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1、提升数据中心能效的十个方法|中国数据中心能效研究汇报 这些方法不仅简单易学，还经济可行。 不论你的企业已经开始走上了以提升数据中心能效为目标的道路，还是甚至不知道对节能何处下手，本文将介绍NetApp企业用来改进数据中心基础设施的十项方法。用户会惊喜地发觉，这些方法不仅简单易学，还经济可行。大大小小的用户反应，能耗带来的成本是她们担心的一大问题。Gartner企业估量，到2021年，IT预算总额当中48%将用于能源这一项。这个百分比实在高得惊人。在2021年8月公布的汇报中，美国环境保护署表示形势不容乐观。美国环境保护署的估量数字显示，要是能效方面保持现在这个趋势，全美数据中心的能耗量到202
2、1年几乎要翻一番。多年来，NetApp里面的跨部门团体和地方电力企业之间的合作大大提升了数据中心的能效。这要归功于企业主数据中心的改善，已经达成了节约能效的目标，环境保护署称这种节约对2021年的数据中心而言处于“优秀水平”。另外，企业估计，新建的数据中心全部将符合美环境保护署为2021年制订的“能够达成的最高目标”，不仅能提前三年实现，而且只使用现有的技术。以下是提升能效的十个方法。测量方便控制要是无法测量能耗情况，就无法控制，这是运行效率方面的经典格言。为了预防能效低下，先要从基准测量开始。假如不知道电力耗用情况，就不知道要关注哪些方面。为了帮助测量能耗，能够分成以下几大类: IT系统、U
3、PS、冷却装置、照明系统等。虚拟化及合并IT 系统美国环境保护署估量，数据中心的总耗电量中50%来自服务器和存放系统，它们自然就成了首要的节电对象。眼下的热门趋势就是服务器虚拟化，这种有效策略能够节约空间、电力和冷却资源。为了充足取得服务器虚拟化带来的好处，需要存放基础设施提供聚集的网络存放资源。和服务器虚拟化一样，存放虚拟化也可提升能效: 数量较少、比较庞大的存放系统提供了更多的容量和更高的利用率，因此降低了空间、电力和冷却资源。经过实施存放和服务器虚拟化技术，改用了愈加节能的存放模式。我们用10个最新的存放系统换掉了50个较旧的存放系统，因此取得了以下好处:存放机架的占用空间从25个机架降
4、低到了6个机架;电力需求从329kW降低到了69kW;空调制冷能力方面的需求降低了94冷吨;系统供电所需的成本每十二个月降低了6万美元。管理数据在进行存放虚拟化计划时，我们对现有业务数据进行了审查。结果发觉，存放的数据有50%能够删除。遏制数据过分增加的首要方法就是事先阻止数据激增。企业的磁盘卷通常全部含有数百万个反复数据对象。这些对象被修改、分发、备份及归档时，反复数据对象也反复存放。在使用了几个不一样的方法以后，如反复数据删除、克隆和自动精简配置，它们全部有利于实现同一目标: 降低无须要的数据。避免系统冷却过头的现象冷却系统是IT部门往往开支过多、估量错误的一个方面。厂商通常依据系统一直在
5、峰值负荷下运行来估量功耗。要问问自己，系统在峰值状态下运行的时间有多长？答案可能是几乎没有。那么，为何要对系统进行无须要的冷却呢？关键在于算出正确的电力负荷，这可能很棘手。为了帮助得出合理的电力负荷估量值，我们首先在试验室环境测试了设备，以后把设备布署到数据中心。经过这么的测试，我们确定了系统的合理电力负荷估量值比厂商的估量值低30%到40%。知道这一点后，我们就能监控每个机架的电力使用情况，对应调整冷却系统，从而降低了冷却过头所浪费的能源。我们还采取更深入的行动: 在空气处理器上使用了变频驱动装置。不是让风扇一直全速运行，变频驱动装置可依据每一排机架的实际设备冷却要求来改变风扇转速。因为风扇
