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四大要點降低能耗建造綠色數(shù)據(jù)中心

2010-04-16 10:26    【  【打印】【我要糾錯】

  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%復合年均增長率不斷攀升,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)中心設備的廣泛應用,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計模式。但目前隨著機架式服務器以及刀片服務器的出現(xiàn)和普及,數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)了高密度服務器與低密度混合的模式,由于服務器的密度不均衡,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上,把更多的電源用于IT設備,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,減少物理服務器的數(shù)量,如刀片服務器和虛擬化。由于歷史的原因,很多數(shù)據(jù)中心部署了x86服務器,這些服務器大多只運行著單一的應用,導致其利用率只有10%左右。通過刀片服務器或者虛擬化進行整合,將大大提升服務器利用效率,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器的性能,同時配合虛擬化技術(shù),將有效整合服務器的數(shù)量。

  二、提高服務器能源利用率

  正如前文所述,在企業(yè)數(shù)據(jù)中心內(nèi),大部分x86的服務器應用單一,其利用率平均只有10%左右,甚至有部分服務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,并不是所有的服務器都在運行關(guān)鍵業(yè)務并保持較高的利用率,很多運行中的服務器都處在利用率很低的情況下,這樣,在企業(yè)數(shù)據(jù)中心中就應該充分保證關(guān)鍵業(yè)務、利用率高的服務器的電力供應,對那些利用率較低的服務器的應用進行合并或者優(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設備進行了過度冷卻。因為過熱會縮短IT設備的壽命甚至會導致故障,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)中心服務器的能耗的上述方法中可以看到,通過刀片服務器和虛擬化,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)中心對刀片服務器、虛擬化、多核處理器、等非常關(guān)注,但是,對服務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)中心設備的負載率,許多IT設施都有被忽略的節(jié)能能力可供挖掘。在很多情況下,大多設備的實際的負載率大約只能達到設備銘牌上列出瓦特數(shù)或安培數(shù)的50%,服務器更是如此。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。

  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。

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