數(shù)據(jù)中心節(jié)能方法

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1、 目 錄 面 臨 的 問 題1 解 決 的 方 法2 未 來 的 趨 勢34 我 們 學 到 了 什 么 從 一 個 故 事 開 始 ：孫 先 生 是 某 大 學 信 息 中 心 主 管 ， 每 到 歲 末 ， 他 都 要 為 信 息 中 心 上 百 萬元 的 電 費 耗 神 ， 這 幾 年 ， 信 息 中 心 所 花 的 電 費 ， 已 經(jīng) 接 近 IT硬 件 的 采購 成 本 了 。 一 名 Google的 工 程 師 也 曾 警 告 ， 如 果 現(xiàn) 代 計 算 機 的 耗 電 量不 改 善 ， 電 力 成 本 將 遠 遠 超 過 最 初 的 硬 件 價 格 。 面 臨 的 問 題v 根

2、據(jù) IDC的 估 算 ， 從 運 行 成 本 控 制 的 角 度 看 ， 在 IT行 業(yè) 中 ， 能 源 消 耗 成 本 已 經(jīng)達 到 其 硬 件 采 購 成 本 的 25 。 而 數(shù) 據(jù) 卻 正 以 52%的 復 合 年 均 增 長 率 不 斷 攀 升 。當 企 業(yè) 及 大 中 型 機 構(gòu) 面 對 不 斷 變 化 的 業(yè) 務 壓 力 ， 以 及 呈 指 數(shù) 級 快 速 增 長 的 數(shù)據(jù) 時 ， 需 要 對 數(shù) 據(jù) 中 心 環(huán) 保 、 節(jié) 能 方 面 的 特 性 予 以 足 夠 的 考 慮 和 重 視 。 有 數(shù)據(jù) 表 明 ， 數(shù) 據(jù) 中 心 的 散 熱 開 支 占 總 電 費 的 50% 6

3、0%， 全 球 大 約 85%的 數(shù) 據(jù)中 心 過 度 供 應 超 過 一 倍 以 上 。 一 道 簡 單 的 數(shù) 學 應 用 題v “ 匹 ” HP是 空 調(diào) 機 組 壓 縮 機 的 輸 入 電 功 率 。 1HP 735W。 v 空 調(diào) 的 制 冷 量 的 大 小 Q HP （ 壓 縮 機 輸 入 電 功 率 ） * COP（ 空 調(diào) 機 組 能 效 比 ） ； 1匹 的 制 冷 量 大 致 為 2000大 卡 ， 換 算 成 國 際 單 位 制 W乘 以 1.162 所 以 ： 1匹 2000大 卡 2324W 通 常 情 況 下 ： 22002600W-1匹 、 32003600W-1

4、.5匹 、 45005100W-2匹 一 般 情 況 可 以 根 據(jù) 160W 250W/m2來 計 算 ， 然 后 根 據(jù) 估 算 的 冷 負 荷 來 選 擇 相 應 的 空 調(diào)匹 數(shù) 即 可 。v 1度 1千 瓦 時 ， 計 算 公 式 為 ： W=p*t,用 電 量 (度 ) 功 率 (千 瓦 ) 使 用 時 間 (小 時 ),一 個功 率 為 1千 瓦 的 用 電 器 連 續(xù) 工 作 1小 時 消 耗 的 電 量 為 1度 。v P（ 電 功 率 ） U（ 電 壓 ） I（ 電 流 ） v 空 調(diào) 啟 動 時 不 管 房 間 面 積 大 小 都 是 滿 功 率 運 轉(zhuǎn) ， 因 此 一

5、匹 的 空 調(diào) 耗 電 量 由 輸 入 功 率 735 瓦 根 據(jù) 1度 =1000瓦 /小 時 計 算 為 0.825度 /小 時 。v 工 業(yè) 用 電 ： 北 京 地 區(qū) 大 工 業(yè) 用 電 尖 峰 價 格 為 0.995元 /度v 開 24小 時 的 3HP空 調(diào) 電 費 為 ： 0.825*3*24*0.995=59.1元 一 臺 3HP空 調(diào) 一 年 的 電 費 估 計 為 ： 59.1*365=21571.5元 附 加 知 識 ： v 一 臺 PC耗 電 ， 要 看 其 配 置 ， 目 前 主 流 臺 式 PC耗 電 250W左 右 。v 一 臺 服 務 器 系 列 也 就 多 瓦

