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IT@Intel白皮书 英特尔 IT部门 IT最佳实践 数据中心和 IT创新 2011年 12月

英特尔 IT数据中心战略助力完成业务转型 要点综述 英特尔 IT部门更新了我们的数据中心战略,为了更能满足英特尔的业务需求,同时为 我们坚信我们全新的数据中 我们的内部用户提供最佳的数据中心和创新的业务服务。基于之前的投资和技术基础之 心成本计算和投资评估方法 上,我们调整后的新战略将继续创造新的业务价值,同时不断提高数据中心效率。 将能够促进更加积极的持续 自从 2006年我们主动更新基础设施、采 突破的创新帮助我们变革自身能力,例 创新,并提高英特尔 IT部门 用云计算、更新网络、制定 IT可持续发展 如那些我们已经用于实施私有云和高效 业务服务的质量、速度和效 目标和整合数据中心以来,我们已经实现 芯片设计计算网格的创新等。 了数亿美元的成本节省。此外,我们还部 率,为英特尔业务带来持续 • 制定整体关键性能指标和相关目标,涵 署能够使英特尔关键业务功能—设计、 盖每服务单位的成本、服务质量和高效 的竞争优势。 办公、制造、企业和服务(DOMES)受益 资源利用等各方面。 的独特解决方案,实现了显著的业务增 • 使用全新的单位成本财务模型,让我们 长,并有效提升了自身能力。 能自我评测并划分投资优先级。 展望未来,我们已经强化了我们的战略, Shesha Krishnapura 我们坚信我们全新的数据中心成本计算和 英特尔 IT部门高级首席工程师 使之包含下列的新元素: 更加积极的持续 投资评估方法将能够促进 Vipul Lal 创新,并提高英特尔 IT部门业务服务的 • 变更投资决策模型,将当前的数据中心 英特尔 IT部门高级首席工程师 质量、速度和效率,为英特尔业务带来持 能力与“最可行模型”进行比较。新模 Raju Nallapa 续的竞争优势。 型不像传统的改进思维模式那样,仅关 英特尔 IT部门首席工程师 注逐步改进。相反,新模型将由发现更 Isaac Priestley 英特尔 IT部门战略财务分析师 John Pereira 英特尔 IT部门数据中心和托管业务总监 Sanjay Rungta 英特尔 IT部门高级首席工程师 Ananth Sankaranarayanan 英特尔 IT部门技术项目经理 IT@Intel白皮书 英特尔 IT数据中心战略助力完成业务转型 目录 要点综述...................................................................1 背景................................................................................2 根据业务需求调整数据中心投资......2 调整我们的战略................................................3 全新投资模型促进积极创新.................3 确定关键性能指标和目标.......................5 实施新的单位成本财务模型.................6 数据中心最佳实践 .........................................6 总结................................................................................8 缩写词 .........................................................................8 • 计算容量需求每年增长 30%到 45% 背景 • 存储需求每年增长 35%到 40% 英特尔 IT 部门运营着 90 个数据中心, 2 共约 75,000 台服务器,用于满足超过 • 网络带宽每年增长 35%到 40% 1为了支持 90,000 名员工的计算需求。 