數(shù)據(jù)中心節(jié)能與冷卻的10個(gè)重要技巧

數(shù)據(jù)中心節(jié)能與冷卻的10個(gè)重要技巧不論是大型企業(yè)用戶(hù)還是中小型企業(yè)用戶(hù)都認(rèn)為能耗是導(dǎo)致成本上漲的最根本原因。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Gartner預(yù)計(jì)，到2011年單是能源成本這一項(xiàng)就要花掉企業(yè)將近48%的IT開(kāi)支，這是一個(gè)驚人的比例。 美國(guó)環(huán)保總署在2007年發(fā)布了一份報(bào)

數(shù)據(jù)中心節(jié)能與冷卻的10個(gè)重要技巧不論是大型企業(yè)用戶(hù)還是中小型企業(yè)用戶(hù)都認(rèn)為能耗是導(dǎo)致成本上漲的最根本原因。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Gartner預(yù)計(jì)，到2011年單是能源成本這一項(xiàng)就要花掉企業(yè)將近48%的IT開(kāi)支，這是一個(gè)驚人的比例。

美國(guó)環(huán)保總署在2007年發(fā)布了一份報(bào)告中指出，如果能耗目前的水平繼續(xù)下去的話(huà)，到2011年國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心能耗將翻一番。

以下列出了實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)中心的10個(gè)重要技巧：

1、不可忽略基本的測(cè)量評(píng)估

有這樣一句操作效率的名言："你無(wú)法控制沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)量的事物。"我們發(fā)現(xiàn)，要想減少能源的浪費(fèi)就必須從最基本的測(cè)量開(kāi)始。如果你不知道能源都用到了什么地方的話(huà)，你就不知道應(yīng)該將重點(diǎn)方法哪。為了能夠幫助用戶(hù)對(duì)自己設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，我們將測(cè)量分成了幾個(gè)部分：IT系統(tǒng)、UPS、冷卻設(shè)備、照明

2、對(duì)IT系統(tǒng)進(jìn)行虛擬化和整合

根據(jù)美國(guó)環(huán)保總署的統(tǒng)計(jì)，所有數(shù)據(jù)中心50%的能源使用都來(lái)自于服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備。現(xiàn)在服務(wù)器虛擬化已經(jīng)成為主流趨勢(shì)，這不僅能夠減少占地空間，還能節(jié)約能源和冷卻成本。

為了能夠全面了解服務(wù)器虛擬化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，你需要一個(gè)提供了整合網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)架構(gòu)。服務(wù)器虛擬化所能實(shí)現(xiàn)的節(jié)能同樣也可以在存儲(chǔ)虛擬化方面實(shí)現(xiàn)：更少、更大型的存儲(chǔ)系統(tǒng)提供了更大的存儲(chǔ)容量、更好的利用率，最終減少占地空間，節(jié)約能耗和冷卻成本。

通過(guò)應(yīng)用存儲(chǔ)和服務(wù)器虛擬化，我們就遷移到了一個(gè)更加高效的存儲(chǔ)模式下。我們用10臺(tái)最新的存儲(chǔ)系統(tǒng)替代了50臺(tái)已經(jīng)相當(dāng)陳舊的存儲(chǔ)設(shè)備，在這個(gè)過(guò)程中，我們意識(shí)到應(yīng)用存儲(chǔ)和服務(wù)器虛擬化有以下一些好處：存儲(chǔ)機(jī)架設(shè)備從原來(lái)的25臺(tái)縮減到了現(xiàn)在的6臺(tái)功耗需求從329千瓦降低到了現(xiàn)在的69千瓦

空調(diào)設(shè)備需求降低了94噸

支持這些系統(tǒng)設(shè)備的電力成本每年節(jié)省下60000美元

3、管理數(shù)據(jù)

在計(jì)劃存儲(chǔ)虛擬化應(yīng)用的同時(shí)，我們還需要對(duì)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。我們發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息中有將近50%都是可以刪除掉的。

控制住數(shù)據(jù)量瘋長(zhǎng)的一個(gè)主要辦法就是在最初的階段阻止數(shù)據(jù)快速增加。一般企業(yè)級(jí)磁盤(pán)卷可能包含上百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。當(dāng)這些數(shù)據(jù)對(duì)象被修改、分配、備份或者歸檔之后，數(shù)據(jù)對(duì)象的副本就已經(jīng)被反復(fù)存儲(chǔ)了很多遍。

