如今，一家公司的数据中心与其日常业务运营密切相关。许多公司日益把IT视作在市场获得竞争优势的一种手段，而不是仅仅视作支持业务职能部门的一种手段。IT应用程序和服务已成了公司与客户互动、提供新产品和新服务以及提高自身员工队伍生产力的一个重要部分。
不过，即使IT部门肩负这一任务：提供日益多样化的工作负载和标准似乎更高的服务级别协议(SLA)，但是它们也面临预算紧张、员工不堪重负的难题。为此，IT部门必须提高运营效率，并且改用一种更敏捷的基础架构，这种基础架构要足够灵活，适应公司业务在将来的变化。
在过去的十年里，IDC公司发现：随着由低成本的x86系统处理的工作负载日益增多，业界进一步向分布式环境迁移。虽然这种迁移让客户能够借助成本较低的服务器控制资本开支，但是管理x86服务器集群的更高的运营成本给IT预算带来了压力，因而很难为新项目调配资金和员工。
本文分析了从事教育、医疗、传媒、零售、研究和电信(服务提供商)等行业的八家中型公司如何通过迁移至刀片平台，做到将每年的IT基础架构成本减少了近25%。这种幅度的成本节省得益于员工时间和资源、硬件基础架构以及IT设施等方面的要求减小。
刀片平台的集成性带来了系统管理、监控和配置等方面的效率。比如，惠普刀片系统利用惠普Insight管理软件，实现了主要管理流程的自动化，包括系统的物理部署、配置和问题管理等流程。按每年每个用户的IT基础架构成本来衡量，实施刀片的公司减少了IT基础架构员工时间(因为公司能够把省下来的时间用于公司的其他IT项目上)，每年每个用户平均节省了55美元;减少了软硬件成本，每年每个用户平均节省了56美元。
惠普刀片系统ProLiant服务器刀片让这些公司能够整合物理服务器和部件，同时仍保持同样的工作负载处理能力和性能。惠普Virtual Connect等刀片技术能够做到每个物理网卡端口支持最多四个FlexNIC，因而降低了网络和硬件成本;单单一个惠普Virtual Connect互连模块就可以消除四只交换机。调查还表明，对惠普ProLiant服务器进行虚拟化进一步提高了节省IT基础架构成本的幅度。通过每个物理服务器刀片部署更多数量的虚拟机，IT部门就能将IT基础架构成本进一步节省17.1%。
IDC的研究表明，决定数据中心处理能力大小的是可供使用的电力，而不是场地。惠普能量智控(Thermal Logic)技术让惠普刀片系统能够汇集和共享电力和冷却资源。然后，整合的解决方案可以利用管理软件，根据所需的性能级别，高效地提供那些资源。该调查表明了客户们如何降低电力成本、避免设施扩建，每个用户每年平均节省了17美元。
该调查除了表明节省IT运营成本外，还表明迁移到刀片环境如何提高IT的可用性。较之于传统的服务器环境，采用虚拟化刀片的客户每年遇到的服务器故障事件减少了75%，并将服务器停机时间平均减少了80%以上。
IDC认为，惠普刀片系统为客户提供了基础架构方面更高的投资回报，建立了一种灵活的IT环境，不但提供了更容易的IT管理，还更容易适应不断变化的业务需要。IDC估计，三年下来，参与本次调查的几家公司实施刀片基础架构后，带来的投资回报超过了250%;实施刀片后累积节省的成本在短短10个月时间就收回了全部投资。
什么因素在改变行业规则?
