《電子技術(shù)應(yīng)用》
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數(shù)據(jù)中心能耗問題需全面“藥方”
摘要: 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,。
Abstract:
Key words :

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,,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,使大多數(shù)設(shè)備經(jīng)理(facilitymanagers)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,設(shè)備經(jīng)理們在付電費(fèi)賬單時也不會關(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可控的費(fèi)用,,通過適當(dāng)?shù)墓芾恚@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,,還不會產(chǎn)生太大的費(fèi)用。但是,,要創(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)。

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)動器也是必需的,因?yàn)槠浜碾娏績H僅是3.5寸硬盤驅(qū)動器的一半,。低功耗存儲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20% 運(yùn)行效率的服務(wù)器合并成一個80%運(yùn)行效率的服務(wù)器。盡管這個虛擬的服務(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)動器,、主板,、I/O插槽、存儲器,、風(fēng)扇和電源使用服務(wù)器中70%的剩余電源,。同時,一個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)動的數(shù)量就會相應(yīng)增加,而存儲產(chǎn)品也有新的解決辦法來降低所需的硬盤驅(qū)動器的數(shù)量,。但需要注意的是,,當(dāng)需求出現(xiàn)時,,必須相應(yīng)增加實(shí)際的存儲設(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技術(shù),,通常還會增加一些設(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SineNomine報告中,將HPBladeSystem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,,HPBladeSystem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,??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態(tài)智能散熱(DynamicSmartCooling,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)級的數(shù)據(jù)中心則希望通過采用動態(tài)智能散熱 (DynamicSmartCooling)技術(shù),,獲得更大的節(jié)省機(jī)會,。無論何種情況,客戶不能指望僅依靠諸如高效能服務(wù)器等某一個單獨(dú)的設(shè)備,,就能使節(jié)約最大化,而是需要與一個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€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,。

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