数据中心的功率密度将会得到进一步提高
2016-01-07 机房360 编辑：Harris
在过去的十年中，人们对于数据中心更高的机架功率密度的即将到来有着大量的预测。然而，极端功率密度的案例却仍然有限，主要出现在高性能计算（HPC）和特种处理的应用场合，如比特币采矿行业 。
在数据中心设计层面，一个重要的趋势是提高功率密度。鉴于数据中心的空间限制，其需要更高效的运作，以应对电力需求和成本的上升，很明显，将每台机架投入更多的资源是一个非常实用的解决方案。但是，这一方案除了拥有其固有的好处之外，提高功率密度也为一些数据中心运营商带来了一些必须解决的问题和挑战。
总部位于圣克拉拉的数据中心高密度托管服务提供商Colovore公司认为，数据中心的功率密度在未来几年将更加密集，而这一转变将加快。
传统的数据大厅冷却设计将很难冷却这些高密度服务器机架。这就是为什么Colovore公司是采用水冷设备冷却其圣克拉拉数据中心高密度机架的原因。
“当去年我们公司进入市场的时候，人们对机架的高功率密度并没有什么兴趣。”Colovore公司的联合创始人兼总裁肖恩•霍肯斯特说，“而今年，这些用户的基本要求是机架功率最低的密度为每机架10kW。这真是市场情况的一个反转。”
Colovore公司并不是唯一采用后门热交换器的行业厂商。LinkedIn公司正在实施一个新的数据中心设计，为其俄勒冈州波特兰市附近的新数据中心部署后门冷却装置。该公司表示，其下一代设计将使用“机柜级散热”技术，这将使其在过去的数据中心建设中的机柜的密度增加一倍。新的数据中心将由INFOMART公司建设，LinkedIn公司已经租赁了8兆瓦的数据中心电力容量和空间。
由于后门冷却装置在数据中心托管提和大规模数据中心提供商的采用，一些人认为这是机架的功率密度最终开始上升的一个征兆。并为数据中心运营商带来了新的机遇和挑战，都在开始推动新的数据中心的设计，如colovore公司和LinkedIn公司。
如今，数据中心行业在讨论高功率密度的到来会有多久？第一个故事的主题可以追溯到2002年，当制冷行业厂商在当年召开的行业大会上展示水冷机柜，并预测将会成为冷却“新模式”。一些业界人士预测，比如2005年的行业标准可以达到每平方英尺150瓦特，但这是不成熟的。比如在衡量每个机柜的功率密度时，应该以每平方米来进行测量，而不是每平方英尺瓦来测量，这个标准后来很快得到通过。
如果功率密度是一个期待已久的问题，就是数据中心客户准备进行容量规划，寻求比他们可能需要的更多的工作负载，并提供更多的冷却能力。
“现实情况是，每个人都表示他们希望功率密度达到每平方英尺200〜250瓦，但几乎没有人使用它。”数据中心托管专家DataSite公司创始人兼总裁杰夫•伯吉斯说，“因为会有一些采用高功率密度的用户，但更多的是采用低功率密度的用户。”
传统的企业数据中心用户的每机架运行功耗为3kW到5kW，根据FIS公司云服务总监肖恩•科纳韦表示，“我明白数据中心高功率密度是怎么回事，尤其是在内部私有云，在那里人们可以看到每机架的功率达到了10至15千瓦，”科纳韦说。“我认为我们将看到更多这样的案例。”
科纳韦说，他所在公司主要业务是为金融服务行业提供IT解决方案，其自己的机架运行的功率为15千瓦到30千瓦。但也有一些企业正在测试甚至更高密度的机柜。
更高的功率密度对于设计意味着什么
“我们正在推动50千瓦的机架的设计，”eBay公司基础设施管理和业务总监理查德•唐纳森说，“我们正在设计第五代服务器，这意味着企业的数据中心机柜技术正在改变。我们正在研究在数据中心实现更高的功率密度，因为我们正朝着最低成本的方向行进。”
