数据中心绿色节能之路

　　[摘要]数据中心的飞速建设，带来的能源消耗已跳跃式增加，如何能使数据中心的建设和运维走上绿色节能之路，这也是一个急需解决的问题。本文结合某数据中心实际案例，着重介绍了该数据中心在实际应用中采取的如虚拟化技术、适应更高温度的节能芯片、刀片服务区、自然冷却、提高制冷系统预置温度、优化气流组织和设备布局、变频技术等各项绿色节能技术。

　　[关键词]数据中心；绿色节能；自然冷却；变频技术

　　doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2014.04.059

　　[中图分类号]TU83[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2014）04-0114-02

　　1引言

　　随着新技术、新业务的迅速发展，IT系统的规模不断攀升，新一代数据中心建设浪潮的兴起，能耗越来越高，数据中心运营成本也不断增高，由此带来的碳排放问题和环境污染问题日益严重，对数据中心的节能降耗、履行社会责任提出新的挑战。在日益倡导绿色环保和严格审核的低碳时代，降低数据中心的能耗极为必要。

　　数据中心的能耗主要由IT设备能耗、空调系统能耗、电源系统能耗3部分构成，在数据中心的电力能耗中，IT设备、机房制冷和电源设备分别为5∶4∶1的关系，即服务器、存储、交换机的电力消耗占总能源消耗的50%，而机房制冷电力消耗占40%，UPS等电源设备耗电占10%。因此数据中心要达到节能目的，就必须从IT设备和包括制冷和电源设备的基础设施这两个方面来考虑问题和采取措施。下面笔者根据实际案例，对北方某大型数据中心采取的主要节能减排技术逐一介绍。

　　2绿色节能技术

　　2.1虚拟化技术应用

　　服务器的电力消耗占整个数据中心电力消耗的一半左右，虚拟化技术让一台物理服务器可以运行多个虚拟主机，把对多台服务器的需求整合到一台服务器中，一方面，虚拟化提高了各服务器的CPU利用率，降低了无效的功耗；另一方面，也是最为重要的，降低了数据中心所需服务器的数量，从而降低整个数据中心的能耗。另外存储虚拟化也逐渐在发展，所有存储设备为一个虚拟池，存储虚拟化技术集中管理资源池中的各种存储资源，并根据具体的需求把存储资源动态地分配给各个应用，这样就能够提高存储空间利用率，关闭不必要的存储设备供电，降低存储设备能源消耗。经过多年的发展，虚拟化技术日趋成熟，数据中心通过使用虚拟化技术，可以将各类计算机资源有机整合，集中管理，提高资源利用率，进而减少企业大量的采购成本、电力成本、制冷成本和管理成本。

　　2.2适应更高温度的节能芯片

　　在IT设备中，芯片是最主要的发热元件之一，选用低功耗处理器是设计出低功耗IT设备的先决条件，在同等运算量的前提下，可以从根本上降低设备的发热量。客户必须要确定能够从低功耗的处理器中获益。另外，2.5英寸的硬盘驱动器也是必需的，因为其耗电量仅仅是3.5寸硬盘驱动器的一半。以往数据中心的温度一般都控制在18℃～22℃，以确保IT设备能够持久可靠运行支持各类应用。但这种实现低温的散热系统需要耗费大量的能源成本。目前英特尔等厂家已经在生产出能够适应更高温度的芯片，从而提高数据中心环境温度，一般估算数据中心平均气温每提高1℃，就可以降低7%的能源成本。

　　2.3刀片服武器

　　数据中心中最多的设备是服务器，如果能够选择能耗低的服务器，那势必会大大降低整个数据中心的能耗，刀片服务器就是目前较好的选择。刀片式服务器在空间上更加节省，而且集成度更高，是一种高可用性、高密度的低成本服务器，其中的每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统，类似于一个个独立的服务器。同等处理能力下，用刀片式服务器重量可减轻40%，用电可减少25%～40%，散热减少25%～40%，产生的空气流动量减少大约40%。

　　2.4自然冷却技术