熄燈數(shù)據(jù)中心的基本思想非常簡單，就是指一種無人值守的數(shù)據(jù)中心，其中部署著完全自動化的設(shè)施，無需任何人員參與即可完成操作。通過“熄燈”的方式，大大節(jié)省了能源和人員管理成本。
事實上，“熄燈”這個想法源自制造業(yè)，具體可以追溯到PhilipKDick在1955年發(fā)表的一篇短篇小說。文中提及，在荷蘭，飛利浦工廠可以在少數(shù)質(zhì)檢人員的監(jiān)督下制造剃須刀。而在日本Fanuc工廠，即便長期關(guān)閉空調(diào)和供暖系統(tǒng)，也完全不影響機器人的生產(chǎn)效率。
十多年來，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心一直通過運營人員管理和維護數(shù)百臺甚至數(shù)千臺服務(wù)器。除非更換硬件或修復(fù)故障，他們通常不會進入機房。數(shù)據(jù)中心的機械和電氣設(shè)備也都是自動化的，因此冷卻裝置可以在無人值守的情況下運行，并且提示工程師或致電制造商，以進行偶爾的預(yù)防性維護。
長久以來，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心一直在通過人工來管理和維護服務(wù)器。為此，給運維人員提供工作環(huán)境和條件所進行的各種安全設(shè)置和環(huán)境設(shè)施或多或少的都需要利用一定的空間和能源。
熄燈數(shù)據(jù)中心在2011年首次亮相，當時美國互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商AOL公司進行了一次大型展示，宣布推出名為ATC的小型無人值守微型設(shè)施。AOL公司技術(shù)副總裁MikeManos是一位曾在微軟公司工作過的數(shù)據(jù)中心專家，他在一篇博文中對熄燈數(shù)據(jù)中心的理念表示贊賞，認為這種技術(shù)“從根本上改變了業(yè)務(wù)”。
熄燈數(shù)據(jù)中心的宣傳炒作
如今，十年過去了，AOL公司早已不復(fù)存在，而數(shù)據(jù)中心仍然需要運營人員進行維護和管理。
確實，ATC的一些創(chuàng)意一直存在，通常可以采用預(yù)先安裝服務(wù)器的方式將機架安裝在這樣的數(shù)據(jù)中心中。
數(shù)據(jù)中心設(shè)計師指出，數(shù)據(jù)中心的機架和服務(wù)器可以放置得更近一些，如果不考慮建筑物適宜人類居住的因素，則可以通過在較高的溫度下運行來削減冷卻費用。而抽取空氣中的氧氣可以防止火災(zāi)，并減少腐蝕。
但是總的來說，數(shù)據(jù)中心仍然充斥著大量大型設(shè)施，仍然需要配備現(xiàn)場工作人員。
UptimeInstitute是數(shù)據(jù)中心可靠性方面的權(quán)威機構(gòu)，該機構(gòu)一直建議數(shù)據(jù)中心運營人員需要隨時準備處理出現(xiàn)的任何問題。該機構(gòu)的技術(shù)專家RichardF.VanLoo在2015年發(fā)布的一份簡報中表示：
對于需要在TierIII級或TierIV數(shù)據(jù)中心設(shè)施運營關(guān)鍵業(yè)務(wù)的組織來說，我們建議至少有一到兩家數(shù)據(jù)中心運營商的工作人員全天候(一年365天24X7)在現(xiàn)場工作。
熄燈數(shù)據(jù)中心的發(fā)展在此后發(fā)生了一些變化，尤其是規(guī)模較小的數(shù)據(jù)中心提供商，例如EdgeConneX公司。
EdgeConneX公司在美國和歐洲構(gòu)建的24個數(shù)據(jù)中心一直致力于采用一個熄燈運營模式。該公司的主要業(yè)務(wù)是二線數(shù)據(jù)中心市場的內(nèi)容分發(fā)，以及不需專職人員操作的數(shù)據(jù)中心設(shè)施的設(shè)計，當需要提供上門服務(wù)時，可利用先進的監(jiān)控設(shè)備，并進行遠程操作。
EdgeConneX公司的設(shè)計也許是利用自動化來簡化數(shù)據(jù)中心的運營的最雄心勃勃的例子，是一種利用設(shè)計作為工具改變商業(yè)模式的經(jīng)濟學(xué)。其采用了一種先進的設(shè)計和操作模板，讓EdgeConneX公司快速改造現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心建筑達到第三級的冗余度，可以支持更多的高功率密度的工作負載，每個機柜可超過20千瓦。
EdgeConneX公司CIOLanceDevin表示：
我們的整個業(yè)務(wù)前提都是基于熄燈數(shù)據(jù)中心的。我們通常部署電力容量為2MW的數(shù)據(jù)中心，而不是100MW的大型數(shù)據(jù)中心。因為我們無法承擔在數(shù)據(jù)中心安排3名工程師、17名安全人員以及2名維護人員所需的成本。
