現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心能源效率策略

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隨著環(huán)境問題日益突出，想要忽略“綠色”的話題，以及圍繞“綠色”倡議所產(chǎn)生的眾多行動(dòng)，簡直是件不太可能的事。人們已經(jīng)越來越意識(shí)到，由于電能消耗的增加，導(dǎo)致石化燃料使用的增加，導(dǎo)致大氣中的碳排放量也在增加，這已經(jīng)成為環(huán)境惡化的多米諾骨牌效應(yīng)之一。尤其面對象中國這樣以火力發(fā)電為主的能源結(jié)構(gòu)，更高的電能消耗，意味著更多的碳排量和更大的環(huán)境污染。

如同一場風(fēng)暴的醞釀，對能源放任無度的消耗將對未來可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生最為直接和有害的影響。目前，幾乎所有行業(yè)都在奮力爭取降低能耗及所伴生的碳排量。信息產(chǎn)業(yè)，尤其是現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心也或自覺或被迫地站在了綠色技術(shù)革命的潮頭。

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心：日益突出的能耗問題

從網(wǎng)站到網(wǎng)上銀行，現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心幾乎運(yùn)行著一切信息應(yīng)用，因而其對電力的消耗增長顯著，其中，電源和散熱位于能源消耗之首。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全美國的服務(wù)器年耗電量超過100億美元，其中三分之一以上的費(fèi)用用于服務(wù)器的散熱。我們看到，平均每度10美分的電價(jià)，使大多數(shù)設(shè)備經(jīng)理（facility managers）敏銳地察覺到公司數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)正在飛速攀升。而據(jù)我所知，中國有些電力供應(yīng)緊張的城市，電價(jià)甚至更高。但有趣的是，大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心經(jīng)理卻對這些費(fèi)用視而不見。對他們來說，最大的關(guān)注點(diǎn)在于能否為數(shù)據(jù)中心持續(xù)增加的工作量提供充足的電力。同時(shí)，設(shè)備經(jīng)理們在付電費(fèi)賬單時(shí)也不會(huì)關(guān)心這些問題。將來，隨著電源和散熱問題變得更加普遍和突出，企業(yè)會(huì)進(jìn)行內(nèi)部整合，以降低能耗成本。

根據(jù)CIO們的觀點(diǎn)，IT的成功不僅來自于按服務(wù)級(jí)別協(xié)議提供服務(wù)，還源于在充滿挑戰(zhàn)的全球業(yè)務(wù)環(huán)境中利用信息技術(shù)贏得競爭。所以，數(shù)據(jù)中心的角色不應(yīng)僅局限于為公司業(yè)務(wù)提供支持，還要能幫助推動(dòng)業(yè)務(wù)運(yùn)營。顯然，降低在購電方面的支出是提升業(yè)務(wù)成效的一個(gè)重要途徑。企業(yè)應(yīng)該考慮將數(shù)據(jù)中心的能耗作為一項(xiàng)可控的費(fèi)用，通過適當(dāng)?shù)墓芾?，顯著節(jié)省開支。

當(dāng)然，要從數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)支出中節(jié)省一筆可不容易。目前存在著無數(shù)潛在的解決方式，所有的服務(wù)器制造商們似乎也有著關(guān)于如何解決此問題的想法，其中一些簡單的措施不僅能迅速實(shí)施，還不會(huì)產(chǎn)生太大的費(fèi)用。但是，要?jiǎng)?chuàng)建更節(jié)能的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心，更為全面和具體的策略才能帶來最大的效果。

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心能源效率策略：整體優(yōu)化解決方案

沒有一種單一的“良藥”能完全解決當(dāng)前數(shù)據(jù)中心大幅增長的能耗成本的問題，只有通過綜合治理才能收到豐厚的成效。因此，客戶需要選擇一個(gè)可提供完整的解決方案的服務(wù)器制造商或數(shù)據(jù)中心顧問。請注意，解決能源效率問題，要強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)中心內(nèi)全部的電源和散熱架構(gòu)，小到微處理器芯片大到為數(shù)據(jù)中心提供散熱的空調(diào)系統(tǒng)。大多數(shù)IT供應(yīng)商都能提供節(jié)能型的服務(wù)器，但只有惠普可以真正地兼顧從芯片到冷卻器整體優(yōu)化的所有問題。

從芯片開始

客戶必須要確定能夠從低功耗的處理器中獲益。另外，2.5英寸的硬盤驅(qū)動(dòng)器也是必需的，因?yàn)槠浜碾娏績H僅是3.5寸硬盤驅(qū)動(dòng)器的一半。低功耗存儲(chǔ)器作為有效的供電設(shè)備在降低能源消耗上也非常有利，使用這些設(shè)備的惠普節(jié)能服務(wù)器或刀片可以降低15%到36%的電源消耗。

