摘要：在不断提高计算能力这一要求的推动下，数据中心的功耗也在急剧攀升。今天，在一个典型的数据中心中，可能有 60%～70% 功率都被“浪费”在为设备提供动力和数据中心冷却，提高数据中心冷却的效率，减少运营成本迫在眉睫。

　　空气节能器测试
　　
　　改善数据中心制冷，空气节能器倍受瞩目。与空调相比，空气节能器只是将热空气排出室外并吸入室外空气来冷却IT设备，而不是将服务器排出的热空气加以冷却再循环利用。
　　
　　当前，业界假定空气节能器有效性受到一定限制，即需要以相对较低温度供应冷却空气。其含意即空气节能器只能在室外空气温度相对较低时才能使用。此外还有对湿度变化的顾虑，因为室外空气的湿度可能会迅速变化。第三点顾虑则是室外空气中的微粒数量。
　　
　　为了挑战业内有关数据中心冷却的既定假设，英特尔IT部门进行了一次大胆概念验证(PoC)测试：使用一台空气节能器，全部利用温度高达32摄氏度的室外空气来冷却生产服务器。如果这个方案成立，就可以使用节能器冷却几乎所有数据中心，极大降低功耗。英特尔所进行的概念验证测试在一个1000平方英尺的拖车上进行(最初安装拖车是为了进行临时的额外计算)，拖车被分成两个室，每个室约500平方英尺。为了最大限度减少概念验证的成本，我们使用了低成本、仓库级的直接膨胀式(DX)空调设备，并且每个室内均安装有传感器，以监测室内的温度与湿度。
　　
　　其中一室采用传统方法冷却，始终使用直接膨胀式设备进行热空气再循环和冷却。而另外一室基本上也使用相同的空调设备，但是经过改装后能够作为空气节能器运行：将热空气排出室外，并100%吸入室外空气进行冷却。
　　
　　由于目标之一是测试运行温度的允许极限，英特尔对空气节能器室中的冷却设备进行了配置，使其能够提供18-32摄氏度的空气，并且对系统进行了设计，在供给空气温度超过32摄氏度的最高限度之前，只能使用空气节能器；空气温度超过32摄氏度时，开始使用冷却器将空气冷却至32摄氏度。如果温度降到18摄氏度以下，则将供给空气与来自服务器的回流热空气混合进行加热。
　　
　　该试验未尝试对湿度进行控制，但对进入的空气进行了最低限度的过滤：使用标准的普通空气过滤器仅仅将进入空气中的大颗粒除去，但允许留有微尘。
　　
　　每个房间里有八个机架。每个机架包含四台刀片服务器，每台服务器带有14块刀片，这样每个室共有448块刀片。这就表示每平方英尺200W的功率密度。在概念验证测试期间，使用这些服务器运行大批量生产的芯片设计工作负载，结果服务器的使用率高达约90%。
　　
　　故障率比较
　　
　　英特尔测定了每个室内的服务器故障率，并将其与同一段时期内，位于同一地点的主数据中心内测定的故障率进行比较。
　　
　　让人高兴的是，节能器室内的温度和湿度变化很大，且空气质量也较差；然而服务器故障并没有明显增加。如果随后的调查能够证实这些喜人的结果，那么便有望在未来的高密度数据中心中使用这一方案。
　　
　　如果一个数据中心采用空气节能器，每年平均可节省多少能源？
　　
　　为此，我们使用了数据中心地点的历史天气数据。数据分析表明：平均每年温度低于最高限度32摄氏度的时间占总时间的91%。如果在概念验证测试期间使用空气节能器时功耗降低74%的基础上，再假设每年91%的时间能够使用空气节能器，那么与传统的数据中心冷却方案相比，我们每年可在冷却方面潜在节省约67%的总功率。而在假设数据中心60%的功率用于机械冷却系统的基础上，整个数据中心功耗可转换成约3500千瓦时(KWH)。这样一来，按每千瓦时电费0.08美元计算，预计一个500KW小型数据中心每年可降低成本约143000美元。而对于一个10MW的大型数据中心，预计每年可降低成本约287万美元。
　　
　　节省一定的资本支出
　　
　　此外，由于需要的冷却设备更少，新的数据中心还可节省一定的资本支出。甚至当室外空气温度超出了供给空气温度上限时，也仅需将空气冷却到指定的温度上限，而不是传统数据中心方案中的20摄氏度。通过降低冷却系统的复杂性和成本，还可进一步减少故障模式的数量，提高整体灵活性。
　　
　　责任编辑：张虎