華為Cloud BU全球云數(shù)據(jù)中心設(shè)計與技術(shù)總監(jiān)檀志恒

　　華為Cloud BU全球云數(shù)據(jù)中心設(shè)計與技術(shù)總監(jiān)檀志恒在第四屆數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施峰會上發(fā)表了題為《云時代數(shù)據(jù)中心對基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)和需求》的演講。

　　各位嘉賓，上午好！我今天和大家分享的題目是《云時代數(shù)據(jù)中心對基礎(chǔ)設(shè)施的需求和挑戰(zhàn)》，這個題目有點(diǎn)大，在開始這個題目研討之前，我想和大家共同思考一個問題，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心和云數(shù)據(jù)中心的根本區(qū)別到底是什么？

　　我很贊同一種觀點(diǎn)，這個觀點(diǎn)就是商業(yè)模式的不同，是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心與云數(shù)據(jù)中心的根本區(qū)別。為什么這么說呢？對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心我們通常總是認(rèn)為，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心里面我們是以數(shù)據(jù)中心的設(shè)備為主，從而相對割裂數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施與企業(yè)服務(wù)產(chǎn)品，那么快速發(fā)展的企業(yè)服務(wù)，對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的要求，尤其是對交付的要求是很高的，我們傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的這種以基礎(chǔ)設(shè)施為核心的或者說為中心的這種理念，不能滿足快速發(fā)展的企業(yè)服務(wù)要求。

　　我們會看到，為了解決這種結(jié)構(gòu)性的矛盾，我們必須以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)，我們必須以服務(wù)為導(dǎo)向，把這個傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，以及我們所運(yùn)用的運(yùn)營管理平臺，以及服務(wù)產(chǎn)品，作為一個統(tǒng)一的服務(wù)產(chǎn)品，按時隨時隨地快速的進(jìn)行交付。所以我們云時代數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，都必須以保證商業(yè)模式這種建設(shè)的成功為前提。我今天所研討的話題就以這個為核心來進(jìn)行展開。

　　我們先介紹一下云數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的布局的影響，首先我們看一下云的這種商業(yè)模式，低成本訴求驅(qū)動數(shù)據(jù)中心向內(nèi)蒙、寧夏、貴州這些低成本區(qū)域進(jìn)行會聚，大型云數(shù)據(jù)中心的廠家前店后廠這種數(shù)據(jù)中心的部署模式逐步形成，云區(qū)域多可用區(qū)（Available Zone）等概念被業(yè)界普遍接受并應(yīng)用。講這些內(nèi)容大家會有一些疑問，對我們數(shù)據(jù)中心的建設(shè)者或者規(guī)劃者有什么意義呢？作為云數(shù)據(jù)中心的管理者，我們在市場或者我們在經(jīng)營中遇到很多問題，我知道今天有很多嘉賓來自于數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃，包括政府部門，實際上我們在市場中應(yīng)該深刻的理解云這種商業(yè)模式對于我們數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的影響。

　　比如說多可用區(qū)這種概念被業(yè)界普遍的接受和實施，我們數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃者和建設(shè)者，就應(yīng)該深刻的理解多AZ的概念，比如我們云要部署在多AZ的基礎(chǔ)上，在市場上我們進(jìn)行數(shù)據(jù)中心規(guī)劃的時候，就應(yīng)該以多AZ為指導(dǎo)，比如說我們在距離和網(wǎng)絡(luò)時延要求上，我們有一定的要求，我們在市場上會發(fā)現(xiàn)我們有很多的數(shù)據(jù)中心，但是這種結(jié)構(gòu)性的差異，比如說我們在建設(shè)的時候，沒有考慮業(yè)務(wù)場景的具體的要求，我們的數(shù)據(jù)中心都是扎堆建設(shè)的，或者說我們數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃離得特別遠(yuǎn)，滿足不了時延的要求，那么對于我們云服務(wù)的這種商業(yè)模式就不能夠進(jìn)行滿足。

　　從華為云在中國區(qū)域部署的架構(gòu)中，首先我們可以看到在核心層，我們在烏蘭察布、在貴安有兩個大規(guī)模低成本的資源池，也就是我們前面提到的后廠，對于時延要求比較敏感的客戶，我們在東南西北、華東、華北，就是北京區(qū)域、上海區(qū)域，以及華南、廣州和深圳，包括我們的西部區(qū)域，包括我們今天所在的成都以及貴陽，我們部署了二級核心起點(diǎn)，我們還會結(jié)合客戶的需求，華為云在一些二三級城市部署了邊緣節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)中心。

