數(shù)據(jù)中心整機柜服務(wù)器的演變過程，從“單打獨斗”到“齊心協(xié)力”

隨著新基建的一步步推進，數(shù)據(jù)中心這一本來默默無聞的產(chǎn)業(yè)成為了新熱點，尤其是閃爍著智慧燈光的機柜通道，也因為其高曝光率以及酷炫的科技感官為大眾所熟知。但對于數(shù)據(jù)中心整機柜為什么設(shè)計成今天的樣子，絕大多數(shù)人，包括很多運維工程師都不甚了了。

近日，在開放計算大師課第二講上，浪潮開放計算專家張斌以《開放計算整機柜前世今生》為題，向收看課程的觀眾詳細介紹了在開放計算社區(qū)的影響下，數(shù)據(jù)中心整機柜服務(wù)器的演變過程。

從“單打獨斗”到“齊心協(xié)力”

一臺服務(wù)器、一條網(wǎng)線、一個UPS、一個……

在最初，并沒有所謂數(shù)據(jù)中心的存在，企業(yè)自身數(shù)據(jù)多數(shù)存放在單一的服務(wù)器中。無論是多強大的服務(wù)器，本質(zhì)上只是一臺獨立的電腦，承載著企業(yè)的命脈，單獨的運行在機房中。

隨著數(shù)字化社會的發(fā)展，無論是企業(yè)還是個人對算力的需求都在快速增加，每一個客戶端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也在飛速增長。傳統(tǒng)的“單打獨斗”的服務(wù)器部署模式再難滿足新時代的需求。因此，由眾多服務(wù)器組成的“數(shù)據(jù)中心”就此誕生。

當(dāng)然，此時的數(shù)據(jù)中心還處于雛形階段，簡單的1+1不但不能產(chǎn)生等于2的效果。相反，因為服務(wù)器數(shù)量并非簡單提升，還需要更加精致、細密的服務(wù)器部署技術(shù)來配合。同時，布線、散熱、安全等在復(fù)雜環(huán)境下的運維也同步需求提升。

服務(wù)器的數(shù)量提升，最先受到的挑戰(zhàn)其實是服務(wù)器的擺放問題，數(shù)據(jù)中心機柜也是因此誕生并且不斷的改進以更加高效、低成本的容納服務(wù)器。其次要考慮的就是如何穩(wěn)定、安全的供電。在供電問題之后，又要考慮到大量服務(wù)器產(chǎn)生的熱量如何快速的散發(fā)出去等等。

同時，數(shù)據(jù)中心的眾多細節(jié)也不容疏忽。比如布線，隨意的布線會對系統(tǒng)穩(wěn)定造成很大的隱患，并且給后期運維帶來難以估量的麻煩。再比如消防安全，如何第一時間發(fā)現(xiàn)消防隱患，又如何處理意外失火等事故，其它如安保、照明、網(wǎng)絡(luò)等等……都需要數(shù)據(jù)中心的設(shè)計師全盤考慮。

在一個個面臨的問題解決后，如今的數(shù)據(jù)中心才算真正出現(xiàn)。數(shù)據(jù)中心也不再被簡單的認為是放置服務(wù)器的機房，更是一個由“風(fēng)、火、水、電、網(wǎng)”等復(fù)雜要素組成的算力基礎(chǔ)設(shè)施。

從“各立山頭”到“開放共享”

隨著時代的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心向著集中化、規(guī)?；?、精細化發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用和云計算業(yè)務(wù)的爆發(fā)性增長，推動數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大。大型、超大型規(guī)模數(shù)據(jù)中心運營專業(yè)化程度越來越高，精細化運維需求越來越強。

單體數(shù)據(jù)中心規(guī)模的迅速膨脹，帶來了眾多的問題和挑戰(zhàn)。比如電力供給對園區(qū)乃至城市帶來的能源壓力，大密度機柜集群帶來的散熱問題，數(shù)量眾多的設(shè)備帶來的運維難題等等。而由于建設(shè)方式、軟硬件部署、運維規(guī)劃的不同，很多數(shù)據(jù)中心的運維環(huán)境都是獨有的，對于數(shù)據(jù)中心運維者來說，似乎又回到了“單打獨斗”的年代。

