數(shù)據(jù)中心模塊化崛起

如果建一座數(shù)據(jù)中心像搭積木一樣快捷、容易，如果一座數(shù)據(jù)中心可以像一座活動房子一樣到處移動，如果當一座數(shù)據(jù)中心不夠用了，可以像集裝箱似地再連上一座，這是不是解決了許多企業(yè)數(shù)據(jù)中心目前面臨的大問題？

這就是目前正在悄然走紅的模塊化數(shù)據(jù)中心。按照市場調(diào)研機構(gòu)IDC數(shù)據(jù)中心趨勢研究人員Michelle Bailey的說法，“龐大的、整體的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)過時了”，而模塊化的模式有望在未來5年內(nèi)成為建造數(shù)據(jù)中心的“幾乎默認的方法”。

模塊化崛起

所謂模塊化數(shù)據(jù)中心是指每個模塊具有獨立的功能、統(tǒng)一的輸入輸出接口，不同區(qū)域的模塊可以互相備份，通過相關(guān)模塊的排列組合形成一個完整的數(shù)據(jù)中心。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心在空間、效率、能耗上的瓶頸日益凸顯，如存儲空間緊張、效率低下、能耗過高。而模塊化可將存儲和成百上千臺的服務(wù)器置入一臺擁有制冷系統(tǒng)的可移動的大型集裝箱或固定空間中。模塊化數(shù)據(jù)中心支持即插即用，一般只要8?12周即可完成從設(shè)計到部署。模塊化數(shù)據(jù)中心包括機架、制冷系統(tǒng)、不間斷電源和電池、滅火系統(tǒng)、配電、冷卻系統(tǒng)和遠程監(jiān)測。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心相比，可移動式模塊化數(shù)據(jù)中心可以最多節(jié)約30%的成本，所占面積也可以減少多達50%。

目前，模塊化數(shù)據(jù)中心多表現(xiàn)為集裝箱式數(shù)據(jù)中心，它在安裝和管理上比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心要容易得多，也更加高效和節(jié)能。同時，集裝箱式數(shù)據(jù)中心能因地制宜，更易于安全維護和通過審批。Michelle Bailey認為，現(xiàn)在要建造一個很龐大的、配置過度的數(shù)據(jù)中心，恐怕得有十分充足的理由才行。

模塊化數(shù)據(jù)中心幾乎適合任何一家企業(yè)，不管規(guī)模大小或從事哪個行業(yè)領(lǐng)域，而且與建造或擴建傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，它能以更短的時間、更少的成本來添加IT空間。另外，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心不同的是，模塊化數(shù)據(jù)中心可以建在幾乎任何地方，如辦公樓旁邊、一塊空地上、公司停車場上或者倉庫里，只要有水電和網(wǎng)絡(luò)等資源。

模塊化數(shù)據(jù)中心最重要的優(yōu)勢是降低成本和縮短部署時間，另外，它可根據(jù)需要，逐步擴大空間。Michelle Bailey說：“如果一家中型規(guī)模的公司想要一個真正的數(shù)據(jù)中心，而不是只想要小小的服務(wù)器機房，模塊化模式就更劃算，你不用弄清楚今后20年需要多大的容量，而只要搞清今后3年需要多大容量就行。”

澳大利亞的WesTrac公司由于上馬新的IT項目，需要盡快增加數(shù)據(jù)中心容量，但由于場地問題，無法擴建現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心。于是，該公司訂購了IBM的便攜式模塊化數(shù)據(jù)中心，臨時服務(wù)于新的IT項目，直到公司找到一個長久之計。之后，這個便攜式數(shù)據(jù)中心將用做災(zāi)難恢復(fù)解決方案。

各路廠商紛紛出動

模塊化數(shù)據(jù)中心或集裝箱數(shù)據(jù)中心目前市場并不大，還處于早期發(fā)展階段。據(jù)IDC的Michelle Bailey估計，2010年模塊化數(shù)據(jù)中心的銷量只有85個左右;她預(yù)測，今年的銷量估計在145個左右。一些用戶目前還處于實施階段，只有一小批公司(主要是廠商)進入到了全面應(yīng)用階段。