6、 之 間 決 定 企 業(yè) 成 敗 的 因 素v 效 率 的 高 低 ， 最 少 的 投 入 干 最 多 的 事 。 開 源 節(jié) 流 做 企 業(yè) 根 本 目 的 就 是 為 了 盈 利 ， 時 刻 抓 住 企 業(yè) 的 贏 利 點 這 才 是 最 重 要 的 ， 否則 其 他 環(huán) 節(jié) 就 會 受 到 負 面 應 影 響 ， 企 業(yè) 的 生 存 就 會 遇 到 最 嚴 重 的 危 機 。 要 有戰(zhàn) 略 眼 光 ， 最 大 化 的 提 高 成 本 的 效 率 。 衡 量 數(shù) 據(jù) 中 心 能 耗 效 率 的 重 要 參 數(shù)v PUE是 關(guān) 鍵 構(gòu) 建 綠 色 節(jié) 能 的 數(shù) 據(jù) 中 心 ， 既 是 社

7、會 發(fā) 展 的 需 求 ， 同 時 也 是 企 業(yè) 發(fā) 展 的 需 求 。不 僅 利 民 ， 同 時 也 可 以 減 輕 企 業(yè) 的 IT運 維 成 本 。 綠 色 節(jié) 能 是 趨 勢 ， 應 該 引 起用 戶 足 夠 的 重 視 。 從 技 術(shù) 的 角 度 而 言 ， 就 是 要 想 方 設 法 提 高 數(shù) 據(jù) 中 心 的PUE(數(shù) 據(jù) 中 心 的 整 體 功 耗 /IT設 備 的 功 耗 )值 。 解 決 方 法綠 色 IT： 數(shù) 據(jù) 中 心 節(jié) 能 方 法 之 Top 10v 1.關(guān) 閉 空 閑 設 備 。v 2.構(gòu) 筑 虛 擬 化 。v 3.合 并 計 算 。v 4.使 用 或 者 啟

8、 用 CPU能 源 管 理 功 能 。v 5.利 用 高 效 率 的 IT設 備 供 電 裝 置 。v 6.使 用 高 效 率 的 不 間 斷 供 電 裝 置 （ UPS） 。v 7.為 服 務 器 采 用 208伏 特 或 者 230伏 特 配 電 。v 8.采 納 制 冷 方 面 的 最 佳 實 踐 。v 9.評 估 你 數(shù) 據(jù) 中 心 的 利 用 率 和 效 率 。v 10.優(yōu) 先 行 動 降 低 你 數(shù) 據(jù) 中 心 的 能 源 需 求 。 v 1.關(guān) 閉 空 閑 設 備 。 服 務 器 在 空 閑 時 能 源 消 耗 在 最 大 能 耗 的 30%到 40%之 間 。 IT組 織 應

9、該 關(guān) 閉 那些 不 需 要 執(zhí) 行 任 務 的 服 務 器 。 如 果 有 人 抱 怨 ， IT部 門 應 該 查 看 使 用 較 少 的 那部 分 應 用 是 否 可 以 被 虛 擬 化 。 v 2.虛 擬 化 。 一 般 企 業(yè) 的 服 務 器 利 用 率 通 常 浮 動 在 5%和 15%之 間 。 直 接 附 加 存 儲 的 利 用 率位 于 20%到 40%之 間 。 網(wǎng) 絡 存 儲 的 利 用 率 在 60%到 80%之 間 。 虛 擬 化 可 以 增加 硬 件 利 用 率 大 約 5到 20倍 ， 使 組 織 可 以 降 低 產(chǎn) 生 能 源 消 耗 的 服 務 器 數(shù) 量 。

10、數(shù) 據(jù) 中 心 節(jié) 能 方 法 之 Top 10 v 3.合 并 計 算 。 IT部 門 應 該 盡 可 能 整 合 服 務 器 ， 存 儲 和 網(wǎng) 絡 。 他 們 應 該 用 刀 片 服 務 器 替 換 機架 式 服 務 器 ， 因 為 可 以 共 享 電 源 ， 風 扇 ， 網(wǎng) 絡 和 存 儲 等 資 源 。 刀 片 服 務 器 與相 同 計 算 能 力 的 服 務 器 比 較 ， 需 要 的 能 源 少 10%到 25%。 他 說 ， IT組 織 還 應 該整 合 存 儲 ， 對 不 同 的 負 載 量 使 用 分 層 存 儲 。 v 4.使 用 或 者 啟 用 CPU能 源 管 理 功

11、 能 。 許 多 硬 件 產(chǎn) 品 帶 有 內(nèi) 建 的 電 源 管 理 功 能 ， 但 是 從 沒 用 過 。 他 說 ： “ 大部 分 主 流 供 應 商 已 經(jīng) 使 用 它 相 當 一 段 時 間 了 。 你 只 是 可 能 不 知 道 它 已經(jīng) 被 開 發(fā) 或 者 服 務 器 自 身 帶 有 這 樣 的 功 能 罷 了 。 ” 這 種 功 能 支 持 CPU通 過 在 多 種 性 能 狀 態(tài) 間 動 態(tài) 切 換 來 優(yōu) 化 電 源 消 耗 。 它 會 基 于 運 行 在 芯片 上 的 指 令 數(shù) 量 來 降 低 其 輸 入 電 壓 和 頻 率 。 這 樣 能 節(jié) 約 組 織 高 達 20%