在不会对服务产生任何负面影响的情况 英特尔关键业务职能—设计、办公、制 下,为了应对这些挑战,我们在数据中心 (DOMES)的业务需求, 造、企业和服务 投资组合的所有领域(服务器、存储、网 同时尽可能高效的运营我们一流的数据中 络和设施创新)制定了并继续采用大量的 心,英特尔 IT部门实施了一个为期多年的 6年以 最佳实践来实现既定目标。自 200 数据中心战略演进计划,如图 1所示。 来,在这些技术(将在本白皮书的后续部 过去,我们的数据中心投资集中在改进 IT 分详细介绍)的支持下,我们已经实现了 基础设施方面,以此为实现英特尔业务的 数亿美元的成本节省,同时为业务的快速 高速增长奠定一个坚实基础。我们的主要 增长提供了有力支持。 目标是提高数据中心效率和简化基础设施 来降低成本,同时通过减少能耗和二氧化 根据业务需求调整数据中心投资 碳排放来提高 IT可持续发展。 对于我们独特的业务职能而言,我们十分 清楚一刀切式架构并不是最佳方案。我们 在过去几年里,我们已经减少了数据中心 与各业务部门负责人紧密合作,了解他们 能耗和温室气体排放,同时满足了对数据 的需求之后,选择了投资在垂直式的架构 中心资源不断增长的需求。我们预计这些 整合解决方案来满足各业务职能部门独特 增长率会继续甚至进一步增长: 计算需求。 1英特尔采用了 IDC的以下数据中心大小分类来定义 “数据中心”:“任何面积大于 100平方英尺,用 于容纳服务器和其它基础设施组件的机房。” 2互联网带宽代表了英特尔整体的网络流量。 IT@INTEL IT@Intel计划将全球各地的 IT专业人 员及其在我们机构中的同仁紧密联系 在一起,共同分享经验教训、方法和 战略。我们的目标十分简单:分享英 特尔 IT部门最佳实践,获得业务价值 并实现 IT竞争优势。如欲了解更多信 息,请访问:www.intel.com/cn/IT或联 系您当地的英特尔代表。 2000 2000-2006 2006-2010 • • RISC • • DOMES • • • RISC • • DOMES • • • 图1:英特尔数据中心战略是一个不断改进的过程。 • • • • 2011+ 2 www.intel.com/IT 英特尔 IT数据中心战略助力完成业务转型 IT@Intel白皮书 设计 设计工程师每周要处理 2,000万到 3,000 万项计算密集型批量设计任务。每项任务 可能需要数个小时才能完成。此外,交互 式设计应用对由于在远程服务器上托管这 些应用而造成的高延迟非常敏感。我们已 经在“设计”计算数据中心采用了若干种 方案,以提供充足的计算容量和性能来满 足各种要求。这些方案包括高性能计算 (HPC)、网格计算、集群本地工作站计 算以及能够提高最为繁重的设计工作负载 3在这些投资的支持 性能的专门算法等。 下,设计工程师能够在不用添加计算容量 的情况下,多处理 25%的任务,从而加快 了产品设计速度,缩短了产品上市时间。 由于设计工程师需要频繁、快速地访问设 计数据,我们没有为这一环境简单地选择 最便宜的存储方法。相反,我们针对我们 的高性能计算需求,采用了性能更高的集 连接存储(NAS),以及在性能方 群网络 面具有出色可扩展性的并行存储。同时, 我们采用存储域网络(SAN)来满足诸如 数据库等特定存储需求。 制造 在英特尔制造环境中,IT系统必须 24/7 全天候可用,因此我们的工厂使用专用数 据中心。在过去几年中,我们斥巨资制定 3英特尔使用网格计算来支持芯片设计和设计定案 (tapeout)工作。英特尔的计算网格由数千台相互连 接的计算服务器组成,通过集群和任务调度软件进行 访问。此外,英特尔的设计定案环境使用了高性能计 算(HPC)方法,对诸如服务器、存储、网络、操作 系统、应用和监控功能等所有关键组件进行了优化, 以提高整体性能、稳定程度和吞吐率。如欲了解有关 英特尔高性能计算的更多信息,请参阅英特尔公司 于 2009年 11月发布的《供芯片设计所用的高性能 计算》一文。 