四大要點降低能耗建造綠色數(shù)據(jù)中心

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隨著企業(yè)數(shù)據(jù)中心的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的能耗問題，逐漸凸顯，根據(jù)EPA的統(tǒng)計，數(shù)據(jù)中心的能源支出每五年將增長一倍。美國制熱、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會（American Society of Heating, Refrigerating and Air/Conditioning Engineers）預(yù)測技術(shù)密集度在這十年內(nèi)將增長20倍。由于數(shù)據(jù)中心約60%的資產(chǎn)支出和50%的運營成本都與能源有關(guān)，因此設(shè)計、建造并啟用高能效的數(shù)據(jù)中心已成為企業(yè)的一項重要工作。

據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，目前企業(yè)所生成的關(guān)鍵數(shù)據(jù)正以52%復(fù)合年均增長率(CAGR)不斷攀升，由此帶動企業(yè)的數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越龐大，服務(wù)器和存儲的數(shù)量大幅增長?？焖俚脑鲩L給數(shù)據(jù)中心在環(huán)境控制、電源與冷卻、空間管理等方面造成了巨大的壓力，同時，隨著高密度數(shù)據(jù)中心設(shè)備的廣泛應(yīng)用，企業(yè)在能耗和散熱管理方面也提出了新的要求。在過去的十年中，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器供電密度平均增長了十倍。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在一個數(shù)據(jù)中心的費用，能耗占了40%，其中冷卻又占了能耗的60%到70%。這是由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房采用的是平均制冷設(shè)計模式。但目前隨著機架式服務(wù)器以及刀片服務(wù)器的出現(xiàn)和普及，數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)了高密度服務(wù)器與低密度混合的模式，由于服務(wù)器的密度不均衡，因而產(chǎn)生的熱量也不均衡，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的平均制冷方法已經(jīng)很難滿足需求。因此，如何在不擴大供電的基礎(chǔ)上，把更多的電源用于IT設(shè)備，而將較少的電源用于制冷，這正是新一代數(shù)據(jù)中心致力解決的問題。

解決數(shù)據(jù)中心能耗問題的方法

企業(yè)數(shù)據(jù)中心能耗問題已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注，眾多的廠商推出了針對性的產(chǎn)品和解決方案，很多數(shù)據(jù)中心的管理人員也在尋求正確的方法來降低數(shù)據(jù)中心的能耗，提高能源利用率。包括 Google和微軟在內(nèi)的一些公司，都已經(jīng)開始通過尋求建立全新的太陽能供電的數(shù)據(jù)中心來解決能耗問題，但是這并不適合所有的數(shù)據(jù)中心解決能耗問題。企業(yè)完全可以通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的和供電系統(tǒng)的改造來達到數(shù)據(jù)中心能耗的降低和充分利用。下面是解決企業(yè)數(shù)據(jù)中心能耗問題的幾個重要途徑：

一、減少服務(wù)器數(shù)量

這是大多數(shù)企業(yè)數(shù)據(jù)中心首先想到的辦法，企業(yè)可以通過選擇高密度的方案，減少物理服務(wù)器的數(shù)量，如刀片服務(wù)器和虛擬化。由于歷史的原因，很多數(shù)據(jù)中心部署了x86服務(wù)器，這些服務(wù)器大多只運行著單一的應(yīng)用，導(dǎo)致其利用率只有10%左右。通過刀片服務(wù)器或者虛擬化進行整合，將大大提升服務(wù)器利用效率，降低數(shù)據(jù)中心能耗。另外，采用高性能的硬件，如多核處理器也可以降低冗余和外部的供電來節(jié)省能耗。多核CPU可以大幅度地提升服務(wù)器的性能，同時配合虛擬化技術(shù)，將有效整合服務(wù)器的數(shù)量。

二、提高服務(wù)器能源利用率

正如前文所述，在企業(yè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)，大部分x86的服務(wù)器應(yīng)用單一，其利用率平均只有10%左右，甚至有部分服務(wù)器在一段時間里出于空閑狀態(tài)，在這樣的情況下，這些空閑的服務(wù)器將會白白浪費電力資源，采用智能電源管理解決方案，將會幫助企業(yè)數(shù)據(jù)中心減少這些空閑服務(wù)器的電力消耗，提高數(shù)據(jù)中心電力能源的利用率。并且對于大部分企業(yè)數(shù)據(jù)中心來說，并不是所有的服務(wù)器都在運行關(guān)鍵業(yè)務(wù)并保持較高的利用率，很多運行中的服務(wù)器都處在利用率很低的情況下，這樣，在企業(yè)數(shù)據(jù)中心中就應(yīng)該充分保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)、利用率高的服務(wù)器的電力供應(yīng)，對那些利用率較低的服務(wù)器的應(yīng)用進行合并或者優(yōu)化，從而最大限度的保證電力能源得到充分利用。這就需要對服務(wù)器的電力消耗進行計量，以便幫助企業(yè)數(shù)據(jù)中心合理調(diào)配和優(yōu)化服務(wù)器的電力分配。

