數(shù)據(jù)管理創(chuàng)新在數(shù)據(jù)中心效率中的作用

如今，企業(yè)IT管理者的工作比以往任何時(shí)候都更具挑戰(zhàn)性。他們必須管理不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，并使用更小的團(tuán)隊(duì)利用不斷發(fā)展的技術(shù)。其任務(wù)是將IT從成本中心轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌虍a(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略投資。

隨著當(dāng)今全球氣候危機(jī)迫在眉睫，通過(guò)提高數(shù)據(jù)中心效率、減少能源消耗和電子廢物來(lái)變得更加對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)，企業(yè)也面臨著更大的壓力。

如今的處境

據(jù)估計(jì)，全球8000多個(gè)數(shù)據(jù)中心每年運(yùn)行所需的電力占全球總發(fā)電量的3%。盡管服務(wù)器和存儲(chǔ)技術(shù)在處理和管理大量數(shù)據(jù)方面已經(jīng)變得非常高效，但數(shù)據(jù)增長(zhǎng)速度超過(guò)了這些進(jìn)步，推動(dòng)了對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的額外能源需求。

如今，數(shù)據(jù)中心大約55%的能源用于為服務(wù)器和存儲(chǔ)等硬件系統(tǒng)供電，而超過(guò)40%的能源用于冷卻這些和其他硬件資源。隨著人工智能驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)處理和深度學(xué)習(xí)變得更加普遍，對(duì)能源的需求預(yù)計(jì)將加速增長(zhǎng)。

數(shù)據(jù)數(shù)字化和貨幣化的提高與生成式人工智能相結(jié)合，正在推動(dòng)數(shù)據(jù)量和服務(wù)需求的新一輪爆炸式增長(zhǎng)。這將顯著增加對(duì)計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源的需求，并進(jìn)一步加劇降低能耗的挑戰(zhàn)。

因此，IT管理人員必須優(yōu)先考慮數(shù)據(jù)管理效率——使用最少的能源快速、安全地處理、存儲(chǔ)和移動(dòng)數(shù)據(jù)，同時(shí)不影響可擴(kuò)展性或性能。事實(shí)上，這是推動(dòng)未開發(fā)的數(shù)據(jù)中心效率的關(guān)鍵。

將討論范圍從容量和密度擴(kuò)展到性能

長(zhǎng)期以來(lái)，數(shù)據(jù)中心管理者一直將占地面積視為提高效率和降低成本的關(guān)鍵因素。考慮到數(shù)據(jù)的爆炸性增長(zhǎng)，提高容量利用率，無(wú)論是基于虛擬機(jī)的整合、高密度磁盤、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除還是壓縮，將降低能耗，這是合乎邏輯的。

但是性能的作用呢?雖然IT組織可能已經(jīng)考慮到更快的CPU、內(nèi)存和磁盤在增加能耗方面的作用，但可能沒(méi)有考慮現(xiàn)代數(shù)據(jù)管理解決方案在加速計(jì)算以降低能耗方面所發(fā)揮的作用。

事實(shí)上，加速計(jì)算的最新發(fā)展包括特定領(lǐng)域的架構(gòu)，其中包括用于并行處理的GPU、用于超高速網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理單元(DPU)以及基于并行文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)。對(duì)于人工智能工作負(fù)載，這些架構(gòu)比現(xiàn)有的企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)要高效得多。以下是需要考慮的幾個(gè)因素：

性能不足會(huì)降低效率。數(shù)據(jù)等待時(shí)間長(zhǎng)、不必要的數(shù)據(jù)移動(dòng)和高延遲會(huì)消耗能源，并減慢工作流程。現(xiàn)代數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)利用并行處理和數(shù)據(jù)路徑，來(lái)加速計(jì)算并優(yōu)化應(yīng)用性能。并行計(jì)算對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)提出了一些獨(dú)特的要求，特別是以適當(dāng)?shù)乃俣炔⑿邢騁PU提供大量數(shù)據(jù)的能力。這可以提高創(chuàng)建和運(yùn)行人工智能模型的效率。

