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中兴通讯 佟凌霖
时间:2008-05-23 09:28:58

演讲题目:ATCA的现在与发展
演讲人:中兴通讯业务软件中国区市场总监 佟凌霖


演讲内容:
大家早上好!今天我为大家做一个关于中兴通讯ATCA1000刀片服务器的应用和发展的演讲。

中兴通讯目前作为国内最大的上市通讯设备制造商,针对电信运营的硬件和软件方面都在国内处于领先地位。应该说,从整个国内的趋势以及政府导向来看,节能减排今后会作为运营商重点关注的一个趋势。从这个趋势来看,如何将节能减排贯彻到运营商每一个生产、管理的环节中,也是我们设备制造商重点关注的一个问题。中兴通讯作为一个硬件和软件都有产品的公司,我们不断地把软件产品和硬件产品融合起来,用开放式的平台为运营商下一步更多的节能减排工作提供我们的帮助。中兴通讯这几年也做了一些成功的案例以及经验,所以我们在这里想拿出来跟大家做一个分享,也希望能够为大会做一点贡献。

今天我讲两方面的内容,分析一下节能减排为什么对于运营商来说这么重要,中兴通讯在节能减排方面做的努力。

2007年国务院成立了专门的节能减排小组,负责部署节能减排工作。07年国务院公布了节能减排综合性服务方案,提出十一五期间,国民生产总值能耗降低10%左右。通信行业平均每年耗电量在2000亿度以上,相当于二氧化碳排放量1700万吨。由此可以看到,通讯行业环境污染、废气排放还是相当厉害的。针对今后能源逐步的减少,普通大众通讯的需求不断增长,整个通信业的发展规模都在不断地扩张过程中,如何能够保证通信业能够在能源消耗上所占的比例越来越小,这也是我们思考的一个问题。今后整个通信业的数据中心更多的成本不是来自于采购的硬件或者是硬件维护,而是能源消耗,能源在成本中所占的比例越来越高。随着城市的集中化和人类居住的集中化,在大城市中,如果能够有机房面积,以及包括通讯设备所占的面积,也会成为运营商非常关注的问题。如何能够把我们的通讯设备更小更集中地在机房中安放,这也是我们一个主要的课题。在这个过程中,我们也提到今后是不是能够有一两套服务器,或者是能够替代目前整个的机房,或者是一整套的ATCA能够起到一层楼IT设备的总量,这是我们的一个愿景,也是我们下一步努力的方向。

从现在的调查来看,整个IT领域的能源消耗已经达到运行成本的25%,运营商采购IT设备的时候会考虑绿色节能减排方案,服务器、数据设备占据大量数据中心的耗电量,降低能耗是我们构建绿色数据中心的主要手段。下一代绿色数据中心已经成为业界的趋势,怎么样保证绿色数据中心能够长久的发展?这是我们主要方案的内容。如果说我们买一台1U的服务器,每年大约要花费1600美元的成本,其中700美元用于支付电费,而目前一台入门级的服务器3000美元,这台服务器四年时间花费的电力成本已经超出了服务器的购买成本,我们要更多关注它的功耗、能耗以及今后运行的一系列成本。

中兴通讯在解决这些问题方面做了哪些努力,以及我们的经验。目前中兴通讯从2005年开始参与ATCA的研发工作,到目前我们有成系列化的中兴通讯ATCA服务器解决方案,包含多种不同性能、不同种类的ATCA服务器,无论是在性能上,还是在功能上,都根据具体的使用、具体的场合、具体的业务应用方式进行使用。目前中兴通讯一直都是负责整个ATCA PICMG组织的成员之一。对于国内CCSA组织,中兴通讯负担起关于技术要求的制定工作,历经三次改稿、一年的努力,目前已经送审通过。中兴通讯积极参与高标委负责的刀片服务器标准的制定,以及刀片服务器的展示。05年,中兴通讯开始了ATCA的预研工作。06年,第一款刀片服务器和第一款ATCA机框设计完成。07年,第二款刀片服务器设计完成。07年9月,第二款ATCA机框设计完成。ATCA1000产品,内部首先经过多重测试,完全符合电信级设计要求。中兴通讯从成立之初到现在,一直专注于在整个通信领域的设备制造,所以在硬件制造和软件加载方面积累了丰富的经验,利用这些经验,中兴通讯在新的ATCA架构刀片服务器推出的时候,也是利用中兴通讯在业内的经验,使它能够在各种测试中符合电信级设备的要求,像散热测试、抗震测试、噪音测试等等。