6、能不停监控温度，自动调整，方便需要时加紧或减慢风扇转速，我们大大节约了能源。实际上，风扇转速降低50%能够把功耗降低87%。合理设计空间布局先讲讲物理知识: 热空气上升，冷空气下降。这么的规则也适合用于数据中心。经过活动地板对数据中心里面铺设的地板向上输送冷却空气，这种老方法通常耗用更多能源。我们采取的是在机器正面向下输送冷空气。然后，冷空气被吸到机器里面，再从后面作为热空气排出来。热空气升到天花板后，经通风口排到外面。不过，机架的位置极其主要，因为用户不期望把一台机器排出来的热空气被另一台机器吸进去。我们放置的机架是前端对前端、后端对后端。这种名为“热通道/冷通道”的方案成了数据中心设计的最
7、好实践，因为它确实有效。因为冷却系统放在机架上，也不需要活动地板，从而节约了另外的能源和空间。不停改善热隔离不论在什么地方使用热通道/冷通道方案的高密度机架，全部需要另外的气流方法预防排出来的热空气进入到冷通道。这时，动一动脑筋就能收到成效，不需要什么高技术。我们把上升热空气经通风口排出去，同时采取了一个低成本的方法。这方法很有效，也很主要。为了隔离热量，我们在热通道的两头和机架上的冷却排气系统使用了透明塑料挂帘，使用透明塑料长条把空气控制在热通道，使用一样的长条在管道和设备周围形成一道物理屏障。我们估量，单单放在一个数据中心的塑料挂帘每十二个月就能够节约100万度电。尽可能利用自然冷却生成的
8、冷空气不一定是惟一冷却。干嘛不一样时借助大自然呢？我们使用室外空气作为自由冷却，每十二个月可节约150万美元的能源成本。为此，我们在大楼一侧安装了调整风门，可自动调整从室外进入的空气。假如室外气温低于设定的温度点，调整风门会开启，室外空气经过滤后进入冷却系统。反过来，假如室外空气高于设定的温度点，调整风门会关闭，冷却装置则开始工作。不过，这种方法需要不停微调及改善。在环境工程师的帮助下，正在努力提升设定的温度点，方便更充足地利用室外空气。最初设定的温度点是11摄氏度，以后逐步提升到了18摄氏度。我们正在深入提升到24摄氏度，这么能够把自然冷却的时间段增至整年的85%。尽可能降低电力变换损耗数据
9、中心现在不是使用依靠电池的系统，而是使用运转时可存放能量的动态UPS。能量来自我们的切换基础设施，能够让每个UPS设备的电动马达转动起来。UPS存放的能量可供电15秒到20秒，这时间足以实施任何切换操作。较旧的电池UPS能效有85%，现在最出众的UPS其能效平均达成了约94%，而有些UPS的能效高达%，损耗的能源不到电池UPS的二分之一。利用废热电力要求和能源价格和夏季温度攀升亲密相关。在温度和电力出现高峰的期间，我们以天然气为动力的热电联供系统就会投入使用，为一百万瓦的数据中心提供经济的电力。经过这种方法得到了两个好处。首先，经过在靠近用电区域的地方发电，降低了电力成本，而且降低了输电过程中
10、损耗的电量。第二个优点直接来自热电联供。热电联供指经过热力学原理高效利用燃料。它利用了发电过程中形成的大量废热。在其中一个数据中心，利用了天然气作为动力的发电机生成的废热，作为对冷却系统所用水进行冷却的吸附式冷却装置的动力源。我们的热电联供系统总能效达成了75%至85%，每十二个月可节约30万美元。不停监视及调整能够采取另一个步骤来帮助提升数据中心的能效: 正确、定时地监控环境。大多数数据中心测量周围的负荷，因此无法准则测量结果。为了能够真正提升能效，有必须提升测量的正确性，即在机架层面进行测量，而不是数据中心的某个地方开始温度升高时，单单加紧风扇的转速。我们不停测试及调整环境，放在中间层的多