eBay公司是第一家使用水冷后门冷却装置的数据中心运营商。2014年，该公司在其凤凰城数据中心的一个数据大厅中将行间空冷机组切换到水冷后门冷却单元。数据大厅房间容纳16个机架，每个机架可容纳30kW到35kW的服务器，而采用空气冷却技术，eBay公司不得不采用六个机架位置部署冷却设备。而水冷后门冷却装置之后，eBay公司将这六个机架部署服务器，在同等空间提高了计算能力和功率密度。
“我认为我们考虑到了冷却技术的发展方向，人们今后在数据中心机房中将看到更多服务器。”唐纳森说。“我们现在看到到每机架1千瓦转变为每机架5千瓦的机架功率密度的转变。这种趋势正在到来。目前在Equinix公司和DigitalRealty公司的数据中心达到了更高的功率密度。”
数据中心开发商杜邦Fabros科技公司也感受到了这一趋势，该公司正在更新其数据中心设计，以适应更高的机架密度。
“在我们的投资组合中，我们看到了每机架3千瓦客户和每机架15千瓦客户之间业务的差距越来越大。”杜邦Fabros技术公司数据中心运营执行副总裁，斯科特•戴维斯说。“因此在我们最新的产品中，我们必须具备功率密度高达每平方英尺300瓦的能力。”“
杜邦Fabros技术公司及其多租户数据中心提供商正在逐渐适应功率密度和可靠性日益变化的要求。对于某些服务提供商来说，更高的功率密度提供了专业化和差异化的机会。
后门冷却技术使得数据中心设计发生了几个显著的变化。其冷却设备附加到机壳的后面，在机架内使用服务器风扇提供气流通过该单元，通过门式线圈将热空气排出，并将其冷却，并将其冷却后再返回进入机架。
这些水冷冷却设备可以比空气冷却设备冷却更高的功率密度，最高可达每机架35kW，不再需要在机柜周围放置CRAC设备，节省了机房空间。并且可以允许用户在数据大厅的服务器可以在更高的温度运行，在eBay公司的案例中，其温度在华氏80度左右。
“如果人们已经习惯了其数据中心是一个冷库的话，那么进入采用这种冷却技术的数据中心将是一个全新的体验。”Colovore公司总裁肖恩•霍肯斯特说，“在我们的数据中心中，热通道和冷通道之间没有什么区别。”
替代空气冷却设备的是，在数据中心架空地板下的冷却水管连接着热交换器和冷却塔，并通过工业强度的软管连接到冷却门，其设备采用的是艾默生网络能源公司生产的力博特空调设备。
冷却设备供应商认为这是冷却10kW的机架设备最有效的方法，但其设计只被一些用户谨慎小心地采纳，而数据中心行业重点还是采用自然新鲜空气进行冷却。而Colovore公司认为采用冷却门进行制冷的时代已经到来。
“这是一个令人难以置信的高效制冷系统，你可以把它放在一个机柜中。”霍肯斯特说。“因为设备如此密集，可以占用较少的机柜。另外，建设密集的冷却系统在成本上要以更加低廉。”
Colovore公司总裁肖恩•霍肯斯特和首席技术官彼得•哈里森表示，“我们认为将看到更多数据中心托管服务供应商采用这种技术，我们是这种技术的早期采用者，而这种技术将会让人们接受并普及。”
Colovore公司为圣克拉拉物业公司的数据中心提供了高密度数据中心的解决方案，该数据中民具有9兆瓦的电力容量，而其电力来自于邻近的硅谷变电站。
功率密度在数据中心市场的区别
在拥挤的硅谷数据中心市场，Colovore公司在数据中心功率密度的设计与众不同。“人们所看到的很多美观好看的数据中心的功率密度不尽人意。”霍肯斯特说，“一些企业都从这些数据中心迁移出去，他们很多的数据中心设施使用寿命接近20年了，一些公司都意识到他们必须对数据中心进行改造，但却没有投资的想法。”
