2023年8月9日在数据中心市场年会上举行了2023年度“云计算中心科技奖”颁奖典礼,曙光云计算集团股份有限公司、中移动信息技术有限公司申报的“绿色节能云计算中心”在众多申报材料中脱颖而出,荣获“云计算中心科技奖”卓越奖。该奖项由国家科学技术奖励工作办公室审核并备案(奖励编号:0319),旨在奖励绿色云计算中心中应用的科技创新成果和科技创新产品为经济社会发展和国家节能减排事业做出的重要贡献。鼓励企业和个人自主创新和攀登科学技术高峰,从而推动云计算中心科技成果的产业化转化,促进云计算中心产业绿色、高效地发展。
获奖单位介绍
曙光云计算集团股份有限公司
曙光云计算集团股份有限公司是中国备受认可的云服务商,以卓越的技术能力,为用户提供更安全可信的云服务,成为各级政府首选的数字城市平台级合作伙伴,助力新型基础设施建设、构建城市数字底座,推动数字经济发展。
曙光云是中科曙光战略升级的重要主体。经历十几载发展,曙光云在政府及企业信息化、数字化、智能化建设领域拥有深厚的技术积淀和丰富的实践经验,并充分发挥、利用高端计算优势,布局全国产云、智慧城市解决方案、人工智能等领域的技术研发、应用实践,打造安全可信、全栈服务、高效交付、生态丰富的云服务生态,为政务服务、企业运行提供覆盖IaaS 、PaaS、DaaS、SaaS的全场景服务。截至目前,曙光云已在成都、无锡、南京、包头、乌鲁木齐、邯郸、抚州、泉州等全国各地,以“企业投资运营、政府购买服务”的模式建设了50余座城市级云计算中心,不断为各地政府、企业和公众提供优质的云计算服务、大数据服务和应用开发服务。
中移动信息技术有限公司
中移动信息技术有限公司是中国移动通信集团有限公司下属的全资子公司,对内负责中国移动IT领域统一规划、企业级大数据平台、集中化IT系统的规划、建设、运营运维等工作,致力于打造“可信、可管、可控、可视”的精品IT云,为内部各单位提供资源共享、能力集中、合理管控的IT运营支撑服务。针对中国移动集团外部,依托集中化IT系统和自主研发经验积累,积极探索IT资源和能力优势的对外输出,面向其他行业企业和海外电信运营商提供大数据等IT解决方案和服务,努力拓展对外服务收入份额,力争成为业界有影响力的专业化IT服务机构。
主要完成人
张晓辉、张强、张永满、董少杰、肖爱元
成果介绍
南京云计算中心所处的江苏省南京市属北亚热带湿润气候,四季分明,冬冷夏热。如何让数据中心稳定维持最佳工作温度是南京云计算中心制冷系统首要考虑的问题。传统机房采用开孔地板下送风制冷的方式,气流难以像电流一样被约束,冷热气流容易混合、对流、短路等,会造成气流组织偏离设计值,从而使部分机柜得不到足够的风量或者机柜内的部分服务器得不到足够的冷量,产生局部热区或热点;而同时又有一部分冷风没有被利用,导致系统制冷的工作效率降低,浪费电能。因此,在IT设备制冷方面,南京云计算中心采用了水平送风方式,并通过部署曙光C1000 机柜排级机房基础设施系统实现。曙光C1000 机柜排级机房基础设施系统突破传统制冷概念,采用独立的水平送风制冷空调柜,配合机柜排柜门通道封闭设计,制冷效率高、系统噪音低,冷热通道分离,就近精确送风,可以提供单机柜最高10KW至30KW的制冷能力。另外,曙光C1000 机柜排级机房基础设施系统采取机柜排内循环、氟利昂制冷,专门针对IT设备冷却散热,可以有效解决高密度制冷瓶颈,降低机房PUE值、节能降耗,降低对机房环境的依赖。