12、的 服 務 器 能 源 消 耗 。 v 5.利 用 高 效 率 的 IT設 備 供 電 裝 置 。 戴 爾 、 富 士 通 、 惠 普 和 IBM 都 在 努 力 地 設 計 效 率 最 高 的 產(chǎn) 品 。 這 就 意 味 著從 芯 片 組 到 風 扇 到 電 源 到 氣 流 等 所 有 的 一 切 都 必 須 是 講 究 能 效 的 。 來 自 專 家的 一 個 建 議 是 ： 如 果 你 要 購 買 一 臺 能 效 高 的 服 務 器 ， 確 保 使 用 率 很 高 ， 那 你就 必 須 充 分 發(fā) 揮 服 務 器 的 所 有 功 能 。 許 多 制 造 商 都 開 始 把 產(chǎn) 品 投 入

13、 了 80-plus 俱 樂 部 ， 來 得 到 80%以 上 的 效 率 。 ” 希 望 改 進 其 電 源 供 應 單 元 能 源 效 率的 IT組 織 可 以 提 升 他 們 整 個 能 源 交 付 基 礎 設 施 的 效 率 。 這 會 降 低 約 15%的 數(shù) 據(jù)中 心 耗 能 和 制 冷 需 求 。 v 6.使 用 高 效 率 的 不 間 斷 供 電 裝 置 （ UPS） 。 UPS效 率 會 在 80%到 95%之 間 浮 動 。 “ 如 果 你 使 用 比 較 老 化 的 UPS系 統(tǒng) ， 可 能 只有 80%的 效 率 ， 而 如 果 你 用 更 新 的 UPS系 統(tǒng) 將 其

14、 替 換 的 話 ， 可 以 達 到 95%的 效 率。 這 里 有 巨 大 的 收 益 。 這 件 事 可 能 看 起 來 是 這 樣 的 ， 如 果 你 運 行 的 系 統(tǒng) 是 早在 80年 代 或 90年 代 就 構(gòu) 建 的 ， 那 么 通 過 替 換 其 中 一 些 老 化 的 系 統(tǒng) ， 會 有 極 大的 能 源 改 善 可 能 性 。 ” v 7.為 服 務 器 采 用 208伏 特 或 者 230伏 特 配 電 。 利 用 像 208伏 特 或 者 230伏 特 這 類 高 壓 電 源 配 置 ， 而 不 是 標 準 的 120伏 特 配 電 ，這 樣 可 以 把 服 務 器 電

15、 源 效 率 從 82%提 高 到 84%或 者 85%。 所 有 你 必 須 做 的 就 是 確保 在 你 部 署 你 的 服 務 器 ， 給 你 的 機 架 部 署 配 電 時 ， 采 用 高 伏 特 配 電 能 力 以 及服 務 器 實 際 擁 有 的 能 力 。 也 就 是 說 對 服 務 器 盡 可 能 采 用 高 電 壓 。 v 8.采 納 制 冷 方 面 的 最 佳 實 踐 。 許 多 數(shù) 據(jù) 中 心 可 能 利 用 熱 通 道 或 冷 通 道 配 置 來 提 高 制 冷 效 率 ， 但 是 他 們 也 有一 些 比 較 小 的 方 面 可 以 改 進 效 率 。 可 以 在 服

16、 務 器 機 架 上 的 空 插 槽 中 安 裝 簡 單的 “ 擋 板 ” 。 他 說 ： “ 那 是 保 證 冷 通 道 中 的 冷 空 氣 不 要 混 合 到 熱 通 道 中 的 熱空 氣 非 常 有 效 的 方 式 ， 那 樣 可 以 使 溫 度 混 合 的 速 度 比 原 來 慢 。 ” IT組 織 還 應 該 密 封 電 纜 開 孔 ， 以 盡 量 減 少 氣 流 環(huán) 繞 。 IT組 織 應 該 考 慮 空 氣 處理 和 冷 水 機 組 上 的 使 用 ， 利 用 像 變 頻 驅(qū) 動 這 類 高 效 的 技 術(shù) ， 可 以 在 制 冷 需 求下 降 時 調(diào) 整 空 調(diào) 系 統(tǒng) 的 電

