數(shù)據(jù)中心支出的不斷增加，改變了許多企業(yè)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，尤其是金融、信息服務(wù)、媒體和電信公司等信息密集型企業(yè)。在過(guò)去5年中，成立一個(gè)大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心所需的投資已經(jīng)從1.5億美元升至5億美元。在 IT 密集型企業(yè)中，最大設(shè)施的造價(jià)正逼近10億美元。這一支出擠占了新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的資本，降低了某些數(shù)據(jù)密集型產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，并降低了利潤(rùn)。此外，不斷上升的能耗產(chǎn)生了更多、范圍更廣的碳足跡，導(dǎo)致了環(huán)境惡化。對(duì)于大多數(shù)服務(wù)行業(yè)，數(shù)據(jù)中心是企業(yè)最主要的溫室氣體排放來(lái)源。在2000到2006年間，用于存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的電力翻倍，每個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)施的平均耗電量相當(dāng)于2.5萬(wàn)個(gè)家庭的總和。世界上共有4,400萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，消耗了總電力的0.5%。如今，數(shù)據(jù)中心的碳排放已經(jīng)接近阿根廷和荷蘭等國(guó)家的碳排放水平。僅僅在美國(guó)，到2010年數(shù)據(jù)中心的預(yù)計(jì)用電增長(zhǎng)量就相當(dāng)于要新建10座電廠的發(fā)電量。目前的預(yù)測(cè)顯示，如果不對(duì)需求加以遏制，2020年全球數(shù)據(jù)中心的碳排放將是現(xiàn)在的4倍(圖表2)。

監(jiān)管部門已經(jīng)注意到這些發(fā)展趨勢(shì)，正在督促公司拿出解決方案。美國(guó)環(huán)保署 (EPA) 建議，作為建立運(yùn)營(yíng)效率標(biāo)準(zhǔn)的第一步，大型數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)使用能量計(jì)。同時(shí)，歐盟也發(fā)布了一套自愿執(zhí)行的行為準(zhǔn)則，其中介紹了以較高的能效運(yùn)行數(shù)據(jù)中心的最佳實(shí)踐。隨著數(shù)據(jù)中心排放量的持續(xù)上升，政府可能會(huì)為了減排而施加更大的壓力。

影響深遠(yuǎn)的挑戰(zhàn)

在信息密集型機(jī)構(gòu)中，許多部門和級(jí)別的人員都可以做出影響數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)效率的決策。金融交易員可以選擇運(yùn)行復(fù)雜的蒙特卡洛(Monte Carlo)分析，而藥物研究人員可以決定要將多少臨床實(shí)驗(yàn)影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)。負(fù)責(zé)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的管理人員可以決定用多少編程工作來(lái)滿足這些需要。服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施的管理人員可以做出設(shè)備采購(gòu)決策。設(shè)施主管則可以決定數(shù)據(jù)中心的位置、電力供應(yīng)，以及在預(yù)測(cè)的需求出現(xiàn)前安裝設(shè)備的時(shí)間表(圖表3)。

上述決策通常是在孤立狀態(tài)下做出的。銷售經(jīng)理可能會(huì)選擇將交易由隔夜結(jié)算改為即時(shí)結(jié)算，金融分析師則可能希望為歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)幾份副本，他們完全沒(méi)有考慮到這樣做會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心的成本造成什么影響。應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員很少想到要對(duì)自身的工作進(jìn)行優(yōu)化，以將服務(wù)器用量降到最低，也很少考慮開(kāi)發(fā)能夠跨服務(wù)器共享的設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。購(gòu)買服務(wù)器的管理人員可能會(huì)選擇價(jià)格最低或他們最熟悉的產(chǎn)品。但是這些服務(wù)器也許會(huì)浪費(fèi)數(shù)據(jù)中心的電力或空間。很多時(shí)候，管理人員會(huì)超額購(gòu)買設(shè)備，以保證在最極端的使用情況下?lián)碛凶銐虻娜萘?，而這會(huì)造成容量過(guò)剩。管理人員往往會(huì)建造有多余空間和高制冷容量的設(shè)施，以滿足極端情況下的需求或應(yīng)對(duì)緊急擴(kuò)建。