11、个温度传感器测得温度高低平均相差10到12度。每个数据中心各不一样。怎样决定实施节能型数据中心策略，这取决于用户本身的详细情况。不过，本文介绍的这10个方法应该提供了几条思绪。假如不知道这些方法，提议确定数据中心的电力使用效率值是多少。以后再设计对应的方法和改善方法，开始开启提升数据中心能效的计划。(清风编译注: 作者Laura Pickering是NetApp企业的副总裁兼环境保护责任提倡者。链接部分细小的方法将有利于控制数据中心的能耗。降低数据中心能耗的五个方法降低数据中心的能耗数量未必很棘手，不过这确实需要全方面的方案，通盘考虑IT、冷却和电力等基础设施。正如数据中心咨询企业EYP Mi
12、ssion Critical Facilities的首席技术官Kfir Godrich所说: “假如你在考虑数据中心时不是面面俱到: 从水电输入一直考虑到芯片，然后回过头来考虑电力和冷却，就达不到所定目标。”本文介绍的五个方法有利于控制数据中心的能耗。1. 重视细节补上已移除或已拆走设备在活动地板留下的空眼。网络设备或服务器通常放在机架上，把挡板安装到机架上的空位。把带孔地砖从热通道移到冷通道。启用服务器和计算机的节能功效。可能的话，关掉数据中心的电灯。用户表示，这些改善有利于遏制上涨的水电费。面对费用上涨的形势，“我们用节能型LCD换掉了旧显示器; 启用了PC中的全部节能技术，降低硬驱功率，
13、使其处于睡眠模式; 我们换掉了不支持节电功效的任何打印机”。保险代理管理系统企业Applied Systems的IT副总裁Tim Sander如是说。商业咨询企业Brattle Group的IT主管Carmine Iannace表示，她采取了一样的做法。“我们在空的机架上使用挡板以引导气流。我们移动了服务器的位置，平衡数据中心的冷却负荷。另外，我们关注开发环境的服务器假如它们没有使用，就关闭电源。”Iannace还使用了台式机和笔记本电脑的节能功效; 另外，要求职员下班后关闭计算机，节约电力。之外，只要没有些人在数据中心工作，就关掉电灯。2. 为服务器设定合理的能源规格要注意所购置IT设备的类
14、型，因为据美国环境保护署近期的一份能效汇报显示，IT设备的能耗占到数据中心的二分之一。尤其要注意基于x86的行业标准服务器，它们的能耗占到了整个数据中心能耗的33%。x86服务器生产商Rackable Systems的营销副总裁Colette LaForce表示，比喻说，要确保系统供给商没有把电源规格定得过高，或使用无须要的高功率风扇。她提议关注电源效率最少达成90%的系统，它们比能效较低的机型更节电、散热更少。Brattle企业的Iannace配置了全部服务器，方便使用208伏电源，而不是120伏，这么服务器里面的电源提升了能效。她还把关键的思科网络交换机升级到208伏电源。另外，她采取了多
15、核服务器，并借助虚拟化技术进行了合并。她说，结果冷却要求降低了50%。3. 合并和虚拟化UniSource Energy企业的网络系统管理员Tyler Kilian也指出了合并和虚拟化带来的优点。她说: “我们在物理服务器方面全方面碰到了制约，不论是电力还是冷却。现在，我们的电力基础设施借助虚拟化技术达成了80%的利用率。行业最好实践证实我们达成80%就是打满分了。即使我们在过去的几年显著增加了服务器资源，还是能保持80%的利用率。”4. 把直流电源放在机架后面用直流电源重新配置数据中心需要长远计划。Rackable Systems企业的LaForce说: “你能够把直流电电源添加到机架上，而不是让每个服务器全部使用独立的交流电源。直流电源装置的功率和效率要高得多，里面的部件也少得多，因此不轻易出故障。把它们放到系统里面，然后为机架提供直流电源，能够立刻为电力成本节约10%到30%。”大多数服务器厂商提供交流电源装置选件。5. 改动冷却和电力系统降低数据中心能耗的另一个方法就是重新设计冷却系统。这就需要安装带变速风扇的冷却装置，让冷却装置在高于正常温度的环境下运行，而且在合适情况下使用自然冷却。UniSource Energy企业的Kilian说: “我们正在考
