提到数据中心,往往让我们想起宽敞的机房和排列整齐的机架,的确,传统的数据中心是这个样子。不过近年来,一个新事物杀入了数据中心行业——将服务器、存储、网络设备等一股脑的放入集装箱,这就是集装箱数据中心。如今,集装箱数据中心已经成为行业热点,IBM、HP、谷歌、SGI、思科、微软等巨头纷纷涉足,本文中,我们来看一看这些具有不同特点的集装箱数据中心。

“黑盒子”开启集装箱数据中心时代  

集装箱数据中心的概念最早源于Sun在2006年10月提出的“黑盒子计划”,Sun当时的想法是将构成数据中心的一些基本原件,包括计算机硬件、供电和冷却设备等全部塞到一个20英尺长、8英尺宽、8英尺高的标准集装箱中。这样的设计带来很多优势:易搬运、低成本、建设速度快,并且不必受场地限制,利用废弃的场地,可以在短期内快速构建起一个数据中心。

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Sun “ Blackbox”集装箱数据中心

Sun的“黑盒子”可以容纳最多250台Sun Fire T1000或x64服务器,最高7TB内存,1.5PB(1PB=1024TB)硬盘存储空间或2PB磁带存储空间,只要接通网络、供电和冷水管线就可以开始运作。“黑盒子”可以容纳近10吨的硬件设备,可以承受9倍地球重力的冲击。

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Sun“黑盒子”集装箱数据中心内部有一个狭窄的通道

Sun是集装箱式数据中心的先行者,虽然已经被收购,但这种新型数据中心的理念,还是再被传承着。

IBM“便携式模块化”数据中心  

作为服务器行业老大,IBM自然不甘人后,08年中开始推出其模块化数据中心产品。09年12月,蓝色巨人IBM在拉斯维加斯举办的第28届Gartner数据中心大会上展示了名为“Portable Modular Data Centre(便携式模块化数据中心)”的集装箱数据中心,从外观来看,这个数据中心名副其实的就像一个涂满油漆的集装箱。

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IBM“便携式模块化数据中心”

IBM的集装箱数据中心现在有20英尺和40英尺的型号,密封而且隔热,所以可以适应于多种环境——无论有没有电、没有有冷却装置,甚至在冰原和沙漠。除了IBM自己的服务器机架、存储和网络设备,以及管理系统等,这个集装箱里还安装了电源设备、冷却设备、紧急供电系统以及合作伙伴的设备。此外还拥有和传统数据中心同样的控制功能,包括磁卡读卡器、生物扫描仪、数字小键盘、内部外部具有闭路电视监控。

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IBM“便携式模块化数据中心”内部示意图

装箱式数据中心的好处有很多,相比传统的数据中心,集装箱数据中心更加廉价,省去了大笔的数据中心建设费用,并更容易运输。据IBM称,和具有大量空调甚至活动地板和天花板的传统数据中心相比,集装箱数据中心在设计和建造上要便宜30%。此外,IBM表示,利用PMDC(便携式模块化数据中心),可以在8到12周内建立500至2500平方英尺的数据中心,建造周期远远快于传统数据中心。并且建设的地点更加灵活,如果有需要,甚至可以在停车场建立。

大小兼顾的惠普POD  

作为数据中心产品巨头,惠普在08年7月也推出了名为“Performance Optimized Data Center”的集装箱数据中心。首度推出的惠普POD块头较足,这个8×40英尺的POD集装箱设备提供了12TB的存储空间。此外,POD还预装了惠普Insight Manager或者OpenView服务器管理软件。

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惠普POD集装箱数据中心

惠普POD内还安装了用于优化散热和冷却的冷热通道,从一段排放的热空气被吸入顶部的热交换器,经过冷却之后作为冷空气被回送到另一端。在能源密度上,POD要远远高于传统数据中心,据惠普介绍,传统数据中心每平方英尺功率为200~300瓦,而POD可以达到1800瓦。另外,POD从下订单到供货只需要6周时间,可以让用户快速的搭建出一个数据中心。

推广UCS 思科也推集装箱数据中心  

一年前,网络巨头思科公司宣布推出统一计算系统(UCS),试图通过UCS进军数据中心市场。UCS在单一的高能效系统中统一了计算、网络、存储访问和虚拟化资源,打包成一个整体的解决方案。以UCS为中心,思科与IT行业的领先企业建立了全面的协作和开发关系,包括BMC Software、EMC、英特尔、NetApp和VMware等,开始推出模块化的集装箱数据中心,实际这也是思科推广UCS系统的一种方式。

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美国宇航局位于加州的Ames研发中心采购了思科集装箱产品用于Nebula云计算项目

