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)。在過去5年中，成立一個大型企業(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)施的造價正逼近10億美元。這一支出擠占了新產(chǎn)品開發(fā)的資本，降低了某些數(shù)據(jù)密集型產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，并降低了利潤。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源。在2000到2006年間，用于存儲和處理數(shù)據(jù)的電力翻倍，每個數(shù)據(jù)設(shè)施的平均耗電量相當于2.5萬個家庭的總和。世界上共有4,400萬臺服務(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家的碳排放水平。僅僅在美國，到2010年數(shù)據(jù)中心的預(yù)計用電增長量就相當于要新建10座電廠的發(fā)電量。目前的預(yù)測顯示，如果不對需求加以遏制，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，正在督促公司拿出解決方案。美國環(huán)保署 (EPA) 建議，作為建立運營效率標準的第一步，大型數(shù)據(jù)中心應(yīng)當使用能量計。同時，歐盟也發(fā)布了一套自愿執(zhí)行的行為準則，其中介紹了以較高的能效運行數(shù)據(jù)中心的最佳實踐。隨著數(shù)據(jù)中心排放量的持續(xù)上升，政府可能會為了減排而施加更大的壓力。

影響深遠的挑戰(zhàn)

在信息密集型機構(gòu)中，許多部門和級別的人員都可以做出影響數(shù)據(jù)中心運營效率的決策。金融交易員可以選擇運行復(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驗影像數(shù)據(jù)存儲起來。負責(zé)應(yīng)用程序開發(fā)的管理人員可以決定用多少編程工作來滿足這些需要。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)測的需求出現(xiàn)前安裝設(shè)備的時間表(圖表3)。

上述決策通常是在孤立狀態(tài)下做出的。銷售經(jīng)理可能會選擇將交易由隔夜結(jié)算改為即時結(jié)算，金融分析師則可能希望為歷史數(shù)據(jù)存儲幾份副本，他們完全沒有考慮到這樣做會對數(shù)據(jù)中心的成本造成什么影響。應(yīng)用程序開發(fā)人員很少想到要對自身的工作進行優(yōu)化，以將服務(wù)器用量降到最低，也很少考慮開發(fā)能夠跨服務(wù)器共享的設(shè)計應(yīng)用程序。購買服務(wù)器的管理人員可能會選擇價格最低或他們最熟悉的產(chǎn)品。但是這些服務(wù)器也許會浪費數(shù)據(jù)中心的電力或空間。很多時候，管理人員會超額購買設(shè)備，以保證在最極端的使用情況下?lián)碛凶銐虻娜萘?，而這會造成容量過剩。管理人員往往會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)對緊急擴建。

這些決策在整個機構(gòu)中累加起來，將對成本和環(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，并擱置購買新服務(wù)器的計劃。這可以借助一些眾所周知的技術(shù)來實現(xiàn)。比如虛擬化，這種技術(shù)實際上是通過尋找服務(wù)器的空閑部分來運行應(yīng)用程序，以達到容量共享的目的。但是公司不一定會這樣做，因為沒有哪位高管能夠承擔(dān)“端對端”的責(zé)任。在機構(gòu)內(nèi)部，管理人員會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，每臺服務(wù)器上常常只運行了一個軟件應(yīng)用程序。

我們分析了一家媒體公司的近500臺服務(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，但這家公司沒有使用其中任何一種。從全球來看，我們估計服務(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。對此，數(shù)據(jù)中心管理人員一般會回答，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)前一天的購物潮。但一般來說，這一論斷并不成立，因為數(shù)據(jù)顯示：如果平均利用率極低，那么高峰時段的利用率也會很低。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)備有時僅占數(shù)據(jù)設(shè)施容量的一半，這說明有上億美元的資本支出被浪費了。即使公司報告認為數(shù)據(jù)中心已經(jīng)滿載，但沿著數(shù)據(jù)中心的過道行走，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)服務(wù)器機架上有很多空位，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)測數(shù)據(jù)中心需求的難度很高。運營的時間框架是一個問題。數(shù)據(jù)中心的設(shè)計和建造一般需要2年或更長時間，而預(yù)計的使用壽命至少為12年，因此容量是在業(yè)務(wù)部門產(chǎn)生實際需求之前就已經(jīng)設(shè)定的。與此同時，對于業(yè)務(wù)決策如何互相影響，如何轉(zhuǎn)化為對新應(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，還存在著認識不夠全面的現(xiàn)象。例如，如果客戶需求增長50%，許多公司很難預(yù)測出服務(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)施在投入運營后常年處于半空狀態(tài);而另一些公司在建成一個數(shù)據(jù)中心之后，很快就發(fā)覺需要再建一個新的。

如今數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為一項昂貴的資產(chǎn)，由此可以推斷，財務(wù)績效責(zé)任落實得十分糟糕。設(shè)施的財務(wù)和管理責(zé)任往往會落在不動產(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，對于 IT 與核心業(yè)務(wù)問題的聯(lián)系也缺乏深入的認識。同時，管理服務(wù)器運營的人員很少去了解關(guān)鍵運營支出的數(shù)據(jù)，例如耗電量或 IT 設(shè)備所占不動產(chǎn)的實際成本。相反，當 IT 管理人員決定購置更多的應(yīng)用程序或新的服務(wù)器時，有時只會使用硬件初始成本和軟件許可證費用等基本指標。計算實際成本時，需要考慮設(shè)施運營和租賃、電力使用、支持以及折舊等因素。這些費用可能是服務(wù)器初始購置成本的4到5倍。加上前面說到的孤立決策和責(zé)任問題，數(shù)據(jù)中心通常會添加額外的服務(wù)器作為保險措施，而很少討論成本權(quán)衡或業(yè)務(wù)需求。在缺乏實際成本分析的情況下，過度建造、過度設(shè)計和效率低下就成了普遍現(xiàn)象。

