超大規模數據中心：給我一個用整機櫃的理由先

樂高玩具是一款老小咸宜的玩具，只要你有豐富的想像力，就能夠將那些標準的模塊拼裝成任意你想要的東西：小到一朵花，大到一座宏偉的城市。標準化、模塊化就是這麼神奇，它不只能夠在玩具的世界裏化普通爲神奇，並且在數據中心領域也能夠變不可能爲可能。

標準化、模塊化深刻人心

舉例來講，Facebook全球的數據中心、騰訊天津數據中心都借鑑了樂高玩具的設計經驗，將數據中心的建築模塊像樂高玩具同樣堆疊在一塊兒，讓超大型的數據中心成爲能夠重複利用的可快速部署的數據中心。

在數據中心物理基礎設施領域，模塊化的設計和部署方式已是一種被普遍接受的思路。與數據中心基礎設施相關的「風、火、水、電」等設備均可以變成模塊化的設備，從而實現整個數據中心物理基礎設施的快速部署。從2014年開始，一種預製模塊化數據中心的理念開始在中國漸漸興起。所謂預製模塊化數據中心，就是在工廠中按照用戶的需求將數據中心所需的基礎設施按模塊進行設計、製造和測試，而後到數據中心現場再進行安裝。這種方式能夠大大減小施工現場因素的干擾，縮短數據中心基礎設施的建設週期，下降數據中心總體擁有成本。

預製模塊化數據中心解決方案將數據中心這樣一個複雜的系統工程產品化，從而有效提升了數據中心部署和上線的速度，很是符合如今雲計算、大數據項目快速上馬的須要。2014年3月29日，位於深圳鹽田港的雲基地的一座對外提供服務的大型數據中心正式啓用，而該數據中心一期工程從2013年9月設備進場到2014年1月整個項目順利完工，用時不到4個月，與一般須要1-2年建設一個數據中心的週期相比已經大大縮短。這就得益於該數據中心在建設過程當中採用了預製模塊化數據中心解決方案。

數據中心物理基礎設施採用標準化、模塊化的方式已是一種趨勢，將來或許會成爲一種新的標準，尤爲是在興建大規模甚至超大規模的雲數據中心時，這種方式在縮短建設週期、下降複雜性和成本等方面具備明顯的優點。

既然數據中心物理基礎設施能夠採用模塊化的方式，那麼數據中心內部的IT設備是否是也能適用模塊化的方式呢？其實，機架式服務器、刀片式服務器均可以當作是一種模塊化的服務器構建方式，在企業級數據中內心，它們都發揮了本身的做用。可是，隨着ICT技術從第二平向第三平臺的跨越，雲計算、大數據、移動化和社交化的趨勢對企業應用的改變，不只企業的數據中心規模愈來愈大，並且一些提供社會化服務的第三方數據中心的規模也在持續增長。原來，一個數據中心若是擁有數百臺甚至上千臺服務器就已經算是大規模了，而如今，像國外的Google、Amazon、Facebook等以及國內的BAT企業，其數據中心擁有的服務器動輒就幾十萬臺甚至達上百萬臺。這種超大規模的數據中心隨着雲計算、大數據等項目的不斷增長，變得愈來愈廣泛。在這些超大規模數據中內心，若是還像原來同樣依靠人工更換出現故障的服務器已經不現實，若是還採用傳統的服務器，企業有可能無力負擔機房每一年的電費；若是還採用傳統的管理方式，即便有再多的管理人員也於事無補。

改變傳統IT設備的部署和使用方式的要求已經迫在眉睫。在雲計算領域，數據中心處於核心位置。不管雲計算採用何種業務模式，都須要高可靠、高可用的IT服務，都須要柔性、經濟的數據中心做爲支撐。雲數據中心對於部署速度、靈活擴展、高密度、綠色節能、智能化管理等有特殊要求。IDC也認爲，雲計算、大數據、移動化和社交化的興起帶動了第三平臺的發展，而橫向擴展、高密度和低功耗將改變數據中心資源的應用模式和使用生命週期。

數據中心構成和部署方式的改變是必然，尤爲是在超大規模數據中心如雨後春筍般涌現的今天。IDC的數據顯示，從2010-2017年，小型數據中心和企業級數據中心的年均增加都呈負數，只有超大規模（互聯網）數據中心的年均增加率達到12%。將來五年，超過六成的數據中心投資的增加未來自超大規模數據中心，這些數據中心的工做負載都是基於第三平臺實現應用並交付給最終用戶，而整機櫃解決方案是實現第三平臺特性的發展方向。

與第二平臺數據中心突出「集成」特性不一樣，第三平臺數據中心強調的是「擴展」，以資源池爲基礎，關注能耗、同構環境、高密度和資本性支出(CAPEX)能指標，而整機櫃解決方案能夠很好地解決上述問題。