EdgeConneX公司擁有廣泛的客戶群，并運行分段管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以讓客戶控制IT硬件，而EdgeConneX公司則負責(zé)管理電源和冷卻基礎(chǔ)設(shè)施。
這樣的數(shù)據(jù)中心雖說算不上完全“熄燈”，但EdgeConneX能夠遠程控制安全性，這樣一來，客戶服務(wù)人員就可以通過服務(wù)臺來進行操作，無需與任何操作人員進行現(xiàn)實碰面。
疫情封鎖推動熄燈運營
隨著新冠疫情席卷全球，大多數(shù)公司(甚至是那些被認為不可或缺的公司)都采取了嚴格的居家隔離，在家辦公政策。這也導(dǎo)致了一些問題的出現(xiàn)：
依靠現(xiàn)場數(shù)據(jù)中心支持人員的公司很快意識到，由于平時都是他們的員工在現(xiàn)場監(jiān)視數(shù)據(jù)中心，因此他們自身對數(shù)據(jù)中心操作的了解有限或沒有可視性;
許多積極主動型并且早前就已經(jīng)部署了遠程功能DCIM(數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)管理)的公司很快就發(fā)現(xiàn)了他們在覆蓋范圍上的空白;
被視為“低優(yōu)先級”的云遷移項目已經(jīng)變?yōu)?ldquo;高優(yōu)先級”甚至“最高優(yōu)先級”;
由于許多公司此次準備不充分，因此，他們更期待可以做好下一次準備。以下是大多數(shù)公司應(yīng)該采取的一些非常具體的策略：
將數(shù)據(jù)中心外包給云服務(wù)提供商或托管公司，以保證正常情況下甚至危機期間，關(guān)鍵應(yīng)用程序的正常運行;
通過遠程或通過自動化監(jiān)視和執(zhí)行維護和升級功能，使內(nèi)部數(shù)據(jù)中心盡可能“熄滅”。
當越來越多的工作人員需要遠程居家辦公時，數(shù)據(jù)中心運營商采用的遠程控制服務(wù)也呈現(xiàn)激增趨勢。根據(jù)數(shù)據(jù)中心運營商QTSDataCenters公司首席技術(shù)官BrentBensten的說法，在由于疫情而導(dǎo)致封鎖的前三周內(nèi)，該公司遠程管理門戶(服務(wù)交付平臺或SDP)的登錄量激增了30%，而用戶在該系統(tǒng)上花費的時間也是原來的2倍。
Bensten表示：
新冠疫情加速了遠程管理平臺和工具的應(yīng)用，因此可以遠程完成以前在現(xiàn)場完成的工作。
熄燈運營還是繼續(xù)面臨技能短缺問題?
在許多情況下，“熄燈”是降低數(shù)據(jù)中心技能要求的一種方式，既可以作為一種削減成本的手段，也可以作為解決難以尋求熟練員工問題的一種方式。
施耐德電氣公司的工程師StevenCarlini在一篇博客文章中對“為什么將來每個數(shù)據(jù)中心都將成為熄燈數(shù)據(jù)中心”進行了解釋。他認為，企業(yè)應(yīng)該“盡可能”讓其內(nèi)部部署數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)“熄燈”，部分原因是為了應(yīng)對疫情導(dǎo)致的封鎖，另一部分原因是為了解決技能短缺問題。
Carlini表示：
熄燈和無人值守的說法可能并不完全準確，因為安全人員很可能會在現(xiàn)場工作。建議數(shù)據(jù)中心應(yīng)該雇用具備機械技能的安全人員，并讓他們實施即插即用的硬件更換工作，有些公司已經(jīng)在嘗試使用Zoom視頻軟件指導(dǎo)人員進行維護和維修。
在很多情況下，“熄燈”數(shù)據(jù)中心的概念已經(jīng)演變?yōu)椴恍枰嗉寄艿牡胤健?/div>
水下數(shù)據(jù)中心的探索
那么，真正“熄燈”運營的數(shù)據(jù)中心真的存在嗎?可能有一些數(shù)據(jù)中心以這種方式運行，但是并未公開;也可能是出于保密的原因，或是因為最終失敗了，例如AOL公司的ATC數(shù)據(jù)中心。
但是，我們確實知道一個知名案例。
早在2016年，微軟公司就曾向外界發(fā)布了一個創(chuàng)新型的“環(huán)保”數(shù)據(jù)中心——ProjectNatick數(shù)據(jù)中心(事實上，該項目于2014年已經(jīng)啟動，2016年才正式對外公布)。最初，微軟先是建造了一個水下數(shù)據(jù)中心的原型——代號LeonaPhilpot的數(shù)據(jù)中心膠囊，并于2015年安置在加州海岸附近10米深的海水下長達四個月。LeonaPhilpot數(shù)據(jù)中心膠囊無需人員值守，使用壽命可達20年以上，采用可再生能源，每五年更換一次服務(wù)器硬件。
2018年，ProjectNatick研究項目進入到第二階段，開始設(shè)計和制造成熟完整的水下艙室。此次，微軟公司研究團隊在12個數(shù)據(jù)中心機架上放滿服務(wù)器，然后將服務(wù)器部署在一個壓力容器中，并將其沉入蘇格蘭海岸附近的海底。