　　講完了布局整個架構(gòu)的影響，我們看一下云這個產(chǎn)業(yè)在我們中國對于實際數(shù)據(jù)中心的落地到底是一個什么樣的影響。我們從最近的四年，應(yīng)該說大概是從2013年或者2014年開始，大型云數(shù)據(jù)中心在一類地區(qū)，剛才提到的內(nèi)蒙、寧夏以及貴安、貴陽等地區(qū)密集布局，開始落地。包含華為在內(nèi)的阿里巴巴、蘋果以及騰訊等公司這些云玩家已經(jīng)建設(shè)好或者是已經(jīng)開始進(jìn)行布局?jǐn)?shù)據(jù)中心。

　　講完布局方面的影響，我們看一下云數(shù)據(jù)中心對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模的影響。根據(jù)CISCO對超大型數(shù)據(jù)中心規(guī)模的統(tǒng)計和預(yù)測，從2016年開始到2021年超大型數(shù)據(jù)中心的年負(fù)荷增長率達(dá)到13%，超大型數(shù)據(jù)中心的一些特點(diǎn)，我這里簡單的介紹一下，后面我會結(jié)合數(shù)據(jù)中心的規(guī)模給我們業(yè)界和行業(yè)的挑戰(zhàn)做一些講解。超大型數(shù)據(jù)中心除了服務(wù)器規(guī)模達(dá)到了10萬臺或者幾十萬臺這樣的規(guī)模以外，同樣它的功率密度越來越高，達(dá)到了8到15千瓦，甚至更高，那么我們?nèi)A為云數(shù)據(jù)中心有關(guān)AI或者其他的一些應(yīng)用的部署，單機(jī)柜功率密度有可能達(dá)到幾十萬千瓦的水平。同樣數(shù)據(jù)中心的建筑面積以及網(wǎng)絡(luò)連接是越來越密集，對于安全的要求也是越來越高。

　　超大型數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越大，是不是代表小型數(shù)據(jù)中心就沒有未來？事實有可能是恰恰相反的。我們知道萬物互聯(lián)浪潮的到來，遠(yuǎn)程的云數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)已經(jīng)滿足不了或者是解決不了這種需求，而邊緣計算是一個很好的解決方案，可以說邊緣計算是小型數(shù)據(jù)中心的未來，因為不僅僅對于我們個人，對于企業(yè)運(yùn)用客戶來講，比如說我們自動駕駛或者是無人駕駛汽車，遠(yuǎn)程的辦公系統(tǒng)，以及華為的體驗店，這些應(yīng)用場景都要求數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施更加靠近數(shù)據(jù)源，這個時候才能滿足隨時快速的接入的要求。除了對于布局的要求以外，從小型數(shù)據(jù)中心的管理和部署方面來講，我們要求數(shù)據(jù)中心更加集成化，部署更加快速化，要求一鍵即成，快速部署，當(dāng)然對于我們小型數(shù)據(jù)中心由于廣泛的布局，同樣對基礎(chǔ)設(shè)施以及整個信息安全的管理提出的挑戰(zhàn)，怎么通過遠(yuǎn)程智能化的管理來保證管理效率的提升，以及信息安全的保證，這個都是我們面臨的挑戰(zhàn)。

　　講完規(guī)模，我們再看一下我們云這種商業(yè)模式下，我們對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的交付，同樣我們面臨的挑戰(zhàn)。由于我們業(yè)務(wù)的不確定性，給我們規(guī)劃造成了一定的挑戰(zhàn)，我相信我們在座的有很多數(shù)據(jù)中心的建設(shè)者，當(dāng)我們規(guī)劃的過于激進(jìn)，我們超前規(guī)劃的時候，我們就會造成大量的提前投入，當(dāng)我們規(guī)劃太少的時候，我們就滿足不了業(yè)務(wù)的需求，由于數(shù)據(jù)中心是一個重資產(chǎn)的投入，我們要嚴(yán)格控制現(xiàn)金流，同樣我們前面講到了由于我們現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)供給上面臨的一些問題，對于數(shù)據(jù)中心的機(jī)房資源，尤其是對于我們云數(shù)據(jù)中心的需求者，比如我們在市場找數(shù)據(jù)中心資源的時候，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心租賃的資源是很短缺的，也就是一種結(jié)構(gòu)性的短缺，雖然我們的規(guī)�，F(xiàn)在越來越大，但是能夠滿足我們需求的數(shù)據(jù)中心這種基礎(chǔ)設(shè)施有可能還是相對比較少的。

