數(shù)據(jù)中心的綠色化發(fā)展趨勢(shì)和低碳技術(shù)應(yīng)用

文│中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院 李 明

全球氣候變暖、生態(tài)危機(jī)、能源危機(jī)等環(huán)境和能源問題的出現(xiàn)對(duì)人類的生存和發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，走可持續(xù)發(fā)展道路已成為全球共同面臨的緊迫任務(wù)。作為能耗占全部能耗1/3的建筑業(yè)，很早就將可持續(xù)發(fā)展列入核心發(fā)展目標(biāo)，綠色建筑在這種環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生。作為建筑的一種類型，數(shù)據(jù)中心的低碳化發(fā)展已成為建筑和IT行業(yè)目前關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，IT系統(tǒng)的規(guī)模不斷攀升，數(shù)據(jù)中心規(guī)模猛增，能耗越來越高，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本也不斷增高，由此帶來的碳排放問題和環(huán)境污染問題，對(duì)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗、履行社會(huì)責(zé)任提出新的挑戰(zhàn)。

1 國(guó)外綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展現(xiàn)狀

2005年建于美國(guó)馬里蘭州厄巴納的聯(lián)邦國(guó)民抵押貸款協(xié)會(huì)厄巴納技術(shù)中心是第一個(gè)得到國(guó)際公認(rèn)的綠色數(shù)據(jù)中心，建筑面積為23000m2，其中有一半的面積為數(shù)據(jù)中心。該建筑通過了美國(guó)綠色建筑委員會(huì)（USGBC）的能源與環(huán)境設(shè)計(jì)認(rèn)證（以下統(tǒng)稱“LEED?”）。

雖然世界上第一個(gè)綠色數(shù)據(jù)中心的建成才幾年，但綠色數(shù)據(jù)中心的理念已被廣泛傳播和接收。截止目前，綠色數(shù)據(jù)中心的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品規(guī)范得到相關(guān)國(guó)際組織和企業(yè)的大力支持，主要包括：

（1）美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）已發(fā)布能源之星5.0版顯示器規(guī)范、能源之星計(jì)算機(jī)規(guī)范5.0版、能源之星服務(wù)器規(guī)范1.0版，正在制訂能源之星服務(wù)器規(guī)范2.0版、能源之星顯示器規(guī)范6.0版、能源之星UPS規(guī)范1.0版和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備能源之星規(guī)范1.0版本。

（2）美國(guó)綠色網(wǎng)格聯(lián)盟（TGG）制訂了數(shù)據(jù)中心能效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)綠色網(wǎng)格聯(lián)盟于2007年2月26日設(shè)立，是一個(gè)以提高數(shù)據(jù)中心和IT設(shè)備能效的全球產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。截止目前，已發(fā)布了包括電源使用效率（PUE）、數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)效率（DCIE）等多部有關(guān)數(shù)據(jù)中心能效標(biāo)準(zhǔn)的白皮書，并推動(dòng)電源使用效率（PUE）成為業(yè)內(nèi)通用的衡量數(shù)據(jù)中心能源效率的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）正常運(yùn)行時(shí)間協(xié)會(huì)（Uptime Institute）發(fā)布了熱密度趨勢(shì)報(bào)告

成立于1993年的正常運(yùn)行時(shí)間協(xié)會(huì)是一個(gè)提供數(shù)據(jù)中心培訓(xùn)和咨詢的組織，近年將注意力投入到數(shù)據(jù)中心能效和環(huán)境因素研究。協(xié)會(huì)定期進(jìn)行學(xué)術(shù)討論會(huì)，并已發(fā)布包括數(shù)據(jù)中心熱密度報(bào)告的多部以綠色環(huán)保數(shù)據(jù)中心為主題的白皮書。從2008年開始，正常運(yùn)行時(shí)間協(xié)會(huì)通過頒發(fā)綠色企業(yè)IT獎(jiǎng)，來獎(jiǎng)勵(lì)那些提高數(shù)據(jù)中心能效的公司。