2020年，微軟公司從海底打撈回這個代號為“SSDC-002”的水下數(shù)據(jù)中心。這個數(shù)據(jù)中心是一種充滿氮氣的鋼質(zhì)容器，其中12個機架中運行864臺服務(wù)器，其存儲容量達到27.6PB，并通過電纜和光纖連接與地面的設(shè)施相連。
ProjectNatick水下數(shù)據(jù)中心負責(zé)人DavidCutler表示：
我們在無人接觸的情況下運營了該設(shè)備長達25個月零8天，其結(jié)果無疑是令人滿意的。
可靠性和摩爾定律
水下數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的可靠性要比陸地上同類服務(wù)器高出7倍。ProjectNatick水下數(shù)據(jù)中心使用了一批二手服務(wù)器，并將其中135臺服務(wù)器放置在陸基數(shù)據(jù)中心中運行，其余的855臺服務(wù)器部署在這個水下數(shù)據(jù)中心。
結(jié)果顯示，在135臺陸地服務(wù)器中，有8臺服務(wù)器在兩年內(nèi)發(fā)生了故障。而在水下數(shù)據(jù)中心的855臺服務(wù)器中，只有6臺服務(wù)器發(fā)生故障。這些服務(wù)器都執(zhí)行相同的任務(wù)，并且沒有進行任何維護，但是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的振動和氧氣環(huán)境似乎影響了其可靠性。
關(guān)于”熄燈“數(shù)據(jù)中心的一大反對意見是，需要定期更換服務(wù)器和存儲設(shè)備，這并不是因為服務(wù)器和存儲設(shè)備已經(jīng)耗盡，而是因為它們已經(jīng)過時。幾十年來，IT硬件遵循摩爾定律(即硬件性能隨著技術(shù)進步每18個月翻一番)，采用新服務(wù)器僅在使用能源成本方面就可以在三年內(nèi)收回投資。
如今，芯片工藝現(xiàn)在已經(jīng)接近極限，摩爾定律也即將終結(jié)，而服務(wù)器的使用壽命將更長。Cutler預(yù)測，這將使數(shù)據(jù)中心運營商最終走向”熄燈“模式。在數(shù)據(jù)中心的整個生命周期中，服務(wù)器往往占據(jù)很大一部分成本。在后摩爾定律時代，實際上沒有理由每兩年更換一次基礎(chǔ)架構(gòu)。”
在邊緣采用熄燈數(shù)據(jù)中心
盡管傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心仍然需要運營人員進行管理，但新的應(yīng)用場景和邊緣計算領(lǐng)域?qū)⒖赡苄枰\營熄燈數(shù)據(jù)中心。
物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)以及人們將媒體和應(yīng)用程序流氏傳輸?shù)郊抑械男枨螅瑢?dǎo)致了對高度分散的低延遲資源的需求。這意味著需要靠近人員和數(shù)據(jù)源部署大量小型數(shù)據(jù)中心設(shè)施。大多數(shù)的邊緣數(shù)據(jù)中心規(guī)模要比微軟公司ProjectNatick水下數(shù)據(jù)中心(代號SSDC-002)小得多，還有一些甚至在燈柱上安裝。
除非能夠完全消除現(xiàn)場訪問和運營，否則邊緣數(shù)據(jù)中心的容量將成為經(jīng)濟成本上的噩夢，就像電話網(wǎng)絡(luò)在光纖機柜中表現(xiàn)的一樣。
讓我們回到“熄燈”概念誕生的最初。當AOL公司技術(shù)副總裁MikeManosMikeManos提出這一想法時，他實際上是在談?wù)撨吘売嬎阍O(shè)施，旨在使AOL公司的服務(wù)更貼近客戶。
Cutler表示，隨著技術(shù)的進步和發(fā)展，熄燈數(shù)據(jù)中心的發(fā)展可能比人們想象的還要快，將會成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的一種趨勢。
雖然目前，“熄燈”數(shù)據(jù)中心仍然面臨種種挑戰(zhàn)，但有一件事是肯定的：無人值守的“熄燈”數(shù)據(jù)中心不再是一個科學(xué)項目或者一個幻想，隨著技術(shù)的進步和發(fā)展，它的發(fā)展可能比人們想象的還要快，它將成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的一種趨勢。
本文翻譯自：
https://blog.se.com/datacenter/2020/06/22/why-every-data-center-in-the-future-will-be-lights-out/與https://www.datacenterdynamics.com/en/analysis/what-lights-out-data-center/
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