如何經濟而高效地提升數據中心的容量

全球計算容量在發生變化：大中小企業正在將工作負載從自己的基礎設施轉移到云端，被OpEx成本模式、靈活性和幾乎無限增長的空間所吸引。消費者也日益使用云(有時沒有意識到這點)，存儲從電子郵件、文檔、照片到健康數據的所有內容。

隨著全球需求不斷增長，構成“云”的龐大網絡數據中心正被推向極限。許多運營商不斷地處理資源，確保能夠滿足每個客戶的要求。

云電力挑戰

最稀缺的資源常常不是服務器或存儲容量(購買比較容易)，而是電力。增加數據中心的電量可能需要進行復雜、昂貴而耗時的基礎設施升級。

數據中心運營商正在設法優化用電方式。已出現了更高效的冷卻和濕度控制系統，使用室外空氣和雨水，而不是傳統的空調。現代服務器也更高效，閑置耗電量低。因此，大型數據中心現在可以獲得優于1.2的電力使用效率(PUE)。

以2N數據中心為例，有一種新方法可以進一步利用現有的電力拓撲結構，因而可靠地為額外機架(以及因此的額外收入)留出余地。想了解它，不妨看一下2N冗余機制。

數據中心的2N冗余

傳統的2N數據中心使用一對不間斷電源系統(UPS)。每臺UPS必須能夠自行為數據中心的所有工作負載供電。但在大多數時候，兩臺UPS都投入運行，這意味著兩臺UPS運行時都不超過額定容量的50%。因此，只有在緊急情況下或在計劃維護期間，才動用兩臺UPS上最多50%的剩余容量。

2N冗余還假設數據中心的一切都是關鍵任務系統，而且全天候運行關鍵任務。實際上，通常情況并非如此：比如說，測試、開發及其他非生產環境通常不需要高可用性，甚至不需要一直運行。同樣，生產系統可能在某些時候才需要高可用性。

作為一應俱全的方法的一部分，始終提供全面的2N電力冗余，可以防止數據中心的大部分電力被用于別處。

因此，即使有場地裝得下額外的服務器，數據中心可能也無法為其供電。

更智能的電力管理

一項開創性技術將智能軟件與專用的電力控制硬件結合，現在可以將電力轉換成可在整個數據中心內動態匯集的資源。

對于運營商來說，這非常重要。運營商可以放心地獲取以前為了冗余用途而擱置起來的電力，因而為其他非關鍵工作負載留出了余地。至關重要的是，即使一臺UPS不可用，運營商也可以在不影響關鍵任務型2N工作負載可用性的情況下做到這一點。

工作原理

SDP軟件每秒從每個機架中的電力控制硬件收集數據。它利用預測分析和機器學習來處理這些數據，全面了解數據中心的總體電力需求后，為每個控制單元發送針對特定設備的電力策略。

這些策略每隔10秒發送給控制硬件，含有關于其中一個UPS不可用時該怎么辦的操作說明。如果發生這種情況，電力控制硬件將自動執行以確保2N機架仍然正常運行，非關鍵機架則關閉。這種關閉可能立即關閉，也可能在預定義的滯留期之后關閉，以便正確地關閉或遷移工作負載。

調峰(peak-shaving)和動態冗余是采用的兩種最有效的技術。

調峰

調峰允許在低用電量期間對電池充電，到時可以用來為峰值負載供電。在這種情況下，第一臺UPS失去功效時，調峰可以保護第二臺UPS，因為它確保第二臺永遠不會超容量使用。調峰暫時為系統提供了額外的電力，以便用于初始滯留期，或滿足來自2N機架的短期需求增長。

動態冗余

動態冗余可以區分關鍵(2N)工作負載和非關鍵工作負載，從而應對這個形勢：數據中心中的一切都需要高可用性。借助動態冗余，兩臺UPS都投入運行時，可以將冗余容量的一大部分用于非關鍵工作負載。

在這種情況下，只要一臺UPS不可用，電力控制硬件就會查看它從控制軟件收到的最新策略，行動起來以確保2N工作負載處于活躍狀態。