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提高数据中心能效的九大技术
2008年4月29日 15:06    通信世界周刊    评论()    
作 者:Dan Hoffman

    Gartner公司估计,到2008年,企业IT预算总额当中48%将用于能耗这一项,这个比例实在高得惊人。根据2007年美国环保署(EPA)发布的报告显示,如果能耗保持目前的发展趋势,全美数据中心的能耗量到2011年几乎要翻一番。本文将介绍用来改善数据中心基础设施的九项方法,企业会惊喜地发现,这些方法不但简单易学,还经济可行。

    虚拟化及整合IT系统

    美国环保署估计,数据中心的总耗电量中50%来自服务器和存储系统,它们自然就成了首要的节电对象。眼下的热门趋势就是服务器虚拟化,这种有效策略可以节省空间、电力和冷却资源。

    为了充分获得服务器虚拟化带来的好处,需要存储基础设施提供汇集的网络存储资源。与服务器虚拟化一样,存储虚拟化也可提高能效:数量较少、比较庞大的存储系统提供了更多的容量和更高的利用率,因而减少了空间、电力和冷却资源。

    管理数据

    在进行存储虚拟化规划时,企业要对现有业务数据进行审查,检查有多少存储的数据可以进行删除。

    遏制数据过度增长的首要方法就是事先阻止数据激增。企业的磁盘卷通常都含有数百万个重复数据对象。这些对象被修改、分发、备份及归档时,重复数据对象也重复存储。

    重复数据删除、克隆和自动精简配置等方法都有助于实现减少不必要数据的目标。

    避免系统过度冷却现象

    冷却系统往往使IT部门开支过多,厂商通常根据系统一直在峰值负荷下运行来估计功耗。但是系统在峰值状态下运行的时间有多长?答案可能是几乎没有。那么,企业为什么要对系统进行不必要的冷却呢?

    关键在于算出准确的电力负荷,这可能很棘手。为了帮助得出合理的电力负荷估计值,企业首先可以在实验室环境测试设备,之后再把设备部署到数据中心。通过这样的测试,企业就能确定系统的合理电力负荷估计值比厂商的估计值低多少。知道这一点后,企业就能监控每个机架的电力使用情况,相应调整冷却系统,从而减少了冷却过头所浪费的能源。

    企业还可采取更进一步的行动,在空气处理器上使用变频驱动装置,不要让风扇一直全速运行。变频驱动装置可根据每一排机架的实际设备冷却要求来改变风扇转速。由于风扇能不断监控温度,根据需要自动调整风扇转速,企业可大大节省能源。

    合理设计空间布局

    热空气上升,冷空气下降。这样的规则也适用于数据中心。通过活动地板对数据中心里面铺设的地板向上输送冷却空气,这种老方法通常耗用更多能源。企业可在机器正面向下输送冷空气。这样,冷空气被吸到机器里面,再从后面作为热空气排出来,热空气升到天花板后,经通风口就可排到外面。

    不过,机架的位置极其重要,因为企业不希望一台机器排出来的热空气被另一台机器吸进去。放置的机架可以是前端对前端、后端对后端。这种“热通道/冷通道”的方案对数据中心非常有效。

    由于冷却系统放在机架上,也不需要活动地板(通常要铺传输冷水的水管及其他冷却线缆),从而节省了另外的能源和空间。

    不断改进热隔离

    无论在什么地方使用热通道/冷通道方案的高密度机架,都需要另外的气流措施防止排出来的热空气进入到冷通道。一种低成本的方法很有效,也很重要。为了隔离热量,企业可在热通道的两头以及机架上的冷却排气系统周围使用透明塑料挂帘,在管道和设备周围形成一道物理屏障。

    据估计,单单放在一个数据中心的塑料挂帘每年就可以节省近100万度电。

    充分利用自然冷却

    生成的冷空气不一定是唯一的冷却来源,企业可以利用室外空气进行自由冷却,在大楼一侧安装调节风门,自动调节从室外进入的空气。如果室外气温低于设定的温度点,调节风门会开启,室外空气经过滤后进入冷却系统。反过来,如果室外空气高于设定的温度点,调节风门会关闭,冷却装置则开始工作。

    不过,这种方法需要不断微调及改进。企业可在环境工程师的帮助下努力提高设定的温度点,以便能更充分地利用室外空气。

    尽量减少电力变换损耗

    数据中心如今不是使用依赖电池的系统,而是使用运转时可存储能量的动态UPS。能量来自企业的切换基础设施,可以让每个UPS设备的电动马达转动起来。

    UPS存储的能量可供电15秒到20秒,这时间足以执行任何切换操作。较旧的电池UPS能效有85%,如今最出色的UPS其能效平均达到了约94%,而有些UPS的能效高达97.7%,损耗的能源不到电池UPS的一半。

    利用废热

    电力要求和能源价格与夏季温度攀升密切相关。在温度和电力出现高峰的期间,企业以天然气为动力的热电联供(cogeneration)系统投入使用可得到两个好处。

    首先,通过在靠近用电区域的地方发电(分布式发电),降低了电力成本,并且减少了输电过程中损耗的电量。第二个优点直接来自热电联供。热电联供指通过热力学原理高效利用燃料,它利用了发电过程中形成的大量废热。利用天然气作为动力的发电机生成的废热,可作为对冷却系统所用水进行冷却的吸附式冷却装置的动力源。

    定期监视和调整

    准确、定期地监控环境,是提高数据中心能效的另一种方法。大多数数据中心周边的负荷都无法准确测量,为了能够真正提高能效,有必要提高测量的准确性,即在机架层面进行测量(每个机架耗用的瓦特),而不是数据中心的某个地方开始温度升高时,单单加快风扇的转速。

    每个企业的数据中心各不一样,如何决定实施节能型数据中心策略,取决于企业本身的具体使用情况。企业也可以先确定数据中心的电力使用效率值(PUE)是多少,之后再设计相应的方法和改进措施,启动提高数据中心能效的计划。

编 辑:张翀
关键字搜索:数据中心  能效  
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