低碳經(jīng)濟下數(shù)據(jù)中心機房節(jié)能的思考

程 升

（云南建投安裝股份有限公司，云南 保山 678000）

1 機房的合理規(guī)劃

根據(jù)企業(yè)的特點和發(fā)展前景進行全面、合理的規(guī)劃，根據(jù)其業(yè)務發(fā)展的措施和需要的功效進行一步步的調(diào)整。規(guī)劃包括以下幾個方面：一是合理規(guī)劃部署機房設備。機房的主要設備包括服務器、存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡安全等設備，配套設備包括UPS、監(jiān)控、空調(diào)、照明等設備。要根據(jù)業(yè)務和功能，對設備進行劃分和部署；二是制訂合理機房制冷系統(tǒng)。根據(jù)設備部署情況，分析各區(qū)域的能耗指標，根據(jù)耗能的分布情況，對機房制冷系統(tǒng)進行合理配置和部署，物盡其用；三是采用綠色的UPS 設備。

1.1 機柜的選擇

網(wǎng)絡機柜作為一種專門排列擺放服務器和網(wǎng)絡連接設備的專用機柜。選購網(wǎng)絡機柜的時候除了設計結(jié)構(gòu)上的因素，還要考慮網(wǎng)絡機柜采用什么樣的門，這對于節(jié)能散熱尤為重要。老式的網(wǎng)絡機柜為了屏蔽輻射，通常采用含鉛玻璃的門，但是服務器和網(wǎng)絡交換機的進風口都是前置的，因此采用這樣的門顯然達不到改善風道的目的。基于上述原因，新品的機柜一般都是采用蜂窩狀網(wǎng)格前門。這種設計既保證了風道的暢通，又能有效地屏蔽輻射(蜂窩狀網(wǎng)孔屏蔽輻射能力強于同厚度的鋼板)。

1.2 機柜的擺放

網(wǎng)絡機柜的擺放應和正門朝向同一個方向，機柜與同排相鄰的機柜間距必須大于60-80cm，機柜排與排之間的距離不得小于100-120cm 的距離，這樣可以保障機柜散發(fā)出去的熱空氣在堆積、疊加和堵塞之前能夠有足夠的空間排散出去，避免機柜過熱導致其內(nèi)部元件出現(xiàn)損壞的問題出現(xiàn)。

1.3 主機房與操作間之間分離

在數(shù)據(jù)中心機房將主機房與操作間的分離，即將無人區(qū)和有人區(qū)之間進行分離，避免熱量傳遞使主機房出現(xiàn)過熱的問題。其中各個區(qū)域之間的設備應當進行合理的擺放布局，這樣既能保證網(wǎng)絡運行、動力輸送和空調(diào)配線之間的走線進行合理的分配，也能在一定程度上分散和減少事故的發(fā)生。另外，通過監(jiān)測系統(tǒng)能盡量降低工作人員出入主機房的頻度，以減少冷量和水分損失。[1]

2 機房節(jié)能管理工作實踐

2.1 中心機房能耗組成與分析

地市央行中心機房能耗設備一般情況下由兩類設備組成：IT 設備和機房設備。IT 設備包括網(wǎng)絡通信設備、服務器、網(wǎng)絡存儲設備、顯示設備等。機房設備包括配電設備、UPS、線纜、空調(diào)機、新風機、照明、加濕機、機柜、監(jiān)控設備等。

2.2 關(guān)注IT 設備節(jié)能

衡量能耗指標。做好設備購置選型，目前地市央行中心機房所用的服務器多為機架式服務器，其雙電源額定功率多為1.5kW，能耗較大。因此在購置服務器時不僅要注意處理器、硬盤的各項指標是否符合要求，更應注重電源供應器的轉(zhuǎn)換率。因為在對服務器進行供電時，首先通過服務器電源供應器對輸入的交流電進行直流轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中會出現(xiàn)電能損耗并伴隨熱量的產(chǎn)生，此熱量進一步消耗空調(diào)制冷量，形成惡性耗能循環(huán)。因此，電源供應器的轉(zhuǎn)換效率越高越省電。為減少大量人力、能耗的支出，所選擇的設備盡可能的要溫度和濕度數(shù)據(jù)均較高標準范圍的IT 設備。實踐表明，如果空調(diào)運行的溫度提高1℃，那么其運行效率便會在原有的基礎上增加3%左右，所以，對IT 設備購置進行科學、合理的選型，是實現(xiàn)機房有效節(jié)能的基礎。

