减少数据中心能耗的五个方法

日期: 2008-06-05 来源:TechTarget中国

  减少数据中心的能耗数量未必很棘手,不过这确实需要全面的方案,通盘考虑IT、冷却和电力等基础设施。正如数据中心咨询公司EYP Mission Critical Facilities的首席技术官Kfir Godrich所说: “如果你在考虑数据中心时不是面面俱到: 从水电输入一直考虑到芯片,然后回过头来考虑电力和冷却,就达不到所定目标。”本文介绍的五个方法有助于控制数据中心的能耗。


  1. 注重细节


  补上已移除或者已拆走设备在活动地板留下的空眼。网络设备或者服务器通常放在机架上,把挡板安装到机架上的空位。把带孔地砖从热通道移到冷通道。启用服务器和计算机的节能功能。可能的话,关掉数据中心的电灯。


  用户表示,这些改进有助于遏制上涨的水电费。面对费用上涨的形势,“我们用节能型LCD换掉了旧显示器; 启用了PC中的所有节能技术,降低硬驱功率,使其处于睡眠模式; 我们换掉了不支持节电功能的任何打印机”。保险代理管理系统公司Applied Systems的IT副总裁Tim Sander如是说。


  商业咨询公司Brattle Group的IT主管Carmine Iannace表示,他采取了同样的做法。“我们在空的机架上使用挡板以引导气流。我们移动了服务器的位置,平衡数据中心的冷却负荷。另外,我们关注开发环境的服务器—如果它们没有使用,就关闭电源。”Iannace还使用了台式机和笔记本电脑的节能功能; 另外,要求员工下班后关闭计算机,节省电力。之外,只要没有人在数据中心工作,就关掉电灯。


  2. 为服务器设定合理的能源规格


  要注意所购买IT设备的类型,因为据美国环保署近期的一份能效报告显示,IT设备的能耗占到数据中心的一半。尤其要注意基于x86的行业标准服务器,它们的能耗占到了整个数据中心能耗的33%。x86服务器生产商Rackable Systems的营销副总裁Colette LaForce表示,比方说,要确保系统供应商没有把电源规格定得过高,或者使用不必要的高功率风扇。她建议关注电源效率至少达到90%的系统,它们比能效较低的机型更节电、散热更少。


  Brattle公司的Iannace配置了所有服务器,以便使用208伏电源,而不是120伏,这样服务器里面的电源提高了能效。他还把核心的思科网络交换机升级到208伏电源。另外,他采用了多核服务器,并借助虚拟化技术进行了合并。他说,结果冷却要求降低了50%。


  3. 合并与虚拟化


  UniSource Energy公司的网络系统管理员Tyler Kilian也指出了合并与虚拟化带来的优点。他说: “我们在物理服务器方面全面遇到了制约,无论是电力还是冷却。如今,我们的电力基础设施借助虚拟化技术达到了80%的利用率。行业最佳实践证明我们达到80%就是打满分了。即使我们在过去的几年明显增加了服务器资源,还是能保持80%的利用率。”


  4. 把直流电源放在机架背面


  用直流电源重新配置数据中心需要长远规划。Rackable Systems公司的LaForce说: “你可以把直流电电源添加到机架上,而不是让每个服务器都使用独立的交流电源。直流电源装置的功率和效率要高得多,里面的部件也少得多,因而不容易出故障。把它们放到系统里面,然后为机架提供直流电源,可以立即为电力成本节省10%到30%。”大多数服务器厂商提供交流电源装置选件。


  5. 改动冷却和电力系统


  减少数据中心能耗的另一个方法就是重新设计冷却系统。这就需要安装带变速风扇的冷却装置,让冷却装置在高于正常温度的环境下运行,并且在适当情况下使用自然冷却。


  UniSource Energy公司的Kilian说: “我们正在考虑使用更易管理的冷却和能源基础设施,这样可以更有针对性地进行跟踪,以便了解。我们把冷却方案改成了并排式冷却系统,这样就能自动适应冷却要求。在服务器密集较低的地方,我们能够关掉风扇,减少能耗。”


  EYP的Godrich说,调整冷却装置以便在较高温度下运行还能节省资金。“如果你能让冷却装置在高出10%的温度下运行,不会看到服务器出现任何峰值电压。”


  他还表示,IT人员应当充分利用地理环境。比方说,较寒冷的气候环境可提供成本优势,因为用周围的冷空气或者冰块对空调装置进行降温也许是可行的。


  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,我们以天然气为动力的热电联供(cogeneration)系统就会投入使用,为一百万瓦的数据中心提供经济的电力。通过这种方法得到了两个好处。


  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。在其中一个数据中心,利用了天然气作为动力的发电机生成的废热,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。我们的热电联供系统总能效达到了75%至85%,每年可节省30万美元。


  不断监视及调整


  可以采取另一个步骤来帮助提高数据中心的能效: 准确、定期地监控环境。大多数数据中心测量周边的负荷,因而无法准则测量结果。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。我们不断测试及调整环境,放在中间层的多个温度传感器测得温度高低平均相差10到12度。


  每个数据中心各不一样。如何决定实施节能型数据中心策略,这取决于用户本身的具体情况。不过,本文介绍的这10个方法应当提供了几条思路。如果不知道这些方法,建议确定数据中心的电力使用效率(PUE)值是多少。之后再设计相应的方法和改进措施,开始启动提高数据中心能效的计划。

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