以有限的预算和资源运行如今的IT环境
在如今竞争激烈的市场，客户们在评估自己的IT部门如何可以更高效地运行，为公司带来额外的价值。IT部门的经理们面临的挑战首先是这个事实：即使预算紧张，他们仍得继续兑现要求越来越高的SLA、开发新的应用程序以及维持高级别的应用程序可用性。为了应对这些挑战，IT经理们必须将基础架构搭建在这样的平台上：能够带来运营效率，并保持可以适应将来业务需要变化的灵活性。
此外，数据中心已变得与日常业务运营更加密切相关。IDC发现，现在许多公司更重视IT环境的运营，不仅仅是为了在市场上获得竞争优势，还因为IT服务和应用程序已成为日常业务和员工队伍生产力方面的一个关键要素。遗憾的是，企业在要求IT部门少花钱多办事，要求他们降低运营开支。这会成为提高应用程序的可用性、提高服务级别以及提供更高IT灵活性的一大障碍。
分布式x86服务器环境面临的挑战
在过去的十年里，IDC发现越来越多的IT工作负载由x86服务器来处理。x86服务器一开始是PC市场的自然扩展，它为以前无法在大型系统上获得一席之地的业务部门提供了建立IT系统的方式。这种平台方面的发展带来了正向反馈循环(positive feedback loop)，促使通过x86来增强IT能力，这反过来为x86平台带来了更多的发展和创新。这种模式导致了越来越多的IT应用程序迁移到x86平台上。由于小型x86系统的价位要比整体式业务系统的价位低得多，客户们能够使用x86来扩建服务器能力，同时控制资本开支。不过，向分布式环境迁移的这股潮流带来了更复杂的基础架构，因而导致运营成本比较高。
如图1所示，如今的IT部门面临重重困难：运营开支越来越高;电力和冷却资源方面的制约限制了IT能力的扩建;以及IT员工因大量的手动任务而不堪重负。与x86服务器有关的各种管理成本急剧上升，压倒了其他各类成本。管理和维护x86服务器集群所需的人员成本占了IT预算的大部分，因而用于开发新应用程序等增值项目的时间和资源所剩无几了。
此外，服务器的电力和冷却对IT部门来说是首要问题，因为服务器能源开支的增长已超过了服务器本身的开支;服务器能源开支的年复合增长率(CAGR)达到了9.5%，相比之下服务器收入的CAGR仅为-2.6%。
图1
更高效的IT环境在将来的要求
服务器散乱、数据中心管理成本居高不下，这些趋势已给IT环境带来了重大影响。展望未来，IT经理们需要实施通过以下办法来大幅降低成本的解决方案：
•提高IT硬件的利用率：研究表明，在分布式环境下，大多数服务器的总容量通常只有一小部分得到了利用。配置过度导致了机架空间被浪费，还增加了电力、冷却、带宽和运营成本。
•简化管理、提高灵活性：按目前的部署方式，大多数服务器配置是静态的、硬连线的，而且很难变更。为了维持应用程序和服务器的配置，需要大量的手动协调，需要太多的人来执行太多的手动步骤。
•提高服务器的能源效率：IDC发现，许多企业之所以竭力提高能源效率，主要动机是通过规避电力和冷却难题引起的风险，向业务部门确保IT的可用性。为了避免成本高昂的新扩建项目，IT部门必须在使用目前可用电力的情况下部署更多系统。
这些要求变得必不可少，因为分布式服务器环境常常会占用大量的场地、电力和IT员工时间。与配置、监控和管理服务器有关的成本急剧上升，这给IT部门出了难题：寻求合适的系统和工具，帮助自己降低IT运营的总成本。
刀片系统为IT环境带来了效率和简洁性
调查方法
在2010年秋天，IDC采访了八家中型公司，它们将服务器环境中19%至100%的系统迁移到了刀片。这几家总部设在美国的公司来自教育、医疗、传媒、零售、研究和电信(服务提供商)等行业。
调查结果：刀片节省了25%的成本
全面提高了IT环境的效率
客户采访和IDC的投资回报建模表明了这点：刀片可以在几个方面节省成本(见表1);不过提高效率主要体现在这三个类别：
•IT员工时间和资源：刀片系统的集成性便于集中式管理机箱里面的所有服务器和部件。集中式管理带来了更高效的配置、监控和管理方法。这几方面的效率进而减少了管理IT基础架构所需要的IT员工时间，让公司得以将多出来的员工时间用在更加与业务直接有关的其他活动上，比如增加或改进业务应用程序。如前所述，在各自环境中实施惠普刀片系统的公司减少了IT基础构架员工时间，每年每个用户平均节省了55美元。
•IT硬件基础架构：迁移到刀片环境让客户能够整合物理服务器，同时保持同样的工作负载处理能力和性能，这减少了硬件方面的资本开支。IT部门能够通过减少服务器的数量，提高IT资源的利用率，而通过虚拟化技术可以进一步减少服务器的数量。 实施刀片的公司减少了软硬件成本，每年每个用户平均节省了56美元。