盡管如此，從IBM、惠普、戴爾、Oracle(Sun)、SGI等廠商的不斷加入，足可以看出這個市場的未來前景被廣泛看好。

2007年，Sun率先推出了被稱為“黑盒”計劃的集裝箱式數(shù)據(jù)中心，這個全球第一款移動式數(shù)據(jù)中心引起了人們的關(guān)注。之后，由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的弊病逐漸顯現(xiàn)，越來越多的廠商開始進入這一領(lǐng)域。

IBM在2008?2009年，先后發(fā)布了幾款模塊化數(shù)據(jù)中心，包括可實施50到500平方米機房空間的可擴展模塊化數(shù)據(jù)中心(SMDC)、從500到2500平方米的企業(yè)級模塊化數(shù)據(jù)中心(EMDC)，以及可移動式模塊化數(shù)據(jù)中心(PMDC)。PMDC采用集裝箱式，包括了三種規(guī)格：8英尺寬，20、40或者53英尺長。IBM聲稱，PMDC提供了一個完整的物理基礎(chǔ)架構(gòu)，包括供電、冷卻系統(tǒng)和遠程監(jiān)控。

2010年，被Rackable收購的SGI開始涉足模塊化數(shù)據(jù)中心，并推出了ICE Cube集裝箱式數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，之后又推出了新的ICE Cube Air模塊化數(shù)據(jù)中心，做了較多的改進。SGI全球首席市場官George Skaff在接受本報記者采訪時說，集裝箱式數(shù)據(jù)中心適合建設(shè)災(zāi)備中心，還可臨時性或緊急性地擴建IT設(shè)施，只要指定場地能提供電源和供水，即可立即投入運行。集裝箱式數(shù)據(jù)中心在能效指標方面能達到很高的水平，PUE(能源利用效率)可以達到1.2，這是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心難以企及的。

戴爾在模塊化數(shù)據(jù)中心方面一直比較低調(diào)，它推出的第一款模塊化數(shù)據(jù)中心采用了標準化的集裝箱式設(shè)計。不過，去年戴爾推出的新產(chǎn)品則擯棄了這種設(shè)計，而是在其兩側(cè)部署了12個鋼架結(jié)構(gòu)的標準服務(wù)器機架，中間修一條服務(wù)用的通道。據(jù)戴爾透露，此機架設(shè)計可以根據(jù)其計算容量的需要來選擇三層還是四層。戴爾同時表示，這些數(shù)據(jù)中心只提供給少數(shù)客戶。

惠普在模塊化數(shù)據(jù)中心上采取的策略與眾不同。去年，惠普推出了模塊化“蝴蝶”式數(shù)據(jù)中心設(shè)計，主打“靈活”設(shè)計理念，數(shù)據(jù)中心具有一個中央網(wǎng)絡(luò)核心，以及四大服務(wù)器空間模塊，而電源和冷卻基礎(chǔ)設(shè)施則安置在周圍。

在中國，4月7日，浪潮發(fā)布了云海集裝箱數(shù)據(jù)中心Smart Cloud，在推出集裝箱數(shù)據(jù)中心的同時，緊緊與云計算密切相連，聲稱是國內(nèi)首款云數(shù)據(jù)中心。

其實，模塊化數(shù)據(jù)中心逐漸升溫離不開一些大用戶的推動，微軟、谷歌都是其中重要的推手。微軟公司使用Rackable提供的集裝箱，在美國芝加哥城外建造了一座擁有150個集裝箱的大型數(shù)據(jù)中心，每個數(shù)據(jù)中心都配置了1000到2000臺服務(wù)器。另據(jù)報道，微軟采用IT-PAC(IT預(yù)裝配組件)在美國華盛頓州Quincy搭建的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)完成，數(shù)據(jù)中心擁有超過2000臺服務(wù)器，其模塊化設(shè)計使整個搭建過程僅用了8個月。而谷歌公司則在2008年就為它們的模塊化數(shù)據(jù)中心申請了專利，其中包括一個聯(lián)合運輸?shù)募b箱和集裝箱內(nèi)的計算系統(tǒng)。

