绿色数据中心的标准和内涵
能量消耗和空间利用是数据中心最大的成本所在,对IT管理者来讲,这是限制数据中心扩展的主要因素。业界有很多方法来衡量数据中心的绿化程度,如PUE,POE、DCIE、swap等等。我们通常把限制使用有害物质、降低功耗、节约空间、静音等措施的采用和实施称作绿色计算。
绿色计算这样“定义”和说明是有它的道理和意义的,实际上上述要求实现包括了两方面的工作:一是数据中心机房的基础建设,限制有害建筑材料的使用,机房设计要隔热、保温、防止辐射和静音等;另一方面,服务器本身要限制有害材料使用,降低功耗,减少体积、静音等。
建设绿色数据中心重点考虑四因素
数据中心优化与降低能耗,成为目前用户最关注的问题。如果在不增加IT预算的同时,更好地运维和管理数据中心,提升数据中心的可用性和效率是大多数数据中心主管的最迫切问题。此外,电力供应、散热、运营成本对企业数据中心的影响日益扩大,日益攀升的能源成本正在成为企业的巨大负担,越来越多的行业对节能减排更加重视。虚拟化、管理自动化等技术和解决方案成为最热门的领域。我们一般从四个方面去建设一个绿色数据中心。
1.机柜及服务器
机柜通常被认为只是一种机械支架,除了放置服务器之外,没有任何其他的价值。但事实并非如此,它对节能和散热有着至关重要的作用。现在,许多数据中心的机柜已经趋于老化,因为设计不合理所造成的散热问题特别突出。
首先是机柜的盲板问题,这是被超过90%的数据中心管理者所忽略的。通常,没有盲板的机柜,缺少一个自然屏障。服务器所产生的热空气压强较高,加上设备进气过程中的吸力,将可能导致热空气被重新吸入设备进气口,从而造成气流短路。这会导致IT设备的温度上升8摄氏度左右,其对散热的影响要远远大于热气本身。其次是机柜的摆放方式。比如,在许多数据中心,机柜一排排同向摆放,前面服务器排出热气被后排服务器吸收,冷热气流混合大大降低了空调的制冷效率。此外,许多数据中心的CIO喜欢购买带有玻璃门的机柜,认为这样的外观美观、气派,殊不知这也大大阻碍了气流的流通,成为散热的大忌。所以,选择有盲板的新型机柜以及采取“面对面、背靠背”的排列方式,以形成冷热通道,减少冷热空气混合是机柜能耗问题的绿色解决之道。
服务器是整个数据中心的主要热源。如何有效降低这个热源的发热,或者说提高服务器的效率,是整个数据中心“绿化”的重中之重。能提高利用率提高服务器效率的最有效的办法有两个,即刀片化和虚拟化。众多实验和使用表明,刀片服务器能提高服务器利用率至少30%以上,虚拟化能使服务器使用率提高60%以上。因此,要建设一个绿色数据中心,服务器的刀片化和虚拟化必不可少。
2.散热与制冷
假定数据中心的电力消耗为100%,空调的耗电则在40%以上,是机房中当之无愧的“用电大户”。随着刀片服务器和其它高密度设备的使用,数据中心越来越热,也需要更多的制冷。因此,有效提高散热功能和制冷效率,无疑可以让数据中心更节能更高效。在建设机房时除了考虑采用环保的空调,更重要的是散热方式的认证确定。我们采取上送风还是下松风,用风冷还是用水冷,应该根据实际的情况,如机房的位置是在南方还是北方,机房的通风环境等等诸多因素共同确定这些。
3.UPS电源
数据中心UPS电源主要存在两方面的问题。一是UPS电源负荷较低,达不到有效运行状态;二是盲目扩大UPS电源规模导致运行低效。“绿色”在电源部分主要体现在能够使UPS在低负载率下具有高效率。
许多数据中心在购买UPS电源的时候,热衷于追求UPS的绝对效率,并且想一劳永逸,盲目大规模装备UPS电源。这两者恰恰是电源浪费的罪魁祸首。理论上,如果运行负载率大于50%,UPS电源的效率一般可达90%以上。但是,在实际应用中,许多数据中心UPS的运行负载率一般也就在20%左右,UPS的供电效率一般也只有50%~60%。
因此采用新技术的方式对于在低负载率下提高UPS效率有着至关重要的作用。同时,数据中心应当模块化UPS的应用,提倡“按需配置UPS容量”通过提升UPS系统的负载率达到提高UPS效率。
4.机房管理
就数据中心的管理而言,“绿色”意味着系统化管理,一套行之有效的电源及制冷容量规划管理软件已成为节能的必备条件。但是,现在许多数据中心往往只重视服务器、UPS电源等硬件设备的升级改造,而遗忘了管理系统的升级。所以,一些本应避免的浪费现象在数据中心已经变得司空见惯。
由于缺少一套精确的管理系统,就不能全面了解机房内每个机柜的电流、温度、湿度,无法有针对性地控制空调、UPS等设备的运行,电能随时随地都有可能白白流失。比如,机柜需要的冷量和通过的电流成正比,但缺少有效的管理系统,就不能实现根据电流大小来调节出风口的大小,节能效果当然“事倍功半”。
建设一个绿色数据中心是一项系统化和具有前瞻性的工程,除了要使用很多绿色材料、绿色设备,还要践行“绿色”理念,实行“绿色”管理,才能真正打造绿色数据中心。
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