改革數(shù)據(jù)中心的運營方式

在研究之初，我們以為通過建造新的節(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)揮當前各種技術(shù)的優(yōu)勢，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。通過改善資產(chǎn)管理，增強管理層的責(zé)任意識，并且為降低能源成本和碳排放設(shè)立清晰的目標，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。實際上，您無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。這家公司原本的計劃是，增加服務(wù)器的數(shù)量，并建造一個新的數(shù)據(jù)中心來容納這些服務(wù)器和其他 IT 設(shè)備，以便滿足自身在2010年的信息需求。該公司的董事會已經(jīng)批準了這項計劃，但這意味著企業(yè)在這一年會有大量的資本支出。于是，這家公司徹底修改了計劃。它將關(guān)閉5,000多臺很少使用的服務(wù)器。通過對占公司應(yīng)用程序總量15%的3,700個應(yīng)用程序進行虛擬化，可以將現(xiàn)役服務(wù)器的數(shù)量由2.5萬臺減少至2萬臺。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)中心擴建計劃，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，運營支出預(yù)計將減少4,500萬美元，降低到7,500萬美元?？紤]到停用和虛擬化因素，服務(wù)器運行時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的數(shù)據(jù)需求，但是電力需求的減少，意味著未來4年內(nèi)的 二氧化碳排放將由59.1萬噸削減至34.1萬噸。

公司還可以通過對不斷上升的數(shù)據(jù)需求加強管理來實現(xiàn)節(jié)約。對于應(yīng)當保留多少數(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)當審查相關(guān)的政策。一些交易的計算可以推遲，以降低服務(wù)器在高峰時段的利用率，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。

掌握更準確的信息

更好的預(yù)測和規(guī)劃是提高數(shù)據(jù)中心效率的基礎(chǔ)。公司應(yīng)當跟蹤自己對數(shù)據(jù)需求的預(yù)測與實際需求之間的差異，然后向能夠最大限度減少預(yù)測偏差的業(yè)務(wù)部門提供獎勵。數(shù)據(jù)中心的管理人員應(yīng)盡可能全面了解未來的趨勢，例如機構(gòu)增長和業(yè)務(wù)周期等，然后將這一趨勢與自身采用的模型結(jié)合起來。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，將每個業(yè)務(wù)部門數(shù)據(jù)增長量的各種發(fā)展情況包括在內(nèi)。雖然公司最終得出的結(jié)論是，它需要擴大容量，但是未來需求中有很大一部分可通過現(xiàn)有資產(chǎn)來滿足，這比原計劃節(jié)約了35%的資本支出。

實際成本核算

許多機構(gòu)并沒有將數(shù)據(jù)中心看作一種稀缺的昂貴資源，而是將其當成了等待注水的水桶。為了避免這種趨勢，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，可以采用實際擁有成本 (TCO) 核算法。業(yè)務(wù)部門、軟件開發(fā)人員或 IT 管理人員在進行支出決策時，很少會將應(yīng)用程序和服務(wù)器的生命周期運行成本考慮在內(nèi)。提早計算這些成本，有助于限制過量的需求。

一家金融機構(gòu)對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 管理人員第一次對哪些軟件應(yīng)用投資能夠產(chǎn)生足夠的實際回報展開了討論，并制定出一份用于減少各領(lǐng)域內(nèi)過度投資和 IT 低效現(xiàn)象的路線圖。通過各業(yè)務(wù)部門間的這些交流，可為決策帶來亟需的規(guī)范性，并對最終降低數(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。大型機構(gòu)中的許多人并沒有意識到數(shù)據(jù)的成本。企業(yè)的每一個部門都會產(chǎn)生對于數(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(包括運營和應(yīng)用開發(fā))、設(shè)施規(guī)劃人員、共享服務(wù)團隊和企業(yè)不動產(chǎn)職能部門身上。成本報告工作并沒有統(tǒng)一的標準。

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;對于需要更多服務(wù)器或軟件應(yīng)用的新數(shù)據(jù)項目，他們可以強制要求將能耗和設(shè)施成本考慮到相應(yīng)的投資回報計算中。我們還建議首席信息官采用一種新的指標來衡量改進情況，請參見副文“提高數(shù)據(jù)中心的效率”。通過強化責(zé)任，首席信息官將擁有更高的積極性來尋求改進，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，而且要求機構(gòu)轉(zhuǎn)變以往對于業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)中心擴容請求有求必應(yīng)的思維模式。

此外，首席信息官還應(yīng)當設(shè)定將數(shù)據(jù)中心的能效提高一倍的目標，并作出公開承諾，以便鼓勵改進工作，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。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3到4年內(nèi)將自身數(shù)據(jù)中心的能效提高一倍。實現(xiàn)這一目標需要加強數(shù)據(jù)中心管理，改善規(guī)劃工作，以及強化責(zé)任感。

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