提高數(shù)據(jù)中心能效和降低能源成本的五種方法

由于數(shù)據(jù)中心行業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心能源消耗備受關(guān)注。如果數(shù)據(jù)中心電力基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)不當(dāng)或過時(shí)，運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心可能會(huì)造成財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)。根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心消耗了全球 1% 的能源，預(yù)計(jì)到 2025 年它們將消耗全球 1/5 的電力供應(yīng)。

然而，通過實(shí)施一系列明智的管理選擇，即使是小型數(shù)據(jù)中心也可以節(jié)省數(shù)千美元。以下是數(shù)據(jù)中心提高能源效率同時(shí)大幅降低運(yùn)營(yíng)成本的一些最明智的方法。

投資現(xiàn)代冷卻系統(tǒng)

在大多數(shù)數(shù)據(jù)中心，冷卻設(shè)備占水電費(fèi)的30%到60%這一事實(shí)令人擔(dān)憂。其實(shí)，數(shù)字不必如此可怕，因?yàn)榇蟛糠窒牡墓β适堑托?shí)踐和未能滿足諸如ASHRAE設(shè)定的設(shè)備操作推薦設(shè)置的結(jié)果。假設(shè)一個(gè)擁有 1000 臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心只需降 25%的冷卻成本即可輕松節(jié)省數(shù)萬美元。

通過引入簡(jiǎn)單且可實(shí)施的冷卻解決方案，企業(yè)可以減少巨大的公用事業(yè)負(fù)荷。首先，數(shù)據(jù)中心必須部署熱通道/冷通道配置。通過交替冷通道和熱空氣排放，可以創(chuàng)造更均勻的空氣溫度。為防止來自兩個(gè)通道的空氣混合，如可以在設(shè)備外殼內(nèi)使用盲板。

盡量減少影響大約60%的冷空氣供應(yīng)的“旁路氣流”。確保冷空氣循環(huán)回冷卻裝置，而不是在整個(gè)數(shù)據(jù)中心循環(huán)。機(jī)房空調(diào)裝置的方向必須垂直于熱通道并朝向機(jī)柜，以最大限度地提高冷卻效率。

數(shù)據(jù)中心可以通過投資空氣處理器和冷卻器來進(jìn)一步加速冷卻輸出。后者配備了高端技術(shù)，例如空氣或水側(cè)節(jié)能器、變頻驅(qū)動(dòng)器 (VFD)、濕度設(shè)置和溫度調(diào)節(jié)。

基于軟件的智能設(shè)計(jì)

專家認(rèn)為，提高數(shù)據(jù)中心能效歸結(jié)為一個(gè)簡(jiǎn)單的問題，即哪些解決方案能夠以最少的硬件需求提供最大的工作負(fù)載?；谲浖闹悄茉O(shè)計(jì)和存儲(chǔ)解決方案可以確保更高的可用性。

數(shù)據(jù)中心必須識(shí)別未充分利用的設(shè)備并降低功率。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，擺脫未充分利用的應(yīng)用并實(shí)施更具成本效益的方式來滿足需求會(huì)更具成本效益。

現(xiàn)代 IT 設(shè)備也可以在較溫暖的環(huán)境中安全運(yùn)行，而不是讓設(shè)備過冷，從而浪費(fèi)金錢和能源。通過使用溫度傳感器和數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理 (DCIM) 軟件，可以安全地升高溫度，同時(shí)確保設(shè)備的效率和安全性。

這是通過調(diào)整溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)的。最好的方法是在一個(gè)機(jī)架中放置不超過六個(gè)傳感器。通過安裝 DCIM 軟件，可以調(diào)整適當(dāng)?shù)臋C(jī)架入口閾值，一旦出現(xiàn)過熱危險(xiǎn)就會(huì)提醒。

現(xiàn)代DCIM工具配備內(nèi)置冷卻圖表，可幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)建議變更的合規(guī)性。還必須參考冷卻圖表，以確保沒有違反任何相關(guān)行業(yè)和國(guó)家規(guī)定。此外，密切關(guān)注熱量并定期檢查數(shù)據(jù)中心的溫度趨勢(shì)。