這些決策在整個(gè)機(jī)構(gòu)中累加起來(lái)，將對(duì)成本和環(huán)境造成重大影響。在許多情況下，公司可以在不降低自身數(shù)據(jù)管理能力的前提下，停用現(xiàn)有的部分服務(wù)器，并擱置購(gòu)買新服務(wù)器的計(jì)劃。這可以借助一些眾所周知的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如虛擬化，這種技術(shù)實(shí)際上是通過(guò)尋找服務(wù)器的空閑部分來(lái)運(yùn)行應(yīng)用程序，以達(dá)到容量共享的目的。但是公司不一定會(huì)這樣做，因?yàn)闆](méi)有哪位高管能夠承擔(dān)“端對(duì)端”的責(zé)任。在機(jī)構(gòu)內(nèi)部，管理人員會(huì)以最符合自身利益的方式行事，這就造成大多數(shù)數(shù)據(jù)中心效率低下，每臺(tái)服務(wù)器上常常只運(yùn)行了一個(gè)軟件應(yīng)用程序。

我們分析了一家媒體公司的近500臺(tái)服務(wù)器，其中利用率低于3%的占三分之一，而低于10%的則占三分之二。雖然有諸多用于跟蹤使用情況的現(xiàn)成管理工具，但這家公司沒(méi)有使用其中任何一種。從全球來(lái)看，我們估計(jì)服務(wù)器的日常利用率一般最高只有5%到10%而已，這造成了能源和資金的浪費(fèi)。對(duì)此，數(shù)據(jù)中心管理人員一般會(huì)回答，配備這些服務(wù)器是為了在極端情況下提供容量，例如應(yīng)付圣誕節(jié)前一天的購(gòu)物潮。但一般來(lái)說(shuō)，這一論斷并不成立，因?yàn)閿?shù)據(jù)顯示：如果平均利用率極低，那么高峰時(shí)段的利用率也會(huì)很低。此外，數(shù)據(jù)設(shè)施的數(shù)量不斷攀升，但所存放的服務(wù)器和相關(guān)設(shè)備有時(shí)僅占數(shù)據(jù)設(shè)施容量的一半，這說(shuō)明有上億美元的資本支出被浪費(fèi)了。即使公司報(bào)告認(rèn)為數(shù)據(jù)中心已經(jīng)滿載，但沿著數(shù)據(jù)中心的過(guò)道行走，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)服務(wù)器機(jī)架上有很多空位，原先放在這些空位中的設(shè)備都已經(jīng)淘汰。

之所以出現(xiàn)這種不一致的現(xiàn)象，部分原因在于預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中心需求的難度很高。運(yùn)營(yíng)的時(shí)間框架是一個(gè)問(wèn)題。數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)和建造一般需要2年或更長(zhǎng)時(shí)間，而預(yù)計(jì)的使用壽命至少為12年，因此容量是在業(yè)務(wù)部門產(chǎn)生實(shí)際需求之前就已經(jīng)設(shè)定的。與此同時(shí)，對(duì)于業(yè)務(wù)決策如何互相影響，如何轉(zhuǎn)化為對(duì)新應(yīng)用程序的需求，以及需要多少服務(wù)器容量才能滿足需求，還存在著認(rèn)識(shí)不夠全面的現(xiàn)象。例如，如果客戶需求增長(zhǎng)50%，許多公司很難預(yù)測(cè)出服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心的容量是需要增加25%，還是增加100%。在極端情況下，我們發(fā)現(xiàn)一些設(shè)施在投入運(yùn)營(yíng)后常年處于半空狀態(tài);而另一些公司在建成一個(gè)數(shù)據(jù)中心之后，很快就發(fā)覺(jué)需要再建一個(gè)新的。

如今數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為一項(xiàng)昂貴的資產(chǎn)，由此可以推斷，財(cái)務(wù)績(jī)效責(zé)任落實(shí)得十分糟糕。設(shè)施的財(cái)務(wù)和管理責(zé)任往往會(huì)落在不動(dòng)產(chǎn)管理人員身上，而這些人基本不具備相關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，對(duì)于 IT 與核心業(yè)務(wù)問(wèn)題的聯(lián)系也缺乏深入的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，管理服務(wù)器運(yùn)營(yíng)的人員很少去了解關(guān)鍵運(yùn)營(yíng)支出的數(shù)據(jù)，例如耗電量或 IT 設(shè)備所占不動(dòng)產(chǎn)的實(shí)際成本。相反，當(dāng) IT 管理人員決定購(gòu)置更多的應(yīng)用程序或新的服務(wù)器時(shí)，有時(shí)只會(huì)使用硬件初始成本和軟件許可證費(fèi)用等基本指標(biāo)。計(jì)算實(shí)際成本時(shí)，需要考慮設(shè)施運(yùn)營(yíng)和租賃、電力使用、支持以及折舊等因素。這些費(fèi)用可能是服務(wù)器初始購(gòu)置成本的4到5倍。加上前面說(shuō)到的孤立決策和責(zé)任問(wèn)題，數(shù)據(jù)中心通常會(huì)添加額外的服務(wù)器作為保險(xiǎn)措施，而很少討論成本權(quán)衡或業(yè)務(wù)需求。在缺乏實(shí)際成本分析的情況下，過(guò)度建造、過(guò)度設(shè)計(jì)和效率低下就成了普遍現(xiàn)象。

