数据中心节能从能耗评估开始

日期: 2009-03-03 翻译:乐天 来源:TechTarget中国 英文

  UPS公司对数据中心开展的节能行动始于2007年,当时,担任数据中心设备管理经理的Joe Parrino参加了一个探讨如何应对数据中心居高不下的电力成本问题的会议。会上,有人提出要节能首先必须对数据中心的电能消耗进行基准测试和分析,Parrino很受启发。会后不久,Parrino决定对UPS两个主要的数据中心进行能耗分析。

  经过分析,也很快就发现了一个可以改善的地方: 机房65台空调。因为其中有些PDU有破损,导致部分冷风根本就没有进入指定的机柜,从而使得这部分能量白白浪费了。Parrino对冷风在机房和机柜内的流向进行了重新规划,更换了破损的管道,并经测试可以保证机房设备不会过热的情况下,关闭了其中的24台空调。

  通过事后的核算,这些办法每年帮助UPS节约了1600万度电(大约12.5万美元)。不仅如此,UPS还对整个公司的机械制冷系统进行了评估和测算,制定了节能计划,平均每年可以节约10万美元。与同等规模的数据中心相比,如今的UPS数据中心的制冷成本不到它们的一半。
 
  两种能效评估方法

  UPS这个案例并非个案,不少数据中心正是通过测算找出节能的主要环节,然后有针对性地采取措施达到了很好的效果。

  不过,对于大多数IT部门的人来说,这方面的积极性并不高。在Forrester分析师Doug Washburn看来,主要原因在于只有不到11%的IT部门负责与用电有关的运行成本管理(电费账单通常给设备管理部门)。让人稍感欣慰的是,如今要求CIO降低节电的公司越来越多。为此,人们提出了一些新的指标和方法来帮助CIO寻找数据中心哪些地方可以节能,尽管对有些指标人们还有异议。

  数据中心研究机构Uptime Institute于2008年年底提出了一个对能源利用效率进行测算的指标——数据中心整体平均效率(Corporate Average Datacenter Efficiency ,CADE),其计算方法是用某种技术的效率乘上物理设备的效率。具体到IT效率的计算,其方法是用IT资产的利用率乘上设备的效率,其中设备的效率用它占用的空间乘上整个大楼的能源效率来计算。数值越高意味着数据中心的能源利用率越高。

  电源使用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)是另外一个评估指标,由绿色网格组织(Green Grid)提出。绿色网格是一个由一些技术性公司组成、致力于提高数据中心能源利用率的组织。

  PUE的计算方法是用数据中心的全部用电量除以IT设备(如交换机、服务器、路由器等相关设备)的用电量。值越低意味着能效越高。

  Forrester的Washburn提醒说,尽管这些方法有效,但是要真正计算时会遇到困难,因为大多数公司并没有单独计算IT部门的用电成本,更没有对用电进行很仔细的测算,因此,往往缺少上述计算所需的能源效率等数据。

  回报存在不确定性

  尽管业内已经有了一些参考指标,据此数据中心的管理者可以和自己的数据中心进行对照。但是,Washburn还是再次提醒,这些指标更适合大公司,往往也只有大公司才能从中受益。

  从某种程度上说,数据中心越大,其用电量越大,就越有动力来节约用电。“对于众多的小公司来说,电费对它的影响不大,它会把精力放到其他更重要的地方。”

  但是,很多小公司往往没有进行能耗评估所需的各种数据,因此,往往没有办法与其他的公司进行比较,也很难知道自己的数据中心到底能效怎么样。

  “如果是小公司,你有无办法取得需要的评估数据,也可以寻找与自己同样规模的公司进行比较,” Washburn说,“为了保证可比性,数据中心的规模应该大体相当,而且服务器、存储设备和网络设备也要尽可能近似。”

  微软的首席能源和制冷架构师、微软在绿色网格的代表Christian Belady也认为,前面所述的方法有局限性,特别是一些较小的公司使用时。不过,他认为即使是小公司也仍然可以通过小规模的测算来达到节能效果。

  Belady说,一旦CIO决定对数据中心的用电进行测算的话,还是应该考虑像PUE这样的计算方法,这可以确保公司走在正确的节能道路上,“这个行业发展很快,我们不能等到所有的数据和指标都具备了再开始行动。”

  Washburn也同意这一说法。Washburn说,无论这些参考指标和测算方法是来自于供应商还是来自于行业组织,它们都是进行能耗评估的一个非常不错的起点。

  关于数据中心节能的10个结论

  1. 90%拥有大型数据中心的企业在未来两年内都面临用电和制冷需求增加的需求。
  2. 麦肯锡的一项针对生产型数据中心的458台服务器的调查表明,32%(146台)的服务器利用率不足平均利用率的3%。这些是节能的主要考虑对象。
  3. 通过应用虚拟化技术,最多能减少65%的服务器,不过,具体情况因企业而异。
  4. 数据中心内空调的设定温度每上调1度可以节能4%~5%。
  5. 数据中心二氧化碳的排放量约占世界二氧化碳总排放量的0.6%。(作为比较,航空业的二氧化碳排放量约为0.9%,钢铁业约为1%。)
  6. 有关机构的研究结果表明,数据中心如果采用直流供电比现在采用的交流供电系统可提高20%的电能利用率,而且更可靠,从长远来看,节能效果还会更好。
  7. EPA在2006年进行过测算,数据中心的PUE值通常高于2。通过一系列的能效改进措施,到2011年这个值有望达到1.9。EPA还预测,一些领先的数据中心通过采用各种先进的IT技术和制冷技术(如水冷技术和热电转化技术),PUE值最低可以到1.2。
  8. Google曾报道说,它的6个自建的数据中心PUE值为1.21。
  9. 通过采用各种绿色节能技术(如虚拟化、服务器整合、动态智能制冷),美国在未来6年最多可以节省9.6亿美元。
  10. Google在2007年提出建立海上数据中心的专利申请,这个数据中心建立离海岸3到7英里的地方,将用潮汐来发电。

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