（4）歐盟制訂了非官方的數(shù)據(jù)中心行為準(zhǔn)則

歐盟對(duì)能效、減少溫室氣體排放和其他環(huán)境問題的關(guān)注程度居世界領(lǐng)先水平，并已經(jīng)發(fā)布了非官方的數(shù)據(jù)中心行為守則，以鼓勵(lì)提高數(shù)據(jù)中心的能效。歐盟還通過了歐盟建筑能源行動(dòng)指令，并為其成員國(guó)設(shè)定能源消耗和碳排放量降低指標(biāo)，規(guī)范了單獨(dú)應(yīng)用于寬帶設(shè)備、數(shù)字電視設(shè)備、供電和用電及UPS系統(tǒng)電能效的行為。

（5）美國(guó)綠色建筑協(xié)會(huì)（U.S Green Building Council）制訂了數(shù)據(jù)中心綠色評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

由于LEED?作為綠色建筑的評(píng)估系統(tǒng)，無法準(zhǔn)確評(píng)估數(shù)據(jù)中心與計(jì)算環(huán)境相關(guān)的功能及無法反映數(shù)據(jù)中心對(duì)環(huán)境造成主要影響的特征，業(yè)界又希望LEED?認(rèn)證能夠更好地對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行綠色評(píng)估。因此，美國(guó)綠色建筑協(xié)會(huì)組織工作組制定了專門用于數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的綠色評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LBNL）正在為能源與環(huán)境設(shè)計(jì)認(rèn)證開發(fā)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的綠色評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

（6）眾多業(yè)內(nèi)企業(yè)實(shí)施綠色數(shù)據(jù)中心計(jì)劃

國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司（IBM）實(shí)施了“綠色創(chuàng)新工程”，惠普公司（HP）針對(duì)下一代數(shù)據(jù)中心（NGDC）提出適用性IT基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，戴爾公司（Dell）攜手合作伙伴構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)。

（7）國(guó)外綠色建筑評(píng)估體系

目前國(guó)際上的綠色建筑認(rèn)證體系主要有：LEED?（美國(guó)）、BREEAM（英國(guó)）、CASBE（日本）、Blue Angel（德國(guó)、北歐）等?！毒G色建筑評(píng)估體系》（Leadership in Energy& Environmental Design Building Rating System，LEED?）是目前世界各國(guó)建筑環(huán)保評(píng)估、綠色建筑評(píng)估及建筑可持續(xù)性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)中最完善、最有影響力的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，已成為世界各國(guó)建立各自綠色建筑及可持續(xù)性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的范本。

2 國(guó)內(nèi)綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展現(xiàn)狀

隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的落地實(shí)施，使得數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模迅速增大，數(shù)據(jù)中心能耗在國(guó)內(nèi)也受到越來越多的關(guān)注。

（1）《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50174-2008的頒布，規(guī)范了電子信息系統(tǒng)機(jī)房的設(shè)計(jì)，使得建設(shè)的數(shù)據(jù)中心達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用和節(jié)能環(huán)保。

（2）住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部正在組織專家編制《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》

《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50174-2008頒布后，在業(yè)內(nèi)取得較好的效果，但是隨著云計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心數(shù)量和面積越來越多、越來越大，并且綠色數(shù)據(jù)中心概念的提出，急需能指導(dǎo)規(guī)范數(shù)據(jù)中心綠色設(shè)計(jì)的相應(yīng)規(guī)范出臺(tái)。因此，2011年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織行業(yè)內(nèi)專家啟動(dòng)了《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》。

（3）“云計(jì)算發(fā)展與政策論壇”發(fā)布了數(shù)據(jù)中心能效測(cè)評(píng)指南

2012年3月16日，在“云計(jì)算發(fā)展與政策論壇”第二次高端會(huì)議上，發(fā)布了我國(guó)《數(shù)據(jù)中心能效評(píng)價(jià)指南》，指南結(jié)合我國(guó)數(shù)據(jù)中心實(shí)際發(fā)展情況，定義了電源使用效率（PUE）、局部電源使用效率、制冷/供電負(fù)載系統(tǒng)和可再生能源利用率四個(gè)數(shù)據(jù)中心能效評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出了具體的能效評(píng)價(jià)指標(biāo)測(cè)量方法和數(shù)據(jù)的發(fā)布要求等。