我們采取了重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、Cloning以及自動(dòng)精簡(jiǎn)配置等多種方案途徑，目的只有一個(gè)，那就是刪除不需要的數(shù)據(jù)。

4、避免系統(tǒng)過(guò)度冷卻

大多數(shù)IT企業(yè)機(jī)構(gòu)往往會(huì)在冷卻系統(tǒng)上花費(fèi)掉大筆資金。制造企業(yè)通常根據(jù)自己的能耗水平估算或者工作負(fù)載峰值來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。那么想想看，系統(tǒng)有多少時(shí)候是處于負(fù)載峰值的情況下工作的？那么你有必要向他們一樣對(duì)你自己的系統(tǒng)進(jìn)行冷卻嗎？

關(guān)鍵是要計(jì)算出精確的能源負(fù)載，這點(diǎn)不容易做好。為了能夠更好的估算出能源負(fù)載，我們?cè)趯⒃O(shè)備配置到數(shù)據(jù)中心之前還要在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)這些測(cè)試，我們可以看出，系統(tǒng)基于功耗負(fù)載的測(cè)量要比基于上面提到的制造業(yè)的測(cè)量低30%到40%左右。了解到這一點(diǎn)之后，我們就可以監(jiān)控每個(gè)機(jī)架設(shè)備的能耗和使用率情況，相應(yīng)地對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而減少由于過(guò)度冷卻而浪費(fèi)的成本和能源。

但是千萬(wàn)不要就此停止。我們需要進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器風(fēng)扇的頻率。不同工作頻率的驅(qū)動(dòng)器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也有所不同，這主要取決于每個(gè)機(jī)架需要冷卻的程度，實(shí)際上我們并不需要讓這些風(fēng)扇時(shí)刻以全速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。這些風(fēng)扇不時(shí)地監(jiān)控溫度并自動(dòng)根據(jù)需要減速或者加速運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣做可以節(jié)省下不少的成本。實(shí)際上，風(fēng)扇速度降低50%就可以相應(yīng)地減少能耗約87%.

5、考慮數(shù)據(jù)中心冷卻的物理原則

這是一個(gè)快速的物理循環(huán)――熱空氣上升，冷空氣下降。數(shù)據(jù)中心通產(chǎn)采用的升降板冷卻方法會(huì)耗費(fèi)大量的能源。相反，我們可以在設(shè)備前面放下一個(gè)冷空氣的"屏障"，冷空氣在設(shè)備之間流動(dòng)，最后排出的熱空氣上升到屋頂被排到室外。

然而，機(jī)架設(shè)備的安裝非常重要，因?yàn)槟悴幌Ｍ麑⒁慌_(tái)設(shè)備排出的廢氣引導(dǎo)到另一臺(tái)設(shè)備中。相反，我們會(huì)將設(shè)備以"面對(duì)面"或者"背對(duì)背"的方式放置，這種被稱(chēng)為"熱通道/冷通道"的排列方法因?yàn)槠涓咝室呀?jīng)成為數(shù)據(jù)中心的最佳排列方法。

由于我們的冷卻系統(tǒng)是處于機(jī)架設(shè)備上方的，所以我們不需要一個(gè)升降地板（通常配置了輸送冷水的水管以及冷卻通道），這樣就節(jié)省了不少能源和設(shè)備的占地空間。

6、數(shù)據(jù)中心的物理屏障

不論在熱通道/冷通道的高密度機(jī)架設(shè)備是如何放置的，你都需要空氣流來(lái)防止熱廢氣進(jìn)入冷空氣通道。這時(shí)候，我們就需要一個(gè)低科技技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

當(dāng)設(shè)備排放 出上升的熱廢氣時(shí)，我們就需要應(yīng)用一個(gè)非常高效、重要的低成本技術(shù)。在熱通道的末端以及機(jī)架設(shè)備冷卻通風(fēng)系統(tǒng)上部使用一種聚乙烯基薄膜來(lái)隔離熱空氣――這就像冷凍食品櫥中的那樣。我們使用這種聚乙烯基薄膜來(lái)將熱空氣圈在熱通道內(nèi)，并且在輸送管道和設(shè)備之間建立起一個(gè)物理屏障。