17、 機 運 行 速 度 。 v 9.評 估 你 數(shù) 據(jù) 中 心 的 利 用 率 和 效 率 。 除 了 關(guān) 閉 未 使 用 的 IT設 備 ， IT組 織 還 應 該 淘 汰 未 使 用 的 軟 件 應 用 ， 重點 采 納 需 要 額 外 CPU周 期 的 更 有 效 率 的 軟 件 。v 10.優(yōu) 先 行 動 降 低 你 數(shù) 據(jù) 中 心 的 能 源 需 求 。 IT組 織 應 該 識 別 并 優(yōu) 先 采 取 降 低 數(shù) 據(jù) 中 心 能 源 需 求 需 要 的 行 動 。 他 說IT組 織 應 該 在 著 手 這 些 效 率 提 升 前 獲 得 公 司 高 層 管 理 者 的 支 持 ， 形

18、成跨 職 能 部 門 的 小 組 來 為 IT運 營 制 定 能 源 戰(zhàn) 略 。 企 業(yè) 的 綠 色 化v無 紙 化 辦 公v視 頻 會 議v電 子 廢 物 回 收 未 來 趨 勢vIBM、 HP、 EMC等 廠 商 都 有 綠 色 數(shù) 據(jù) 中 心 方 面 的 技 術(shù) 、 產(chǎn) 品和 解 決 方 案 ， 都 已 推 出 了 成 熟 的 綠 色 IT方 案 。 v 在 盡 可 能 降 低 投 入 、 降 低 能 耗 的 前 提 下 擴 展 數(shù) 據(jù) 運 營 的 能 力 ， 以 滿 足 企 業(yè) 的發(fā) 展 需 求 ， 是 越 來 越 多 的 CIO 無 法 回 避 的 問 題 。 綠 色 環(huán) 保 的 數(shù)

19、 據(jù) 中 心 就 是 其中 最 佳 方 法 之 一 。v 綠 色 數(shù) 據(jù) 中 心 (Green Data Center)是 指 數(shù) 據(jù) 機 房 中 的 IT系 統(tǒng) 、 機 械 、 照 明 和電 氣 等 能 取 得 最 大 化 的 能 源 效 率 和 最 小 化 的 環(huán) 境 影 響 。 總 的 來 說 ， 我 們 可 以從 建 筑 節(jié) 能 、 運 營 管 理 、 能 源 效 率 等 方 面 來 衡 量 一 個 數(shù) 據(jù) 中 心 是 否 為 “ 綠色 ” 。 綠 色 數(shù) 據(jù) 中 心 的 “ 綠 色 ” 具 體 體 現(xiàn) 在 整 體 的 設 計 規(guī) 劃 以 及 機 房 空 調(diào) 、UPS、 服 務 器 等

20、 IT設 備 、 管 理 軟 件 應 用 上 ， 要 具 備 節(jié) 能 環(huán) 保 、 高 可 靠 可 用 性 和合 理 性 ；v 數(shù) 據(jù) 中 心 的 綠 色 節(jié) 能 趨 勢 ， 既 是 響 應 國 家 “ 節(jié) 能 減 排 ” 的 號 召 ， 同 時 也 符 合企 業(yè) 自 身 的 利 益 ， 因 為 高 額 的 能 耗 費 用 和 風 險 給 企 業(yè) 帶 來 很 大 的 壓 力 。 如 果不 注 意 數(shù) 據(jù) 中 心 的 能 耗 問 題 ， 其 很 容 易 形 成 一 個 惡 性 循 環(huán) ， 這 個 惡 性 循 環(huán) 提醒 我 們 無 時 無 刻 不 能 忽 略 綠 色 節(jié) 能 的 重 要 性 。 因

21、此 ， 可 以 說 ， 綠 色 數(shù) 據(jù) 中 心是 關(guān) 系 到 企 業(yè) 安 全 穩(wěn) 定 快 速 發(fā) 展 的 頭 等 大 事 。何 為 “ 綠 色 數(shù) 據(jù) 中 心 ” 在 新 的 計 算 時 代 IT廠 商 為 企 業(yè) 勾 畫 了 一 個 清 晰 的 智 能 化 數(shù) 據(jù) 中 心 的 藍 圖 ， 這個 藍 圖 中 包 含 了 硬 件 智 能 基 礎 構(gòu) 架 、 數(shù) 據(jù) 智 能 數(shù) 據(jù) 管 理 、 應 用 智 能 負 載 管 理以 及 IT管 理 流 程 智 能 基 礎 架 構(gòu) 管 理 ， 這 往 往 也 是 新 一 代 的 CIO們 所 追 求 的 。未 來 是 這 樣 的 我 們 學 到 了 什 么“ 生 存 還 是 死 亡 ， 這 是 一 個 問 題 。 ”v今 天 的 思 考 決 定 了 明 天 的 命 運 ；v世 界 上 唯 一 不 變 的 就 是 變 化 ；v效 率 的 高 低 是 企 業(yè) 成 敗 的 關(guān) 鍵 。