•IT设施：由于集成平台和通过共享电力和冷却部件而获得的效率，刀片减少了消耗的电力和冷却资源。平均而言，参与本次调查的几家公司减少了电力成本、避免了设施扩建，每年每个用户平均节省了17美元。
表1
正如表2中的数据表明，迁移到刀片系统的IT部门将每个用户的每年IT基础架构成本减少了24.9%。成本节省最明显的几个方面包括设施(节省56.8%)、服务器硬件(49.5%)、网络硬件(49.5%)以及电力和冷却(37.5%)。图2表明了调查对象在实施刀片基础架构后，发现数据中心的各项成本(设施、硬件、软件、电力和冷却等)相对都有所减少。
表2
图2
虚拟化进一步提高IT效率
IDC始终认为，刀片是一种出色的整合平台，但它们在虚拟化环境下同样表现不俗。在刀片上运行虚拟化的IT部门能够进一步简化IT基础架构，因而将成本另外节省了17.1%(参阅表2)。由于每个物理服务器刀片上部署的虚拟机数量越来越多，IT部门只要为占地面积较小的硬件，购买数量合适的系统软件，就能够进一步减少硬件开支以及许可费和工具的成本。
加强连接性
刀片系统是一种与虚拟化目标非常吻合的集成架构，不过在物理服务器上运行数量更多的虚拟机会带来挑战，具体表现为输入/输出瓶颈。为了克服这些挑战，惠普Virtual Connect能够做到每个物理网卡端口最多支持四个FlexNIC。由于四个FlexNIC只需要一个惠普Virtual Connect互连模块——相比之下以前需要四只交换机，因而减轻了刀片基础架构的成本和支持负担。客户可以借助惠普Virtual Connect以多达100MB的增幅来控制带宽的功能，确保更高效地使用网络资源，做到某个应用与数量合适的带宽相一致。
借助惠普Virtual Connect，我们避免了使用许多交换机、许多线缆以及许多额外设备。但是它在实施后头一年内就基本上收回了成本。现在我避免了大量的线缆和大量的外部交换机。就一只满载状态的机箱而言，我认为我们避免了两三只单价成本约500美元的交换机。
Opus Interactive公司的销售和运营副总裁
“由于电力资源紧张，以前我在每个机架上只能放置约8台服务器。于是我总共使用了约20个机架。在另一个数据中心，我实际上不得不将物理系统占用的场地增加一倍。这样一来，成本会非常高，运营成本每年将另外增加26万美元。两年前，我改用了惠普ProLiant BL490c刀片。正是这项技术，让我建立的设施得以拥有确保性能更好所需要的处理能力。”
一家医疗服务提供商的基础架构经理
刀片管理工具提高IT员工的生产力
图3分析了迁移到刀片环境的客户如何能够提高IT员工的效率。刀片具有一次布线、随时准备部署的特性，它将部署的物理系统减少了75.1%，将系统设置和配置的工作量减少了46.1%。由于问题管理工作量减少了52.3%，维护工作量减少了49.4%，日常的IT运营也变得更高效了。
图3
刀片平台可以帮助IT部门降低总体的服务器管理复杂性，更高效地应对变化，比如使用惠普Insight管理软件的惠普刀片系统c-Class。惠普Insight管理软件是一套管理工具，旨在能够对惠普刀片系统基础架构实现简易而可靠的配置、监测和控制。由于关键的管理流程实现了自动化，因而减少了所需的员工时间。这确保了IT资源可以投入到更多的增值项目。惠普Insight软件的组件包括：
•惠普系统Insight管理器(SIM)提供了单一、综合的视图，以便了解基础架构的所有资源，还为发现、监测和控制提供了核心的管理服务。
•惠普Insight控制软件提供了全面的服务器健康状况监控、镜像、电力管理、远程管理和安全漏洞管理。
•惠普Matrix Operating Environment提供了高级的管理功能，让物理资源和虚拟资源能够以一模一样的方式来加以管理，还可以通过自助门户网站实现资源的自动配置。
电力和冷却
惠普刀片系统集成了惠普能量智控(Thermal Logic)技术，帮助惠普客户在IT环境中获得更高的电力和冷却效率。惠普能量智控技术适用于从系统到机柜的各个层面，让服务器基础架构能够汇集和共享电力和冷却资源，然后利用管理功能，根据所需的性能级别来高效地提供那些资源。
惠普刀片系统机箱使用了效率高达94%的白金级供电(Platinum Power)电源，从而提高了能源效率。此外，惠普动态功率调整(Dynamic Power Saver)模式能够更高效地使用服务器刀片机柜里面的电力。在服务器利用率低的期间，惠普动态功率调整技术将电源系统置于待机模式;需求增加时，逐步激活电源系统，提供所需的电力。针对ProLiant开发的惠普功率调节器(Power Regulator)可以动态改变每台服务器的耗电量，以便与所需的处理能力相匹配，因而在利用率低的期间自动减少耗电量。