了稳定的业务连续发展计划,即使工厂的 数据中心发生了灾难性的故障时仍能保持 运作。我们的这些努力获得了相应的回 报。自 2009年以来,我们再也没有发生 过与数据中心设施相关的工厂停机事故。 我们在制造环境中采用了一种业经证明的 系统化基础设施部署方法来支持高度稳定 和快速的实施。这种“完全复制”方法首 先在单个工厂部署新解决方案,在取得成 功之后,我们再在其它工厂中实施。这一 方法减少了升级支持新制程技术的架构所 需的时间,并加快了英特尔®产品的上市 速度。该复制方法让我们在各个制造环境 中快速部署新平台和应用,帮助我们在 13 达到 周的时间里使基础设施部署的完成率 95%。如果不采用完全复制方法,在相同 的时间里我们的完成率将不超过50%。 办公、企业和服务 为了提高私有企业云的 IT敏捷性和业务 速度,我们实施了按需自助服务模式,将 供应服务器所需的时间从 3个月减少至 3 小时。在 2010年,英特尔 IT办公和企业 计算环境中虚拟应用的数量增长了 3倍以 上,从 12%增长到42%。这个数字在现 在更是超过了60%。我们将继续努力, 使我们办公和企业计算环境中 75%的应 用实现虚拟化。 与设计环境相比,在办公、企业和服务环 境中,我们主要使用 SAN存储,同时使用 少量的 NAS存储来支持文件共享。 调整我们的战略 随着英特尔的业务步伐不断加快,我们必 须持续调整我们的数据中心战略,以便经 济高效地提供世界一流的能力。我们调整 后的战略增加了三个新要素,分别为全新 的投资模型、关键性能指标和全新的单位 成本计算模型。其中全新投资模型用于 帮助我们确定哪些投资将具有最高业务价 值;关键性能指标用于帮助我们衡量投资 的成果;单位成本计算模型用于帮助我们 更能理解为各个业务职能部门提供 IT服务 耗费的实际成本。 由于增加了这些新元素,同时继续关注满 足业务需求,我们将能够进一步推进过去 十年里从各项数据中心计划取得的成就。 这些成就包括数据中心整合比率的显著提 高和 IT成本效益的大幅提升等。调整后 的战略将能够帮助我们为英特尔客户、产 品和企业收购的未来发展提供支持,同时 提升 IT部门向英特尔各业务部门提供的服 务的质量、速度和效率。 全新投资模型促进积极创新 英特尔在制造环境中树立了一种久经考验 中均取得了 的方法,在处理多代制程技术 显著的成功。在此基础方法之上,我们采 用了一种全新的数据中心投资决策模型, 将当前的数据中心能力与“最可行的模 型”进行比较,以指导我们做出具有最高 影响力的投资。 在过去,英特尔数据中心规划团队通常会 评估当前能力和资金情况,在此基础上生 成一份记录计划(POR)。这一计划推动 了我们逐步改进现有能力。我们的目标是 尽量降低总体拥有成本(TCO)和提供积 极的投资回报(ROI)。 3 www.intel.com/IT IT@Intel白皮书 英特尔 IT数据中心战略助力完成业务转型 软件优化提高设计任务吞 吐率 我们开发了一种称作 NUMA-Booster 的系统软件功能。与最新多核非 一致性内存访问(NUMA)系统 上的默认操作系统(OS)调度相 比,该功能可对工作负载作更优化 的调度。我们使用 NUMA-Booster 算法,将最关键的设计工作负 载的任务吞吐率提高了 17%, 并节省了 2,040万美元的净现值 (NPV)。此外,该算法还荣获了 IDG InfoWorld Green 15大奖。 图 2.我们的全新数据中心投资模型鼓励创 新,并提供了显著的业务成效。 相比之下,我们在企业内称为模型记录 (MOR)的全新投资模型不会考虑目前内 部的条件限制。相反,它能够指出我们为 支持业务目标,在理想的情况下应当有的 最少量资源,从而基于现有的技术来显示 最佳状态会如何。 此全新模型设立一个最可行的性能标准, 让我们能够: • 确定哪些投资将能够获得最高的投资回 报(ROI)。 • 发现使用突破性基础设施技术和创新 方法能够带来的优势,以便在基础设 施的各个方面带来更佳的数据中心解 决方案。 • 做出数据中心位置决策,包括发现需要 整合、升级或关闭的数据中心。 