虛擬化

虛擬化可通過整合服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的方式節(jié)省能源。一些數(shù)據(jù)中心希望可以通過虛擬化節(jié)省其30%到40%的電費(fèi)開支。對服務(wù)器虛擬化的原理是：客戶可將四個(gè)20%運(yùn)行效率的服務(wù)器合并成一個(gè)80%運(yùn)行效率的服務(wù)器。盡管這個(gè)虛擬的服務(wù)器中的處理器需要消耗更多的電力，但處理器的耗電量僅為服務(wù)器耗電量的 30%。所以80%的利用率增長卻僅產(chǎn)生了30%的處理器耗電量。虛擬化服務(wù)器可使其他運(yùn)轉(zhuǎn)中的硬盤驅(qū)動(dòng)器、主板、I/O插槽、存儲(chǔ)器、風(fēng)扇和電源使用服務(wù)器中70%的剩余電源。同時(shí)，一個(gè)80%運(yùn)行的服務(wù)器電源比20%運(yùn)行的服務(wù)器工作效率更高。一旦出現(xiàn)較高的處理能力需求，這種獨(dú)特的處理過程所需的硬盤驅(qū)動(dòng)的數(shù)量就會(huì)相應(yīng)增加，而存儲(chǔ)產(chǎn)品也有新的解決辦法來降低所需的硬盤驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量。但需要注意的是，當(dāng)需求出現(xiàn)時(shí)，必須相應(yīng)增加實(shí)際的存儲(chǔ)設(shè)備。

電源

盡管有些IT經(jīng)理們提到了采用直流電的解決方案，實(shí)際上有效利用更為普遍的交流電來配置電源，也是有可能解決這一問題的。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，諸如變壓器、配電單元和無間斷電源供應(yīng)等，都可以對節(jié)電產(chǎn)生積極或消極的作用。

電源管理軟件也是一個(gè)可以被用來降低電源消耗的有效工具。處理器供應(yīng)商都擁有各自的電力節(jié)流裝置，可以降低未被完全利用的處理器的電源損耗。大多數(shù)服務(wù)器制造商都采用了這項(xiàng)技術(shù)，通常還會(huì)增加一些設(shè)備供IT經(jīng)理們進(jìn)行監(jiān)測、衡量、控制并降低在服務(wù)器或刀片設(shè)備中的電源消耗。

刀片

刀片是能源節(jié)約的“排頭兵”。盡管結(jié)構(gòu)更密集，但其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)可以顯著節(jié)省開支。在最近發(fā)布的2007年Sine Nomine報(bào)告中，將HP BladeSystem刀片服務(wù)器與擁有同等運(yùn)算能力的機(jī)架式服務(wù)器進(jìn)行比較，令人吃驚的是，HP BladeSystem刀片服務(wù)器比機(jī)架式服務(wù)器少消耗36%的電力。這是由于該產(chǎn)品的“主動(dòng)散熱”式風(fēng)扇，可根據(jù)散熱要求調(diào)節(jié)其運(yùn)轉(zhuǎn)速度，能夠在正確的位置提供適當(dāng)?shù)纳釟饬髁髁俊?/P>

除了服務(wù)器和刀片，需要針對其能源利用效率對數(shù)據(jù)中心和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行密切的檢查。與一些網(wǎng)絡(luò)UPS的工作原理類似，由于采用將電流從交流電轉(zhuǎn)換成直流電再轉(zhuǎn)成交流電的形式，增強(qiáng)氣流型機(jī)柜、電源分配機(jī)架和三相UPS可以有效地降低電源損耗。電源分配機(jī)架減少了混亂的電纜敷設(shè)現(xiàn)象，使氣流能夠在更狹窄的空間更好地流動(dòng)?？蛻羧绻褂脝为?dú)的480伏三相機(jī)架的PDU，可能根本不需要再用變壓器將電流轉(zhuǎn)換成277伏再輸送給服務(wù)器。如果客戶不是電源配置效率方面的奇才，它真正所需要的是一個(gè)可以提供正確設(shè)備和所需產(chǎn)品的服務(wù)器供應(yīng)商。

大型空氣“散熱”裝置

由于某些新的革命性科技，客戶現(xiàn)在能夠增加或減少冷氣流的流量，將氣流路徑最優(yōu)化。作為唯一的能夠提供降低散熱裝置氣流量的IT供應(yīng)商之一，惠普在年初推出了動(dòng)態(tài)智能散熱（Dynamic Smart Cooling, DSC）技術(shù)。DSC為數(shù)據(jù)中心提供積極的散熱功能，并持續(xù)做出調(diào)整。大多數(shù)客戶的數(shù)據(jù)中心看起來像冰箱一樣，這實(shí)際說明，系統(tǒng)提供了過多的散熱氣流，同時(shí)也造成了能源的浪費(fèi)。DSC針對最需要的位置提供集中的制冷，避免了氣流的分散，因此凈節(jié)能量非常顯著。使用在空氣調(diào)節(jié)單元利用液體制冷的數(shù)據(jù)中心， IT經(jīng)理們可以在IT設(shè)備散熱方面節(jié)省最高45%的支出。

無可否認(rèn)的是，并非每個(gè)方案對客戶來說都是合適的。小型客戶更青睞實(shí)施便捷的方案，一些企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)中心則希望通過采用動(dòng)態(tài)智能散熱（Dynamic Smart Cooling）技術(shù)，獲得更大的節(jié)省機(jī)會(huì)。無論何種情況，客戶不能指望僅依靠諸如高效能服務(wù)器等某一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，就能使節(jié)約最大化，而是需要與一個(gè)能夠提供從芯片到散熱路徑的最全面的解決方案的IT廠商進(jìn)行合作。

在配置了所有這些方案后，數(shù)據(jù)中心經(jīng)理們還想在哪些方面實(shí)現(xiàn)節(jié)約呢？ 答案因人而異，因?yàn)槊總€(gè)數(shù)據(jù)中心都是不同的。但是，筆者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果采取了正確的方法，削減三分之一或更多的電費(fèi)支出是可以實(shí)現(xiàn)的。（IT168）