在現(xiàn)代化的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心內(nèi)，重心已經(jīng)從服務(wù)器的設(shè)計轉(zhuǎn)向了機(jī)架的設(shè)計，因此出現(xiàn)了機(jī)架式(rack)架構(gòu)。成立Open19基金會的目的，就是圍繞此一架構(gòu)，為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)提供一個硬件平臺，并且建立一組可以自定義、高度靈活并且極具經(jīng)濟(jì)效益的標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計；同時，這些標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計必須可配合任何19英吋機(jī)架環(huán)境使用——因此稱為Open19。
透過與世界各地的產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者開展廣泛的協(xié)作，Open19解決方案的重點圍繞在作業(yè)的簡易性、功率效率以及靈活的設(shè)計──這些都是機(jī)架式架構(gòu)的主要考慮因素。并且，隨著重心正從以服務(wù)器為中心的世界轉(zhuǎn)向以機(jī)架為中心的環(huán)境，數(shù)據(jù)中心的管理人員可以突破常規(guī)，妥善因應(yīng)一個常見的挑戰(zhàn)：營運。
超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的營運范圍十分浩大，所占據(jù)的面積往往會達(dá)到幾個足球場這么大。在硬件采購成本的背后，大規(guī)模的執(zhí)行硬件所產(chǎn)生的營運費用可以對總購置成本(TCO)產(chǎn)生顯著的影響。在如此龐大的空間中，電源效率(或者，更為常見的是效率不足)、氣流阻礙以及硬件的簡單維護(hù)的問題，都會迅速的積少成多起來。此外，這類場所的維護(hù)僅僅通過少數(shù)幾名現(xiàn)場的技術(shù)人員來完成，使得問題更為復(fù)雜，這就意味著維修和升級常會花很多的時間。
開發(fā)Open19的目的是因應(yīng)大規(guī)模的挑戰(zhàn)。這一協(xié)作組織的發(fā)起人包含了近30家公司，其中包括Molex在內(nèi)，這些公司都已經(jīng)認(rèn)識到機(jī)架整合、作業(yè)和維護(hù)的成本是重大的財務(wù)負(fù)擔(dān)。Open19最初的目標(biāo)非常簡單：降低整合成本，包括在機(jī)架上安置硬件、服務(wù)器布線和網(wǎng)絡(luò)連接上花費的時間，以及包扎線纜以利于氣流通過的時間。透過與其他領(lǐng)先的技術(shù)企業(yè)協(xié)作，Molex致力于開發(fā)合適的解決方案以省卻這些高昂的整合成本：外部線纜化背板，能夠向每個服務(wù)器塊或者一個半寬的1U高度機(jī)架單元服務(wù)器提供高達(dá)100Gbps的以太網(wǎng)絡(luò)連接。
線纜化的背板解決方案基于背板連接器中所含的相同技術(shù)，這類連接器通常部署在內(nèi)部盲插應(yīng)用中。這一核心的背板技術(shù)經(jīng)過增強(qiáng)后可以滿足新的Open19標(biāo)準(zhǔn)要求，意味著使用者可以不再使用高接觸的QSFP、QSFP至SFP分支DAC線纜，以及通常用于以太網(wǎng)絡(luò)的CAT-5以太網(wǎng)絡(luò)電纜。這些成纜背板改善了氣流效果，并且透過減少安裝錯誤而簡化了安裝過程，并且為高速以太網(wǎng)絡(luò)提高了信號的完整性。成纜背板安裝在殼體內(nèi)部，可以為十二個服務(wù)器塊建立起主干。
作為容器的服務(wù)器塊
運輸產(chǎn)業(yè)使用尺寸一致的貨運集裝箱來運送貨物。在軟件的世界上，也有采用一致的容器和方式來輸送軟件。然而，在服務(wù)器領(lǐng)域，則尚未有統(tǒng)一的慣例。最接近的方法是一種統(tǒng)一的平臺，其單元的定義為寬19英吋、垂直高度1.75英吋。Open19致力于為此實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，將Open19生態(tài)系統(tǒng)中最小的構(gòu)建塊、也就是服務(wù)器塊，定義為一個機(jī)架單元的半寬服務(wù)器，可以支持速度高達(dá)100Gbps的連接以及400瓦的功率。
由于Open19是一種可擴(kuò)展的架構(gòu)，可以聚合起各服務(wù)器塊來擴(kuò)展功率，并且支持高達(dá)100Gbps的以太網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器塊的尺寸可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的1U服務(wù)器的大小，而功率和實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)速度則可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器的兩倍，或者，在采用2U服務(wù)器的尺寸時，可用功率則可達(dá)到2U服務(wù)器的四倍(以及高達(dá)400Gbps的以太網(wǎng)絡(luò)連接能力)。背板連接器組專為這一架構(gòu)開發(fā)而成，也將擴(kuò)展到56Gbps PAM-4；而當(dāng)今的25/50/500Gbps以太網(wǎng)絡(luò)則是使用目前的25Gbps NRZ信號系統(tǒng)。隨著以太網(wǎng)絡(luò)硅技術(shù)的不斷演進(jìn)，每個端口都具有使可用帶寬翻倍的潛力。