3 數(shù)據(jù)中心面臨問題

根據(jù)IDC 最新數(shù)據(jù)顯示，目前我國有著大量正在投入使用的x86 和Non-x86 型服務器的用戶正在面臨種種問題和困難。

3.1 能源消耗嚴重

大量正在使用的服務器正在每時每秒地消耗相當驚人的電力資源。這一方面，企業(yè)不僅要承擔相當可觀的電費支出，還嚴重影響到了城市資源的浪費和分配。IDC 的數(shù)據(jù)表明，服務器數(shù)量的增加是產(chǎn)生過多能耗的最直接原因，并造成了相當大的資源浪費。另外，隨著服務器的數(shù)量的增加，對服務器的保養(yǎng)、冷卻和管理維修的費用也隨之增長。

3.2 環(huán)境影響堪憂

許多城市都有大量企業(yè)正在使用型號不同耗能不同的服務器，這些服務器的能耗所帶來的環(huán)境污染也日漸堪憂。隨著服務器數(shù)量的增加服務器所產(chǎn)生的二氧化碳和二氧化硫等排放物也在每日劇增，并且由于大氣的籠罩所產(chǎn)生的內(nèi)部堆積，其增加的幅度遠遠大于服務器增加的速度。

3.3 建筑資源消耗

服務器對建筑資源的分配也有著一定程度上的影響，因服務器數(shù)量的增加其所需的配套空間和占地面積也越來越大，企業(yè)數(shù)據(jù)不斷地增加，其機房的面積也被迫不斷地加大，與此同時也在影響著城市建筑資源的使用效率，增加資源的浪費，隨著現(xiàn)如今城市基地面積越來越昂貴，相應地減少土地利用面積，將節(jié)省下來的面積和費用利用在其他更利于企業(yè)公司發(fā)展的方向上，合理優(yōu)化資金的分配更加有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.4 維護成本巨大

隨著企業(yè)數(shù)據(jù)中心服務器數(shù)量的增加，相對應的人工維護成本資金也在驚人地加劇，要知道一套精密設備系統(tǒng)的維護保養(yǎng)工作是十分費時且消耗資金的，一方面不僅增加了企業(yè)資金的投入，還因其維修難度和整理數(shù)據(jù)的繁瑣程度的加大而浪費了更多的人力和資金。于是隨著服務器數(shù)量的增加，使得企業(yè)的系統(tǒng)軟件許可證費用、應用軟件開發(fā)費用也不斷增加。倘若為了減少服務器的增加而選擇使用更加先進科學的虛擬化技術(shù)，可以使企業(yè)抽出維修管理服務器時所需的費用，將之投入到企業(yè)創(chuàng)新力的發(fā)展中，給企業(yè)帶來更多的效益和發(fā)展前景。

3.5 采用虛擬化技術(shù)

服務器的整合加上虛擬化技術(shù)，可將一臺服務器分化成若干個服務器進行同時使用。以下根據(jù)地市央行應用系統(tǒng)部署情況，結(jié)合所用服務器性能進行分析。一般情況下，服務器的使用率很底，造成了資源的大量浪費。為有效降低能耗、整合資源，地市央行應根據(jù)應用系統(tǒng)使用情況，對其進行分類，如分為重要業(yè)務類、辦公類、臺賬類等，然后再分步進行虛擬整合。在應用了虛擬資源后，服務器的使用效率可提高至65%左右。虛擬技術(shù)可大幅度增加服務器的工作效率，實現(xiàn)機房物理空間的縮小，從而降低資源的使用率，減少能源的過度消耗。[2]

