装进集装箱的数据中心Blackbox 漂洋过海来中国

10月21日,美国各大媒体的头版被一个印度裔的36岁新州长鲍比金达尔占据了,作为美国少有的年轻又是非白人的州长,他的出现引起了各大媒体的注意。引人注意的另一个地方是,他所当选的州是路易斯安那州,而曾经让飓风搞得一片狼藉的新奥尔良就位于路易斯安那州。

他的前任布兰科,因为2005年"卡特里娜飓风"光临新奥尔良时的迟钝反应,而提前数月便宣布不参加选举,从而放弃了连任的机会。

如果你是企业的CIO,那么,你是否会和布兰科州长一样,因为一起飓风而"丢官罢爵"呢?或者因为你的数据中心不能逃避灾难而给企业带来难以弥补的损失–尤其是越来越多的数据都被萨班斯法案所管辖着。

不到一周前,在新西兰就发生了类似的一幕:一个小偷偷偷钻进一家啤酒制造商,偷走了一台笔记本电脑,而这家啤酒厂的金融、技术研发资料都保存在其中。这家企业因此表示,如果谁能找到电脑,就会为谁免费提供一生的啤酒。

那么,如何我们的数据中心可以赶在洪水到来前,远离灾难的呢?办法有两个:第一个是整体搬迁,当然,我们要有足够的搬家公司来帮忙,不过显然如果洪水来临,他们也有自己的家要搬;第二个则是:让数据中心自己走。

Blackbox来到长城脚下

10月22日Sun公司把全球第一个移动式、虚拟化的数据中心-Sun Blackbox拉到北京做了展览,用他们的话说是:"Blackbox,在经过美国、加拿大、英国、俄罗斯和新加坡巡游后,通过海路和陆路方式,远度重洋来到了中国。"

当时,在北京五洲皇冠假日饭店的停车场上,来自中国电信、金融、石油能源、教育等行业的百余名用户,以及近五十家权威媒体,共同揭开了Blackbox的神秘面纱。

很显然,这个Blackbox回应了我们的第二个解决办法:让数据中心自己走。

你的数据中心很强大 可以移动 而且这不是梦

就像我们之前对Sun的评价一样,这间公司的人们总是带着一些学者气质的,而作为一个专业学者,质疑是他们的天生本领。

谈起将数据中心移动起来,这要得益于Sun CTO Greg Papadopoulos 和 Sun 技术顾问委员会成员兼 Applied Minds, Inc. 合伙创始人 Danny Hillis的一次关于数据中心的思考,他们在一次交谈中,提出了对时下越来越小,越来越密集的服务器系统的质疑:我们可以构建的最大的计算机是什么样子的?

随即,他们想到若要轻松运送,答案就是最好不要大过集装箱。为什么呢?因为世界上的运输基础设施已经为做到这一点进行了恰如其分的优化–运输集装箱可以在铁路、公路和海上运输。"然后,它就变成了Blackbox,它具有独特的设计功能,可优化效率和性能。目前,我们正在申请关于一般系统和已安装的机架式结构、高效散热系统的各个方面以及环境监控系统的五项专利。对此,我们感到非常欣慰。" Sun CTO Greg Papadopoulos对自己的这个"孩子"显得非常满意。

于是,一个可以移动的数据中心出现了,就像Sun公司所说的,2007年7月以后,您将对普通集装箱刮目相看。

Blackbox集成在一个标准的20英尺的集装箱中,体积为6.09X2.43X2.59米(长、宽、高),全部配置重量为9吨,它内部安装了架构衡量、绝缘部件,集成了光缆和内部照明,外部的连接设备包括电源、水和网络等。在集装箱内,15平方米的面积安装了8个19英寸高的机架,拥有将近300个机架单元

但一旦交付到应用现场,它几乎相当于一台笔记本一样,设备一应齐全。所有的系统需求是一根电力线和一个Internet接入,而在一个标准的20英尺的集装箱中塞入数百台服务器,并提供超过7TB的动态内存,超过2PB的磁盘存储也许对于Sun来说并不是个很难的事情。于是,我们可以看到这个集装箱中,可以放置140台基于酷线程技术的Sun SPARC Enterprise T2000服务器,或者放置280台Sun FireT5120服务器,提供一共2240个核和17920计算线程,当然,如果希望放置Sun Fire V490 – E4900服务器系列,提供175个UltraSPARC IV+ CPU的话,Sun也会把他们放进去。

凭借着提供的4.5万亿次浮点运算,Blackbox进入了全球500强超级计算机之列。

"它"可以移动 可以计算 但散热怎么办?

