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存储节能:减少转换、磁盘驱动器及MAID

发布时间:2019-05-28 21:13 来源:未知 编辑:admin

  当能耗本身在服务器行业成为了一个问题的时候,预示着它也将成为存储系统上需要面对的问题。根据一些专家的说法,研究表明,如果我们在服务器和存储系统上大规模改用墙壁式插座,将大大降低能耗。根据来自DLB联合公司的IT顾问Don Beaty的说法,在许多数据中心里,交流电和直流电之间的转换往往需要通过好些步骤。Don自己同时也是美国采暖、制冷与空调师协会的成员,长期致力于数据中心能耗及温控方面的工作。

  Beaty表示,“从电流被输出的源端到服务器,再到服务器内部,电流之间的转换已经完成了很多次。”美国劳伦斯伯克利国家实验室分管环境能源科技部门的首席研究员Bill Tschudi说,他正在致力于与服务器厂商、美国能源部以及美国环境保护局的合作,试图共同努力来发现一种标准电压,并且重新设计服务器以实现之间从直流电中获取能量来解决问题。

  虽然Tschudi的小组还没有开始和存储厂商们工作,然而有关能耗转换的问题可以应用到任何的计算机上。如今的主板使用的仍然是在不同的电压之间采取多步骤、低效率的电压转换,而这些规范都是上世纪七十或者八十年代设计出来的,那个时代的设计的芯片需要多级电压转换。更需要说明的是,降低电压转换次数也是解决数据中心能耗问题最有效的方法之一。Tschudi说,“即便是采用了当今最先进的电源技术,直流电效率最多也只能提高10%到15%,而一旦我们能大规模使用平均转换系统,整体性能提升率可以上升到20%到30%。”

  就目前来看,存储行业的发展方向还并不明了。一些厂商,比如像Sun公司,从2.5英寸磁盘问世以来就一直雄心壮志的希望推广电压电平的标准化。Sun公司存储集团的首席技术官Chris Wood说,“在当前的市场上,企业级系统里面通常有5伏和12伏电压转换。”Wood说,更高的电压合适于像3.5英寸大小的磁盘以高速运转,然而一旦小规格磁盘进入市场后,客户实际需要的知识更小的引擎和更低的电压,从这点意义上来说,我们甚至可以废除12伏的电压。Wood还表示说,“现在整个行业都在朝着小规格的磁盘存储方向在发展,这也是我们之前所描述问题的原因之一。”

  据Tschudi介绍,NetApp公司的存储设备是唯一一家在美国劳伦斯伯克力国家实验室里被“观察”的存储设备。Tschudi描述说,“他们用NetApp的产品做实验来观察转换的过程,此外他们也通过提升制冷设计在提升效率方面做出了努力。”NetApp公司的存储市场总监Brett Battles表示,他们的公司至今为止并未因为美国劳伦斯伯克力国家实验室的“介入观察”而做出太多的改变。“我们还是技术在评估我们的新电源供电情况,但是因为还在评估环节的初始阶段,就目前为止,我们还没有获得太多的详细数据这样我们也无妨做出太多的介绍。”HDS公司是另外一家期待使用直接电源选项的主要存储厂商。他们的首席科学家 Claus Mikkelsen说“虽然我们目前还处于发现的早期阶段,我们仍然在致力于直流电的使用以及其他节点措施的选择上。”

  存储系统厂商Xyratex科技以及Dot Hill系统分别推出了他们专为直流电压电源设计的存储系统。然而Xyratex科技的电源供应产品负责人Ken Claffey却表示,在存储系统里节约能耗并不像直接减少转换次数或者甚至重新设计更好的电源这么简单。他说,“在电源高效的研发上,存储系统受到两方面的限制,一方面是来自于我们需要有足够的能耗确保磁盘能以较高的速率运转,另一方面的需求来自于对冗余性和可靠性上的需求。”

  更需要说明的是,降低电压转换次数也是解决数据中心能耗问题最有效的方法之一。

  为了实现高可用性,即使是最有效率的能耗供应往往也被过度的分配了在存储系统满负荷运转时也不需要达到的能耗,甚至是系统真正需要的两倍。Xyatex公司正在寻找一种更高效的电源供应,然而Claffey说,“在冗余性和高效性之间,我们必须找到一个好的平衡点。” Xyratex最近正在测试一种可以对电源供应实现动态负载均衡分配的工具,这样就可以根据系统本身负载的需要来自动调整电压。

  Dot Hill系统则表示,除了在电压转换方面做文章外,还有别的更好的方法用于降低存储能耗。它们其中之一就是使用MAID技术,这也是Dot Hill公司的产品中使用的技术之一。

  用户和政府都已经知晓。美国环保局在2007年5月提交了一份有关能源效率方面的报告给国会,报告虽然主要是针对服务器,但也被认为是和存储系统有关的报告之一。这份初步报告评估了企业级存储系统中的全部能耗成本,包括网络、控制器、交换机,这些设备产生的能耗成本比单纯磁盘驱动器高出了有50%或者更多。

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