（4）中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)信息通信專業(yè)委員會(huì)數(shù)據(jù)中心工作組發(fā)布了《數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)技術(shù)白皮書》、《數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)白皮書》，對(duì)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)運(yùn)營(yíng)方、設(shè)計(jì)院工程技術(shù)人員、系統(tǒng)集成商具有重要的指導(dǎo)意義。

（5）國(guó)內(nèi)許多骨干企業(yè)提出了因地制宜的綠色數(shù)據(jù)中心解決方案

①華為技術(shù)公司提出了面向服務(wù)的下一代綠色數(shù)據(jù)中心解決方案，幫助用戶解決數(shù)據(jù)中心面臨的高成本、低效益問題。面向服務(wù)的下一代綠色數(shù)據(jù)中心解決方案引入模塊化設(shè)計(jì)理念，以綠色節(jié)能為核心，綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)中心熱管理和IT虛擬化技術(shù)，應(yīng)用自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，全面助力用戶構(gòu)建可運(yùn)營(yíng)、可維護(hù)、可擴(kuò)展的業(yè)務(wù)增值與創(chuàng)新中心。

②中興通訊公司借助能效矩陣概念為用戶打造新一代數(shù)據(jù)中心。中興通訊公司新一代數(shù)據(jù)中心解決方案從勞動(dòng)密集型、硬編碼、特定和孤立的體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槟K化、虛擬化、可擴(kuò)展、以服務(wù)為導(dǎo)向和自動(dòng)化管理的云計(jì)算/存儲(chǔ)環(huán)境。建設(shè)“自動(dòng)化7×24無人值守”的新一代數(shù)據(jù)中心，使用戶獲得更低的建設(shè)和運(yùn)維成本、更快的響應(yīng)速度、更高的服務(wù)質(zhì)量和更好的客戶體驗(yàn)，為客戶打造可運(yùn)營(yíng)、可管理、安全可靠和綠色節(jié)能的IT綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，幫助目標(biāo)客戶向最終用戶提供VIP數(shù)據(jù)中心、機(jī)柜租用、主機(jī)租用、VPS主機(jī)、主機(jī)托管、網(wǎng)站托管和企業(yè)郵局等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，提供域名解析、內(nèi)容分發(fā)、網(wǎng)站加速、負(fù)載分擔(dān)、統(tǒng)計(jì)分析、安全管理和備份容災(zāi)等增值業(yè)務(wù)。

中興通訊公司新一代數(shù)據(jù)中心采用結(jié)構(gòu)化分層的方法，集合設(shè)施層、硬件層、虛擬層、軟件平臺(tái)層為IaaS服務(wù)模塊，集合能力層、應(yīng)用平臺(tái)層組成PaaS服務(wù)模塊，軟件服務(wù)層組成SaaS服務(wù)模塊，有效地覆蓋數(shù)據(jù)中心的全方位應(yīng)用業(yè)務(wù)。

3 數(shù)據(jù)中心低碳技術(shù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)中心綠色化應(yīng)以全生命周期方法論來實(shí)現(xiàn)，首先建設(shè)階段應(yīng)選址于具有充足可再生能源地區(qū)，其次要充分利用空調(diào)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、IT系統(tǒng)的低碳技術(shù)和措施。

3.1 選址

數(shù)據(jù)中心位置與其綠色程度密切相關(guān)，具有充足可再生能源的地區(qū)比可再生資源匱乏的地區(qū)建造數(shù)據(jù)中心更加綠色和更有優(yōu)勢(shì)。

在數(shù)據(jù)中心選址時(shí)，應(yīng)從以下方面考慮：

（1）電力混合

優(yōu)先選擇在碳排放因子較低的區(qū)域。

（2）氣候

優(yōu)先選擇在較寒冷的地區(qū)。

（3）建筑標(biāo)準(zhǔn)

采用綠色的建筑標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

3.2.1 數(shù)據(jù)中心的溫度

數(shù)據(jù)中心的溫度要求決定了數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的工作負(fù)載和電力消耗，將IT設(shè)備溫度控制在18℃以下明顯比控制在24℃消耗更多的電能。