在IT软硬件设备选择上,南京云计算中心也优先选用绿色节能的产品,如选用曙光自主研发且具有“低能耗、高密度”特点的服务器产品I620-G系列、曙光自主研发的分布式存储系统ParaStor,采用Scale-Out分布式架构,是一款面向海量非结构化数据处理的高端存储系统,融合了文件、对象、块、HDFS多种协议,真正实现了海量异构数据资源的融合,高效助力企业的数字化转型,可广泛应用于高端计算、通信、自动驾驶、能源勘探等多个领域,全面挖掘数据的潜在价值。目前,曙光ParaStor已连续三年入围中国移动分布式块/文件存储集采,提供400余套,2000+以上节点的存储资源,为运营商构建云化基础设施平台,全力支撑云资源池的BOM域等核心业务。中心还采用了曙光自主研发的拥有完整的知识产权的全智能功耗调控软件PowerConf.,该软件可为用户提供高效、可靠、易用的功耗管理工具,能够在不影响服务器性能的前提下,减少用户的能耗成本,满足客户在不同的硬件和软件环境下进行服务器功耗监控管理的需求。
实际应用情况
南京云计算中心是经南京市政府批准成立,由国内云计算行业领军企业曙光信息产业股份有限公司与南京市江宁区经济技术开发区共同规划建设的云计算产业基地。南京云计算中心已于2012年4月建成并启动运营,机房总面积600平方米,配置机柜168个,各类高端服务器500多台,专业提供云计算、大数据方面的技术咨询和服务,重点面向电子政务、中小企业、科研院所、行业云等。
国内数据中心中,机房面积在400平方米以下的小型数据中心在数量上占到了数据中心总量的75%以上。南京云计算中心属于典型的中小型数据中心,并且投入运行时间较早,运营时间较长,业务稳定;具备国内中小型数据中心的典型特点。
南京云计算中心依托曙光信息产业股份有限公司在高端计算HPC、云计算、数据中心基础设施建设等领域多年的积累,结合中心自投入运营以来积累的运行经验与运维数据,在绿色数据中心建设试点的过程中有充分的技术实力和经验积累,试点中涉及的技术、经验、管理方法等在已建成的中小型数据中心节能技术改造、新建中小型数据中心规划设计等方面均有较强的指导意义。
中小型数据中心,特别是已建成的中小型数据中心,因其自身规模、功能、预算等多方面的考虑,其建设过程与大型数据中心有显著的不同,主要体现在如下几个方面:
1.场地,中小型数据中心因其规模限制,通常无法获得独立的专门设计的适用于数据中心的建筑形态,通常会在已有的建筑中划定专门的区域用于建设数据中心。上述地点建筑形式的限制导致很多在大型数据中心中行之有效的自然冷却、水冷空调等技术节能手段无法施展。因无法获得独立建筑,数据中心需要与其他部门共同办公,对噪音的控制提出要求,类似柴油发电机的设备无法部署。
2.功能,中小型数据中心往往作为某个特定单位或少数几个单位的综合数据中心,承载的业务类型多且全面,数据中心功能无法用特定的模块化单元来解决而往往需要采购专门的IT设备如:高端计算类应用无法采用虚拟化方式实现,必须使用物理机和高端网络设备,办公服务类应用需要部署在虚拟化平台上节约成本但是需要较高的数据安全级别,需要配置高可靠性的高端磁盘阵列,数据库类应用需要高端的多路X86服务器甚至小型机加盘阵的专用区域,保密级别较高的信息系统需要与其他系统物理隔离、曙光ParaStor,在中国移动业务云化的行业发展趋势下,逐步兼容苏研、思特奇、华胜、云宏、VMware、KVM、ZStack等十几家平台,保证其虚拟化及云平台稳定运行。还可高效支持多种系统,充分保障超高的业务可靠性与冷、热数据的安全,满足云化转型的全方位结构化数据存储需求。上述多样化的功能需求决定无法采用定制化IT设备模块的方式实现数据中心建设,因为他们通常需要多种不同功能模块而需求量都很少。
3.预算,中小型数据中心通常无法获得足够的预算配置在大型数据中心中必须的配置,例如:能效监控与管理系统、多路接入的UPS、专门建设的直流供电系统、专业的高水平运维团队、定制化的基础设施等。同时因为数据中心规模较小,消耗的电力、水源等资源较少,在绿色节能方面的投入不能获得充分的回报,获得的专门投资必然不充分。
