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数据中心节能需要组合拳

2019年11月08日 栏目:体育

电能消耗已经成为数据中心管理者为关注的问题之一。Gartner去年对数据中心的管理者进行的一项调研显示,在对当前面临的棘手问题的回答中,

电能消耗已经成为数据中心管理者为关注的问题之一。Gartner去年对数据中心的管理者进行的一项调研显示,在对当前面临的棘手问题的回答中,电力和制冷位居其中。调查还发现,在整体IT投入里面,过去电力和制冷这个部分只占到8%,而Gartner估计不久会达到48%,这就意味着未来数据中心的管理者需要挤出40%的其他预算,来应对电力和制冷需求的增加。由于能源供应的紧张加上数据中心耗电量的快速增长,使得数据中心的管理者对节能也给予了高度重视。不过,在具体实施过程中,由于事前缺乏整体规划,或者没有科学地评估,导致不少数据中心在实施节能计划时效果不如预期。

节能需要综合考虑

“数据中心的节能涉及三个方面,即机房制冷、IT设备和电源设备,选择节能措施的时候需要综合考虑,如果单从某一方面着手往往事与愿违。”艾默生网络能源有限公司中国区高级总监丁麒钢在接受记者采访时表示。丁麒钢从1997年加入艾默生以来,长期负责研究国内外数据中心行业的客户需求变化、制定公司的产品和市场策略,而如何帮助数据中心降低电能消耗是丁麒钢很长时间以来一直关注的问题。

根据美国环保署提交给美国国会的一份研究报告,在数据中心的电力消费中,IT设备、整体机房和电源设备分别为“五、四、一”的关系,即服务器、交换机的电力消耗占总能源消耗的50%,而机房制冷电力消耗占40%,UPS等电源设备耗电占10%。

目前,IT设备的节能已经引起了人们的关注,比如,通过采用虚拟化技术、节能芯片、刀片服务器等新产品、新技术并配合高效的管理软件,有效降低了IT设备的能耗。但对机房的节能,特别是对空调设备的节能人们还重视不够。实际上,通过调整机柜的摆放方式、部署新一代机柜级制冷设备可以大大提高冷风的利用率,从而降低空调的电力消耗。尤为值得一提的是,新一代的制冷设备由于可以直接对机柜进行精确制冷,因此可以确保机柜里不出现局部高温。这对于延长机柜里设备的寿命非常重要。根据相关的统计研究,机柜顶部由于过热会大幅度地降低设备的可靠性,2/3的故障发生在机柜顶部的1/3,从这个角度看,降低了设备的维护成本。而对于UPS等电源设备来说,节能环保主要体现在减少对电网的谐波污染上。

丁麒钢表示,“对于传统的数据中心来说,如果综合采用上述技术手段有望达到50%的综合节能目标,其中IT设备、制冷设备、电源设备与传统机房的设备相比分别能减少30%、30%、10%的电力消耗。”

树立正确的节能观

丁麒钢特别提醒数据中心的管理者要树立正确的节能观念。

1. 节能是需要前期投入的。数据中心的管理者在选择节能措施时,一定要树立正确的成本意识。这里有两个含义: 一个是节能是需要成本的,因为节能很可能需要投资新的技术、使用新的材料、采用新的方法和新的设计,而这些是需要成本的,很多时候由于采用新的技术,短期来看成本反而更高; 而另一层含义是,是否能节约成本要从机房的全生命周期来看,谨防将成本向机房生命周期后端转移的伪降低成本的方法。

丁麒钢说,对一种节能方法的投资和收益,不要在一个时间点上考量,避免采用短期内能把成本降低,而从长期看反而会提高成本的方法。比如,在传统的数据中心,服务器机柜能耗低于5kW,这时只要用机房级空调制冷就够了,但是现在由于采用刀片式服务器,每个机柜功率消耗达到10kW、甚至30kW。这个时候靠传统的机房空调制冷就解决不了机柜局部的高温问题,因此就要另想办法,比如采用机柜级制冷或高热密度制冷解决方案。艾默生的一个高热密度制冷解决方案就把空调终端放到服务器的架顶或者两排服务器中间,从而提高了制冷效率。这是一种新的技术,要用到新的产品,它的建设成本就会高于传统机房的方式。但是,这种方法实现了精确制冷、消除了机柜顶部的局部高热问题,因而降低了机柜顶部设备的故障率,同时也降低了空调能耗。

2. 一种节能方法不能导致下一个环节的高能耗或者高维护成本。

“数据中心的节能方法是否有效,要把它放到整个循环系统里面来考量。如果一个节能方法或者一个产品导致了另一个产品的节能,这个技术; 反过来,如果一种方法或者产品自己节能却导致别的环节的高能耗或者是高维护成本,这个技术就不可行。”丁麒钢表示。

3. 节能的同时还要考虑系统的可靠性和可用性。实际上,相对于成本的节约,服务器的宕机和系统的崩溃损失要大得多。比如,为了节能,有人提出冬天直接用外面的冷风进机房而不用空调。这是一个很不错的想法,但是,部署方案时需要根据现场要求具体考虑。因为有些机房要求恒温、恒湿,这就意味着要求这个机房是密闭的。而室外的冷风一般是无法满足这个要求的。比如空气中的粉尘就会污染机房环境,因为粉粒在一定的湿度下可能会导致精密电子芯片里面的电路短路,从而使得IT设备的故障率提高。如果数据中心里的设备对空气的洁净度要求高,这个解决办法就值得商榷。因为表面上它节约了空调成本,而实际上提高了机房主设备的故障率,进而提高了设备宕机的可能性。因此,是否科学,还需要具体问题具体分析

链接:数据中心的节能技术

人类一直没有停止过研究节能技术,在能源危机出现以后,人们更是加快了研究步伐,这些节能技术中有许多可以用于数据中心。据艾默生网络能源有限公司中国区高级总监丁麒钢介绍,如下技术有望在未来5~10年左右进入实用阶段:

1. 芯片级制冷。数据中心的整体机房节能已经在从传统的机房制冷向机柜级制冷发展,而未来将会走向芯片级,也就是将冷媒直接送到需要制冷的芯片,从而实现更精确的制冷。据悉,艾默生已经联合相关芯片制造商在进行这样的研究工作。

2. 直流供电。UPS需要把交流电变成直流电,然后重新变回交流电供服务器等IT设备使用,这两个转化过程都有能量损耗,如果用直流电供电,可以降低这方面的消耗。今天,已经有人在研究380伏的直流供电以及48伏的直流服务器等技术。

3. 燃料电池。人们早就在进行燃料电池的研究,氢燃料电池就是其中之一。实际上,新型的电池也可以用于数据中心的供电,比如,作为后备电源甚至是主供电电源,燃料电池在长后备时间(8小时左右)的场合具有一定成本优势,而且体积小,无排放物污染。

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