長(zhǎng)期以來，數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員都習(xí)慣性將數(shù)據(jù)中心環(huán)境維持在低溫度環(huán)境下，使得IT設(shè)備保持一個(gè)高性能的工況。隨著高密度IT設(shè)備的購(gòu)置和使用，使得數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)電力消耗成倍增加，運(yùn)維人員和空調(diào)行業(yè)逐漸認(rèn)識(shí)到提高運(yùn)營(yíng)溫度可以節(jié)約可觀的電能和降低運(yùn)營(yíng)成本。

美國(guó)供暖、制冷及空調(diào)工程師協(xié)會(huì)（ASHRAE）擴(kuò)展了推薦的IT硬件溫度范圍，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能。ASHRAE推薦使用的服務(wù)器入口溫度范圍是18℃～27℃，接近于2004年的推薦值20℃～25℃的兩倍。

同時(shí)，谷歌、惠普、微軟等公司均選擇提高各自數(shù)據(jù)中心環(huán)境的溫度設(shè)定值，作為減少能耗和降低成本的一種方法。高德納咨詢公司（Gartner）發(fā)表的“如何在數(shù)據(jù)中心節(jié)能百萬千瓦時(shí)”報(bào)告中指出，將提高運(yùn)營(yíng)溫度推薦為一種減少數(shù)據(jù)中心能耗的使用方法。

對(duì)于已設(shè)計(jì)安裝了節(jié)能裝置的數(shù)據(jù)中心，提高環(huán)境溫度的節(jié)能效果更顯著。數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備所能接受的溫度越高，節(jié)能裝置每年對(duì)設(shè)備常規(guī)制冷系統(tǒng)起補(bǔ)充作用的天數(shù)就越多，從而能夠降低能耗、電費(fèi)和碳排放量。

未設(shè)計(jì)安裝節(jié)能裝置的數(shù)據(jù)中心的節(jié)能效果會(huì)稍微低一些。但仍然因空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)溫度或冷卻水溫度的提高，可以提高冷卻裝置的效率。冷卻水每提高0.56℃會(huì)增加1%～2%的制冷效率。因此，在規(guī)定溫度為12.8℃的數(shù)據(jù)中心的空調(diào)系統(tǒng)比規(guī)定溫度為7.2℃的效率要高10%～20%。

3.2.2 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的主要組件也可以應(yīng)用一些綠色方法。

（1）節(jié)能裝置

減少最耗能組件的運(yùn)行時(shí)間是一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的綠色方法，包括當(dāng)數(shù)據(jù)中心環(huán)境溫度和濕度達(dá)到一定條件時(shí)，節(jié)能裝置可以利用外部環(huán)境來冷卻數(shù)據(jù)中心，而不需要運(yùn)行冷卻裝置。

（2）熱輪轉(zhuǎn)

另一種利用較低外界溫度的方式是使用旋轉(zhuǎn)式熱交換器，也稱為熱輪轉(zhuǎn)。輪轉(zhuǎn)會(huì)在較冷外部空氣與較熱的數(shù)據(jù)中心空氣之間緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)輪上的面板會(huì)被外部的空氣降溫，然后轉(zhuǎn)到內(nèi)部時(shí)吸收服務(wù)器環(huán)境的熱量。

熱輪轉(zhuǎn)具有壓縮和不會(huì)混合內(nèi)部與外部空氣，不需要過濾雜質(zhì)和控制溫度的優(yōu)點(diǎn)。

（3）地溫制冷

地溫制冷是在建筑物下嵌入管道，利用地下低溫來冷卻通過這些管道的液體。地溫制冷相對(duì)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)而言所需要的能源更少，因?yàn)樗玫氖堑叵聹囟?，而且不受季?jié)性變化溫度的影響。地溫系統(tǒng)既可以與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心冷卻塔共同實(shí)現(xiàn)，也可以作為單獨(dú)的封閉循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。封閉循環(huán)系統(tǒng)更加綠色，因?yàn)樗恍枰獜谋镜厥姓┧块T購(gòu)買大量的補(bǔ)給水。

與許多綠色技術(shù)相似，地溫系統(tǒng)相對(duì)于數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)而言，前期的投入成本更高一些，但是隨著應(yīng)用時(shí)間的推移，它最終會(huì)由于減少能耗和維護(hù)費(fèi)用而實(shí)現(xiàn)節(jié)約。

