談到云計(jì)算的誕生，肯定離不開(kāi)一個(gè)地方，那就是Google的數(shù)據(jù)中心，而且Google的數(shù)據(jù)中心，不僅擁有數(shù)量龐大的服務(wù)器集群，而且整體運(yùn)行效率很高，PUE（Power Usage Effectiveness，電力使用效率）很低，當(dāng)然這些成績(jī)肯定離不開(kāi)數(shù)據(jù)中心高溫化，12V電池和服務(wù)器整合這三個(gè)數(shù)據(jù)中心優(yōu)化技術(shù)。

數(shù)據(jù)中心高溫化

大中型數(shù)據(jù)中心的PUE普遍在2左右，也就是在服務(wù)器等計(jì)算設(shè)備上耗1度電，在空調(diào)等輔助設(shè)備上也要消耗一度電。對(duì)一些非常出色的數(shù)據(jù)中心，最多也就能達(dá)到1.7，但是Google通過(guò)一些有效的設(shè)計(jì)使部分?jǐn)?shù)據(jù)中心到達(dá)了業(yè)界領(lǐng)先的1.2，在這些設(shè)計(jì)當(dāng)中，其中最有特色的莫過(guò)于數(shù)據(jù)中心高溫化，也就是讓數(shù)據(jù)中心內(nèi)的計(jì)算設(shè)備運(yùn)行在偏高的溫度下，Google的能源方面的總監(jiān)Erik Teetzel在談到這點(diǎn)的時(shí)候說(shuō)：“普通的數(shù)據(jù)中心在70華氏度（21攝氏度）下面工作，而我們則推薦80華氏度（27攝氏度）“。

但是在提高數(shù)據(jù)中心的溫度方面會(huì)有兩個(gè)常見(jiàn)的限制條件：其一是服務(wù)器設(shè)備的崩潰點(diǎn)；其二是精確的溫度控制。如果做好這兩點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心就能夠在高溫下工作，因?yàn)榧僭O(shè)數(shù)據(jù)中心的管理員能對(duì)數(shù)據(jù)中心的溫度進(jìn)行正負(fù)1/2度的調(diào)節(jié)，這將使服務(wù)器設(shè)備能在崩潰點(diǎn)5度之內(nèi)工作，而不是常見(jiàn)的20度之內(nèi)，這樣既經(jīng)濟(jì)，又安全。

還有，業(yè)界傳言Intel為Google提供抗高溫設(shè)計(jì)的定制芯片，但云計(jì)算界的頂級(jí)專(zhuān)家James Hamilton認(rèn)為不太可能，因?yàn)殡m然處理器也非常懼怕熱量，但是與內(nèi)存和硬盤(pán)相比還是強(qiáng)很多，所以處理器在抗高溫設(shè)計(jì)中并不是一個(gè)核心因素。同時(shí)他也非常支持使數(shù)據(jù)中心高溫化這個(gè)想法，而且期望將來(lái)數(shù)據(jù)中心甚至能運(yùn)行在40攝氏度下，這樣不僅能節(jié)省空調(diào)方面的成本，而且對(duì)環(huán)境也很有利。

12V電池

由于傳統(tǒng)的UPS在資源方面比較浪費(fèi)，所以Google在這方面另辟蹊徑，采用了給每臺(tái)服務(wù)器配一個(gè)專(zhuān)用的12V電池的做法來(lái)替換了常用的UPS，如果主電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將由該電池負(fù)責(zé)對(duì)服務(wù)器供電。雖然大型UPS可以達(dá)到92%到95%的效率，但是比起內(nèi)置電池的99.99%而言是非常捉襟見(jiàn)肘的，而且由于能量守恒的原因，導(dǎo)致那么未被UPS充分利用的電力會(huì)被轉(zhuǎn)化成熱能，這將導(dǎo)致用于空調(diào)的能耗相應(yīng)地攀升，從而走入一個(gè)惡性循環(huán)。同時(shí)在電源方面也有類(lèi)似的“神來(lái)之筆”，普通的服務(wù)器電源會(huì)同時(shí)提供5V和12V的直流電。但是Google設(shè)計(jì)的服務(wù)器電源只輸出12V直流電，必要的轉(zhuǎn)換在主板上進(jìn)行，雖然這種設(shè)計(jì)會(huì)使主板的成本增加1美元到2美元，但是它不僅能使電源能在接近其峰值容量的情況下運(yùn)行，而且在銅線上傳輸電流時(shí)效率更高。

服務(wù)器整合

談到虛擬化的殺手锏時(shí)，第一個(gè)讓人想到肯定是服務(wù)器整合，而且普遍能實(shí)現(xiàn)1:8的整合率來(lái)降低各方面的成本。有趣的是，Google在硬件方面也引入類(lèi)似服務(wù)器整合的想法，它的做法是在一個(gè)機(jī)箱大小的空間內(nèi)放置兩臺(tái)服務(wù)器，這些做的好處有很多，首先，減小了占地面積。其次，通過(guò)讓兩臺(tái)服務(wù)器共享諸如電源等設(shè)備，來(lái)降低設(shè)備和能源等方面的投入。

通過(guò)這三種數(shù)據(jù)中心優(yōu)化技術(shù)，使得Google在運(yùn)維方面節(jié)省了大量開(kāi)支，同時(shí)隨著云計(jì)算中心慢慢地在全世界“開(kāi)花結(jié)果”，我覺(jué)得這三種技術(shù)將來(lái)會(huì)被越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心引入。

作者簡(jiǎn)介

吳朱華，之前在IBM中國(guó)研究院參與過(guò)多個(gè)云計(jì)算產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)工作，現(xiàn)在專(zhuān)注于YunTable(http://code.google.com/p/yuntable/)和YunEngine(http://yunengine.com/)的研發(fā)，并即將發(fā)表《剖析云計(jì)算》一書(shū)，敬請(qǐng)期待。
 

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