此外，服務(wù)器塊是完全自持式的獨立設(shè)備，含有安全與合規(guī)所需的全部相關(guān)認(rèn)證。服務(wù)器塊可以放入到鈑金機(jī)殼中，這種機(jī)殼提供盲插供電以及成纜干線功能。機(jī)殼提供8U和12U的產(chǎn)品變型，分別可容納16和24個服務(wù)器塊。通常1U的電源框和1U的以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)即可為這些服務(wù)器塊提供支持性的基礎(chǔ)設(shè)施。
統(tǒng)一的力量
一致而又統(tǒng)一的設(shè)計，易于排除大規(guī)模作業(yè)過程中存在的困難。曾經(jīng)在服務(wù)器后部作業(yè)的任何人都知道，作業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)連接所需的各種RJ-45端口、SFP端口以及QSFP端口會產(chǎn)生無窮無盡的組合，更不用說還要花很多時間來與身處其他地方、收費高昂的技術(shù)人員進(jìn)行交流，這對于技術(shù)人員以及負(fù)責(zé)解決問題的員工來說，都會產(chǎn)生巨大的壓力。在開發(fā)自身的邊緣運算平臺的過程中，一家邊緣運算和裸金屬云端運算領(lǐng)域的領(lǐng)先供貨商認(rèn)識到了這一問題。團(tuán)隊立即就認(rèn)識到了Open19的優(yōu)勢：可以簡單而又統(tǒng)一的來部署服務(wù)器塊。每個服務(wù)器塊都只能在一個方向插入并配對。沒有外部的以太網(wǎng)絡(luò)電纜會插入到錯誤的端口中。對于任何可用的插槽，只要尺寸足夠容納服務(wù)器塊，就可以進(jìn)行填充。作業(yè)的復(fù)雜性降低到了接近零的程度。
功率的代價
在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心內(nèi)，功率、配電與冷卻占到了總營運成本的31%。電源使用效率(PUE)是相對于為基礎(chǔ)設(shè)施提供支持而消耗的功率或者轉(zhuǎn)換損耗，而對IT負(fù)載使用的電源效率的測量結(jié)果，這種損耗在電源將交流電轉(zhuǎn)換為直流電時發(fā)生。在接近額定功率下工作時，電源會以峰值效率執(zhí)行。比如說，與1500瓦電源上的400瓦負(fù)載相比，500瓦電源上的400瓦的負(fù)載受到的轉(zhuǎn)換損耗會低一些。通過動態(tài)的啟用和停用電源框上每個獨立的電源，從而對負(fù)載需求作出響應(yīng)，電源框可以降低此類的轉(zhuǎn)換損耗。數(shù)百個到數(shù)千個機(jī)架上的損耗累積起來，所涉及的營運成本可以高達(dá)數(shù)百萬美元。
Open19設(shè)計中的電源框可以為服務(wù)器塊提供12伏的直流電源以及Open19網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。共享的電源框還采用了電纜配電系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)中使用的外部直流母線有所不同。電源框還具有100伏到277伏交流的“通用”輸入電壓。這種通用的設(shè)計允許實施特定于部署地區(qū)的電源線，從而在部署的后勤方面排除了一個令人頭疼的重大問題。
打破常規(guī)
在機(jī)架式的架構(gòu)中，存在著打破常規(guī)的可能性，以全局的方式來解決問題。統(tǒng)一構(gòu)建塊的應(yīng)用可以使系統(tǒng)的設(shè)計人員在運算塊的內(nèi)部創(chuàng)造價值。這類運算塊能夠部署在機(jī)殼的內(nèi)部，使機(jī)殼以均勻一致的方式來供電并提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。以大規(guī)模部署來說，Open19可以節(jié)省可觀的總購置成本。邊緣解決方案的供貨商已經(jīng)認(rèn)識到了統(tǒng)一的設(shè)計以及架構(gòu)的一致性所帶來的強(qiáng)大力量。
大規(guī)模的營運可以說是不進(jìn)則退，不成則敗的。Open19開發(fā)并部署了尺寸一致的硬件容器與硬件塊，為商業(yè)組織提供了創(chuàng)新性的機(jī)架式設(shè)計。憑借成纜背板，在部署了硬件塊后可以滿足多種應(yīng)用對于功率和網(wǎng)絡(luò)的要求，同時還可以解決大規(guī)模營運的問題。
為數(shù)據(jù)中心的部署評估新的架構(gòu)時，一個主要的考慮因素就是打破常規(guī)，將統(tǒng)一的設(shè)計與成纜背板整合起來。這種修改后的架構(gòu)可使您在專注于自身業(yè)務(wù)的同時，簡化大規(guī)模部署中的許多營運問題。