　　我們就要求數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的交付要根據(jù)我們的業(yè)務(wù)按需、彈性、快速，能夠去工程化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，對業(yè)界一些好的應(yīng)用或者好的理念，比如說在FACEBOOK提出了RDDC概念，亞馬遜提出了JITDC的概念，華為提出FusionDC的概念，所有這種交付的方式，都是為了滿足我們云這種產(chǎn)業(yè)或者這種商業(yè)模式的需求。

　　我們前面講到了數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的部署，包括規(guī)模和架構(gòu)，那么對于我們實際的數(shù)據(jù)中心各個系統(tǒng)里面的架構(gòu)到底有什么影響呢？前面我介紹到數(shù)據(jù)中心在我國逐步向內(nèi)蒙的烏蘭察布、貴陽以及寧夏的區(qū)域進(jìn)行匯集，這些區(qū)域我們前面講到一級數(shù)據(jù)中心的建設(shè)區(qū)域，自然新風(fēng)直接冷卻方案，包括直接蒸發(fā)、間接蒸發(fā)冷卻的技術(shù)，在這個數(shù)據(jù)中心得以應(yīng)用和實施。設(shè)計PUE可達(dá)1.1—1.2，我昨天到的西安，其實對于我們西北地區(qū)，我們有很多的數(shù)據(jù)中心建設(shè)，其實剛才講到的直接新風(fēng)含直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)、間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)，在我們西北地區(qū)有廣闊的前景，我昨天到西安以后有點(diǎn)遺憾，下來就是有很嚴(yán)重的霧霾，為什么我覺得有點(diǎn)遺憾呢？如果大家仔細(xì)研究業(yè)界，尤其在在美國在數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)目前空調(diào)冷卻的解決方案來看，直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)是在目前包括亞馬遜、微軟、FACEBOOK大型云玩家里面是最科學(xué)、商業(yè)模式最成功的技術(shù)解決方案�，F(xiàn)在不管是西北地區(qū)還是華北地區(qū)，我們的霧霾很嚴(yán)重，我們就要轉(zhuǎn)向間接蒸發(fā)冷卻方案。

　　前面介紹了空調(diào)直接新風(fēng)冷卻技術(shù)，下來我們講一下由于我們AI以及EI等運(yùn)用場景對于GPU、CPU以及TUP這方面的應(yīng)用，傳統(tǒng)的風(fēng)介質(zhì)的冷卻，已經(jīng)不能滿足高密度，也就是我們核算TCO的時候，大于15千瓦的部署，已經(jīng)不能滿足這個要求，板極液冷、全液冷、浸沒式的液冷等數(shù)據(jù)中心空調(diào)方案正快速落地、推廣。對于華為來講，我們開始部署剛才說的在西北地區(qū)、在華北地區(qū)的烏蘭察布以及在西南地區(qū)的貴安、貴陽等地區(qū)，我們采用了直接新風(fēng)以及間接新風(fēng)的解決方案，未來我們會采用板極液冷的制冷模式來解決高密度服務(wù)器的應(yīng)用。

　　我們講一下對于供電架構(gòu)以及供電設(shè)備的需求，我們對于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，我們最多的用戶架構(gòu)是我們經(jīng)常說的2N的架構(gòu)，由于上層云技術(shù)的應(yīng)用、上層架構(gòu)的進(jìn)步，我們越來越多的供電架構(gòu)的出現(xiàn)，包含我們的UPS，包括N+R等架構(gòu)，這種架構(gòu)降低了整個數(shù)據(jù)中心TCO的成本，也就是我們在云數(shù)據(jù)中心里面對供電架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施的需求越來越有彈性，我們在座的各位更應(yīng)該根據(jù)我們每個公司的商業(yè)模式來選擇不同的供電架構(gòu)，根據(jù)我們的技術(shù)水平或者說核算的TCO來選擇不同的供電架構(gòu)。我們一直在研究的分布式供電架構(gòu)，隨著電池技術(shù)的發(fā)展，分布式供電架構(gòu)，包括Battery  in Rack、Battery in Server也將得以實施。