對于模塊化數(shù)據(jù)中心，業(yè)內(nèi)人士認為，目前，這還是一個小眾市場，不過，類似的數(shù)據(jù)中心在邊遠地區(qū)可能大有作為。軍隊對可以靠近軍事活動區(qū)域的移動數(shù)據(jù)中心表示出了極大的興趣;另外，像石油天然氣行業(yè)正在熱衷于在目前勘探中的邊遠地區(qū)部署類似的數(shù)據(jù)中心;而電影和動畫制片室期望利用移動數(shù)據(jù)中心，加強計算密集型特效所需的強大的數(shù)據(jù)處理功能。也有人認為，模塊化數(shù)據(jù)中心最新的市場可能是缺少建筑場地的學(xué)校，集裝箱數(shù)據(jù)中心對那些正在為是給學(xué)生建大樓還是給服務(wù)器建大樓而犯難的高等院校提供了另一個選擇。

模塊化模式并非萬能

三種不同類型

市場調(diào)研公司IDC數(shù)據(jù)中心趨勢研究人員Michelle Bailey認為，現(xiàn)在的模塊化數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品有三種基本類型。最早的概念是重新配置的集裝箱，通常被稱為“pod”，廠商通常裝配好IT設(shè)備后，即可在客戶選定的位置交付。

另外，一些廠商已開始提供預(yù)制結(jié)構(gòu)，目的是在內(nèi)部空間和布局配置方面提供更大的靈活性。Bailey說：“這就像是組合式房屋，房屋的部分或全部先在廠里做好，再運到客戶指定的地方，然后現(xiàn)場完成建造。”

第三種方法是結(jié)合了模塊化設(shè)計特點和傳統(tǒng)設(shè)計特點的混合模式。廠商向客戶出租那些可以迅速配置和擴建的模塊化空間，這些空間位于大型辦公樓或類似廠房的設(shè)施里。

隨著模塊化數(shù)據(jù)中心市場日漸發(fā)展和成熟，“它正由集裝箱向一種預(yù)先裝配的環(huán)境轉(zhuǎn)變。”企業(yè)管理協(xié)會(EMA)高級分析師Albert Lee說。

許多模塊化數(shù)據(jù)中心廠商，特別是集裝箱數(shù)據(jù)中心制造商將自己的產(chǎn)品作為一體化套件來銷售，除了電源、冷卻和其他裝置外，這種套件還包括服務(wù)器和相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。這類系統(tǒng)可以為客戶提供從規(guī)劃到部署的一套完整的解決方案，Albert Lee說：“對此，有人覺得很方便，有人覺得很局促，各花入各眼。”他認為，客戶可能會發(fā)覺自己從短期來看獲得了部署快、成本低以及方便等優(yōu)點，可是從長期來看，卻喪失了其他廠商提供的定制、配置和支持/服務(wù)等方面的機會。

模塊化模式并非萬能

雖然模塊化數(shù)據(jù)中心具有眾多潛在的好處，但用戶也要提防一些隱藏的陷阱，被廠商鎖定可能是其中最大的缺點。市場調(diào)研公司IDC的Michelle Bailey說：“你將非常依賴為你提供服務(wù)的那家廠商，例如你購買了惠普的集裝箱數(shù)據(jù)中心，那你在這方面就只好依賴惠普提供的服務(wù)。”

Forrester研究機構(gòu)模塊化數(shù)據(jù)中心分析師Richard Fichera表示，模塊化數(shù)據(jù)中心的潛在用戶還要記住:可以利用虛擬化和云計算等技術(shù)創(chuàng)新來緩解對更大場地的需要。他說：“人們在不斷購買新技術(shù)的產(chǎn)品，更密集地塞入到現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心里。盡管有些數(shù)據(jù)中心的容量在5年前就告罄了，但仍可通過繼續(xù)在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心里重新設(shè)計架構(gòu)，不斷發(fā)掘潛力。”

Michelle Bailey指出，雖然模塊化數(shù)據(jù)中心可以滿足越來越多企業(yè)的需要，但它們還是不太適合一些企業(yè)。她說：“如果你能很容易地預(yù)測企業(yè)IT技術(shù)方面的增長情況，能很準確地預(yù)測那些IT負載所需的用電量，也許應(yīng)該用一種比較傳統(tǒng)的方法來建造數(shù)據(jù)中心。”