这一全新模型让我们能够将有限的资源用 于可带来最高整体收益的领域。 如图 2所示,由于技术始终在变,因此 峰值性能也在变化,最可行的性能始终 可经不断创新得到提升。我们知道由于 受到资源限制的影响,尽管 HPC环境与 非常接近,实际上却无法实现这 该目标 一全新投资模型设定的标准。然而,该 模型显示我们的目前状况与目标之间的 差距。然后,我们可以按照最大的功能 差距,划分优先级,把投资预算先分配 最高价值的投资项目。 采用全新投资模型 我们已经开始应用全新投资模型,以显示 最佳性能与我们当前计划之间的差距。这 一模型已经发现了可以为一个或多个职能 部门带来最高投资回报(ROI)的三个投 资领域: • 加强数据中心整合。 • 降低设计环境的单位成本。 • 扩展刀片服务器在办公、企业和服务环 境中的使用。 数据中心整合 我们使用了全新投资模型来仔细研究我们 当前拥有以及在理想情况下应当拥有的数 据中心数量。 全新投资模型显示出我们有可能将英特尔 数据中心的数量减少多至 35%。在发现 这一差距之后,我们正在制定一项能够带 来积极投资回报的计划来缩小该差距。工 作范围包括: • 关闭、改造或重新分级数据中心和提高 效率。 • 在相同位置放置当地基础设施与设计 和制造数据中心,或由服务器机柜提 供服务。 • 远程管理各地基础设施站点。 • 经由战略性投资提高设施功效。 降低设计环境的单位成本 我们的投资模型表明,我们持续投资于四 年一次的服务器更新、存储优化和部署定 制软件算法以优化网格性能,能够将设计 %。我们做出这一预测的 单位成本降低 29 基础包括:NUMA-Booster算法(请参见侧 栏)能够将设计任务吞吐率提升17%;全 新服务器能够以与去年相同的成本,带来 更高的单位系统性能有效指标(MIPS); 存储优化已经将成本降低 180万美元;以 及使用率改进等。 4 www.intel.com/IT 英特尔 IT数据中心战略助力完成业务转型 IT@Intel白皮书 英特尔 IT数据中心指示板 为了能更有效监控和管理全球数据中心网络,我们开发和部署了一款集成的商业智能 (BI)指示板。这一 BI工具模仿了在英特尔制造环境中所用的指示板。通过轮询全球 数据中心环境中超过 1.92亿条的数据记录,英特尔 IT数据中心指示板能够在单一视图 中显示所有数据中心健康指标(包括系统级和组件级)。它能够以高至五秒的页面加 载速度为用户提供按需报告。 该指示板能突出显示当前状态和优化机会,可以帮助我们监控关键性能指标(KPI), 支持实现与我们的数据中心战略目标相符的全面改进。 例如,该指示板能够报告若干种数据中心资源的有效使用率,包括电子设计自动化— 单位系统性能有效指标(EDA-MIPS)、原始和已用存储容量以及设施空间、功耗和散 热情况。该数据能够按照业务职能部门或数据中心来报告统计数字,且能够用于比较 多个数据中心的 KPI和指标。图 6显示了该显示板的样本。 MIPS 25% 50% 75% 0% 82.1% 100% 英特尔 IT数据中心指示板提供了数据中 心资源的整体视图,能够帮助我们跟踪 关键性能指标(KPI),并发现优化和改 进的机会。 表 1.每个业务职能部门的服务单位 片服务器技术降低总体拥有成本 采用刀 服务单位平均成本 (TCO) 如表 1所示,业务职能部门不同,需要衡 业务职能 服务单位 部门 我们的全新投资模型显示,由于端口、网 量的服务单位亦不同。这一单位代表了我 络和线缆的成本下降,从机架安装式服务 们为业务用户提供的容量。 设计 电子设计自动化—单位系统 器迁移到刀片服务器能够将我们云计算环 性能有效指标(EDA-MIPS) 我们针对此 KPI的目标为每年将数据中心 单位成本 境中的总体拥有成本降低 29%。例如, 的成本效率提高 10%。这一目标并不意 与 Read the full IT@Intel白皮书 英特尔 IT部门 IT最佳实践 数据中心和 IT创新 2011年 12月.

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