改革數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)方式

在研究之初，我們以為通過(guò)建造新的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，可為降低數(shù)據(jù)中心的成本和碳排放指出一條光明大道。新的設(shè)施可以發(fā)揮當(dāng)前各種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用自然冷卻方法和碳排放較低的電源。但我們還了解到，在降低成本和碳排放方面成效最顯著的方法是改善公司現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心效率低下的狀況。通過(guò)改善資產(chǎn)管理，增強(qiáng)管理層的責(zé)任意識(shí)，并且為降低能源成本和碳排放設(shè)立清晰的目標(biāo)，大多數(shù)公司都能夠在2012年之前將 IT 能效提高一倍，并遏制其數(shù)據(jù)中心溫室氣體排放的增長(zhǎng)。實(shí)際上，您無(wú)需另行建造就能獲得最環(huán)保的數(shù)據(jù)中心。

積極管理 IT 資產(chǎn)

一家大型公司采用的做法表明，規(guī)范現(xiàn)有服務(wù)器和設(shè)施的使用就可能產(chǎn)生巨大的收益。這家公司原本的計(jì)劃是，增加服務(wù)器的數(shù)量，并建造一個(gè)新的數(shù)據(jù)中心來(lái)容納這些服務(wù)器和其他 IT 設(shè)備，以便滿足自身在2010年的信息需求。該公司的董事會(huì)已經(jīng)批準(zhǔn)了這項(xiàng)計(jì)劃，但這意味著企業(yè)在這一年會(huì)有大量的資本支出。于是，這家公司徹底修改了計(jì)劃。它將關(guān)閉5,000多臺(tái)很少使用的服務(wù)器。通過(guò)對(duì)占公司應(yīng)用程序總量15%的3,700個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行虛擬化，可以將現(xiàn)役服務(wù)器的數(shù)量由2.5萬(wàn)臺(tái)減少至2萬(wàn)臺(tái)。公司還更換了一些較為陳舊的服務(wù)器，代之以能夠?qū)⒂秒娦侍岣?0%的產(chǎn)品。

這些調(diào)整使公司得以擱置原先的數(shù)據(jù)中心擴(kuò)建計(jì)劃，并因此節(jié)省了3.05億美元的資本投資成本。由于服務(wù)器數(shù)量和耗電量的下降，運(yùn)營(yíng)支出預(yù)計(jì)將減少4,500萬(wàn)美元，降低到7,500萬(wàn)美元?？紤]到停用和虛擬化因素，服務(wù)器運(yùn)行時(shí)的平均容量利用率將由目前的5.6%升至9.1%。該公司仍然能夠滿足自身日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求，但是電力需求的減少，意味著未來(lái)4年內(nèi)的 二氧化碳排放將由59.1萬(wàn)噸削減至34.1萬(wàn)噸。

公司還可以通過(guò)對(duì)不斷上升的數(shù)據(jù)需求加強(qiáng)管理來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)約。對(duì)于應(yīng)當(dāng)保留多少數(shù)據(jù)，是否要縮減某些數(shù)據(jù)密集型分析的規(guī)模，業(yè)務(wù)部門應(yīng)當(dāng)審查相關(guān)的政策。一些交易的計(jì)算可以推遲，以降低服務(wù)器在高峰時(shí)段的利用率，也并不是所有企業(yè)信息都需要基于廣泛備份的災(zāi)難恢復(fù)功能。

掌握更準(zhǔn)確的信息

更好的預(yù)測(cè)和規(guī)劃是提高數(shù)據(jù)中心效率的基礎(chǔ)。公司應(yīng)當(dāng)跟蹤自己對(duì)數(shù)據(jù)需求的預(yù)測(cè)與實(shí)際需求之間的差異，然后向能夠最大限度減少預(yù)測(cè)偏差的業(yè)務(wù)部門提供獎(jiǎng)勵(lì)。數(shù)據(jù)中心的管理人員應(yīng)盡可能全面了解未來(lái)的趨勢(shì)，例如機(jī)構(gòu)增長(zhǎng)和業(yè)務(wù)周期等，然后將這一趨勢(shì)與自身采用的模型結(jié)合起來(lái)。由數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用架構(gòu)師和設(shè)施操作人員提供的建議可以用于改善這些模型。一家全球通信公司制定了一套規(guī)劃流程，將每個(gè)業(yè)務(wù)部門數(shù)據(jù)增長(zhǎng)量的各種發(fā)展情況包括在內(nèi)。雖然公司最終得出的結(jié)論是，它需要擴(kuò)大容量，但是未來(lái)需求中有很大一部分可通過(guò)現(xiàn)有資產(chǎn)來(lái)滿足，這比原計(jì)劃節(jié)約了35%的資本支出。