據(jù)我們估計(jì)，這種數(shù)據(jù)中心的物理屏障每年可以節(jié)省下100萬(wàn)千瓦的功率。

7、最大程度上利用自然氣體冷卻

冷空氣并不是冷卻系統(tǒng)的唯一途徑。為什么不充分利用自然的力量？使用室外空氣作為流動(dòng)的冷卻氣體，我們每年可以在能源支出上節(jié)省150萬(wàn)美元。我們還在系統(tǒng)的一側(cè)安裝了節(jié)氣閥，來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)氣體的流進(jìn)和流出。當(dāng)室外空氣溫度低于設(shè)定溫度點(diǎn)時(shí)，節(jié)氣閥打開(kāi)讓室外氣體經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器流進(jìn)冷卻系統(tǒng)。相反，當(dāng)室外空氣溫度上升到設(shè)定溫度點(diǎn)之上的時(shí)候，節(jié)氣閥關(guān)閉并啟動(dòng)空調(diào)設(shè)備。

這種做法不斷被改進(jìn)，來(lái)更好地對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。多虧有了我們的環(huán)境工程師，我們才能充分地利用室外空氣這個(gè)免費(fèi)資源。最初我們將溫度設(shè)定在11攝氏度，然后逐漸提高到18攝氏度。不久我們還會(huì)把溫度提高到24攝氏度，這樣全年使用室外自由空氣來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的時(shí)間就占到了總時(shí)間的85%.

8、將電力轉(zhuǎn)換損耗降至最低

目前我們的數(shù)據(jù)中心不再是基于電池設(shè)備的系統(tǒng)，而是基于使用可以動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)能源的UPS設(shè)備。能源來(lái)自交換機(jī)架構(gòu)，并被輸送到每個(gè)UPS設(shè)備中的電力發(fā)動(dòng)機(jī)中。飛輪存儲(chǔ)的能量可以產(chǎn)生相當(dāng)于15秒至20秒的能源來(lái)保證我們的交換機(jī)操作正常進(jìn)行。老式的電池UPS和現(xiàn)在最好的UPS設(shè)備的能效分別為85%和94%，而飛輪UPS的能效可以達(dá)到97.7%.能源損耗比電池UPS少了一半。

9、回收利用熱廢氣

隨著夏季溫度的不斷飆升，能源需求和能源成本相應(yīng)增長(zhǎng)。在這個(gè)溫度和電力高峰時(shí)期，我們會(huì)使用天然氣供能系統(tǒng)來(lái)為數(shù)據(jù)中心提供能源。

第一，配電網(wǎng)安裝的在用戶(hù)處或其附近的小型發(fā)電機(jī)組坐落在用戶(hù)附近使得負(fù)荷的供電可靠性及電能質(zhì)量都得到增強(qiáng)，這種被稱(chēng)為"分布式發(fā)電"的方法可以削減能源成本、減少在轉(zhuǎn)換過(guò)程中的電力損耗。

第二個(gè)特點(diǎn)就是利用廢熱發(fā)電。這種方法利用在發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱能。我們?cè)谝蛔鶖?shù)據(jù)中心中使用天然氣發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱能來(lái)為吸收式冷卻機(jī)提供能源，我們的廢熱發(fā)電系統(tǒng)能效在75%到85%之間，每年能節(jié)省大約300000美元的資金。

10、隨時(shí)監(jiān)控、隨時(shí)調(diào)節(jié)

另一個(gè)可以提高數(shù)據(jù)中心效率的做法就是精確地、隨時(shí)地對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。大多數(shù)數(shù)據(jù)中心以規(guī)模來(lái)計(jì)算工作負(fù)載，顯然有一些情況是不可預(yù)測(cè)的。為了真正實(shí)現(xiàn)高效率，基于每臺(tái)機(jī)架的檢測(cè)十分重要，而不是當(dāng)數(shù)據(jù)中心某個(gè)范圍溫度增高的時(shí)候就啟動(dòng)風(fēng)扇工作。我們經(jīng)常對(duì)我們的設(shè)備環(huán)境進(jìn)行測(cè)試和調(diào)節(jié)，多部溫度感應(yīng)器平均可以測(cè)量出10到12攝氏度的溫差。

并不是所有的數(shù)據(jù)中心都可以應(yīng)用同一個(gè)準(zhǔn)則。如何應(yīng)用一個(gè)數(shù)據(jù)中心節(jié)能的策略取決于你的實(shí)際情況。本文列出的10個(gè)技巧可以給你一些建議，決定應(yīng)用適合自己的技術(shù)來(lái)將數(shù)據(jù)中心效率項(xiàng)目付諸行動(dòng)。

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