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微软提出下一代数据中心技术构想

一位微软大型数据中心设计人员表示,大型数据中心需要更低功耗的闪存芯片、嵌入式处理器,以及比尺寸比以往更大的建构模组。


“我们密切关注每瓦每美元的效能,”微软全球基础服务部门首席架构师Dileep Bhandarkar说。该部门负责微软全球多个数据中心的建置。


以大型数据中心而言,电气和机械因素大约占总功耗预算的80%左右,且每个大型数据中心都包含极大量的服务器。“这就是问题所在,也是我们致力于让每一颗服务器处理器至少节省1W功率的主要原因,”他稍早前在一场LSI Corp举办的年度会议中表示。


具体而言,Bhandarkar提出需要崭新的“云端多级闪存”(cloud multi-level (CMLC) flash)构想,并表示这种全新的Flash变种将具备较中等的性能,但功耗更低。“我们已经开始采用MLC闪存,因为他们能在部分应用中提供高出30%~40%的性能,但却没有显著增加成本,而且他们的功耗仅多出了2~% ~3%左右,”他表示。


微软在两种配置中使用闪存,一种具有硬件快取控制器,另一种则无。“我不认为闪存会取代硬盘—它们只不过是存储阶层架构中的其中一层罢了,”他表示。


“不过,我们并不需要为了闪存而大幅提高频宽,这样做太耗电了,”Bhandarkar表示。“我不需要具备200万IOPS的存储器──我宁愿选择20,000 IOPS就好,而现在,对这个产业来说,上述的“云端MLC”就代表了一个新机会。


微软在至少8个国家设置了10个数据中心,提供200多种服务,包括Bing search, MSN, Hotmail和Azure云端服务等。


微软的ITPAC包括15个服务器机柜、风扇和蒸发器。


处理器与货柜之外


在处理器部份,“芯片中核心数量达到16个时就差不多了,”Bhandarkar说。“性能提升的速度已超越我们的需求。一些设计师们将意识到他们不应该再添加更多的核心,重点是整合功能以降低成本并提高能源效率,”他表示。


更多核心只会导致不平衡的系统设计,存储器和网络频宽都会面临瓶颈。在最近一次访谈中,他表示希望看到基于英特尔Atom或AMD Bobcat cores 的16核心服务器SoC产品。


Bhandarkar对基于ARM的服务器SoC态度也明显软化,今年一月,他曾质疑基于ARM的服务器SoC。在稍早前LSI活动中,他首次将ARM核心与Atom和Bobcat相提并论,但他也表示,这并不代表有任何架构会被取代。


他还表示,微软正在推动从Gigabit到10 Gbit/s以太网的转变。“10Gbit交换机的成本不断下降,我们对此感到相当兴奋,”他说。


他还提出了对三相电源供应器、能整合在标准电脑机架中的UPS盒,以及增强型稳压模组的需求。“我愿意为更高效的VRM多付50美分来得到更大的节能效果,”他表示。


今天,微软使用仅具有一个PCI Express插槽、最小化的存储器,以及无RAID的双插槽1U机架服务器,它可执行在27℃或稍高的温度下。“我们的长期目标是让这些机器能在35℃温度下运作,以节省冷却成本,”他说。


微软为其最新的数据中心定义了称之为IT PAC(预组配零组件,如下图所示)的建构模组,其尺寸大于过去使用的货柜。其中包含了15个服务器机架,每一个机架都具有90个双插槽服务器。巨大的风扇设置在服务器上方让空气流通。除了机架和风扇以外,还设置了用于冷却的蒸发器(evaporator)用于加热的气动搅拌器(air mixer),这两种装置都必须引进外部空气。


这四种装置一起被放置在一个密封包装中,功耗达5MW。而ITPAC则放置在一个巨大、简单且没有架高地板的“仓库”中。但未来,因应ITPAC对周围空气的需求,这种系统架构甚至可能不会有4片完整的外墙。


“我初到微软时,我们的工程师分属服务器和数据中心两个部门,但经过不断的最佳化以后都合并了。现在,数据中心就是服务器。


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