何謂整機櫃服務器？整機櫃服務器是一類全新的數據中心模塊，它將電源、散熱、交換等非計算機IT體系結構模塊集成在一個機櫃中，從而造成一個總體的平臺，並可根據用戶的特定應用需求，配置不一樣特點的節點，靈活知足不一樣的應用對硬件平臺的要求。整機櫃服務器擁有更高的集成度，能夠實現整機櫃一體化的快速交付，提升了管理效率和交付速度。

之前，數據中心的服務器系統都是以1U或幾U的服務器爲基本構成單元，而整機櫃服務器則是將一個服務器機櫃做爲基本組成單元，在一個機櫃內部，除了基本的計算、存儲、網絡等部件之外，還將電源、製冷、管理等模塊所有集成在一塊兒。與上文提到的預製模塊化數據中心解決方案同樣，整機櫃服務器變原來複雜的服務器系統爲一個產品，原來須要用戶或系統集成商作的計算、存儲與交換設備的集成工做如今均可以交由服務器供應商在其工廠內完成。整機櫃服務器從數據中心的層面對開放性、標準化從新作了詮釋。

整機櫃服務器帶來的六大改變

整機櫃服務器給超大規模數據中心的部署帶來了什麼樣的變化呢？

第一，整機櫃服務器改變了服務器的形態。以浪潮最新發布的SmartRack V4.0整機櫃服務器爲例，它採用一體式設計與總體交付，一個機櫃（42U、46U）就是一個產品單元。另外，整機櫃服務器採用集中供電、散熱和管理設計，實現了更高的電源使用效率，達到了節能和簡化管理的目標。

第二，整機櫃服務器的出現，改變了服務器產業的業態和競爭格局。不管是全球整機櫃服務器組織OCP（開放計算項目），仍是國內的整機櫃服務器組織開放數據中心委員會（原天蠍聯盟），它們都致力於數據中心硬件的「開源」。在這種狀況下，用戶能以更低的成本或在無成本的狀況下，任意選擇硬件供應商，甚至能夠在拿到公開的技術文檔、圖紙後，自行尋找工廠生產整機櫃服務器的部件。

整機櫃服務器的出現是IT由廠商主導轉變爲客戶主導的一個標誌。之前，IT產品的功能、性能所有由廠商說了算，用戶只能被動地接受。可是如今，客戶的需求是第一位的，廠商必須圍着用戶的需求轉。在硬件「開源」的狀況下，用戶本身能夠主導服務器的設計甚至生產。好比，一些率先採用整機櫃服務器的大型互聯網企業，它們如今扮演着雙重角色，一方面是用戶，另外一方面也是整機櫃服務器的設計者。

整機櫃服務器的出現，擡升了ODM廠商的地位，同時也刺激或將改變品牌服務器廠商的地位。最近Facebook已經直接向臺灣的服務器和存儲ODM廠商下單，定製本身所需的服務器和存儲。京東也開始本身定製服務器。浪潮集團副總裁胡雷鈞表示，浪潮如今也是一個服務器的ODM廠商，能夠根據用戶的需求提供定製化的服務器產品。浪潮與那些傳統的ODM廠商相比，最大的不一樣在於，浪潮有本身的專業服務體系，能夠提供完整的解決方案。

第三，整機櫃服務器更適合超大規模數據中心，在此領域能夠取代刀片服務器。通過這麼多年的應用，用戶對刀片服務器的認識愈來愈清楚，刀片服務器未必能有效下降運營成本這一論斷已經成了人們討論的熱點話題之一。刀片服務器是一類獨立的服務器產品，有本身的特殊標準，它已經造成了一種垂直的結構。在必定規模範圍內，刀片服務器能夠展示它的靈活性，可是當節點超過必定數量，特別是在超大規模數據中內心，刀片服務器在擴展性、成本等方面的瓶頸就會逐漸顯現出來。

IDC預測，到2018年，在北美市場上，高密度服務器的出貨量將是傳統刀片服務器的2.5倍。以浪潮SmartRack整機櫃服務器爲例，它已成功應用於全球最大、最複雜的在線購票系統。經實測，從能耗上看，浪潮SmartRack比傳統傳統機架服務器低15%左右，比傳統刀片服務器低6%；從空間節省方面看，浪潮SmartRack的整體空間利用率提升31%，計算密度比傳統刀片服務器提高兩倍以上。在超大規模數據中內心，高密度的整機櫃服務器已經顯現出替代傳統刀片器的潛質。不過，胡雷鈞認爲，刀片服務器技術將來可能與整機櫃技術慢慢融合在一塊兒。

第四，衆所周知，整機櫃服務器是在互聯網企業的數據中內心誕生的。互聯網企業是服務器採購的大戶，而互聯網行業則是全部服務器廠商的必爭之地。互聯網企業直接定製服務器的方式除了讓ODM廠商受益之外，也對傳統的品牌服務器廠商產生了深入影響。也許那些老牌的品牌服務器廠商，都要考慮像浪潮同樣，也轉型爲一個具備更強服務能力的新型ODM廠商，這樣才能不落後於雲計算時代的發展。

