如何低投入和高產(chǎn)出降低數(shù)據(jù)中心能耗的方法

張利勇發(fā)布于2019-04-28 19:35 / 1956人閱讀

摘要：此外，無論冷卻要求如何，最佳實踐都表明數(shù)據(jù)中心的空氣都要定期更換。在采取措施降低能耗時，服務(wù)器虛擬化至關(guān)重要。

數(shù)據(jù)中心的綠色認證，尤其是能源使用效率（PUE）被視為一種對數(shù)據(jù)中心浪費多少能源的評級，而這種浪費也意味著成本的浪費。

企業(yè)需要有效地將空間和電力受限的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心整合到更節(jié)能的＂PUE友好型＂環(huán)境中，并最終遷移到現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)中心設(shè)施中。而企業(yè)需要提供支持未來中長期計算需求所需的空間、能源和基礎(chǔ)設(shè)施。

如今，圍繞數(shù)據(jù)中心PUE值存在很多炒作。PUE這個術(shù)語的問題之一是沒有公認的標準進行計算，盡管通常被認為是計算數(shù)據(jù)中心設(shè)備用電總功率的比例，但并不是每個數(shù)據(jù)中心都將辦公室、照明系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等能耗包括在內(nèi)，至少它應(yīng)該包括變壓器和UPS的能耗。

在理想情況下，這應(yīng)該以一年的時間進行測量，或者如果能計算的話，則應(yīng)該基于最惡劣的情況（即一年中最熱的一天）。然而，許多公司在理想條件下只考慮空調(diào)機組的能源消耗，并且只在計算時考慮到這一點。

因此，實現(xiàn)盡可能低的PUE值不應(yīng)該是數(shù)據(jù)中心運營商的唯一目標。通過消除彈性水平可以改進PUE．例如，＂N ＋ 1＂冗余比＂N ＋ N＂更有效，但是一些客戶將要求達到＂N ＋ N＂的可靠性，而不是將PUE值作為首要考慮因素。可靠性仍然是王道，這就需要有彈性的能源供應(yīng)，在追求PUE值更低的最終目標時不能過度犧牲可靠性。從這個角度來看，最節(jié)能的數(shù)據(jù)中心就是電力已經(jīng)中斷的數(shù)據(jù)中心。

盡管PUE為1是不可能的，因為這意味著除了IT負載所使用的電源以外不消耗任何電能，在現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心設(shè)施中PUE接近于是可行的。降低PUE的過程應(yīng)特別關(guān)注降低制冷功率。這需要結(jié)合CRAC（計算機房空調(diào)）、熱通道和冷通道遏制等冷卻措施，并假設(shè)有足夠低的環(huán)境溫度，采用自然空氣冷卻。

盡管采用自然空氣冷卻可大幅降低能耗，但仍有一些無法避免的電力損耗。例如，由于變壓器損耗，電纜電阻，以及UPS效率低下，從輸入饋電到機架的電力傳輸也會有一些浪費。即使采用自然空氣冷卻也會消耗一些電能，因為風(fēng)扇需要進行空氣循環(huán)。此外，無論冷卻要求如何，最佳實踐都表明數(shù)據(jù)中心的空氣都要定期更換。

在采取措施降低能耗時，服務(wù)器虛擬化至關(guān)重要。一臺服務(wù)器運行的負載通常為10％到15％，但現(xiàn)在可以虛擬化新的服務(wù)器來運行20到40臺虛擬機。

但是組織必須考慮用于運行所需應(yīng)用程序的機架硬件類型的影響，或者他們可能被迫使用更多的機架和更多的功率。有一種普遍的誤解認為，在運行低功率密度的機架與高功率密度機架相比，將會降低電力成本，但事實恰恰相反。

運行數(shù)量更少的高功率密度機架比更多的功率密度更低的機架降低更多的總體擁有成本，因為它們具有出色的計算能力，同時使用的數(shù)據(jù)中心資源要少得多。將會減少開關(guān)柜、UPS、電力、冷卻塔、水泵、冷水機組、照明等設(shè)備的數(shù)據(jù)。但問題在于更高效的高功率密度機架能耗超過5千瓦，并且耗電量不斷增加，而每機架能耗超過10千瓦，幾乎沒有一個數(shù)據(jù)中心可以提供這種級別的電源，而且這個問題只會越來越嚴重。

優(yōu)化整體數(shù)據(jù)中心能效的核心必須采用先進的能源監(jiān)控和管理平臺，能夠整合樓宇管理系統(tǒng)、電子管理系統(tǒng)、PDU和SCADA，數(shù)據(jù)中心歷來的不同系統(tǒng)使用效率都不高。

通過采用一個綜合能源管理系統(tǒng)，可以密切監(jiān)控數(shù)據(jù)中心的電能使用情況，突出顯示所關(guān)注領(lǐng)域的能耗水平。這可以快速有效地解決問題，確保為數(shù)據(jù)中心的客戶提供更好的服務(wù)，并可能通過降低電力成本為運營商及其客戶節(jié)省大量費用，并最大限度地減少數(shù)據(jù)中心運營對環(huán)境的影響。