專為加速計(jì)算而設(shè)計(jì)的服務(wù)器和存儲(chǔ)架構(gòu)可提供更高的能效和線性橫向擴(kuò)展性能，從而大大減少數(shù)據(jù)中心部署的系統(tǒng)數(shù)量。

GPU的能源效率是人工智能的42倍，而并行文件系統(tǒng)每瓦驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)量可提高10倍，兩者相結(jié)合，只需傳統(tǒng)技術(shù)的一小部分功耗和機(jī)架空間即可提供出色的結(jié)果系統(tǒng)。

電子垃圾是增長(zhǎng)最快的環(huán)境問(wèn)題之一，占全球城市固體垃圾的5%以上。隨著世界日益電子化，這個(gè)數(shù)字肯定會(huì)增長(zhǎng)。與此同時(shí)，全球回收率低迷至17%左右。隨著越來(lái)越多的電子設(shè)備的生產(chǎn)，每個(gè)設(shè)備都有自己的碳足跡，以及空氣、土壤和地下水污染，這對(duì)氣候變化的影響可能是災(zāi)難性的。

向軟件驅(qū)動(dòng)、硬件加速架構(gòu)的轉(zhuǎn)變可以實(shí)現(xiàn)未來(lái)的技術(shù)增強(qiáng)，而無(wú)需硬件升級(jí)。這是延長(zhǎng)技術(shù)壽命而不產(chǎn)生不必要浪費(fèi)的重要一步。

完整的數(shù)據(jù)管理

我們正處于眾所周知的十字路口，數(shù)據(jù)中心效率既有惡化的機(jī)會(huì)，也有可能提高的機(jī)會(huì)。全球幾乎每個(gè)組織的數(shù)據(jù)都將繼續(xù)快速增長(zhǎng)。

我們也正在進(jìn)入一個(gè)人工智能的新時(shí)代，其依賴大型語(yǔ)言模型(LLM)來(lái)提高NLP準(zhǔn)確性，如驅(qū)動(dòng)ChatGPT等復(fù)雜工具。這些新的人工智能模型將包括訓(xùn)練、分析和推理，使用多達(dá)數(shù)萬(wàn)億個(gè)參數(shù)，這給服務(wù)器和其他基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)了更大的負(fù)擔(dān)。

組織如何才能保持領(lǐng)先地位?

專注于高效的數(shù)據(jù)管理和快速性能，包括IO吞吐量。能夠優(yōu)化GPU并行處理的存儲(chǔ)解決方案對(duì)于加速人工智能、數(shù)據(jù)分析、模擬和可視化的計(jì)算將變得更加重要。正確的存儲(chǔ)可以提高GPU性能和資源利用率，這將對(duì)數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)性產(chǎn)生積極影響。更高的性能還可以實(shí)現(xiàn)每瓦特更多的操作，從而可以將能源效率提高3.5倍，并將AI數(shù)據(jù)中心TCO降低3倍以上。

利用智能監(jiān)控工具，例如，掃描數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理(DCIM)，不僅可以查明多余的用電量，還可以確定哪些地方的電力容量未得到充分利用。大多數(shù)數(shù)據(jù)中心資源嚴(yán)重過(guò)度配置，平均服務(wù)器利用率低得驚人，只有12%到18%?？梢哉匣蛑匦虏渴鹩撵`服務(wù)器，以減少浪費(fèi)的處理能力，并提高整體性能和效率。

最后，可能會(huì)擔(dān)心人工智能工作負(fù)載加速計(jì)算在數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱量。請(qǐng)注意，包括Equinix和Meta在內(nèi)的多家知名組織已開始在80華氏度或更高溫度下運(yùn)行其數(shù)據(jù)中心，大約比行業(yè)平均水平高出10度。研究是否可以將數(shù)據(jù)中心溫度提高幾度，以大幅節(jié)省冷卻成本。同時(shí)，探索蒸發(fā)冷卻、儲(chǔ)熱器和潛在的外部空氣等技術(shù)，在不損害環(huán)境的情況下冷卻數(shù)據(jù)中心。

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