Colovore公司与一些企业进行了合作。一家云计算厂商需要在数据中心容纳750千瓦设备，“我们达成了这笔交易，因为我们只部署了50个机柜就可以实现其功率需求，并只占用了2500平方英尺的空间。”霍肯斯特说。
Colovore公司建设的数据中心设施由硅谷的一个数据中心知名开发商LESpelio公司拥有，该公司曾经为“集装箱托管数据中心”设计数据中心模块。“最重要的是，Pelio公司的确有雄厚的技术开发实力，其9兆瓦电力容量的数据中心将在这里建成。”霍肯斯特说，“我们可以在未来分三个阶段建设这个数据中心。我们很高兴与这样一个拥有丰富设计经验的数据中心开发商合作。”
Colovore公司在该数据中心第一阶段已经建立了2兆瓦的数据中心空间，并将很快添加另一个2兆瓦的数据中心空间。随着需求的不断增长，Colovore公司还可以添加两个2.5兆瓦，直至达到9兆瓦的电力容量。
Colovore公司与DigitalRealty公司既是邻居，又是合作伙伴。DigitalRealty公司投资办公室首席财务官斯科特•彼得森是Colovore公司董事会成员。
一个有趣的地方是，Colovore公司认为年轻的工程师在数据中心团队的存在将会改变功率密度和采用水冷设备的态度。
曾就职于谷歌公司的哈里森认为Colovore公司作为“云原生”的公司，在采用令人舒服的DevOps原则方面做得特别好。
哈里森说：“很多年轻人在他们的起居室里玩电脑游戏，而其采用水冷却的需求一直在增长。“很多年轻的公司都在购买新的设备，而部署新的设备需要更高的功率密度。因此，数据中心的功率密度是许多客户面临的一个大问题。”
那么，采用冷却门技术预示着数据中心的功率密度会发生变化吗？
在数据中心设计层面，一个重要的趋势是提高功率密度。鉴于数据中心的空间限制，其需要更高效的运作，以应对电力需求和成本的上升，很明显，将每台机架投入更多的资源是一个非常实用的解决方案。但是，这一方案除了拥有其固有的好处之外，提高功率密度也为一些数据中心运营商带来了一些必须解决的问题和挑战。
总部位于圣克拉拉的数据中心高密度托管服务提供商Colovore公司认为，数据中心的功率密度在未来几年将更加密集，而这一转变将加快。
传统的数据大厅冷却设计将很难冷却这些高密度服务器机架。这就是为什么Colovore公司是采用水冷设备冷却其圣克拉拉数据中心高密度机架的原因。
Colovore公司圣克拉拉数据中心
“当去年我们公司进入市场的时候，人们对机架的高功率密度并没有什么兴趣。”Colovore公司的联合创始人兼总裁肖恩•霍肯斯特说，“而今年，这些用户的基本要求是机架功率最低的密度为每机架10kW。这真是市场情况的一个反转。”
Colovore公司并不是唯一采用后门热交换器的行业厂商。LinkedIn公司正在实施一个新的数据中心设计，为其俄勒冈州波特兰市附近的新数据中心部署后门冷却装置。该公司表示，其下一代设计将使用“机柜级散热”技术，这将使其在过去的数据中心建设中的机柜的密度增加一倍。新的数据中心将由INFOMART公司建设，LinkedIn公司已经租赁了8兆瓦的数据中心电力容量和空间。
由于后门冷却装置在数据中心托管提和大规模数据中心提供商的采用，一些人认为这是机架的功率密度最终开始上升的一个征兆。并为数据中心运营商带来了新的机遇和挑战，都在开始推动新的数据中心的设计，如colovore公司和LinkedIn公司。