她表示，精心規(guī)劃和合理利用讓這類企業(yè)有望從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心獲得長遠效益，已經(jīng)買來和付費的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心也許里面能夠裝得更密集，因而比添加模塊化單位更劃算。

美國科羅拉多州阿斯彭滑雪有限公司的信息技術(shù)負責人Paul Major解釋了為什么預(yù)裝配不適合他們今年5月即將啟用的新數(shù)據(jù)中心，除了對舊數(shù)據(jù)中心進行環(huán)境方面的改進外(包括把一些冷卻成本減少60%?70%)，新數(shù)據(jù)中心的最大好處之一是“頭一次把我們的所有IT人員集中到了同一個地方。”

普渡大學(xué)的John Campbell“強烈鼓勵”那些考慮部署模塊化數(shù)據(jù)中心的IT管理人員在做出最終決定前，先參觀一下正在運作的數(shù)據(jù)中心，他說：“花點時間參觀一下，進入到里面，看看它們是如何用線纜連起來的，并確保它適合你所在的環(huán)境。”

NASA的Obrien則建議管理人員要密切關(guān)注迅速變化的模塊化數(shù)據(jù)中心市場，他說：“許多創(chuàng)新正在迅速出現(xiàn)，你要關(guān)注這個市場，隨時了解這方面的最新進展。”

美國宇航局(NASA)開源云計算項目Nebula的項目經(jīng)理Raymond G. Obrien正在試用Cirrascale公司提供的一臺集裝箱數(shù)據(jù)中心，探究模塊化數(shù)據(jù)中心的可行性，他想看看這個方法能否幫助NASA更有效地管理海量的計算需求。他說：“數(shù)據(jù)的增長等因素促使我們要積極采取一種領(lǐng)先的解決方案，否則我們Ames研究中心的數(shù)據(jù)中心可用容量很快就會告罄，NASA的其他一些研究中心未來也會面臨同樣的處境。因此，我們決定研究一下集裝箱數(shù)據(jù)中心，看看這個方案能不能有效地應(yīng)對數(shù)據(jù)的增長。”

NASA同時開展眾多不同的研究項目，而每個項目有各自的計算需求，這種環(huán)境使用模塊化數(shù)據(jù)中心似乎再合適不過了。NASA的集裝箱經(jīng)裝配后，允許放入各種規(guī)格的服務(wù)器，能測試不同的服務(wù)器和存儲配置方案，Obrien說：“事實證明，這對于確定哪些配置能最有力地支持NASA項目的使用模式極其重要。”

Obrien表示，既能迅速、輕松地添加計算和存儲資源，又使現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心不受場地的制約，這是一大潛在好處。另外，標準尺寸和集裝箱數(shù)據(jù)中心只需極少的連接接口，更容易預(yù)測將來需要的場地，以及為未來發(fā)展而做的數(shù)據(jù)中心預(yù)算。

雖然他們目前還沒有就模塊化數(shù)據(jù)中心的可行性給出最終結(jié)論，不過Obrien表示，Nebula的團隊已經(jīng)學(xué)到了一個重要的經(jīng)驗：密切關(guān)注線纜管理。他說：“集裝箱里面沒有太大的空間，服務(wù)器設(shè)備塞得非常緊，所以，擁有良好的線纜管理方案將確保技術(shù)支持團隊能夠在里面活動自如，很容易找出與需要注意或維護的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)硬件有關(guān)的線纜。”

模塊化數(shù)據(jù)中心的優(yōu)缺點

成功案例 普渡大學(xué)解決電力供應(yīng)問題

普渡大學(xué)主管教學(xué)技術(shù)的助理副校長John Campbell談起他們學(xué)校很快就要實施的模塊化數(shù)據(jù)中心時，難以掩飾激動的心情。他說：“從業(yè)務(wù)角度來看，說到降低成本，并盡量提高解決方案的效率，模塊化數(shù)據(jù)中心是一種非常切實可行的解決方案。”

John Campbell所在的大學(xué)高性能數(shù)據(jù)中心在過去3年內(nèi)建造了3個大型服務(wù)器集群，目前迫切需要增加電力。數(shù)據(jù)中心是在一幢10層樓的地下室，其他層是普渡大學(xué)各系的多個研究項目，而僅數(shù)據(jù)中心一家的耗電量就占整幢大樓的85%，使大樓內(nèi)的其他研究項目的電力供應(yīng)受到了影響。