4 綠色數(shù)據(jù)中心節(jié)能

綠色數(shù)據(jù)中心不是一套設備或者一個新型產(chǎn)品，他是一種理論數(shù)據(jù)模型，也是一種適用于當代和未來的一種低碳環(huán)保的概念，而且現(xiàn)如今最高效的數(shù)據(jù)中心很難達到綠色節(jié)能的效果。

4.1 虛擬化技術(shù)

何為虛擬化數(shù)據(jù)，虛擬化數(shù)據(jù)是為系統(tǒng)的計算能力和數(shù)據(jù)資源儲存提供一套邏輯運行圖。通過虛擬化，數(shù)據(jù)中心可以將現(xiàn)有資源整合，提高服務器與儲存庫的利用率，其成本（TCO）將得以有效降低。虛擬化數(shù)據(jù)的應用，不僅降低了資源的損耗，而且還可以為企業(yè)公司提高各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的使用率并減少硬件設施的成本，還能通過虛擬分區(qū)在同一服務器上運行不同的操作系統(tǒng)和應用程序。虛擬化服務器已經(jīng)被絕大多數(shù)的公司企業(yè)當做減少服務器數(shù)量，并且提高效率降低成本的最有效途徑。

4.2 資源集中化

目前大型企業(yè)在國內(nèi)形成了多個數(shù)據(jù)中心，既方便數(shù)據(jù)、服務等資源的均衡訪問，也可以對數(shù)據(jù)進行有效的保存和異地備份，確保儲存數(shù)據(jù)的安全性。但缺點是會導致機房過于分散，很難做到實時性地管理，不利于整體策略的部署，同時數(shù)據(jù)內(nèi)容過于龐大再加上使用年限較長，還極易導致大量數(shù)據(jù)的堆積和資源的浪費。因此整合分布于各地的小型數(shù)據(jù)中心，形成區(qū)域大數(shù)據(jù)中心，更利于集中管理和策略的部署，更重要的是可以減少數(shù)據(jù)中心機房的空調(diào)、制冷、UPS 等配套設備的耗能，減少能耗成本和運維成本。

4.3 模塊化技術(shù)

數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)模式為整體模板化，其解決之道為建立進行集裝箱式的布局中心。將IT 設備、電源及冷卻裝置和設備采用集成于標準化集裝箱體內(nèi)。這樣既可對單一模板進行操控，也可以做作為數(shù)據(jù)中心來構(gòu)建。這種集裝箱式數(shù)據(jù)中心的主要特點是高密度、低PUE 和快速部署。

4.4 存儲系統(tǒng)的節(jié)能

其中服務器是數(shù)據(jù)中心的最大能源消耗部分，而其中儲存系統(tǒng)則是第二大耗能單位。實際上，只要減少所使用設備的數(shù)量，對服務器和儲存系統(tǒng)進行整合統(tǒng)一管理，那么便會從根本上減少數(shù)據(jù)中的能耗資源浪費，進而提高能源的使用效益并且降低成本，達到低碳環(huán)保的綠色功效。其中存儲系統(tǒng)可以通過采用以下策略進行節(jié)能：一是選用高容量磁盤驅(qū)動器；二是通過共享存儲提高存儲系統(tǒng)利用率；三是利用基于重復數(shù)據(jù)刪除技術(shù)的多應用加載方案。

5 結(jié)語

現(xiàn)如今新型更高效科學的機房使用布局方法將逐漸替代傳統(tǒng)的布局，以減少能耗的過渡浪費來緩解環(huán)境的污染問題。針對現(xiàn)如今已經(jīng)普遍建設的大數(shù)據(jù)中心來講，筆者認為應建設相關(guān)綜合管理和數(shù)據(jù)評測，引用更加先進的環(huán)?？茖W理念，既能降低企業(yè)的成本，又能減少能耗對環(huán)境的污染，共同造福社會。