接下来,2006年春季,Blackbox原型已经能工作得足够好了。当时,Sun公司决定向市场开放这套系统。但是,接下来,他们认为,自己还有个大问题没有解决:散热。

一般说来,每个标准服务器机架需要消耗大约25KW电力,而这些电力几乎全部转化成热能。因此,传统的数据中心需要利用大量的空间来建造,机架之间的空间用于空气冷却。但是,在一个密封的集装箱中,这些热量没有地方排出。这是目前为止最大的一个挑战。

在大量的试验和失败后,他们找到了一个完美而且简单的解决方案。一个标准的集装箱是8英尺宽、8英尺高和20英尺长。超过38台服务器如同比萨盒子一样堆叠在一起,看起来像一个高高、独立的没有背板的书架。4个这样的"书架"前后依次摆放在一面墙旁。水冷的热交换器依次放置在每副书架中间。另外4套书架和冷却设备放在另一面墙。

在这样的配置中,从第一个架子中产生的热空气从它的后面排走,进入到临近的热量交换器中。交换器抽走热量,将冷空气送到下一个架子的前部。热量从架子中排放,进入到下一个热量交换器中,如此一个循环完成,就冷却了集装箱一边的服务器。同样,另一边也是如此。一旦门关上,空气流通是一个持续的循环周期。

当然,热量交换器必须将热水排到集装箱外面,或者将暖和的水送到一个外部冷却器中,进行冷却,并重复利用。另外,因为热量交换器必须快速地吸收大量的热量,因此,水量必须达到每分钟60加仑,需要一个额外的供应管道。

接下来,工作就容易得多了,他们开始了调优工程:计算出冷却系统的垂直度,为水管安装探测器,这样,任何小的泄漏能够迅速被探测到。为有必要进入集装箱的人们提供必要的逃生路线。寻找到一个安装服务器之间连接的数据电缆的方式,这样,人们就可以随时抽出一个单元来维修。在每个计算机机架上安装减震衬套,然后,他们能成功应对恶劣的运输过程。

最终,Sun发布了这款产品。

因此,您看到的下一个正在被卡车或者火车拖运的集装箱,可能其中装载的并不是木材、纺织品或者食品。它可能装载的是10吨经过合理安置的服务器,正在准备放置在一个停车场里,作为一个可移动的数据中心,为一个公司总部的10000名雇员,或者Internet网上的10000名用户提供服务。

放在那里 接上电源与网线 然后用它

当Google神话被YouTube延续的时候,谁都知道Web2.0的时代,到来了!

与此同时,数据中心的2.0时代,也露出了端倪。

"几乎我遇到的所有 CIO(首席信息官)和构建人员都抱怨他们受到数据中心能源和空间的限制–很明显,目前的解决方案都无法满足 Web 2.0 的需求。"Sun公司CEO 兼总裁 Jonathan Schwartz 说道。

这就是数据中心2.0时代的困境,"我们不能总是去拆墙或者盖房。"

而当一辆卡车停在了斯坦福大学50号楼前的时候,Sun的故乡斯坦福大学似乎看到了希望。

Sun利用Blackbox为斯坦福线性加速中心交付了一个数据中心,为物理测试提供强大动力。斯坦福大学是购买和进行Beta测试Blackbox的用户,这个来自Sun公司的设备齐全的数据中心,使斯坦福无须进行新的搭建,就增加了将近3倍的计算能力。该中心负责人说"我们需要在本年度迅速地扩展计算能力,但解决这个建筑物的冷却和电力问题,需要很长地时间。我们和Sun一起来解决这个问题–如何没有痛苦地扩展你的数据中心。

这个问题和斯坦福的困境,可以概括为计算需求的未来方向。来自Web 2.0公司需求,已经显著超过了摩尔定律的能力。

就像集装箱都是标准化的,并且可以合适的以不同顺序装在远洋轮船上一样,Blackbox也是标准模块化的,SUn专为快速部署设计了完整的数据中心:客户只需花构建传统数据中心十分之一的时间便可轻松获得和部署完整的"即时"模块化数据中心,部署时间从过去的"数年"缩短为"数周"。一经订购,Sun就会配置、运送并迅速部署Blackbox,然后此虚拟化数据中心将只需在盒中工作。