就在浪潮發佈新一代SmartRack整機櫃服務器的當天上午，記者正好和戴爾負責企業級產品的市場部門領導見面。當時記者問戴爾有沒有關注整機櫃服務器市場。他們的第一反應是，整機櫃服務器就是雲服務器。這種理解從某個角度說也對，雲服務器是從應用的角度定義服務器，而整機櫃服務器是從服務器架構的角度定義服務器。無論從什麼角度取名字，這種爲規模龐大、具備極高擴展性、靈活性、低成本和低功耗特性的高密度服務器將成爲將來雲數據中心基礎架構的核心。

互聯網行業在IT新技術的應用方面一直走在各行業的前列，它們的許多成功應用經驗都會被傳統行業所模仿甚至是直接照搬過來。」去IOE」、閃存、雲計算、開源等，都是先從互聯網行業開始試水。現在，傳統企業在IT方面學習互聯網企業的思惟和方式已經蔚然成風。可是須要強調的一點是，互聯網行業的成功經驗能夠學習、借鑑，但必定不能徹底照搬。不一樣行業有不一樣的應用，它們對於IT的需求也不一樣。以浪潮爲例，它的SmartRack整機櫃服務器也是率先從互聯網領域取得突破，而後再視狀況慢慢向傳統領域***。

浪潮發佈新一代SmartRack整機櫃服務器的時候，正好也是浪潮SmartRack整機櫃服務器第5萬個節點下線的時候。而這5萬個節點的SmartRack整機櫃服務器基本都是用於互聯網企業。而在接下來的5萬個節點的銷售中，浪潮但願有更多的設備可以應用於銀行、電信、交通、能源、教育等行業。爲此，浪潮會針對不一樣行業的特定需求，在SmartRack平臺上融入一些新的特性。胡雷鈞相信，接下來這5萬個節點的銷售速度會超過以前的5萬個，而如今已經出現了整機櫃服務器市場爆發的苗頭。他預測，2015年，互聯網行業所採購的服務器一半以上都會是整機櫃服務器，甚至更高。

第五，整機櫃服務器這種新型的計算架構背後，實際上是「開源硬件」、「軟件定義」這些無形之手在推進其發展。「開源硬件」改變了產業鏈創新的模式，而「軟件定義」則是整機櫃服務器將來的走向。咱們已經進入軟件定義一切的時代。你們都在強調軟件重要性的同時，硬件的發展又將何去何從呢？硬件不重要了嗎？硬件沒有進一步優化的空間了嗎？整機櫃服務器的出現已經作出了明確的回答。在「開源」和「軟件定義」的指引下，硬件的組合、部署方式還能夠進一步優化，硬件的成本、功耗還有進一步下降的空間。

有業內專業人士指出，軟件定義數據中心的下一個目標就是開源。對於軟件的開源，廠商和用戶已經逐漸敞開了胸懷，開源的虛擬化KVM、開源的操做系統Linux、開源的雲計算架構OpenStack、開源的大數據平臺Hadoop等。如今，開源硬件也要奮起直追了。

第六，一項新技術、新產品的平穩發展須要標準來推進。整機櫃服務器的主要推進者——全球整機櫃服務器組織OCP、國內的整機櫃服務器組織開放數據中心委員會（原天蠍聯盟），都在制定和升級本身的技術標準。對於想涉足整機櫃服務器市場的廠商來講，學習和參考相關組織的標準十分重要，在標準的基礎上再融入本身對服務器、客戶需求的理解，才能製造出適合用戶需求的產品。

以浪潮爲例，它此次發佈的新一代SmartRack整機櫃服務器，不是一款產品，而是一個完整的系列，包括協處理加速、高密度計算、高溫耐腐蝕、高性能存儲和冷存儲，能夠知足超大規模數據中心用戶的多種需求。

胡雷鈞表示，超大規模化讓數據中心面臨更嚴峻的能耗、部署、管理和運維問題。所以，超大規模數據中心用戶迫切須要一種不同凡響的硬件基礎設施，能夠實現更低功耗、快速部署、智能管理和靈動擴展。正是這些需求催生並帶動了整機櫃服務器在全球的快速發展。

IDC描繪了一幅整機櫃服務器將來發展的藍圖：從物理整合開始，通過節點集成，最終走向子系統集成，而更高的系統靈活性、計算密度和資源使用率是整機櫃服務器追求的最終目標。最後要說的是，整機櫃服務器就像是一個大型的樂高玩具，在標準化、模塊化的基礎上，能夠實現靈活的組合、部署，以知足超大規模數據中心用戶對擴展性、靈活性、低成本和低功耗的要求。

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