7月22日，倍受数据中心业内人士好评的“云时代数据中心建设与高校运营高峰论坛”在北京新世纪日航饭店隆重举行。在该论坛的主题演讲中，中国科学院计算研究所张广明研究员带来了“数据中心用电效率现状及改进措施”的精彩演讲。

张广明研究员在演讲中，跟大家分享了如今数据中心用电效率的状况，并且对能耗急剧增长对数据中心的影响进行了简单介绍，着重阐述了数据中心综合节能策略，他指出IT设备功耗、供电效率、制冷效率是降低数据中心功耗的三大要素。

　　以下是演讲实录：
　　
大家下午好！

数据中心现在要研究课题不敢说，我讲的仅仅是其中之一，这个面很窄，由于时间关系，我的讲稿比较长，就比较重要的说说我的体会。

题目是数据中心用电效率现状及改进措施。

当前的数据中心面临挑战是什么？这个概括性很强，但是尽量反映了当前数据中心的状况，三个方面：

1、可用性管理，数据中心的可用性问题，这是十年前就提出来了。

2、热量管理，主要是设备密度提高，装机密度提高，如何解决热量散热的问题，大概是五年前提出的。

3、当前提出的，能耗的问题，电费的问题。

应该说当今数据中心面临主要是这三个问题，这三个问题是同时存在的，不是说可用性十年前提出，现在不重要了，应该说同时存在的，而且可用性是第一位的，是十年前提出的，至今仍然是第一位。

数据中心的各个方面的，包括IT设备的云计算，空调制冷很多新技术，其实都是围绕三个课题来进行的。要了解数据中心，首先要清楚当前的问题是什么，就是这三个问题。所以我讲三点：

1、数据中心用电效率现状

2、能耗极具增长对数据中心的影响

3、综合节能策略

当然主要是第三个问题，又说到三个：第一降低IT设备功耗对社的贡献，第二提高供电系统的效率对数据中心节能的贡献，第三提高制冷系统效率对数据中心节能的贡献。

　　一、能耗的增长对数据中心的影响
　　
1、严重约束数据中心发展

2、肩负沉重的成本压力

3、形成重大安全隐患，破坏业务连续性

4、影响环境保护

5、制约可持续发展

从数据中心用电效率现状看，解决数据中心效率问题存在的难题在于需求的不断变化，功率密度不断的增长，未来容量和密度不确定性，可用性期望值提高，IT技术迅速变化，适应性要求越来越高，预算不断增加，功率动态变化，服务难度增大。

影响数据中心基础设施效率的主要因素：

数据中心供电效率定义

数据中心效率现状和预期目标

数据中心节能降耗面临的困惑：

1、目前没有明确的标准确定数据中心的效率

2、未知的负载构成导致更新周期延长

不可能单纯地为节能而制订数据中心改建计划

节能降耗必然是个漫长的渐进的过程

3、无法衡量不同数据中心间的效率差异，没有统一衡量标准，没有能效测量实施细则和评估方法

4、不了解什么在耗电，可以从那省电？那些系统是用电大湖，那些有节能的潜力，那些系统和设备节能的潜力相对整个系统节能是微不足道的。

5、不了解运营决策和电费之间的联系。谈到节能，用户首先想到的只是使用高效设备，甚至简单地盲目地提高机房空间温度，仅从某一层次孤立解决节能问题的战略，不但不能使节能效果最大化，相反可能降低基础设施的功能。

数据中心能耗指标，不同的行业、媒体、研究机构都提出了节能指标，但是现在用的最多的是PUE。其他的节能只不过用不同的方法，不同的计算，但实际上是一样的。这个比较简单，比较直观。下面讲的都是用这个指标。

数据中心效率现状和预期目标，当前情况就是2008年这个地方开始的时候，PUE是最好的到1.53，最坏的是3.33，应该说所有的数据中心没有刻意进行节能改造、节能设计。这个最好为什么这么好？从我们分析上是不太可能的，也有一个怎么计算的问题，包括那些东西，大家可能得到的结果不完全一样。

预期的目标是什么？将来的预期目标是最好可以到1.25，差的可以到1.6左右。这可能是十年以后，应该说十年以后还不太可能。根据我国的情况没有15年达不到，整个设备生命周期过了之后重新搞，老的数据中心无法改造，为了节能解决不了。所有新的技术用上以后，新建的数据中心可以达到这个指标，老的数据中心在15年以内达不到。

这是两个例子，一个例子是把测量分开，制冷加湿空调IT设备等，这又是一个例子，分得很清、很细。这两个数据中心都是高性能的，基础设施都是高级的，负荷量都在30%以上。

从这两个典型的实例，影响数据中心供电效率的主要因素，从这些数据可以看到，数据中心的功耗到哪里去呢？数据中心功耗浪费在那里？如何科学地测试、评估、分析？

IT设备的能耗占总能耗的32%左右

制冷的能耗约占31%左右

空调送风和回风系统的能耗约占9%左右

加湿系统的能耗占3%左右

UPS供电系统的能耗约占15%左右

配电系统占5%左右

照明和其他的能耗、开关、线缆等等占22%
　　
二、综合节能策略

降低IT设备功耗对数据中心节能的贡献

如果我们搞基础设施的，都承认IT设备在PUE里，是天经地义的。最大的能耗或节能的潜力在IT设备。今天这个会议的题目就是云计算时代，云计算是必须的手段，降低能耗。他的必要性和好处在很多方面，降低IT设备能耗贡献是最大的。

从这个公式来说，数据中心的能耗是IT设备乘以PUE。

降低能耗措施很多，CPU节能，开关电源节能，供电系统节能，服务器节能，提高IT设备利用率。

基础设施能耗低下是传统设计造成的，传统IT技术、供电、散热技术的局限与低效，设备容量利用率底下是数据中心能效低的主要原因。

数据中心供电系统电能损耗的三种类型：空载损耗、比例损耗、平方律损耗。

传统UPS供电系统能耗改善对按PUE的贡献

一般情况，供电系统在PUE中占0.4%左右，其中UPS主机占0.2—0.25左右，其他占0.15至0.2左右。提高利用率，降低谐波，采用高效设备。

传统UPS系统对数据中心PUE值的贡献潜力在0.15至0.24左右。即供电系统的效率要从72%提高到80%至86%。

改善系统方案节能效果，大于提高设备工作效率节能效果。

制冷面临着一种重大的变革，老的设计理念是房间制冷，制冷设计是平均主义。热量平均分配，活动地板出风口军部，空调设备根据回风温度控制调节房间温度。

现在机房制冷面临的三个基本特点：机架化，高热功率密度，热源分布不均匀。

如何解决制冷的问题，我就不说了，我的讲话就到这里，谢谢大家！

责任编辑：kelly