如今，数据中心行业在讨论高功率密度的到来会有多久？第一个故事的主题可以追溯到2002年，当制冷行业厂商在当年召开的行业大会上展示水冷机柜，并预测将会成为冷却“新模式”。一些业界人士预测，比如2005年的行业标准可以达到每平方英尺150瓦特，但这是不成熟的。比如在衡量每个机柜的功率密度时，应该以每平方米来进行测量，而不是每平方英尺瓦来测量，这个标准后来很快得到通过。
如果功率密度是一个期待已久的问题，就是数据中心客户准备进行容量规划，寻求比他们可能需要的更多的工作负载，并提供更多的冷却能力。
“现实情况是，每个人都表示他们希望功率密度达到每平方英尺200〜250瓦，但几乎没有人使用它。”数据中心托管专家DataSite公司创始人兼总裁杰夫•伯吉斯说，“因为会有一些采用高功率密度的用户，但更多的是采用低功率密度的用户。”
传统的企业数据中心用户的每机架运行功耗为3kW到5kW，根据FIS公司云服务总监肖恩•科纳韦表示，“我明白数据中心高功率密度是怎么回事，尤其是在内部私有云，在那里人们可以看到每机架的功率达到了10至15千瓦，”科纳韦说。“我认为我们将看到更多这样的案例。”
科纳韦说，他所在公司主要业务是为金融服务行业提供IT解决方案，其自己的机架运行的功率为15千瓦到30千瓦。但也有一些企业正在测试甚至更高密度的机柜。
更高的功率密度对于设计意味着什么
“我们正在推动50千瓦的机架的设计，”eBay公司基础设施管理和业务总监理查德•唐纳森说，“我们正在设计第五代服务器，这意味着企业的数据中心机柜技术正在改变。我们正在研究在数据中心实现更高的功率密度，因为我们正朝着最低成本的方向行进。”
eBay公司在凤凰城的数据中心
eBay公司是第一家使用水冷后门冷却装置的数据中心运营商。2014年，该公司在其凤凰城数据中心的一个数据大厅中将行间空冷机组切换到水冷后门冷却单元。数据大厅房间容纳16个机架，每个机架可容纳30kW到35kW的服务器，而采用空气冷却技术，eBay公司不得不采用六个机架位置部署冷却设备。而水冷后门冷却装置之后，eBay公司将这六个机架部署服务器，在同等空间提高了计算能力和功率密度。
“我认为我们考虑到了冷却技术的发展方向，人们今后在数据中心机房中将看到更多服务器。”唐纳森说。“我们现在看到到每机架1千瓦转变为每机架5千瓦的机架功率密度的转变。这种趋势正在到来。目前在Equinix公司和DigitalRealty公司的数据中心达到了更高的功率密度。”
数据中心开发商杜邦Fabros科技公司也感受到了这一趋势，该公司正在更新其数据中心设计，以适应更高的机架密度。
“在我们的投资组合中，我们看到了每机架3千瓦客户和每机架15千瓦客户之间业务的差距越来越大。”杜邦Fabros技术公司数据中心运营执行副总裁，斯科特•戴维斯说。“因此在我们最新的产品中，我们必须具备功率密度高达每平方英尺300瓦的能力。”“
杜邦Fabros技术公司及其多租户数据中心提供商正在逐渐适应功率密度和可靠性日益变化的要求。对于某些服务提供商来说，更高的功率密度提供了专业化和差异化的机会。
后门冷却技术使得数据中心设计发生了几个显著的变化。其冷却设备附加到机壳的后面，在机架内使用服务器风扇提供气流通过该单元，通过门式线圈将热空气排出，并将其冷却，并将其冷却后再返回进入机架。
这些水冷冷却设备可以比空气冷却设备冷却更高的功率密度，最高可达每机架35kW，不再需要在机柜周围放置CRAC设备，节省了机房空间。并且可以允许用户在数据大厅的服务器可以在更高的温度运行，在eBay公司的案例中，其温度在华氏80度左右。
