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数据中心用电效率现状及改进措施
2011-07-25 09:42:03 来源:机房360 作者:【
关键词:数据中心 电效率现
 
应该说当今数据中心面临主要是这三个问题,这三个问题是同时存在的,不是说可用性十年前提出,现在不重要了,应该说同时存在的,而且可用性是第一位的,是十年前提出的,至今仍然是第一位。

   当前的数据中心面临挑战是什么?这个概括性很强,但是尽量反映了当前数据中心的状况,三个方面:

   1、可用性管理,数据中心的可用性问题,这是十年前就提出来了。

   2、热量管理,主要是设备密度提高,装机密度提高,如何解决热量散热的问题,大概是五年前提出的。

  3、当前提出的,能耗的问题,电费的问题。

  应该说当今数据中心面临主要是这三个问题,这三个问题是同时存在的,不是说可用性十年前提出,现在不重要了,应该说同时存在的,而且可用性是第一位的,是十年前提出的,至今仍然是第一位。

  数据中心的各个方面的,包括IT设备的云计算,空调制冷很多新技术,其实都是围绕三个课题来进行的。要了解数据中心,首先要清楚当前的问题是什么,就是这三个问题。所以我讲三点:

  1、数据中心用电效率现状

  2、能耗极具增长对数据中心的影响

  3、综合节能策略

  当然主要是第三个问题,又说到三个:第一降低IT设备功耗对社的贡献,第二提高供电系统的效率对数据中心节能的贡献,第三提高制冷系统效率对数据中心节能的贡献。

  一、能耗的增长对数据中心的影响

  1、严重约束数据中心发展

  2、肩负沉重的成本压力

  3、形成重大安全隐患,破坏业务连续性

  4、影响环境保护

  5、制约可持续发展

  从数据中心用电效率现状看,解决数据中心效率问题存在的难题在于需求的不断变化,功率密度不断的增长,未来容量和密度不确定性,可用性期望值提高,IT技术迅速变化,适应性要求越来越高,预算不断增加,功率动态变化,服务难度增大。

  影响数据中心基础设施效率的主要因素:

  数据中心供电效率定义

  数据中心效率现状和预期目标

  数据中心节能降耗面临的困惑:

  1、目前没有明确的标准确定数据中心的效率

  2、未知的负载构成导致更新周期延长

  不可能单纯地为节能而制订数据中心改建计划

  节能降耗必然是个漫长的渐进的过程

  3、无法衡量不同数据中心间的效率差异,没有统一衡量标准,没有能效测量实施细则和评估方法

  4、不了解什么在耗电,可以从那省电?那些系统是用电大湖,那些有节能的潜力,那些系统和设备节能的潜力相对整个系统节能是微不足道的。

  5、不了解运营决策和电费之间的联系。谈到节能,用户首先想到的只是使用高效设备,甚至简单地盲目地提高机房空间温度,仅从某一层次孤立解决节能问题的战略,不但不能使节能效果最大化,相反可能降低基础设施的功能。

  数据中心能耗指标,不同的行业、媒体、研究机构都提出了节能指标,但是现在用的最多的是PUE。其他的节能只不过用不同的方法,不同的计算,但实际上是一样的。这个比较简单,比较直观。下面讲的都是用这个指标。

  数据中心效率现状和预期目标,当前情况就是2008年这个地方开始的时候,PUE是最好的到1.53,最坏的是3.33,应该说所有的数据中心没有刻意进行节能改造、节能设计。这个最好为什么这么好?从我们分析上是不太可能的,也有一个怎么计算的问题,包括那些东西,大家可能得到的结果不完全一样。

  预期的目标是什么?将来的预期目标是最好可以到1.25,差的可以到1.6左右。这可能是十年以后,应该说十年以后还不太可能。根据我国的情况没有15年达不到,整个设备生命周期过了之后重新搞,老的数据中心无法改造,为了节能解决不了。所有新的技术用上以后,新建的数据中心可以达到这个指标,老的数据中心在15年以内达不到。

  这是两个例子,一个例子是把测量分开,制冷加湿空调IT设备等,这又是一个例子,分得很清、很细。这两个数据中心都是高性能的,基础设施都是高级的,负荷量都在30%以上。

  从这两个典型的实例,影响数据中心供电效率的主要因素,从这些数据可以看到,数据中心的功耗到哪里去呢?数据中心功耗浪费在那里?如何科学地测试、评估、分析?

  IT设备的能耗占总能耗的32%左右

  制冷的能耗约占31%左右

  空调送风和回风系统的能耗约占9%左右

  加湿系统的能耗占3%左右

  UPS供电系统的能耗约占15%左右

  配电系统占5%左右

  照明和其他的能耗、开关、线缆等等占22%

  二、综合节能策略

  降低IT设备功耗对数据中心节能的贡献

  如果我们搞基础设施的,都承认IT设备在PUE里,是天经地义的。最大的能耗或节能的潜力在IT设备。今天这个会议的题目就是云计算时代,云计算是必须的手段,降低能耗。他的必要性和好处在很多方面,降低IT设备能耗贡献是最大的。

  从这个公式来说,数据中心的能耗是IT设备乘以PUE。

  降低能耗措施很多,CPU节能,开关电源节能,供电系统节能,服务器节能,提高IT设备利用率。

  基础设施能耗低下是传统设计造成的,传统IT技术、供电、散热技术的局限与低效,设备容量利用率底下是数据中心能效低的主要原因。

  数据中心供电系统电能损耗的三种类型:空载损耗、比例损耗、平方律损耗。

  传统UPS供电系统能耗改善对按PUE的贡献

  一般情况,供电系统在PUE中占0.4%左右,其中UPS主机占0.2—0.25左右,其他占0.15至0.2左右。提高利用率,降低谐波,采用高效设备。

  传统UPS系统对数据中心PUE值的贡献潜力在0.15至0.24左右。即供电系统的效率要从72%提高到80%至86%。

  改善系统方案节能效果,大于提高设备工作效率节能效果。

  制冷面临着一种重大的变革,老的设计理念是房间制冷,制冷设计是平均主义。热量平均分配,活动地板出风口军部,空调设备根据回风温度控制调节房间温度。

  现在机房制冷面临的三个基本特点:机架化,高热功率密度,热源分布不均匀。

      

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