數(shù)據(jù)中心最終所實(shí)現(xiàn)的地溫制冷是建設(shè)在設(shè)施地下的，它將周圍的土地作為一個(gè)大型的散熱器。

（4）變頻驅(qū)動(dòng)器

變頻驅(qū)動(dòng)器適用于數(shù)據(jù)中心IT負(fù)荷不足或接近最大容量的條件。數(shù)據(jù)中心有一些設(shè)備組件是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，其中包括制冷裝置、次級(jí)泵、冷卻塔風(fēng)扇和空調(diào)。

通過在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的組件上安裝變頻驅(qū)動(dòng)器，使得電動(dòng)機(jī)的速度能夠根據(jù)負(fù)載需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不是只能在啟動(dòng)后均以全速運(yùn)行。改變發(fā)動(dòng)機(jī)的供電頻率就能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度發(fā)生變化。

降低數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的泵和風(fēng)扇速度能夠節(jié)約更多的電能。

（5）冷卻塔水

數(shù)據(jù)中心水冷型空調(diào)系統(tǒng)通過冷卻塔采用蒸發(fā)冷卻方法來排放數(shù)據(jù)中心內(nèi)產(chǎn)生的熱量。在這個(gè)過程中，每個(gè)月可能需要蒸發(fā)大量的水，而這些水必須進(jìn)行補(bǔ)充。

補(bǔ)給水一般來自于市政供水。如果能夠充分利用回收水，可以顯著提高數(shù)據(jù)中心綠色程度，減少消耗本地供水。

3.2.3 提升數(shù)據(jù)中心環(huán)境效率

數(shù)據(jù)中心所面臨一個(gè)最大的挑戰(zhàn)是有效地對(duì)主機(jī)空間的所有設(shè)備進(jìn)行冷卻。最難的是將冷空氣精準(zhǔn)地輸送至需要冷卻的位置，同時(shí)排出IT設(shè)備所產(chǎn)生的熱空氣。

數(shù)據(jù)中心需要花費(fèi)大量的能量使空氣流動(dòng)，注入冷氣和排出熱氣，使之到達(dá)需要的位置。數(shù)據(jù)中心的氣流越合理，運(yùn)行制冷系統(tǒng)所需要的能量就越少，設(shè)施就越綠色。

（1）隔離冷熱氣流

為了提高數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)效率，隔離數(shù)據(jù)中心的氣流是一個(gè)好方法，能夠減少能耗和實(shí)現(xiàn)更綠色的數(shù)據(jù)中心。這種方式目前被普遍采用。

另一種方式是使用一種封閉的服務(wù)器機(jī)柜，它們具有附加的排氣管，能夠?qū)⒂布臒釟馀欧诺缴厦娴募瘹饪臻g，不僅能夠防止冷熱氣流混合，還能夠防止空氣進(jìn)入主機(jī)空間，從而減少數(shù)據(jù)中心空調(diào)冷卻服務(wù)器的負(fù)載。

冷通道或熱通道封閉同樣能夠減少能耗和實(shí)現(xiàn)綠色。

（2）封堵不需要的缺口

數(shù)據(jù)中心冷氣輸送過程中可能發(fā)生泄漏，使得空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)載更高，消耗更多電能。

對(duì)數(shù)據(jù)中心的缺口封堵得越徹底，空調(diào)系統(tǒng)的性能就越好，浪費(fèi)的電能就越少，就越綠色。

（3）正確選擇機(jī)柜

機(jī)柜選擇合適能夠使得IT設(shè)備高效制冷。帶有排氣管的封閉機(jī)柜能夠隔離冷熱氣流，液體制冷機(jī)柜比空氣更高效。

（4）制冷分布

除以上方式，還可以通過優(yōu)化空調(diào)設(shè)備位置和制冷功能實(shí)現(xiàn)方式提高系統(tǒng)的綠色程度。

3.3 電氣系統(tǒng)節(jié)能

雖然有無數(shù)方法可以使數(shù)據(jù)中心更綠色，但是沒有一種比能耗優(yōu)化的作用更大。常規(guī)發(fā)電會(huì)消耗有限礦石燃料、排放溫室氣體和污染大氣，所以能夠讓設(shè)施使用更少能源的每種行為都使得數(shù)據(jù)中心更加綠色。