數(shù)據(jù)中心的電力升級迫在眉睫，但他們等不了政府部門的層層審批。John Campbell說：“完成電力升級需要兩三年，而我們根本沒有時間按部就班地升級。”他和下屬比較后否決了幾種方案，并考察了校園內(nèi)有場地、有電力的地方，但找不到一個合適的，他甚至還考慮了場地托管方案，但由于擔心后勤和成本問題，最終也被否決了。

無計可施的John Campbell及其團隊于是把注意力轉(zhuǎn)向了模塊化數(shù)據(jù)中心，并立刻看到了它的好處：基于集裝箱的結(jié)構(gòu)可以快速部署，可以建在靠近主數(shù)據(jù)中心的場地上，可用來減輕現(xiàn)有資源面臨的壓力，又能滿足未來發(fā)展的需要。最重要的是，模塊化結(jié)構(gòu)不必提交規(guī)劃部門審批。John Campbell說：“模塊化結(jié)構(gòu)被認為是一件設(shè)備，而不是一筆大樓建筑開支，所以，我們就能直接拿來設(shè)備，并在2?4個月內(nèi)把它搭建起來。”

做了一番深入分析后，他們向惠普訂購了集裝箱數(shù)據(jù)中心，并可在需要時添加額外的結(jié)構(gòu)。他們打算今年夏天再部署一個集群。眼下，惠普表示最多60天就能將集裝箱數(shù)據(jù)中心運過來，它將附屬于主數(shù)據(jù)中心。

結(jié)果證明，這個方法的成本遠低于他們之前考慮過的其他任何方案，成本只有場地托管服務(wù)費用的一半左右，并且還有其他好處。John Campbell說：“它與原來的數(shù)據(jù)中心相比極其節(jié)能，而且更靈活，我們可以根據(jù)發(fā)展的需要來建造和添加新設(shè)備。”

John Campbell表示，部署方面的惟一難題是讓他的員工習慣于使用建在外部結(jié)構(gòu)里的數(shù)據(jù)中心。他說: “新的數(shù)據(jù)中心在街道的另一頭，雖然多年來維護人員一直在遠程操作和維修設(shè)備，但需要上門服務(wù)時，還是有點不一樣。”比如在冬天，工作人員就需要花點時間穿上保暖的衣服。

小貼士 模塊化數(shù)據(jù)中心的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

部署速度快——模塊化數(shù)據(jù)中心可以非常迅速地部署完畢，通常只需要幾周時間;相比之下，建造傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心通常得需要幾個月，甚至幾年。

成本低——成本低廉的建筑材料和建筑方法為采用集裝箱數(shù)據(jù)中心和預(yù)制單位的用戶降低了成本。在一些國家或地區(qū)，采用者還能享受稅收和監(jiān)管方面的優(yōu)惠?；旌闲涂蛻?在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心里使用集裝箱數(shù)據(jù)中心)與其他數(shù)據(jù)中心共享數(shù)據(jù)中心空間，因而節(jié)省了費用。

易于部署——集裝箱數(shù)據(jù)中心和預(yù)制單位可以部署在采用者指定的任何位置。

易于擴展——如果需要，可以添加更多的空間，其表現(xiàn)為添加集裝箱數(shù)據(jù)中心、預(yù)制單位或建筑面積。

缺點：

耐用性差——集裝箱數(shù)據(jù)中心和預(yù)制的模塊化數(shù)據(jù)中心能在多大程度上經(jīng)受時間和天氣的考驗，目前還是個未知數(shù)。

服務(wù)可用性低——為放置在邊遠地區(qū)的集裝箱數(shù)據(jù)中心和預(yù)制單位提供水電和網(wǎng)絡(luò)資源的難度大、費用高。

缺乏工作空間——大多數(shù)模塊化數(shù)據(jù)中心，特別是集裝箱數(shù)據(jù)中心，其設(shè)計是用來容納設(shè)備、而不是容納人的。

被廠商鎖定——許多模塊化數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品要求只能使用特定廠商的硬件或解決方案。

安全性差——孤立的集裝箱數(shù)據(jù)中心或預(yù)制單位比普通大樓更容易被闖入或搗毀。