浅谈绿色数据中心之综合降耗|数据中心是干什么的

　　摘 要:近年来,随着国家信息化建设步伐的加快,为互联网网络服务的提供者带来了新的发展契机,互联网数据中心(IDC)业务发展也呈现出良好的上升趋势,其是承载互联网内容和应用的核心平台。然而,高额的运营成本使得各个运营商们不堪重负,如何降低数据中心的运营成本及能耗,是运营商建设数据机房首要考虑的问题之一。
　　关键词:降耗 数据中心 服务器 制冷效率 服务器
　　中图分类号:TV2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0039-01数据中心机房的能耗主要分服务器及通信设备用电、制冷用电、供电系统能耗、照明和机房办公用电四个部分。其构成比例每个运营商各不相同。概括说来,前两者所占百分比较大,各为40%～45%,后两者所占百分比较小,各为5%～10%。
　　1 管理制冷能耗
　　制冷耗电在数据中心耗电里所占比重最大。冷处理是各运营商降低能耗的关键。但是,影响制冷效率的因素有很多,因此,降低耗能从以下几方面入手。
　　首先,提高数据中心的密封性是提高制冷效率、降低能耗的前提条件。做好墙壁、屋顶、地板、线缆出入口的密封工作是提高数据中心密封性的关键。如:将窗户封闭或贴隔热膜,减少不必要人员的进出。
　　其次,数据中心内部气流走向是制冷系统是否有效运转的重点。因回风热风比重轻,自然上升,不会与送风的冷风混合,所以数据中心空调制冷系统应选择下送风、上回风方式。因此要将机柜摆成“面对面、背靠背”的放置,这样数据中心自然形成间隔的冷、热风通道,热量将被集中于热风通道内,易控制。
　　(1)规划数据中心的机架气流走向。要避免设备完全将下送的冷风阻挡的情况,应在机架中留出冷风自由上升的通道,以使气流不受阻。此外,还应避免气流紊乱。若数据中心机架中存在大片空位,就容易造成冷热风混合的情况,当出现这种情况时,应放置机架挡板与空位中,阻止热风回流。
　　(2)数据中心机房的布线应整齐。对于下送风方式,上走线方式的最好的配用形式。如果在架空地板下布线,需收纳整齐线缆,以便不阻挡出风口。
　　(3)数据中心应杜绝“热点效应”。在每个将数据中心的机架设置一块电流表,并设定机架电流达到的最高值,从根源上杜绝热点效应的出现。若设备产生的热能较大,可将其放置在有机架制冷装置的机架里,直接先对“热点”进行冷处理,这样可达到预期效果。
　　(4)善用各种资源,提高制冷效率。
　　①提高空调制冷效率。如:使用空调节能添加剂,改善因长期运转造成的空调内部组件磨损、效率下降等问题;使空调变频,变频的空调根据热负荷的变化,精确调整其输出的功率,这样不但可以节省电能,还可以延长压缩机的使用寿命。
　　②充分利用外部冷源。这里所说的“外部冷源”为免费资源,如将其加以利用,必是经济又节能的好方式。如:将室外冷空气的新风系统作为外部冷源。当室内外温度形成一定的温差时,引入室外新鲜冷空气,满足制冷的需求。但该系统也有缺点,那就是前期投入成本高,南方和风沙地区不适宜使用,必须综合考衡各个方面因素后实施部署。
　　(5)优化供电系统,降低电能消耗。
　　①模块化供电。UPS的效率和负载功率成正比,越接近其满负载容量,效率就会越高。所以,UPS的供电模块应和客户负载需求相匹配,做到随客户的增加而逐步增加供电模块,这样可使UPS始终保持较高负载率的状态。
　　②服务器直流供电。数据机房中常用的UPS工作时,先将交流电滤波整流后变成直流电,再由逆变器将此直流电转换成设备需要的正弦波交流电源。在这两次的交、直流变化的过程中会带来一定的损耗。如果服务器采用直流供电,那么,便可以减少一次交、直流变化,达到节能的目的。然而,目前大部分服务器是交流供电的形式,直流供电模块的生产则需要定制。
　　③新型UPS电池。UPS系统中常用酸铅蓄电池组,然而,此电池组使用寿命短,对承重、面积、温度的要求高,因此,UPS的运营成本也较高。目前市场上不乏新型电池,其工作原理为将机械能转成电能进行储存,尽管电池具有寿命长、占地少、对温度要求不高的有点,但其价格较高、放电时间短等。
　　2 从业务角度促进数据中心机房节能
　　调整业务、创新业务手段,可为节能环保另辟蹊径。
　　(1)以价格杠杆控制用户用电。以运营商为例,其每个机架免费提供10A电源,而对于部分机架超过10A的客户,制定相应的收费策略,这样,可以规范客户使用用电行为,同时,也引导客户在自购服务器时关注能耗指标而不是一味贪图价格便宜。
　　(2)服务器设备的虚拟化。目前,运营商里的许多服务器的利用率只有10%～20%。因此,采用虚拟化技术,整体提高设备使用率及利用率,减少使用的物理机的数量,应是运营商考虑方面之一。虚拟化分为单台服务器虚拟化和云服务器虚拟化。单台服务器拟化,是指通过软件将1台物理机划分为几十台虚拟机,并将这种虚拟机出售给用户。这种虚拟化为数据中心开展的增值业务,但是,这类业务的客户主要是低端用户,由于用户无能力购买设备,因而,相对来说此业务量发展缓慢,对数据中心的节能指标贡献影响也较为微小。云服务器虚拟化,是指将服务器资源进行整体的分类整合,使之变为一个大型的“资源池”,根据各个客户的资源需求而进行弹性划分,真正实现按需供给分配。此种虚拟化,不仅可以提高每台物理设备的利用率,还可减少实际需要物理设备的数量。可以说,目前,这种虚拟化是运营商开展互联网业务的主流方向,但是,几个数据中心联网如何进行服务器设备资源的整合,部分服务器设备的更新后如何和原有设备的兼容等问题,都是运营商急需解决的问题。只有从“主机托管”向“主机租用”转型,才可以充分体现服务器虚拟化所带来的节能效果。
　　综上所述,运营商们数据中心机房的建设应降低各个环节设备所产生的能耗,整合业务使之保持持续发展,尽量做到对节能、环保、减排各个指标的量化,建设出一个低碳、节能、环保的新数据中心。
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