“如果人们已经习惯了其数据中心是一个冷库的话，那么进入采用这种冷却技术的数据中心将是一个全新的体验。”Colovore公司总裁肖恩•霍肯斯特说，“在我们的数据中心中，热通道和冷通道之间没有什么区别。”
替代空气冷却设备的是，在数据中心架空地板下的冷却水管连接着热交换器和冷却塔，并通过工业强度的软管连接到冷却门，其设备采用的是艾默生网络能源公司生产的力博特空调设备。
冷却设备供应商认为这是冷却10kW的机架设备最有效的方法，但其设计只被一些用户谨慎小心地采纳，而数据中心行业重点还是采用自然新鲜空气进行冷却。而Colovore公司认为采用冷却门进行制冷的时代已经到来。
“这是一个令人难以置信的高效制冷系统，你可以把它放在一个机柜中。”霍肯斯特说。“因为设备如此密集，可以占用较少的机柜。另外，建设密集的冷却系统在成本上要以更加低廉。”
Colovore公司总裁肖恩•霍肯斯特和首席技术官彼得•哈里森表示，“我们认为将看到更多数据中心托管服务供应商采用这种技术，我们是这种技术的早期采用者，而这种技术将会让人们接受并普及。”
Colovore公司为圣克拉拉物业公司的数据中心提供了高密度数据中心的解决方案，该数据中民具有9兆瓦的电力容量，而其电力来自于邻近的硅谷变电站。
功率密度在数据中心市场的区别
在拥挤的硅谷数据中心市场，Colovore公司在数据中心功率密度的设计与众不同。“人们所看到的很多美观好看的数据中心的功率密度不尽人意。”霍肯斯特说，“一些企业都从这些数据中心迁移出去，他们很多的数据中心设施使用寿命接近20年了，一些公司都意识到他们必须对数据中心进行改造，但却没有投资的想法。”
Colovore公司与一些企业进行了合作。一家云计算厂商需要在数据中心容纳750千瓦设备，“我们达成了这笔交易，因为我们只部署了50个机柜就可以实现其功率需求，并只占用了2500平方英尺的空间。”霍肯斯特说。
Colovore公司建设的数据中心设施由硅谷的一个数据中心知名开发商LESpelio公司拥有，该公司曾经为“集装箱托管数据中心”设计数据中心模块。“最重要的是，Pelio公司的确有雄厚的技术开发实力，其9兆瓦电力容量的数据中心将在这里建成。”霍肯斯特说，“我们可以在未来分三个阶段建设这个数据中心。我们很高兴与这样一个拥有丰富设计经验的数据中心开发商合作。”
Colovore公司院子中设有热交换器和冷却塔
Colovore公司在该数据中心第一阶段已经建立了2兆瓦的数据中心空间，并将很快添加另一个2兆瓦的数据中心空间。随着需求的不断增长，Colovore公司还可以添加两个2.5兆瓦，直至达到9兆瓦的电力容量。
Colovore公司与DigitalRealty公司既是邻居，又是合作伙伴。DigitalRealty公司投资办公室首席财务官斯科特•彼得森是Colovore公司董事会成员。
一个有趣的地方是，Colovore公司认为年轻的工程师在数据中心团队的存在将会改变功率密度和采用水冷设备的态度。
曾就职于谷歌公司的哈里森认为Colovore公司作为“云原生”的公司，在采用令人舒服的DevOps原则方面做得特别好。
哈里森说：“很多年轻人在他们的起居室里玩电脑游戏，而其采用水冷却的需求一直在增长。“很多年轻的公司都在购买新的设备，而部署新的设备需要更高的功率密度。因此，数据中心的功率密度是许多客户面临的一个大问题。”
那么，采用冷却门技术预示着数据中心的功率密度会发生变化吗？