服務器數據中心節能的六種策略
日期：2017/2/8 10:22:26 編輯：關於服務器
占據中國經濟最大比重和命脈的中央大企業集團，同時也是能耗的大戶，他們受到了來自政府的節能減排業績考核，所以這些中央大企業集團迅速將節能減排的指標層層分解下達各級下屬企業，並作為重點考核項目。同時，各企業也希望通過節能減排，通過“綠色行動計劃”推進成本的長期降低，達到公司快速、健康、持續發展的目標。
IDC能耗特點
業務和管理的電子化和網絡化發展，導致企業關鍵業務的支撐、運行和重要數據的存儲，離不開數據中心(IDC)，因此IDC現在得以快速發展和大量建設。但IDC由於設備集中，大型主機數量眾多，成為了企業的用電大戶。據初步統計，電信運營商的電力消耗約占公司總體消耗的87%，87%的電力消耗中有73%左右消耗在基站和機房上。根據我們對西安某電信大樓的測量，IDC機房中UPS和空調的用電量超過了整個大樓用電量的80%，而IDC機房面積不足大樓的5%。
但IDC機房又是節能的難點，越來越強處理能力的服務器，越來越大容量的數據存儲設備和網絡設備，需要消耗更多的電能。而集成度越來越高的設備，發熱量越加集中，導致機房溫度控制是個很大的問題。如果將IDC機房空調和機房散熱的問題解決好，IDC機房用電問題就可以有效緩解。只有對降低機房能耗的新技術與新方法進行研究，力求通過合理選用服務器機架、合理進行散熱規劃、優化機房設計、布局、使用等方面，提高機房散熱效率，降低IDC機房的整體能耗，才能達到節能減排的目標。
節能與安全
IDC機房承載著企業的核心數據和關鍵業務。隨著企業的發展擴大，需要處理和存儲的數據呈幾何級增長;新業務的層出不窮，需要更多的數據處理設備來支撐。數據處理和存儲設備的任何一點閃失，不僅會造成企業巨大的經濟損失，更會影響企業的品牌形象。而數據處理和存儲設備比一般的設備需要更好的供電質量和溫濕度環境，因此企業為IDC機房的穩定可靠運行做出了巨大的努力。供電方式從UPS單機、1+1並機發展到現在的N+M並機和雙母線，供電可用性從單機的90%提高到雙母線的99.9999%，並且正在向更高的方向發展。更高的供電可用性，僅靠技術的進步來提升是遠遠不夠的。全世界UPS行業20年的不懈努力，UPS單機可靠性也僅從90%提高到98%左右。更高的供電可用性只有通過更多的冗余來保障，而冗余的UPS必然是降低了平均每台UPS的負載量，降低了其運行效率，從而提高了能耗。但如果從減少UPS的冗余來降低能耗則需要更加慎重，如果是供電系統的可用性或冗余量超過了IDC機房的規劃設計要求，則可以考慮適當減少;如果UPS供電系統剛剛達到或尚不能全面滿足IDC機房的供電可用性要求，再減少UPS的冗余來節能就是捨本求末，得不償失。
IDC機房設備集成度的提高，已經使單機架的功率大幅度提升。台式服務器機架功率為1.5kW，模塊式服務器機架功率為5kW，現在最新的刀片式服務器機架功率高達15kW。高耗電，必然產生了高發熱，因此IDC機房的空調需求量也大幅度增加。在台式服務器時代，因為單位功率密度低，即使空調出現問題，機房溫度也不會迅速升高到極限溫度，維護人員有充足的時間來修復空調，因此幾乎沒有空調冗余的要求。但進入模塊式服務器時代，對空調的可用性要求就不同了，空調短時間的停機或制冷量不足，機房溫度會迅速升高到極限溫度。曾經有一個機房，3台空調壞了1台，半小時後機房溫度到了40℃，服務器全部報警甚至停機。現在是刀片式服務器，以往的空調散熱方式已經不能有效解決機架內的熱問題。因此，要想減少空調的冗余或配置來達到節能的目標同樣是冒極大的風險。
節能的通用原則
在確保IDC機房安全的前提下，仍然存在節能的可能和空間。因為影響IDC能耗的因素不只是UPS和空調的多少，還有更多的因素需要考慮，因此在規劃建設IDC機房時，需要全面考慮。以下一些原則可以對節能有所貢獻：
(1)選用低能耗的設備
IDC機房的能耗大戶是服務器、數據存儲器等數據處理設備，數據設備的用電量大，就需要更多的UPS來供電，UPS在電能轉換中需耗費一定的能量，電能在傳遞分配中也有損失。數據設備的用電，90%以上最終轉變為熱量，就需要更多的空調來散熱。據統計，數據設備的功耗每增加100W，在電能轉換和分配傳遞上會損耗10~20W，空調制冷增加功耗120W，因此數據設備的能耗被放大了數倍。在滿足業務需求或同樣處理存儲能力的設備中，選用低功率無疑是節能減排的關鍵。
(2)選用合適的供電方案和供電設備
IDC機房固然重要，但不是說IDC機房內的所有設備都同等重要，都需要99.9999%以上的供電可用性。因此，對IDC機房內的用電設備進行有效合理的區分，制訂不同等級的供電可用性和供電方案，避免無用的供電容量和供電設備冗余，既減少了供電系統的投資，也降低了運行能耗。
(3)空調機組合適的制冷方式和運行模式
雖然空調機組的運行需要消耗能源，但不同的制冷方式消耗的能源是不一樣的。制冷劑的不同、運行模式的不同都可能產生可觀的節能效果。比如，北方地區冬季的冷空氣可以用來機房制冷(非直接引進室外空氣)，西北地區的干燥空氣可以用來制冷，大樓的冷凍水比機組本身的制冷劑更節能等。
(4)合理布局機房和組織氣流
IDC機房內的發熱設備和散熱設備並不是一一對應的，熱是通過機房內的氣流帶走的。不合適的機房布局和設備安裝方式，妨礙了氣流的運動，降低了散熱效果，消耗了更多的能源;超遠距離，超強的送風需要更大功率的風機，消耗了更多能源。因此，不是將足夠制冷量的空調和發熱設備堆積在一個機房就解決了熱平衡問題。
(5)特殊設備特殊對待
IDC機房的主設備不一定是同樣的發熱，不同時代的服務器發熱差別很大，用同樣的散熱方式就會冷熱不均，不僅消耗了更多的能源而且帶來了其他問題。對於高密度發熱設備，應該采用特殊的散熱機櫃和散熱方式，這樣不至於為了照顧個別的高發熱設備而機房的溫度太低。
(6)防止跑冒滴漏
IDC機房密封不嚴，隔熱效果不好，也是能源消耗的重點。IDC機房的門窗應該密閉並用良好的隔熱材料，牆壁、地板、天花板應該進行隔熱處理，特別是南方地區，夏季高溫期長，外牆傳遞的熱量不可小看。這就是有些IDC機房冬季沒有問題，夏季溫度偏高的主要原因。在不同季節，主設備的發熱量通常不會差別太大。
以上幾個原則，不僅適用於新機房的建設指導，同樣也適用於老機房的節能改造的指導。區別是新機房建設是在一張白紙上畫畫，可以全面應用6個原則;老機房改造則要基於現有的各項事實，現實的情況不允許依葫蘆畫瓢，應該先調查清楚現有IDC機房的具體情況，再根據6個節能原則制訂針對性的改造方案。
