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降低数据中心能耗的六大环节

2015-02-10 11:17 出处:腾佑IDC资讯 人气: 评论(



  降低数据中心能耗的六大环节

  数据中心能耗问题由来已久,各路神仙一直在各显神灵,以求降低数据中心能源消耗的问题,但是收效甚微,缘于数据中心规模扩张的速度远超出人们的想象。根据能量守恒定律,世界上的能源数量是固定的,而数据中心扩张的越快消耗的能源也越来越多,部署降低能耗的方法只是减缓能源耗尽的速度而已。

降低数据中心能耗的六大环节

降低数据中心能耗的六大环节

  然而,在没有出现新的替代能源之前,降低能耗消耗依然是最为急需解决的技术难题之一。纵览当今的数据中心技术,关于降低能耗的方法不胜枚举,让人看得眼花缭乱。其实,结合数据中心能耗的特点,电能是数据中心使用的最主要能源,数据中心里的设备绝大部分都采用电力运行。因此,数据中心降耗要从节电开始,本文就从数据中心供电的环节:发电、配电、变换、负载、温控、维管,这六个部分来阐述数据中心降耗的方法,通过通俗易懂的语言就可以让数据中心管理者有所启示。

  环节一、发电

  大型的数据中心往往拥有自己的发电场,比如Google、Facebook等巨头企业在建设数据中心的时候,就会在附近建设相应的发电场,有的利用风力发电,有个利用水力发电,总之在提升发电效率上下功夫。在国内,受限于国家政策,企业几乎无法建设自己的发电站,所以国内的数据中心只能单一地从供电局来获取电能,也许未来会有类似于Google的风能发电厂,但短期内看不到希望。在发电上节约除了提升发电效率之外,还要提高负载率,避免多次DOWN机,这样都会使得发电效率降低。这就像家里使用的节能灯泡一样,如果反复短时间内进行开关,节能灯炮和普通灯泡表现无异,甚至寿命比普通灯泡还低,只有长时间开启节能灯泡,相比普通灯泡的节能优势才会显露出来。一些数据中心的备用电源采用的是柴油发电机或者蓄电池发电,这些方式都是用于应急,短时间维持供电没有问题,时间一长便会因为供电不足而停机,因此数据中心的备用电源也很重要,不过一般备用电源的转换效率都不高,会浪费不少供电原料,尽量采用两路市电供电相比采用备用电源的方式要好些。

  环节二、配电

  一般的发电厂都不在数据中心旁边,要经过线路的传输,而传输线路上必然会带来一定的损耗,一般在复杂的配电环节中可以损失到5%的能量,这样能量还没有达到数据中心设备,就已经损失了1/20,这个损耗率还是非常惊人的。那么在配电阶段,可以通过提升供电电压来提升配电能效;通过使用更短或更粗的主回路来减少线损;还可以通过部署一体化的高效通信能源系统来提升配电能效。通过采用能效高的配电系统,可以将能效提升到98%以上,若采用一体化的供电系统,甚至可以将配电能效提升到99%以上,几乎可以忽略不计,这样而数据中心带来的节能效率是非常明显的。比如原来数据中心每年要消耗掉100万千瓦的电能,配电能效是95%,若将配电能效提升到99%,那么数据中心每年要消耗掉的电能是96万千瓦,节省了4万千瓦,这样就会节省几千万元电费,节能效果还是非常明显的。

  环节三、变换

  电能进入数据中心后,最终要分流到各个设备上。早期的设备电源转换效率普遍在85%左右,转换效率不高,如今的电源转换效率都可达到95%以上。这样应该尽快淘汰数据中心里的老设备,尤其是老旧的电源。除了设备电源,还有UPS、PSU等这些供电转换设备,应该采用变换效率高的产品,尽快淘汰老旧设备,电源技术在飞快地发展,通过使用变换效率高的电源部件,无形中就节省了电能。

  环节四、负载

  数据中心里包含有成千上万台的设备,每个设备在运行时都在耗电,如果每一台设备都能节省一点电能,那么所有设备节省的电能加起来数量就是非常惊人的了。现在提倡绿色数据中心,也包含绿色数据中心产品。所谓的绿色数据中心产品,就是从设备设计的方方面面都会考虑到节能。尽量使用低功耗器件,通过软件实现智能节电。比如:动态关闭、休眠、时隙关闭功放等软件技术,通过软件智能调节设备能耗,在保证设备正常运转的情况下,节省电能。

  环节五、维管

  数据中心运维管理的水平也对降低能耗非常重要,高可靠的一体化设计再加上高效的管理,必然可以为数据中心降低能耗。比如:对设备进行管理,避免设备空载运行,提升设备的运行效率。部署业务时充分利用转换效率高的设备。对人员的管理也很重要,进出数据中心关闭不必要的照明光源,及时关闭没有必要运行的设备,适当调高机房温度,在运维的工作上,处处用降低能耗的标准来衡量,这样才能提升数据中心运转效率,降低能耗。

  环节六、温控

  为了确保数据中心设备正常运行,必须要全年保持数据中心内部温度基本恒温。这样才能避免设备运行过早出现老化、故障的情况,这样就必须引入空调系统。空调系统是数据中心里的耗电大户,空调系统的耗电几乎占到了整个数据中心耗电的30%,若能降低空调系统的耗电将非常有意义。现在的数据中心大部分采用全局制冷的方式,这种温控系统平均能效只有5,站点能效只有50%。若采用智能通风或者高温电池应用,就可以将温控系统的能效提升到10,站点能效75%。若能充分利用自然冷却的方式,那么站点能效甚至能突破90%,这样为数据中心节省的电能也是相当可观的。

  降低数据中心能耗是老生常谈的问题,但是要做好每个节电环节就并非易事了。以上说的降耗六个环节,直击降耗的本质。只有从这六个方面入手,才能全面提升数据中心的运行效率,降低数据中心能源消耗。

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