年的运维经历,判别出在不一起节、不同环境温度和不同负载率下,怎么调理整个制冷体系的运转参数,尽可能地完成制冷体系能效的最大化。但运维团队的经历是在实践中探究出来的,不光可遇不行求,一起也难以精准把控。因而,针对杂乱的冷冻水制冷体系,需求找到一种新的操控算法,以到达全体最优的效果,而大数据、智能化则是能效优化的一个探究方向。5G微信大众渠道了解到,现在华为iCooling技能现已在多个大型数据中心规划商用,完成了数据中心制冷智能化,实测可有用下降数据中心PUE8%-15%(比方实践标明,经过引进iCooling,华为廊坊云数据中心的PUE值从1.42下降到了1.26),还大起伏节约了运维人力。

另一方面,现有的传统冷冻水体系由冷却塔、板式换热器、冷水机组与冷冻水型精细空调组成,架构杂乱、链条长,需四次换热,且装置和运维杂乱,不利于快速布置和运维,而华为模块化架构的直接蒸腾冷却体系只要一套体系、只需一次换热,可缩短布置时刻、下降运维难度,一起充分使用天然冷却资源,大幅下降制冷体系的电力耗费,能将PUE降至1.2,年电费节约14.3%,在气候适合区域将逐渐替代冷冻水体系。

●处理了"运维杂乱":重构数据中心办理体系

数据中心运维中最大的难点在于当调整了其间一个参数时,体系中的其他参数将做出怎么改动、又应该怎么合作?在现在的运维体系中没有现成的公式或算法可供参考。经过数字技能剖析与数据中心内详细组件生成的数据之间的联络,以发现不同设备与不同体系参数对体系全体的影响,于其间,动态模型练习、推理与决议计划是要害。据悉,华为重构了数据中心的办理体系,让传统被迫型人工运维转变为自动防备型数字化运维,并将逐级完成自动化运维,完成数据中心运维的自动驾驶,下降运维本钱。笔者信任跟着iCooling计划以及一系列数字技能在数据中心运营和办理中的效果越来越广泛,"智能运维"、"无人值守"等概念将不再仅仅被重复提及的"热词"。

  助力推动碳中和的巨大方针

新基建年代,网联化、信息化、数字化将驱动数据呈迸发式增加态势,迎来方针与技能开展风口期的数据中心,亟需处理建造周期长、能耗高、运维杂乱等艰巨应战,以成为数字经济深入开展的坚实底座。从上文看来,华为"DCPowerX?(下一代数据中心动力)"处理计划经过重构数据中心架构、重构数据中心供电链路与温控体系、重构数据中心办理体系很好地处理了上述三大应战,引领数据中心开端走向敞开化、规范化、模块化和预制化等,为"二氧化碳排放2030年左右到达峰值并争夺尽早达峰,单位国内出产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%"这一方针的提前完成供给了很大的助力。