開源、開放在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的登場順理成章。

對于IT產(chǎn)業(yè)來說，開源開放既是一直以來的潮流，也是未來的趨勢?；仡欓_放開源的歷史，開放的邊界越來越廣闊。從最初的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件的開源到云和大數(shù)據(jù)、算法框架等基礎(chǔ)軟件的開源，再到以Risc-V為代表的芯片的開放，以O(shè)CP、ODCC為代表的計算硬件的開放。至此，開放計算正式登場，成為了解決數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域進一步發(fā)展的最佳路徑。

由軟件到硬件，從芯片到數(shù)據(jù)中心，開放變革了IT產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式和應(yīng)用服務(wù)模式，持續(xù)推動著信息技術(shù)的發(fā)展，促進了整個IT產(chǎn)業(yè)的生態(tài)繁榮。

開源開放的IT，才是一個健康的IT。

開放計算的誕生與發(fā)展

在未來的發(fā)展過程中，IT會面臨越來越多的挑戰(zhàn)，僅僅依靠單一廠商去解決是不可能的。開源開放的理念使得全球越來越多的開發(fā)者聚集在一起提供解決方案，然后通過開源方式分享給所有人，以支持IT產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2011年，全球第一個開放計算組織OCP成立。OCP由FaceBook發(fā)起，最重要的項目之一是研發(fā)21英寸標(biāo)準(zhǔn)的整機柜。OCP在設(shè)計之初就將架構(gòu)優(yōu)化的范圍延伸到數(shù)據(jù)中心的環(huán)境本身，這一點在其后由BAT主導(dǎo)，在中國成立的本土開放計算組織“ODCC”上也有很好的體現(xiàn)。

由LinkedIn主導(dǎo)成立的Open19則略有不同，該組織基于傳統(tǒng)機房既有的19英寸標(biāo)準(zhǔn)機柜進行設(shè)計優(yōu)化，致力于建立一種與數(shù)據(jù)中心環(huán)境解耦的獨立平臺。

雖然各開放組織在成員、技術(shù)上都有很大的差異性，目的卻殊途同歸——優(yōu)化整體數(shù)據(jù)中心TCO，降低運維復(fù)雜度， 利用生態(tài)推動創(chuàng)新。各組織也為業(yè)界提供了優(yōu)秀的開放計算產(chǎn)品，無論哪一種產(chǎn)品，背后都有需求的推動和無數(shù)工程師的心血。開放計算產(chǎn)品的每一個細節(jié)，都值得深入的去探究，去學(xué)習(xí)。

以O(shè)DCC的天蝎整機柜為例，從2010年浪潮與第一代SR1.0誕生，到2012年正式命名為天蝎，到2019年的天蝎3.0已經(jīng)更新了五代。OCP的Open Rack、OPEN19整機柜同樣經(jīng)歷了多次的升級。

這期間，機柜尺寸從19英寸改變?yōu)?1英寸到再次兼容19英寸，節(jié)點從豎插進化為橫插并進一步演化為混插，散熱體系也經(jīng)歷了從獨立散熱到集中散熱再到獨立散熱的轉(zhuǎn)變。在整體上演進方向上，開放計算整機柜的從分步簡化到統(tǒng)一部署一次到位，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、柔性化設(shè)計成為了主流。

工程師這樣“折騰”，當(dāng)然不是為了升級而升級，每一次細節(jié)的改進，都帶來了可觀的進步和效益。比如在被反復(fù)“折騰”的供電層面看，以通用的兩U兩路，采用550伏的PSU，1+1冗余的服務(wù)器為例。正常的工作狀態(tài)下為了實現(xiàn)冗余，工作負載會低于550瓦，一般在450瓦左右。此時PSU負載是40%。如果將PSU負載調(diào)整到50%的最佳負載，初步評估，兩種負載會帶來1.5%左右的供電效率的差異。作為一個20萬節(jié)點的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，僅PSU轉(zhuǎn)化效率這一點的話，一年就可以節(jié)省630萬人民幣的電費。

PSU轉(zhuǎn)化效率的提升僅僅是開放計算技術(shù)眾多演進的冰山一角，類似的改進在開放計算的演進歷史中可謂比比皆是。了解歷史，才能掌握未來，如果對開放計算的發(fā)展有興趣，歡迎觀看視頻，了解開放計算整機柜的前世今生。

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