打造绿色数据中心 从源头上解决能耗问题

ZDNetChina服务器站 8月21日集群分析

    电力不足，机房因设备过热而频频宕机，电费像房价一样飞速飚升……与此同时，能源也变得更为稀缺和昂贵。不断攀升的能源成本正逐渐成为企业的巨大负担。如何有效降低能耗支出，已成为企业CIO们亟待解决的问题。

    Gartner一项针对CIO的调查显示，70%的被访者认为，电力和制冷问题是其数据中心面临的最大问题。能源花费占IT预算的比例已经从8%激增到48%。在美国，3年的纯能源成本消耗已经等同于设备购置成本。在欧洲，3年的纯能源成本消耗甚至已经两倍于设备购置成本。

可怕的“电老虎”

    IDC和Gartner的预测报告中都提到：到2010年，企业每年在电力上的花费将大于当年在硬件设备上的投资额。面对如此严峻的形势，打造绿色数据中心刻不容缓。目前，业界多家厂商都在研发针对绿色数据中心的解决方案，从不同层面向用户阐述如何构建高效节能的绿色数据中心。

    各厂商的数据中心节能方案主要包括三个层面：一是从关键电源及制冷入手，在机房基础设施的设计及实施方案上进行节能，比如APC-MGE等厂商；二是从硬件设备入手开展节能工作，减少IT设备的能耗，如IBM和惠普；三是从芯片入手节省能耗，如英特尔和AMD等。

    目前，硬件设备层面和芯片层面的节能被越来越多的企业CIO们认可并重视，但在以关键电源和制冷为代表的基础设施层面的节能工作，却一直没有得到足够重视。其实，基础设施层面的节能才是节能的重中之重，这样可以从源头上解决能耗问题，从而在节能方面达到事半功倍的效果。

从源头上解决问题

    数据中心里被浪费的能源去了哪里呢？输入的电能在经过机房物理层时，被损耗的能源高达50%左右，而硬件设备和芯片会消耗40%的电能。由此可见，从关键电源及制冷设备入手，提高物理层的效率，才是建立绿色数据中心的明智之举，而高效UPS、In-row制冷、可升级和可扩展以及规划管理软件是四个重要方面。

    传统的节能方案更多关注UPS的可靠性，但随着数据中心消耗着大量电能这个事实被越来越多的企业所重视，UPS的效率就成了企业CIO们重要的决策因素。APC-MGE的工程师向记者介绍说：“许多数据中心的UPS运行负载率一般在30%左右，UPS的供电效率为50%~60%。针对这一情况，厂商争相研发新技术，使UPS在低负载率下也能具有高效率。比如，APC-MGE在制造新型UPS时采取了新双变换逆变技术，逆变器设计相对于原有设计减少了50%的损耗，而低功耗的控制器、驱动设备以及缓冲电路减少了30%的空载损耗。在新技术的支持下，UPS的工作噪音也大大降低。”

    由于传统机房中空调送出的冷风不能100%送到服务器端，大部分机房空调的效率也仅在50%左右。要想实现空调的节能，一方面可以从气流的组织设计着手改进，另一方面可以选择新型的空调。例如，APC-MGE英飞系统中的In-row制冷单元可放在服务器机柜边上，让冷热空气直接在机柜和空调之间以最短的路径循环。与房间级制冷相比，In-row制冷能够处理更高的热负载密度。In-row制冷容量可以随IT负载的变化而变化，能减少50%的风扇功耗，而且不需要安装高架地板，也不需要除湿或者除湿后加热。

    事实上，过度规划也是导致数据中心能耗高和效率低的原因之一。传统数据中心多采用一次到位的工程设计，不仅导致UPS和空调等设备的初次采购成本过高，同时也提高了后期能源消耗和服务的成本。相关专家认为，在数据中心的设计阶段就应该慎重考虑节能的问题。数据中心的用户应该考虑到未来扩展的需要，分阶段采购所需的机房设施。包括APC-MGE、科士达在内的许多UPS厂商都提出了边成长边投资的设计理念，这将大大节省数据中心机房的电力和制冷损耗。

    目前，数据中心的机房管理正在向着精确化的方向发展。一套行之有效的电源及制冷容量规划管理软件已成为节能的必备工具。APC-MGE推出的电源及制冷容量规划管理软件，可以对机柜环境进行实时检测，避免不必要的供电和制冷容量的产生。用户可以通过该软件实时了解电流大小的变化，并据此调节出风口的大小，以达到节能的效果。用户还可以对机房设施进行实时监控，精确了解机房的电流、温度、湿度，控制空调、UPS等设备的运行，从而达到提升效率、节约能源的目的。

节能出效益

    在物理层就采取有效的节能措施，对打造绿色数据中心是非常重要的。据APC-MGE公司提供的数据显示，从关键电源及制冷设备入手，在物理层开展节能工作，数据中心的能源利用率将从以前的50%上升为80%。

    在物理层采取节能措施之后，将会为数据中心机房减少30%的能源浪费，而每个机架的成本也将降低4800~9000美元。

    据估计，目前全球所有数据中心每年的耗电量已达到400亿千瓦时。对于企业的CIO们而言，减少这些电能中的损耗不仅提高了企业的经济效益，而且提高了社会效益。在当今倡导建设节能型社会的趋势下，企业更应该明确自己的社会责任感，通过建设绿色数据中心，有效降低能耗，节约能源。

    数据中心追求的是更强大的运算处理能力和更安全的数据保护。但在能源开销与日俱增的今天，技术的飞速度发展带来的是能源的大量消耗。面对越来越庞大的数据中心，以及越来越沉重的能源问题，数据中心的建设也将从早期的功能服务转向智能服务以及节能服务，低能耗、环保型的绿色数据中心必将成为数字时代的新主题。