3.3.1 優(yōu)先選擇可替代能源作為數(shù)據(jù)中心電源

由于目前最常見的發(fā)電方法是消耗有限的礦石燃料，并會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，因此可以通過嘗試?yán)每商娲茉磥韺?shí)現(xiàn)更高的綠色水平。最好的可替代能源是生物燃料、燃料電池、水電、太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生、產(chǎn)生最少排放且可靠的能源。

3.3.2 設(shè)計(jì)高效的供配電系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的許多環(huán)節(jié)都可以進(jìn)行優(yōu)化，避免設(shè)計(jì)過多無用容量或消耗更多不必要資源的超大元件，或者尺寸過小從而引起能源瓶頸的元件。

（1）直流供電和交流供電

數(shù)據(jù)中心直流供電被認(rèn)為比交流供電的能效更高，理論依據(jù)是直流供電不經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換，所以更節(jié)能。但是直流供電的相關(guān)技術(shù)還不成熟，并且有些服務(wù)器不支持直流供電，因此目前在行業(yè)內(nèi)還很有爭(zhēng)議。

（2）使用效率更高的配電裝置

配電裝置負(fù)責(zé)完成供配電的最后一環(huán)，雖然在轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)電力損耗不可避免，但可使用高效配電裝置來減少損耗。

（3）選擇高效的不間斷電源

UPS系統(tǒng)運(yùn)行較大負(fù)載時(shí)效率更高，所以數(shù)據(jù)中心應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)由較小組件構(gòu)成的模塊化系統(tǒng)，負(fù)載不高的大型系統(tǒng)的效率會(huì)比負(fù)載較高的小型系統(tǒng)效率低。

購(gòu)買UPS設(shè)備時(shí)，應(yīng)從制造商獲知效率曲線，然后選擇適合本數(shù)據(jù)中心運(yùn)行負(fù)載條件下性能最佳的UPS設(shè)備。

（4）照明

數(shù)據(jù)中心應(yīng)安裝較小的T8或T5日光燈或節(jié)能燈，使智能照明系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能的目的。

（5）電源監(jiān)控

安裝電源監(jiān)控系統(tǒng)，量化監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心各個(gè)部分用電情況，可根據(jù)監(jiān)控結(jié)果動(dòng)態(tài)嘗試綠色改進(jìn)措施。

3.4 選用綠色I(xiàn)T設(shè)備

IT設(shè)備是數(shù)據(jù)中心耗電量大戶。服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備是數(shù)據(jù)中心供電和冷卻的目標(biāo)對(duì)象，因此降低IT設(shè)備耗電量和散熱量會(huì)具有累積效應(yīng)。依據(jù)研究結(jié)果，IT設(shè)備上節(jié)能1W，整個(gè)數(shù)據(jù)中心節(jié)能3W。選擇高能效硬件除了環(huán)境受益外，還可以節(jié)省成本。節(jié)省的具體額度取決于數(shù)據(jù)中心的用電成本，在我國(guó)，目前一臺(tái)服務(wù)器三年的運(yùn)營(yíng)成本相當(dāng)于服務(wù)器價(jià)格的1.5倍。評(píng)估IT設(shè)備時(shí)，需要系統(tǒng)分析硬件，包括滿足處理需求、每千瓦的處理能力。

3.5 按需服務(wù)的云數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備配置由信息系統(tǒng)需求決定。目前，通過合并和虛擬化使最小化資源需求可降低數(shù)據(jù)中心對(duì)環(huán)境的影響。遠(yuǎn)期來看，隨著云計(jì)算技術(shù)的成熟，數(shù)據(jù)中心可借助云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)量體裁衣地按需提供IT資源服務(wù)。

綠色數(shù)據(jù)中心IT系統(tǒng)的發(fā)展愿景是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算技術(shù)為支撐的數(shù)據(jù)中心，其中只消耗運(yùn)行應(yīng)用系統(tǒng)正好所需的電力和資源。