每个数据中心构建时都有一定的最大供电量，决定任何一个数据中心计算能力的限制性因素常常是电力和冷却资源，而不是场地或机架空间。遗憾的是，数据中心中的电力很少得到有效分配，分配的最大可用电量又很少得到使用。惠普动态功率封顶(Dynamic Power Capping)技术让IT人员能够根据实际使用情况而不是根据面板的估计值，将电力分配给每台服务器，因而收回了数据中心中未使用的能源。
刀片降低IT风险、提高可用性
如今，IT应用程序和服务的可用性对公司来说至关重要;IT系统的非计划停机会导致业务运营受到干扰，甚至收入流失。这个投资回报分析表明了刀片环境如何通过减少服务器故障事件数量以及缩短让系统恢复正常运行所需的时间，降低IT风险。
如图4表明，参与本次调查的客户们表示，与传统环境相比，刀片基础架构每年将服务器故障事件的数量减少了36%以上。对刀片基础架构上的操作系统镜像进行虚拟化处理进一步减少了故障事件数量。在刀片上运行虚拟化的操作系统镜像将传统环境每年平均遇到的服务器故障事件数量减少了76%以上。它同样将服务器停机时间缩短了84%以上。全面迁移到刀片系统带来了每年每100个用户节省13000美元以上的好处。
“我们采用了高可用性配置，使用刀片后无疑变得更稳定了。如果使用传统服务器，我们过去每年因完全停电而出现约5小时的停运。而现在，刀片让我们没有出现任何停运。我们确实因传统服务器而每年遇到三四次的非计划停机，但是使用刀片后，再也没有出现非计划停机了。”
Excelled Sheepskin & Leather Coat公司的IT主管
图4
刀片环境提高了投资回报
IDC采访了实施了惠普刀片系统后报告成效的八家公司。IDC使用下面这个分三步的方法来进行投资回报分析：
•借助事前和事后评估，在采访期间收集量化的效益信息。在该调查中，效益包括IT员工生产力的提高、用户生产力的提高以及IT成本的降低。
•根据采访情况，明确全面投资(三年总成本分析)概况。投资的范围不仅仅涉及解决方案的软硬件。三年下来，IT部门需要将员工时间花在安装和配置新解决方案、清除旧的设备及/或软件，然后维护新解决方案。与解决方案直接有关的附加成本也计入在分析中，比如用户针对规划提供意见、外包安装、配置和维护成本以及IT员工或用户的培训。
•计算投资回报和回收期。IDC对三年期间的效益和投资进行了折旧现金流分析。
由于解决方案的全部效益在部署期间并未体现出来，IDC按月分配效益，然后从第一年节省的费用中减去部署期间所需要的合适费用。
IDC使用了现金流量贴现法来计算投资回报和回收期。投资回报是净现值(NPV)与贴现投资之比。回收期是指累积效益等于初始投资的那个时间点。IDC使用了12%这一标准的贴现因子，这考虑到了风险以及使用该资本原本有望获得的错失机会。
三年投资回报分析表明，平均而言，参与本次调查的几家公司在部署和维护惠普刀片系统上每100个用户花费8074美元，获得的效益是每100个用户28326美元，NPV为20252美元。这些公司在10.2个月内收回了成本，投资回报率达到了251%(见表3)。
表3
挑战与机遇并存
虽然本次调查显示了更高的投资回报，但IDC也承认刀片厂商们仍面临一些挑战。在IT部门搞清楚开支并不总是像在其他业务部门来得简单直观。前期成本很具体，比较容易看清楚，比如硬件或软件许可证的成本。不过，一些抽象成本常常没有得到精确的估算，比如硬件线缆成本、设施费用和配置和管理环境所需的员工时间。为此需要更复杂的投资回报分析，才能表明刀片环境的全部效益和成本节省。
IDC在2010年开展的《IDC刀片市场调查：未来数据中心的动态平台》表明，部署刀片面临的潜在障碍在近些年已有所减少。目前这一代刀片技术较之十年前的第一代产品有了极大的改进。此外，客户们更深入地了解刀片技术，厂商们改进后的服务也更容易将刀片部署到IT环境中。不过，几个主要的障碍依然是刀片价格比其他尺寸的服务器明显高出一截，以及一些组织问题(如内部或管理层反对刀片平台)。
这个调查结果表明，惠普及其他刀片系统厂商在力求提供基于刀片的解决方案时，面临众多的非技术性挑战。IDC市场调研数据表明，刀片占全球服务器总投资的13.8%。为了进一步促进刀片得到采用，厂商们就要传达这层意思：刀片如何提供比传统环境更少的总体拥有成本。
结论
IDC的投资回报分析表明，客户迁移到刀片系统环境后，能够大幅节省成本，并提高基础架构的灵活性。参与本次调查的几家能够在不到一年的时间内收回初始投资，考虑到大多数IT部门面临经济紧张的窘境，这是一个重要因素。
IDC认为，未来的数据中心将要求IT部门提高硬件的利用率、简化管理，并且提高服务器的能源效率。通过利用刀片系统和诸多节能技术，客户就能够降低运营开支，并提高IT环境的灵活性。因而，IT预算和员工时间中更多的一部分可以分配给为公司带来价值的新项目上。
