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敲碎数据中心高能耗瓶颈

来源:机房360 作者:刘兆策 更新时间:2010-6-30 15:06:05

摘要:随着企业数据中心的飞速发展,数据中心的能耗问题,逐渐凸显,服务器及通信设备用电、制冷用电、供电系统能耗、照明和办公用电。其构成比例每个机房各不相同。大致上,前两者占大头,各为40%~50%,后两者占小头,各为5%~10%。制冷耗电是机房耗电的大头之一。影响制冷效率的因素很多,减少制冷能耗也可从多方面入手。

    近年来,随着企业数据中心的飞速发展,数据中心的能耗问题,逐渐凸显,然而,高额的运营成本(包括电费、人员、设备采购等),压缩了IDC业务的利润空间。有些数据中心机房甚至出现了电费支出高达业务收入一半的情况。在这种情形下,机房的节能已经不是为了应付上级,而成了涉及利益的现实问题。今天我们就来仔细分析一下有关数据中心高能耗怎样解决这个问题。
  
  解决企业数据中心能耗问题的几个重要途径:
  
  一、减少物理服务器的数量
  
  这是大多数企业数据中心首先想到的办法,企业可以通过选择高密度的方案,减少物理服务器的数量,如刀片服务器和虚拟化。由于历史的原因,很多数据中心部署了x86服务器,这些服务器大多只运行着单一的应用,导致其利用率只有10%左右。通过刀片服务器或者虚拟化进行整合,将大大提升服务器利用效率,降低数据中心能耗。另外,采用高性能的硬件,如多核处理器也可以降低冗余和外部的供电来节省能耗。多核CPU可以大幅度地提升服务器的性能,同时配合虚拟化技术,将有效整合服务器的数量。
  
  二、充分利用服务器能源
  
  正如前文所述,在企业数据中心内,大部分x86的服务器应用单一,其利用率平均只有10%左右,甚至有部分服务器在一段时间里出于空闲状态,在这样的情况下,这些空闲的服务器将会白白浪费电力资源,采用智能电源管理解决方案,将会帮助企业数据中心减少这些空闲服务器的电力消耗,提高数据中心电力能源的利用率。并且对于大部分企业数据中心来说,并不是所有的服务器都在运行关键业务并保持较高的利用率,很多运行中的服务器都处在利用率很低的情况下,这样,在企业数据中心中就应该充分保证关键业务、利用率高的服务器的电力供应,对那些利用率较低的服务器的应用进行合并或者优化,从而最大限度的保证电力能源得到充分利用。这就需要对服务器的电力消耗进行计量,以便帮助企业数据中心合理调配和优化服务器的电力分配。
  
  三、降低制冷能耗

  
  对于企业数据中心来说,在制冷方面的能源消耗通常占数据中心总能耗的60%到70%。因此,如何减少制冷方面的能源消耗,是降低整个企业数据中心能耗的关键,然而,目前数据中心一个很常见的错误是,对IT设备进行了过度冷却。因为过热会缩短IT设备的寿命甚至会导致故障,但是,而只会造成能源浪费。事实上,根据ASH-RAE,机架温度达到华氏77度是没有问题的,只要各个位置的温度保持相对一致。企业数据中心可以通过将智能PDU温度传感器放置在机架冷空气入口的底部、中间和顶部,IT管理员不仅可以确定系统有没有对服务器进行过度冷却,还能确定冷空气是否在高效地通过这些地方。温度传感器也可以放置在机架的尾部或热空气出口,以监控排出空气的温度,从而更加合理和有效率的制定制冷方案,从而降低数据中心制冷方面的能耗。
  
  由此看来,解决数据中心的能耗问题并非一定要从头开始。对于那些运行着的数据中心来说,只要稍加变通就可以实现绿化。而且绿色数据中心也并非是一朝一夕就能够完成的事情,上述的几种方法也是提示用户要注意身边的细节。
  
  四、智能计量能源消耗和制冷
  
  从解决企业数据中心服务器的能耗的上述方法中可以看到,通过刀片服务器和虚拟化,采用高性能硬件,企业数据中心可以通过减少服务器数量来达到降低数据中心能耗的目的;通过智能电源管理和电源计量合理分配电力资源,可以使得服务器电力资源更加有效的利用;通过智能PDU温度传感器,可以实时监控机房温度,降低机房制冷方面能耗。在这些数据中心能耗解决方法中,大部分企业数据中心对刀片服务器、虚拟化、多核处理器、等非常关注,但是,对服务器能耗利用效率和制冷利用率就不是那么关心了。然而,根据AFCOM的数据中心研究机构的研究,通过准确判定单个数据中心设备的负载率,许多IT设施都有被忽略的节能能力可供挖掘。在很多情况下,大多设备的实际的负载率大约只能达到设备铭牌上列出瓦特数或安培数的50%,服务器更是如此。另外,在数据中心的供电中,只有1/3用在IT设备上,而制冷费用占到总供电的2/3,因此,在企业数据中心降低能源消耗的方法中,决不能对服务器能源利用效率和制冷利用率掉以轻心。
  
  不过,对于企业数据中心用户存在的一个难题是,数据中心能源消耗无法计量,制冷效果无法检测,“无法计量则无法管理”,这可能也是企业数据中心对数据中心能耗利用率和制冷效率不太关心的原因之一吧。好在现在已经有一些厂商给企业数据中心的用户提供了计量能源消耗和制冷效率的解决方案,以帮助企业数据中心合理分配电力资源,减低企业数据中心制冷消耗。
  
  有了这样的检测数据中心能源消耗和制冷效率的产品,企业对数据中心的能源消耗情况将了如指掌,这对企业数据中心降低能耗,实现国家“节能减排”的号召无疑起着巨大的推动作用。
  
  IDC机房的能耗主要分为四块:
  
  服务器及通信设备用电、制冷用电、供电系统能耗、照明和办公用电。其构成比例每个机房各不相同。大致上,前两者占大头,各为40%~50%,后两者占小头,各为5%~10%。制冷耗电是机房耗电的大头之一。影响制冷效率的因素很多,减少制冷能耗也可从多方面入手。做好机房热管理,是其中重要的一面。


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