上述特点决定了中小型数据中心的绿色节能工作与大型数据中心的区别,很多技术手段是完全不同的用法,同时节能建设过程中需要尽量使用低成本的技术与方法。通过上述问题也可以看出,在中小型数据中心中开展节能减排工作更加复杂与困难。
南京云计算中心除了具备上述共性的特定外,在设计建设工程中采用了曙光公司自主研发的排级柜内制冷式机柜,在节能减排方面有一定的基础。在创建绿色数据中心试点过程中,结合中小型数据中心共性特点和南京云计算中心具体情况,主要按照如下方针指导绿色数据中心建设:
1.确定数据中心边界,建立能效监控体系。因历史原因,目前南京云计算中心机房并没有与其他部门划定明确界线,各部门共用接入市电,在部门边界上没有使用单独的计量设备,没有能效监控系统和相关管理制度。在建设绿色数据中心过程中首先要明确数据中心范围,与其他业务部门划分能源使用边界;在数据中心部分的各子系统的电力线路上部署计量设备,采集计量数据;开发能效管理信息化系统,将能效管理信息化系统集成到综合运维平台;将能效管理数据接入到综合运维数据库中;将能效管理纳入综合管理体系。
2.升级现有节能产品,引进新的节能技术。南京云计算中心部署的曙光C1000排级数据中心基础设施系统,是一种集成了机架、配电、空调、照明、监控等多种功能的先进数据中心基础设施。该系统在使用过程中表现良好,在节能减排方面有先天优势。在绿色数据中心试点建设过程中,我们将积极联合设备厂家,对该设备进行升级,在现有基础上进一步降低能耗,增加能效比。引入更多节能环保技术产品和方法手段,例如:在保障机房正常照明的情况下减少机房照明灯,在冬季等气候条件允许情况下,尝试使用新风系统辅助进行机房制冷,在新上业务系统和替换退役老装备过程中使用获得国家统一推行的电子信息产品污染控制自愿性认证的节能绿色型IT设备等。
3.整合上下游,联合推进节能环保建设。数据中心是一个复杂的聚合体,在建设过程中涉及到设计施工方、设备供应厂商、建筑物业、运维管理部门、最终用户等多方面的协调与沟通工作。建设绿色数据中心也需要综合协调各方面力量,综合考虑节能减排工作。请设计施工方对原有设计方案进行评估,提出提升节能水平的整改意见并协调落实;与设备供应厂商协调供应绿色节能型IT设备,并由供应商对云计算中心退役设备进行回收无害化处理,降低电子垃圾污染;与物业管理进行沟通,向服务与数据中心的物业人员宣传环保意识,督促其在日常工作中节约水电;与最终用户协商,在保障应用系统安全性与稳定性不变的情况下,采用服务器虚拟化、灵活租赁、分时复用等手段,提升IT设备使用率,在低负载或节假日期间关闭部分IT设备和相应冷却系统,提升能效。
4.手段方法制度化,节能减排循环推进。将能效利用率考核纳入运维人员考核管理体系,将新增的节能减排方法与技术手段与现有技术手段有机融合,形成新的运维管理手册,突出强调节能减排的作用并增加涉及节能减排的指标项在考核体系中的占比。完善应用管理与设备管理,通过加强对应用和设备的管控,在保障系统运行效率,保障正常冗余的条件下,提升设备利用率,减少空余运转设备,提升数据中心能效。调动运维人员积极性,对在节能减排工作中发现原有漏洞、提出新方法的运维人员,给予物质奖励。在系统运行稳定后,通过精确控制运维系统,合理安排节能减排的人员,根据节约的能源开销,给予一定比例的物质奖励,并定期评选节能减排先进个人,计入绩效考核;对未能严格遵守运维管理手册,造成能源浪费的,给予相应处罚。提升运维人员节能减排的积极性。
2023云计算中心科技奖•卓越奖
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