整体A1000解决方案包括几方面,硬件平台主要包括主控单元,负责各个机框的管理和通信方式。机框管理单元是对机框内的单板进行预警、调度。还包括数据库单元、负载均衡单元,在整个使用过程中,负载均衡是非常关键的一个因素。针对不同的系统,定制了不同的高可用性的刀片。在软件平台上,对于中兴通讯来说,我们不仅仅是制造硬件平台,我们是把硬件平台和实际的通讯应用结合在一起,所以我们针对不同的通讯应用有不同的业务管理软件,针对不同的管理软件,针对不同的应用,我们还有一些相关的增强型软件。在应用软件方面,这是一个开放平台,我们的应用软件是完全驾驭在这个开放的平台上。我们针对短信、彩信、流媒体、WAP浏览等不同的业务,根据数据的大小以及包的特殊性,业务特征都是不同的,所以我们在通用平台的基础上,还针对不同的业务设计了不同种类的刀片,能够把刀片最大的性能发挥出来。节能减排,一方面我们在设计的时候把硬件平台设计成节能减排的体系,一方面通过我们不断挖掘硬件处理能力,挖掘系统的潜力,实现单套平台能够替代过去多套的平台,这样实际上也是实现了节能减排的方案。对于整个刀片体系,我们的主控单元、管理单元、数据库单元都是可以通用的。我们针对不同的业务选择不同的刀片。在有些平台中相关的统计、计费对稳定性要求很高,我们选择一些CPU更成熟的刀片是用在这一类的应用上。统一的管理和维护,它可以支持硬件部署和业务的快速安装、备份和恢复。

A1000ATCA的特点,具备机框智能化的温度调节,因为在整个机框中安放了多路温度传感器,根据温度情况智能化地调节整个机框和服务器温度的流向。支持全直流供电,有效降低分散式交流转换损耗。先进的刀片硬件设计,结合业务软件优化更加节能。优异的系统散热能够降低机房冷却系统能耗。如果我们把每一个机房的温度适当提高5度到10度,每年将会为国家带来几十万亿度能源的节约,这也是能够为运营商带来直接的成本节省。具体通过哪些手段实现这些特点呢?在整个刀片内遍布服务器内部的温度传感器是非常重要的,通过不断地监测、不断地改善,能够让整个机框内的温度流向更加合理。冗余的进风口传感器准确探知温度,控制整个机框内温度控制智能化选择。六个高风压的风扇,全部是智能化的调度,确保最少的功率完成最大的工作,使整个刀片处在恒定的安全区。防尘设备也是定期更换,同时也可以告知预警信息,如果尘土过多,它也会自动地进行提醒,通知管理者定期地更换进风滤风口。整个刀片如果在25度的工作环境,12片刀片,整体机框风扇的功耗小于120瓦,平均到每一个服务器小于10瓦,这是一个非常惊人的数字,为运营商带来电费上的节约。在采用多种新的技术上,在原先的基础上降低了30%的功耗,单板电源设计可以达到90%到95%的高效率,整体电源功耗10瓦到20瓦,采用低功耗CPU可以降低功耗20%到30%。根据整体的单板设计情况,热管高效散热片可以更有效地降低CPU功耗,内存选择DDR2,整体功耗降低30%到40%。综合考虑到各个元器件、各个主要部件综合性功耗的降低,使每一个产品设计的细节都力求达到精益求精的境界,保证设计出来的产品符合低功耗的策略。

A1000支持机房的温度总体提高25度到30度,如果说一层拥有20台到30台空调机房,一年能节约10万度左右的电。如果服务器在更高的温度环境下使用,对于运营商来说,交换机的设备温度不能太高,我们也考虑可以采用局部冷却方案,保证存储设备的温度能够适当降低,整体功耗还是远远低于整体环境温度的功耗。

介绍两个应用案例,中兴通讯WAP网关以及多媒体彩信。刚才徐博士提到,我们和中国移动研究所做了ATCA测试,彩信中心基于电信级架构的评估测试。除了所有ATCA功能性测试以外,我们还针对ATCA架构的一些性能测试,以及特殊应用模式的测试。在24小时内,系统的稳定准确。整个系统在被测的24小时过程中,没有出现ATCA板卡泄露、业务进程重启等情况。目前中兴通讯ATCA平台业务服务器无论在国内还是国外都得到了广泛的应用,特别在中国移动的彩信和WAP上,以及在中国电信的IPTV、全球眼上,都得到了广泛的应用。我们有一个工具SWaP,我们选用了两种业务,中兴通讯的彩信和WAP业务。我们针对不同的硬件平台测相关处理能力的测试,综合得到一个SWap值。中兴通讯8G内存的服务器能达到1.08,SWap值远远领先。

综合以上,虽然刀片服务器目前在整个电信业领域的应用还远远达不到目前小型机服务器应用的深度和范围。但是ATCA刀片服务器有其特有的特点,它会逐渐成为一种新的趋势,也会逐渐在整个电信业进行广泛应用以及替换现有的高能耗、高占地的设备。

06年到08年我们完成了两款刀片服务器的设计、生产包括广泛应用。08年,我们将会在现有的基础上提升30%,同时支持64位刀片。08年下半年,我们会将它的工作温度再提高5度。08年底,我们刀片将会支持动态的能耗控制、负载均衡,性能再提升30%。通过这些方面,我们希望更多地和移动运营商、固定运营商以及其他客户共同地在ATCA上谋求更加广泛的发展!

谢谢大家!

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