實(shí)際成本核算

許多機(jī)構(gòu)并沒(méi)有將數(shù)據(jù)中心看作一種稀缺的昂貴資源，而是將其當(dāng)成了等待注水的水桶。為了避免這種趨勢(shì)，公司在估算新服務(wù)器或附加應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)的成本時(shí)，可以采用實(shí)際擁有成本 (TCO) 核算法。業(yè)務(wù)部門、軟件開(kāi)發(fā)人員或 IT 管理人員在進(jìn)行支出決策時(shí)，很少會(huì)將應(yīng)用程序和服務(wù)器的生命周期運(yùn)行成本考慮在內(nèi)。提早計(jì)算這些成本，有助于限制過(guò)量的需求。

一家金融機(jī)構(gòu)對(duì)所有支持自身交易和投資銀行產(chǎn)品的應(yīng)用采取了 TCO 核算法。結(jié)果，IT 管理人員第一次對(duì)哪些軟件應(yīng)用投資能夠產(chǎn)生足夠的實(shí)際回報(bào)展開(kāi)了討論，并制定出一份用于減少各領(lǐng)域內(nèi)過(guò)度投資和 IT 低效現(xiàn)象的路線圖。通過(guò)各業(yè)務(wù)部門間的這些交流，可為決策帶來(lái)亟需的規(guī)范性，并對(duì)最終降低數(shù)據(jù)中心的成本發(fā)揮重要作用。

責(zé)任集中

管理這些變化可能十分困難。大型機(jī)構(gòu)中的許多人并沒(méi)有意識(shí)到數(shù)據(jù)的成本。企業(yè)的每一個(gè)部門都會(huì)產(chǎn)生對(duì)于數(shù)據(jù)中心服務(wù)的需求。滿足這些需求的責(zé)任分散在 IT 部門(包括運(yùn)營(yíng)和應(yīng)用開(kāi)發(fā))、設(shè)施規(guī)劃人員、共享服務(wù)團(tuán)隊(duì)和企業(yè)不動(dòng)產(chǎn)職能部門身上。成本報(bào)告工作并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

在數(shù)據(jù)中心的需求管理方面，我們建議采用一種由首席信息官全權(quán)負(fù)責(zé)的新治理模型。在這種體制下，首席信息官能夠更為透徹地了解各業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)需求;對(duì)于需要更多服務(wù)器或軟件應(yīng)用的新數(shù)據(jù)項(xiàng)目，他們可以強(qiáng)制要求將能耗和設(shè)施成本考慮到相應(yīng)的投資回報(bào)計(jì)算中。我們還建議首席信息官采用一種新的指標(biāo)來(lái)衡量改進(jìn)情況，請(qǐng)參見(jiàn)副文“提高數(shù)據(jù)中心的效率”。通過(guò)強(qiáng)化責(zé)任，首席信息官將擁有更高的積極性來(lái)尋求改進(jìn)，例如采用虛擬化技術(shù)和提高現(xiàn)有設(shè)施的利用率。由于這種模型將關(guān)鍵業(yè)務(wù)決策的更多責(zé)任集中在首席信息官身上，因此不但需要首席執(zhí)行官的全力支持，而且要求機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變以往對(duì)于業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)中心擴(kuò)容請(qǐng)求有求必應(yīng)的思維模式。

此外，首席信息官還應(yīng)當(dāng)設(shè)定將數(shù)據(jù)中心的能效提高一倍的目標(biāo)，并作出公開(kāi)承諾，以便鼓勵(lì)改進(jìn)工作，并幫助企業(yè)在監(jiān)管部門或其他利益相關(guān)方施加壓力前采取行動(dòng)。我們的分析表明，利用現(xiàn)有的技術(shù)和工藝，幾乎所有公司都能夠在未來(lái)3到4年內(nèi)將自身數(shù)據(jù)中心的能效提高一倍。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心管理，改善規(guī)劃工作，以及強(qiáng)化責(zé)任感。

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