对于Blackbox的使命,Sun公司表示,"Sun Blackbox一旦建成,可以随处部署,使客户可以根据需求轻松携带并运输数据中心,让数据中心在第一时间出现在客户需要的地方,如救灾现场、石油钻井平台、风力发电厂附近,或者在最短的时间内对现有的数据中心进行扩充,以及时升级计算能力,或者作为传统数据中心的灾难备份中心。"

于是,我们解决了移动、计算量、散热、部署等诸多方面的问题,那么,下面是:Blackbox我们用得起么?

Blackbox 我们用得起么?

也许所有人都在想,我们的企业用得起么?

在揭幕仪式上,Sun中国公司总经理薛耀?j先生表示,Blackbox并不像大家想象的那样昂贵。

Sun公司表示,Blackbox提供了一个环保、节能型数据中心建设的全新方式,它必将启发中国数据中心建设的新思路。据 Sun 计算,拿 10,000 平方英尺的传统数据中心来说,Blackbox只需 1/100 的初始成本和每平方英尺 1/5 的成本,就可提供比其多 20% 的效率。此外,要提供相同的计算能力,Blackbox只需使用以前部署所用空间的 1/3 即可。它通过缩短部署周期、采用标准组件、优化性能、功率和散热性并让客户将数据中心放置在对其业务最经济的位置,来达到节省的目的。

众所周知,传统的数据中心位于豪华办公地点,由于散热原因,机架之间离得很远,导致企业浪费了大量的、非常昂贵的办公空间。如果我们可以把数据中心随着较低的电费、空间使用费用与人力费用迁移,那么,这种逐水而居的数据中心显然会让企业省下一大笔钱。而这样的逐水而居现在由于互联网的飞速发展,并不是不可能的。因此,Blackbox可以使客户灵活地将应用程序移至最佳位置,以利用较低能量、避免功率超负荷和使用更经济、更环保的能源。

除此以外,科学家认为,Blackbox能允许公司将数据中心更加靠近廉价或者对环境友好的资源或者电力,比如水电或者风电。随着Blackbox应用的扩展,他认为,能够显著降低公用计算的成本,而且风扇和水冷热交换系统提供了比传统数据中心节省40%的集成和节能水冷。

Blackbox仍存的疑虑

对于Blackbox,我们看到了许多新奇的技术与想法,但是有些人仍显示出了担忧,他们认为Blackbox虽然是一种解决问题的好方法,但是还远远不够。

首先,面对如新西兰那家啤酒厂一样偷窃事件,Blackbox也许会更加危险,如果那个小偷见到Blackbox的话,他会直接把Blackbox的托运汽车开走,或者,偷偷打开集装箱门,偷走几个他认为值钱的东西。由于目前还未听说Sun公司在防范Blackbox的防盗技术上有什么特别举措,这不失为一个需要考虑的因素。

其次,移动的数据中心是否能够避免物理损伤呢?对于地震、运输震动Blackbox目前已经能轻松应付,但是如果是爆炸或者洪水呢?抑或是简单的交通事故,这些直接面向集装箱的外力,往往会出人意料的危险,如果数据中心在房子里,问题就不会有那么棘手。

当然,我们最常听到的质疑是:到底有多少人需要Blackbox?

也许,这个问题,仍有待我们的观察。

虽然仍有一些关于物理安全上的质疑,但是毕竟Blackbox是一个开创性的产品,试想一下,当我们某天走在大街上,看到一辆卡车背着一个黑色的集装箱疾驰而过的时候,也许,那个集装箱里面,就是一个Blackbox的数据中心–那将是多么奇妙的一件事情,企业可以随时扩展数据中心,甚至移动它们,把他们运来运去,或者,我们可以把它租出去!

一个朋友在听说Blackbox之后曾说:"我们如果有足够的钱,就可以成立一家公司,买一套Blackbox,然后把它租赁出去,出租计算量给企业,我们可以开着Blackbox来到企业CIO的跟前,让他看见我们的数据中心,而不是通过网络视频或是图片解释半天,他还是将信将疑。"

看起来,Blackbox的故事,将会有个精彩的未来,至少,人们对他很感兴趣。