　　我們講了大型數(shù)據(jù)中心，講了千千萬萬個邊緣計算數(shù)據(jù)中心，這些數(shù)據(jù)中心我們都要對我們的運(yùn)維、管理提出挑戰(zhàn)，我們分布全球的百萬服務(wù)器手拉肩扛的管理模式已經(jīng)不能滿足這種需求，隨著ZiGbee等無線互聯(lián)的實施，我們?nèi)f物互聯(lián)的數(shù)字設(shè)備通過萬物互聯(lián)管理。并隨著大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)得以應(yīng)用，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施管理的自動化、智能化。

　　我們對于基礎(chǔ)設(shè)施，也就是我們的供電，包括制冷到底又面臨著什么樣的挑戰(zhàn)？高效、綠色的數(shù)據(jù)中心是我們矢志不移的追求，我們不斷的追求PUE  DC的同時，同時要關(guān)注DC對水資源的消耗，2016年中國數(shù)據(jù)中心總耗電量超過1200億千瓦，這個數(shù)字超過了三峽大壩2016年全年的總發(fā)電量，我們傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，我們用的解決方案，大部分是用機(jī)械制冷+冷卻塔這種模式，水資源由于成本方面的考慮，大家都不是很重視，因為它很便宜，對于我們經(jīng)營成本來講壓力不是很大，但是我想強(qiáng)調(diào)由于數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴(kuò)大，數(shù)據(jù)中心對水資源的消耗是一個特別大的挑戰(zhàn)。

　　我去美國，包括和美國的同行進(jìn)行交流的時候，在美國已經(jīng)把數(shù)據(jù)中心的綠色或者高效，已經(jīng)把PUE和WUE作為聯(lián)合評價的指標(biāo)，來評價數(shù)據(jù)中心的先進(jìn)性。目前國內(nèi)在我們行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里沒有一個WUE的要求，在一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里，我大概知道的有可能有一兩家提到了WUE的要求。比如說我們在國內(nèi)有可能達(dá)到一個2.2升/千瓦時這樣一個水平，有可能這還是一個比較好的水平，但是在美國達(dá)到了什么樣的一個水平呢？比如在亞馬遜、在FACEBOOK的WUE達(dá)到了0.2升/千瓦時，所以我們一定要注意我們對水資源這方面的消耗。為什么這樣說呢？我們在實際數(shù)據(jù)中心的設(shè)計和建設(shè)的實踐中，我們就遇到了問題，比如說我們在剛才提到的寧夏、在華北地區(qū)的內(nèi)蒙烏蘭察布等地區(qū)，這些地區(qū)水資源都相對匱乏，當(dāng)我們大規(guī)模數(shù)據(jù)中心設(shè)計的時候，我們跟市政管理部門咨詢的時候，明確提出你們水資源的要求，我們的市政管網(wǎng)、我們市政水系統(tǒng)滿足不了你們的要求，尤其在一個區(qū)域內(nèi)大規(guī)模部署數(shù)據(jù)中心的時候，這個要求和挑戰(zhàn)是很大的。

　　隨著DC單體規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我們?yōu)闇p少這個區(qū)域內(nèi)電力、水資源的壓力，我們應(yīng)該適當(dāng)?shù)目刂茊误wDC的規(guī)模，尤其是一個區(qū)域的數(shù)據(jù)中心的規(guī)模。在減少這個資源要求的同時，從云服務(wù)這個角度來講，我們可以適當(dāng)控制DC的故障域，降低云業(yè)務(wù)的運(yùn)行風(fēng)險。

　　在座的有很多來自政府部門，以及數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃和建設(shè)的公司，我提議作為政府部門要適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)數(shù)據(jù)中心的布局，控制數(shù)據(jù)中心的規(guī)模，從而減少我們對電力、水資源的壓力。另外我們數(shù)據(jù)中心的建設(shè)者也同樣要適當(dāng)?shù)目刂茢?shù)據(jù)中心的規(guī)模，不是數(shù)據(jù)中心越大越好，在國內(nèi)我們做宣傳的時候，我們要少宣傳多少數(shù)據(jù)中心的規(guī)模達(dá)到全球前幾名，我們要適當(dāng)控制數(shù)據(jù)中心的規(guī)模，從而保證這個行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，并能夠適當(dāng)控制云服務(wù)的故障域。