數(shù)據(jù)中心為提高該部門的效率可以做的最后一件事是刪除“過時(shí)軟件”，它們會(huì)通過使用過多的CPU運(yùn)行來耗電。相反，配備更高效的軟件，可以減少CPU計(jì)算耗能，并在相同的功率輸入下產(chǎn)生更大的處理輸出。

利用虛擬化

虛擬化允許數(shù)據(jù)中心將服務(wù)器和存儲(chǔ)整合到一個(gè)共享平臺(tái)上，同時(shí)保持應(yīng)用、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)之間所需的隔離。可以在與其他應(yīng)用共享硬件的虛擬機(jī)上運(yùn)行大多數(shù)應(yīng)用。這通過顯著減少存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器的數(shù)量來提高硬件利用率并降低功耗率。這很重要，因?yàn)楦鶕?jù)一項(xiàng)研究，存儲(chǔ)和服務(wù)器加起來占數(shù)據(jù)中心能耗的50%以上。

整合硬件和選擇虛擬化是數(shù)據(jù)中心減少對(duì)更多空間、更大功率和冷卻資源需求的好方法。通過減少實(shí)物資產(chǎn)的數(shù)量，數(shù)據(jù)中心可以自動(dòng)降低所有相關(guān)成本。

同樣，為了最大化輸出，DCIM軟件將不可避免。不僅可以跟蹤所有物理資產(chǎn)的位置，還可以密切關(guān)注功耗和幽靈服務(wù)器。它還將使管理員能夠確定容量利用情況，以便在更少的機(jī)架中安全部署更多的設(shè)備。該軟件還使數(shù)據(jù)中心能夠確定衡量性能的關(guān)鍵指標(biāo)，例如CPU利用率、系統(tǒng)進(jìn)程、內(nèi)存使用情況、每個(gè)集群的虛擬機(jī)、主機(jī)數(shù)量、每個(gè)應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的主機(jī)等。

雖然虛擬化可能是許多能源相關(guān)問題的解決方案，但它并不能解決所有問題。一定數(shù)量的未充分利用的設(shè)備將不可避免地滿足周期性的峰值負(fù)載。但是，它在更有效地遷移工作負(fù)載方面仍有很長(zhǎng)的路要走。

創(chuàng)新征稅

實(shí)施創(chuàng)新征稅是提高數(shù)據(jù)中心效率的另一種方式。許多組織已經(jīng)引入了綠色數(shù)據(jù)中心計(jì)劃，以在內(nèi)部用戶和外部客戶中啟動(dòng)節(jié)能實(shí)踐。關(guān)鍵是要確保所有相關(guān)方的合規(guī)性。

通過根據(jù)消耗的能源向客戶征稅，數(shù)據(jù)中心可以推動(dòng)圍繞能源效率的意識(shí)和問責(zé)文化，確保更好的消費(fèi)行為。

利用氣流管理

實(shí)施氣流管理是一項(xiàng)重要的節(jié)能措施。采用高架地板的數(shù)據(jù)中心很容易出現(xiàn)不受控制的空氣泄漏，導(dǎo)致進(jìn)入 IT 設(shè)備的冷空氣量不成比例。節(jié)能數(shù)據(jù)中心必須正確密封高架地板，并清除地板下不必要的堵塞物。

地板下的堵塞物也是阻止冷空氣到達(dá)IT設(shè)備的原因。這反過來會(huì)導(dǎo)致風(fēng)扇能量附加以及更高的HVAC送風(fēng)溫度。可以使用可視化方法研究氣流模式來控制此類堵塞。地板下的任何障礙物都必須移除或重新安置。必須立即修復(fù)主要在管道和電纜穿透點(diǎn)處的空氣泄漏。此外，高品質(zhì)溫度傳感器的安裝極大地幫助了優(yōu)化過程。

如果無法控制地板下的堵塞和雜亂，架空電纜橋架是最佳選擇。施耐德電氣研究表明，此舉可將冷卻風(fēng)扇功耗降低24%。

結(jié)論

雖然上述做法在確保更高的數(shù)據(jù)中心能源效率方面絕不是詳盡無遺的，但它們?nèi)匀粯?gòu)成了一系列可實(shí)施的解決方案，這些解決方案幾乎不需要或不需要外部成本即可獲得巨大的投資回報(bào)。關(guān)鍵是要營(yíng)造一種意識(shí)文化，可以最大限度地減少能源密集型設(shè)備不必要的電力消耗。

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