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科普知識
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腳踏開關

淺談現代數據中心綠色節(jié)能的策略與手法

發(fā)布日期:2022-04-17 點擊率:143

  一、前言

  數據中心守護著企業(yè)重要IT設備的運行,如服務器、網絡設備以及存儲設備等,在數據中心支持全球數十億人口上網的同時,也產生大量的機房能耗,因此,勢必要研究具體的機房能效改善對策,才能真正實現節(jié)能。對于當前的數據中心管理者來說,必須采用高效率的機房經營方針,才能取得“環(huán)保”及“經濟”雙贏的好處。

  提升數據中心能源效率的第一步,便是審慎評估能源使用效率(PUE, Power Usage Effectiveness),簡單來說,PUE就是數據中心總耗電除以IT設備總耗電,或是數據中心總設施消耗的能源除以IT設備消耗的能源。PUE是由Green Grid所召集的政府及產業(yè)專家組成的項目小組所制定的一項指標,不僅信賴度高,而且可以用來檢驗機房的能源效率,可以廣為適用于一般數據中心,目的是建立一個“一致且可重復使用的衡量指標”,提供數據中心管理者持續(xù)監(jiān)控并改善能耗狀況。根據Uptime Institute于2014年進行的調查研究顯示,全球業(yè)界平均PUE為1.7,高于2013年的1.67,但低于2012年的1.8,表示機房節(jié)能仍有改善空間(如圖1)。

 

圖1:數據中心平均PUE調查, 2011-2014

(數據來源:2014 數據中心產業(yè)調查報告--Uptime Institute)

 

  受到近年來大數據、物聯網浪潮的推動,各地的機房建設持續(xù)進行,同時,在環(huán)保意識高漲的氛圍下,“機房節(jié)能”也成為了一門新的研究領域。從客觀事實來看,首先,數據中心的電力支出占總持有成本(TCO, Total Cost of Ownership)的一大部分,僅次于人力成本;其次,數據中心常背負著“不環(huán)保”的惡名。然而,實際上,以美國為例,數據中心僅消耗了總能源的百分之二,且低于全世界平均值,可見仍有許多機房采用節(jié)能手段達到節(jié)能減排的目標。

  截至目前為止,仍有許多數據中心尚未采用任何效率指標,導致數據中心的節(jié)能毫無標準可循。雖然PUE仍存有許多爭議,但是PUE值仍是衡量數據中心基礎設施效率的主要指導方針,而且對于擬定及執(zhí)行數據中心的綠色節(jié)能策略也很有參考價值。

  二、數據中心綠色節(jié)能策略

  根據《自然氣候變化(Nature Climate Change)》發(fā)表的一篇論文《低碳數據中心的特征》表示,IT設備如:服務器、存儲設備、通訊技術、基礎設施(風扇、冷卻、水、配電等),其本身的效率以及碳排放,是影響數據中心產生溫室氣體的主要因素。這篇論文提出建議,如果專注于能耗改善的部分,將可對數據中心的綠色節(jié)能計劃產生顯著的影響。

  以下列舉七大數據中心的綠色節(jié)能策略,將有助于改善數據中心能耗,并優(yōu)化PUE。

  策略一:定期進行硬件檢查

  全球IT巨擘如Facebook、谷歌及蘋果持續(xù)投入研發(fā)來提升數據中心的效率,他們的做法可能看似很了不起,但是這里所建議的第一個策略是屬于大部分企業(yè)都能做到的,就是例行性檢查既有的硬件設備。

  數據中心普遍存在許多不必要的IT設備,所謂“休眠的服務器”指的是仍然插在機柜里,實際上卻已不再使用的服務器,但是會占據寶貴的機柜空間,消耗大量能源,并且使PUE惡化。為了了解此問題的普遍性,Uptime Institute于2013年進行了一項相關調查,發(fā)現大約有半數的被調查者并未執(zhí)行計劃性的檢查及拔除多余的服務器。此外,在美國EPA樣本研究(U.S. EPA sample study)中,大部分機房的現場并無法準確地監(jiān)控所有基礎設施及IT負載,可見機房節(jié)能改善之路還很長。

  以總部位于倫敦的英國巴克萊銀行為例,該銀行于2013年拔除了9,124個多余的服務器之后,不僅減少了使用的電力、冷卻和機柜空間,同時并擴大了計算能力以及節(jié)省了450萬美金的電費,可見減少服務器的好處非常明顯。

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