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EMC创新日:中国研发中心的绿色云计划

  【IT168 专稿】11月27日至28日,EMC在其成立不久的上海研发中心举办了主题为“创新无极限”2008年度创新日大会。作为EMC一年一度展示最新技术与产品的主要平台,每年的创新日活动都有大量EMC核心重要的行业客户参与,走进其研发中心,了解存储业界引领最新趋势的技术研发项目和存储系统产品。

  本次的创新日主题围绕EMC 最新一代中端存储系统产品CLARiiON CX4,在为期两天的创新日日程中,我们不仅全面了解了EMC CLARiiON CX4各项增强功能和创新设计,还有幸近距离走入EMC研发试验室,观摩了许多还处于研发阶段的项目展示。这些目前还处于实验室阶段的技术都针对行业最为热点和前沿的存储应用,其中的一些研发项目非常有趣,不仅仅展示了EMC领先市场份额背后的强大技术实力,还体现了EMC研发中心创新与开放的思维个性。本次创新日之旅的精彩内容我们将在下面一一呈现给大家。

  绿色IT是近年来日益受到关注的一个话题,如今越来越多的用户将产品的“绿色”特性列入采购选择时的重要参考因素。本次创新日日程中,EMC研发中心高级研发员邓玉辉向大家介绍了EMC对绿色IT的认识,以及EMC有关绿色存储的研发项目。

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Google面临的最大问题

  Google是目前IT架构非常成功的一个典范,不仅仅能应付目前巨大的访问量压力,并且大家都认为它能够很平滑的过渡到一个云环境里面去。但是,现在Google的设计者所面临的最大挑战不是速度,而是功耗。因为数据中心所消耗的能量可以跟一个城市相当。这是Google的CEO说的一段话, Google搜索引擎有15000台服务器构成,他们分布在四个不同的地方,Google自己提供一种资源,然后把分布式资源连接起来,给用户提供一种搜索服务。这样一种架构就导致当前面临的最大挑战,就是功耗问题。

  同样根据另外一些调研公司的报告,现在企业IT系统单位面积的功耗,从1992年到2010年,工作站、服务器和磁盘存储以及通信设备基本上是呈线性增长。

  大家可以想像这样高速增长的能耗趋势会给我们带来什么挑战呢?功耗的调整对于多数用户来说更像是小蜜蜂,一只小蜜蜂可能很多人都无所谓,但是当成千上万只蜜蜂一起飞过来的时候,你就不能不重视这个问题了。

绿色计算的三个层次

  那么EMC究竟如何理解绿色计算和绿色存储的。EMC基本上把绿色计算分为了三个层次:

  第一个层次,是从物理层次或设备层的绿色计算,例如英特尔会制造更低功耗的CPU,硬盘生产厂商会制造更低功耗的磁盘或者存储器件等这样的设备,这是物理层次。

  第二个层次是系统层,也就是硬件和设备会给你提供相关的接口,提供不同的模式,可以让你这个系统控制硬件,从而实现一种能耗的节省。

  第三个层次在一个更高的层次,要求在一个网络环境下,在数据中心的环境中,可以实现一些内部设置,可以减少能耗。例如:我们怎么优化数据中心的服务器资源,我们怎样让数据中心里面空气动力学更加优化,让它的热点和冷点实现更优的布局。

  用一个简单的例子来描述一个磁盘给上面的系统提供了什么样的接口,我们可以利用这个接口操作磁盘,从而达到一个节能。

  当前磁盘都支持很多不同的工作状态,其中包括工作状态,大家看到这是一个服务器的磁盘,这三个状态所消耗的功耗是完全不一样,最高的时候消耗到13.5W,中间状态的能耗为10.5瓦,最低待机状态为2.5瓦。

 

  通常情况下,这个磁盘是服务事件的,有请求的时候必须处于最高的功耗状态,当一个服务结束之后,没有后续服务请求过来,你这个磁盘是可以转入Idle的状态,一旦磁盘在Idle的状态下,继续有后续的请求过来,它可以回去服务请求。假设磁盘在Idle状态下没有请求,经过一段时间,磁盘就可以转入Standby的模式,可以通过系统软件手动或者自动来控制这个转换。但我们需要确定在某一个时间点,后续没有服务请求才可以转换。

  但是当我们试图利用硬件设备包括处理系统,去提供一些功能来试图节省能耗,我们必须考虑这么一个转换带来的能耗上的乘法和时间上的乘法。因为这样做必然会造成额外能量的消耗。我们怎么样尽量减少能量,尽量让我们的收益大于付出,从而节省能量成为目前的课题之一。

EMC中国研究室的绿色云计划

  EMC中国研究室正在运作的一个项目包括绿色云计划,大家都知道虚拟化技术正在用户的系统环境中方兴未艾,EMC中国研究室的项目则是希望研究虚拟化技术在云计算环境下怎么节省能耗。

  EMC的运算网格是计划利用虚拟化技术,把地理上分布的一些资源收集和集合起来达到两个目的:一是希望提高某些资源的利用率,二是实现全局的运算。

  如上图的结构中里面有四团云,假设每一团云是一个资源,那个红线表示资源利用率,我们可以认为每个资源利用率有50%,每个资源有一个虚拟机,每个资源同时为两个作业提供服务。

  如果我们通过某种云平台上的虚拟化技术,把独立的设备资源连接起来,形成地理上分布的大规模资源池。这时大家可以看到,我们可以把其他资源上的作业和相关应用迁移过来,这时候某一部分的资源利用率会达到100%,但是另一部分的资源就闲置下来了,没有什么等待作业,完全可以进入一种低能耗的状态。最终的结果就是原来有四个资源来提供一个服务,现在仅仅需要两个资源,而且资源利用率达到了百分之百。这虚拟化非常重要的一个好处,我们可以充分利用地理上分布的闲散资源为我们服务,然后进行一些智能化的调度。从一方面提高资源利用率,从另一方面降低能耗。

数据中心的前沿节能技术

  对于单个的数据中心或者存储系统来说,数据的访问或者说数据的访问模式往往呈现一种突发性的行为,某些时段会有高峰期与低峰期。我们假设是一种波的形式,假设这是从某一操作系统发出来的请求,假设这两个操作系统均分了整个物理资源,大家看右边那个利用率,最高情况是50%,最低情况是0%,那么最终到达物理设备的时候会是什么样的情况呢?是这样一个情况,我想这个很好理解,波峰和波谷叠加,波谷和波峰叠加,就达到如下图的情况。

  如果试图设计一个机制把基层支撑起来,我们希望波峰跟波峰叠加,波谷跟波谷叠加。在这个图形下,某个时间段利用率是百分之百,某个时间段利用率是百分之零,当你你的利用率是百分之百的时候,必须提供服务,当你完全没有请求,没有应用的时候,可以利用能耗的切换、转换来节省能量。

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