思科集装箱数据中心有40x8英尺和20x8英尺大小标准的两种产品,一种是为船只服务的,另一种服务于卡车运输。所有必要的服务器,存储和网络设备都被塞进这些集装箱中。思科官网介绍,思科集装箱数据中心是其政府行业解决方案的一部分,可以在12到16周时间内完成部署,其PUE值在1.05到1.25之间,相比传统数据中心要更低。

Google:集装箱数据中心的先行者  

Goolge是全球最大搜索引擎,所拥有过的服务器数量也是最多的,到底有多少台?我们也说不清,不过这个数字在数字可能比我们想象的要多。Goolge的集装箱中每个可以容纳1160太服务器,具有250KW的功率,每平方英尺可以具有超过780W的功率密度。

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Google的集装箱数据中心

Google集装箱数据中心的设计着重于“电源在上,水在下”,机架从集装箱的天花板悬挂下来,冷却设备在机架下面,让冷空气通过机架。冷却风扇速度可变,并可以精确管理,保证风扇在能够冷却机架的前提下运行在最低速度。

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Google集装箱数据中心设计示意图

微软芝加哥集装箱数据中心  

除了Google,微软的巨型数据中心也采用了集装箱设计。微软最大的数据中心,芝加哥数据中心占地面积70万平方英尺,一层就像一个停车场,停放着几辆拖车,上面放着集装箱。这些集装箱放置着微软云计算产品的重要组件,每个拖车的集装箱都存放了1800至2500台服务器,每台服务器都可以用来为微软即将发布的云计算操作系统Windows Azure收发电子邮件、管理即时通信或运行应用程序。

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微软集装箱数据中心

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微软集装箱数据中心

微软在楼上布置了4个传统的升降板服务器机房,平均每个机房约1.2万平方英尺,功率为3兆瓦特。这个数据中心的总面积为70万平方英尺(约合6.502万平方米),成为全球最大的数据中心之一。即使只启用半数服务器,这个数据中心的能耗也将达到30兆瓦,是普通数据中心的数倍之多。

SGI“冰立方”集装箱数据中心  

高性能计算行业巨头SGI的集装箱数据中心有个好听的名字,Ice Cube,即“冰立方”。今年5月下旬,SGI对“冰立方”进行改造,可以在集装箱内安装其他公司的硬件,而之前的“冰立方”只能安装SGI的硬件。SGI的集装箱数据中心也有两种规格,20英尺和40英尺。

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SGI“冰立方”集装箱数据中心

SGI对“冰立方”进行改进,采用了模块化设计,能够容纳SGI所有的服务器和存储设备,包括其Altix UV向上扩展超级计算机和Altix ICE向外扩展超级计算机,允许客户对数据中心硬件进行混搭,从而增加灵活性。SGI模块化数据中心可以达到超高密度,每个集装箱可以支持46,080个处理器核或29.8PB数据存储。这些优势使得ICE Cube成为建立新数据中心,改造旧数据中心或取代各种规模传统数据中心的理想选择。

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SGI“冰立方”集装箱数据中心

施耐德为数据中心定制电源和制冷 

电源模块

预制化电源模块如下图所示,旨在为数据中心提供大容量电力。它可以给同栋楼内的模块化IT设施或者传统IT设施供电。电源设施模块下的标准子系统通常包括开关柜/配电盘、ATS(自动转换开关)、带备用电池的UPS(不间断电源系统)、变压器以及配电盘柜。此外,对于封闭空间而言,应具备照明、安全和制冷等配套系统。通常情况下,备用发电机作为一个单独的模块,可以与电源模块整合到一起。

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制冷模块

如今的数据中心会考虑成本、效率和可靠性等因素,因此,出现了一系列制冷架构用于支持IT设施的正常运行。数据中心的地理位置(气候条件)也是选择最优制冷方案的一个重要驱动因素。下图所示为制冷系统的水力模块。

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IT模块

预制化IT模块是安放IT设备的地方,它包含为这些系统供电与送冷风的配套基础设施,并且还为必须对该IT设施进行操作的IT人员提供合适的作业环境。除系统采用预先集成设计外,将IT设备置于模块内还有一个额外优势就是形成了一种气流遏制系统,将冷热气流分开,这对于实现有效且高效的气流分配至关重要。下图所示为一个由10个IT机架及其配套系统组成的IT设施模块,但还有其它可提供更高机架容量的具有不同外观特征的解决方案。

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下图所示为一个电源模块和一个制冷模块,二者都采用ISO标准化集装箱设计,并且为了满足系统要求进行相应的改造。

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