三、降低數(shù)據(jù)中心的制冷能耗

對于企業(yè)數(shù)據(jù)中心來說，在制冷方面的能源消耗通常占數(shù)據(jù)中心總能耗的60%到70%。因此，如何減少制冷方面的能源消耗，是降低整個企業(yè)數(shù)據(jù)中心能耗的關(guān)鍵，然而，目前數(shù)據(jù)中心一個很常見的錯誤是，對IT設(shè)備進行了過度冷卻。因為過熱會縮短IT設(shè)備的壽命甚至?xí)?dǎo)致故障，但是，而只會造成能源浪費。事實上，根據(jù)ASH-RAE，機架溫度達到華氏77度(攝氏25度)是沒有問題的，只要各個位置的溫度保持相對一致。企業(yè)數(shù)據(jù)中心可以通過將智能PDU溫度傳感器放置在機架冷空氣入口的底部、中間和頂部，IT管理員不僅可以確定系統(tǒng)有沒有對服務(wù)器進行過度冷卻，還能確定冷空氣是否在高效地通過這些地方。溫度傳感器也可以放置在機架的尾部或熱空氣出口，以監(jiān)控排出空氣的溫度，從而更加合理和有效率的制定制冷方案，從而降低數(shù)據(jù)中心制冷方面的能耗。

由此看來，解決數(shù)據(jù)中心的能耗問題并非一定要從頭開始。對于那些運行著的數(shù)據(jù)中心來說，只要稍加變通就可以實現(xiàn)綠化。而且綠色數(shù)據(jù)中心也并非是一朝一夕就能夠完成的事情，上述的幾種方法也是提示用戶要注意身邊的細節(jié)。

四、智能電源管理來助力

從解決企業(yè)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的能耗的上述方法中可以看到，通過刀片服務(wù)器和虛擬化，采用高性能硬件，企業(yè)數(shù)據(jù)中心可以通過減少服務(wù)器數(shù)量來達到降低數(shù)據(jù)中心能耗的目的；通過智能電源管理和電源計量合理分配電力資源，可以使得服務(wù)器電力資源更加有效的利用；通過智能PDU溫度傳感器，可以實時監(jiān)控機房溫度，降低機房制冷方面能耗。在這些數(shù)據(jù)中心能耗解決方法中，大部分企業(yè)數(shù)據(jù)中心對刀片服務(wù)器、虛擬化、多核處理器、等非常關(guān)注，但是，對服務(wù)器能耗利用效率和制冷利用率就不是那么關(guān)心了。然而，根據(jù) AFCOM 的數(shù)據(jù)中心研究機構(gòu)的研究，通過準確判定單個數(shù)據(jù)中心設(shè)備的負載率，許多IT設(shè)施都有被忽略的節(jié)能能力可供挖掘。在很多情況下，大多設(shè)備的實際的負載率大約只能達到設(shè)備銘牌上列出瓦特數(shù)或安培數(shù)的50%，服務(wù)器更是如此。另外，在數(shù)據(jù)中心的供電中，只有1/3用在IT設(shè)備上，而制冷費用占到總供電的2 /3，因此，在企業(yè)數(shù)據(jù)中心降低能源消耗的方法中，決不能對服務(wù)器能源利用效率和制冷利用率掉以輕心。

不過，對于企業(yè)數(shù)據(jù)中心用戶存在的一個難題是，數(shù)據(jù)中心能源消耗無法計量，制冷效果無法檢測，“無法計量則無法管理”，這可能也是企業(yè)數(shù)據(jù)中心對數(shù)據(jù)中心能耗利用率和制冷效率不太關(guān)心的原因之一吧。好在現(xiàn)在已經(jīng)有一些廠商給企業(yè)數(shù)據(jù)中心的用戶提供了計量能源消耗和制冷效率的解決方案，以幫助企業(yè)數(shù)據(jù)中心合理分配電力資源，減低企業(yè)數(shù)據(jù)中心制冷消耗，美國力登（Raritan）的Dominion PX就是其中的佼佼者。

Raritan開發(fā)出的智能型電源管理產(chǎn)品 Dominion PX 具有提供實時、詳盡的插座級電源信息的功能，可細化到每個插座，而其它產(chǎn)品或解決方案通常只能將一個設(shè)備作為整體提供合并的電源概況。因此，IT管理員和 IT基礎(chǔ)設(shè)施管理人員可以借助基于瀏覽器的界面，獲得關(guān)于每臺服務(wù)器實際消耗電能的詳盡信息?？蛇x的溫度和濕度傳感器插入Raritan的智能型電源管理產(chǎn)品中，便可提供實時的環(huán)境信息。Dominion PX 是第一款提供基于IPMI 2.0和SMASH等協(xié)議的高級遠程電源控制產(chǎn)品。Dominion PX的智能化和靈活性源于Raritan的KIRA 100系統(tǒng)，該系統(tǒng)固化在一個芯片中，提供安全的TCP/IP訪問和監(jiān)控能力。Raritan智能型電源管理產(chǎn)品還設(shè)定了新的安全標準。它是第一款能夠在硬件等級提供256位AES加密功能的產(chǎn)品。超強的密碼支持、插座級權(quán)限、按插座劃分的訪問控制清單、組級權(quán)限以及內(nèi)置防火墻也都是標準功能。 Dominion PX以單機模式可以安全運行，也可以整合到外部驗證和授權(quán)服務(wù)中。最近，力登的智能型電源管理產(chǎn)品Dominion PX還通過了中國軟件評測中心的嚴格測試，這充分說明Dominion PX能夠滿足企業(yè)數(shù)據(jù)中心的在降低能耗方面的需求。

有了這樣的檢測數(shù)據(jù)中心能源消耗和制冷效率的產(chǎn)品，企業(yè)對數(shù)據(jù)中心的能源消耗情況將了如指掌，這對企業(yè)數(shù)據(jù)中心降低能耗，實現(xiàn)國家“節(jié)能減排”的號召無疑起著巨大的推動作用。（IT168）