摘要：不論是大型企業(yè)用戶還是中小型企業(yè)用戶都認(rèn)為能耗是導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心成本上漲的最根本原因。本文列出的8個實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)中心的重要技巧，可能你會驚訝地發(fā)現(xiàn)這些技巧實(shí)際上都是很簡單、不需要太多成本就可以執(zhí)行的。

不論是大型企業(yè)用戶還是中小型企業(yè)用戶都認(rèn)為能耗是導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心成本上漲的最根本原因。本文列出的8個實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)中心的重要技巧，可能你會驚訝地發(fā)現(xiàn)這些技巧實(shí)際上都是很簡單、不需要太多成本就可以執(zhí)行的。但是決定應(yīng)用哪種數(shù)據(jù)中心節(jié)能策略取決于你的實(shí)際情況。

1、不可忽略基本的測量評估

有這樣一句操作效率的名言：“你無法控制沒有經(jīng)過測量的事物。”我們發(fā)現(xiàn)，要想減少能源的浪費(fèi)就必須從最基本的測量開始。如果你不知道能源都用到了什么地方的話，你就不知道應(yīng)該將重點(diǎn)方法哪。為了能夠幫助用戶對自己設(shè)備進(jìn)行測量，我們將測量分成了幾個部分：IT系統(tǒng)、UPS、冷卻設(shè)備、照明。

2、對IT系統(tǒng)進(jìn)行虛擬化和整合

根據(jù)美國環(huán)?？偸鸬慕y(tǒng)計(jì)，所有數(shù)據(jù)中心50%的能源使用都來自于服務(wù)器和存儲設(shè)備?，F(xiàn)在服務(wù)器虛擬化已經(jīng)成為主流趨勢，這不僅能夠減少占地空間，還能節(jié)約能源和冷卻成本。

為了能夠全面了解服務(wù)器虛擬化的技術(shù)優(yōu)勢，你需要一個提供了整合網(wǎng)絡(luò)存儲的存儲架構(gòu)。服務(wù)器虛擬化所能實(shí)現(xiàn)的節(jié)能同樣也可以在存儲虛擬化方面實(shí)現(xiàn)：更少、更大型的存儲系統(tǒng)提供了更大的存儲容量、更好的利用率，最終減少占地空間，節(jié)約能耗和冷卻成本。

通過應(yīng)用存儲和服務(wù)器虛擬化，我們就遷移到了一個更加高效的存儲模式下。我們用10臺最新的存儲系統(tǒng)替代了50臺已經(jīng)相當(dāng)陳舊的存儲設(shè)備，在這個過程中，我們意識到應(yīng)用存儲和服務(wù)器虛擬化有以下一些好處：

存儲機(jī)架設(shè)備從原來的25臺縮減到了現(xiàn)在的6臺

功耗需求從329千瓦降低到了現(xiàn)在的69千瓦

空調(diào)設(shè)備需求降低了94噸

支持這些系統(tǒng)設(shè)備的電力成本每年節(jié)省下60000美元

3、管理數(shù)據(jù)

在計(jì)劃存儲虛擬化應(yīng)用的同時，我們還需要對現(xiàn)有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。我們發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)信息中有將近50%都是可以刪除掉的。

控制住數(shù)據(jù)量瘋長的一個主要辦法就是在最初的階段阻止數(shù)據(jù)快速增加。一般企業(yè)級磁盤卷可能包含上百萬個數(shù)據(jù)對象。當(dāng)這些數(shù)據(jù)對象被修改、分配、備份或者歸檔之后，數(shù)據(jù)對象的副本就已經(jīng)被反復(fù)存儲了很多遍。

我們采取了重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、Cloning以及自動精簡配置等多種方案途徑，目的只有一個，那就是刪除不需要的數(shù)據(jù)。

大多數(shù)IT企業(yè)機(jī)構(gòu)往往會在冷卻系統(tǒng)上花費(fèi)掉大筆資金。制造企業(yè)通常根據(jù)自己的能耗水平估算或者工作負(fù)載峰值來進(jìn)行計(jì)算的。那么想想看，系統(tǒng)有多少時候是處于負(fù)載峰值的情況下工作的?那么你有必要向他們一樣對你自己的系統(tǒng)進(jìn)行冷卻嗎?

關(guān)鍵是要計(jì)算出精確的能源負(fù)載，這點(diǎn)不容易做好。為了能夠更好的估算出能源負(fù)載，我們在將設(shè)備配置到數(shù)據(jù)中心之前還要在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下對這些設(shè)備進(jìn)行測試。通過這些測試，我們可以看出，系統(tǒng)基于功耗負(fù)載的測量要比基于上面提到的制造業(yè)的測量低30%到40%左右。了解到這一點(diǎn)之后，我們就可以監(jiān)控每個機(jī)架設(shè)備的能耗和使用率情況，相應(yīng)地對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而減少由于過度冷卻而浪費(fèi)的成本和能源。

但是千萬不要就此停止。我們需要進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)驅(qū)動器風(fēng)扇的頻率。不同工作頻率的驅(qū)動器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也有所不同，這主要取決于每個機(jī)架需要冷卻的程度，實(shí)際上我們并不需要讓這些風(fēng)扇時刻以全速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。這些風(fēng)扇不時地監(jiān)控溫度并自動根據(jù)需要減速或者加速運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣做可以節(jié)省下不少的成本。實(shí)際上，風(fēng)扇速度降低50%就可以相應(yīng)地減少能耗約87%。

4、考慮數(shù)據(jù)中心冷卻的物理原則

這是一個快速的物理循環(huán)——熱空氣上升，冷空氣下降。數(shù)據(jù)中心通產(chǎn)采用的升降板冷卻方法會耗費(fèi)大量的能源。相反，我們可以在設(shè)備前面放下一個冷空氣的“屏障”，冷空氣在設(shè)備之間流動，最后排出的熱空氣上升到屋頂被排到室外。

然而，機(jī)架設(shè)備的安裝非常重要，因?yàn)槟悴幌Ｍ麑⒁慌_設(shè)備排出的廢氣引導(dǎo)到另一臺設(shè)備中。相反，我們會將設(shè)備以“面對面”或者“背對背”的方式放置，這種被稱為“熱通道/冷通道”的排列方法因?yàn)槠涓咝室呀?jīng)成為數(shù)據(jù)中心的最佳排列方法。

由于我們的冷卻系統(tǒng)是處于機(jī)架設(shè)備上方的，所以我們不需要一個升降地板(通常配置了輸送冷水的水管以及冷卻通道)，這樣就節(jié)省了不少能源和設(shè)備的占地空間。

5、數(shù)據(jù)中心的物理屏障

不論在熱通道/冷通道的高密度機(jī)架設(shè)備是如何放置的，你都需要空氣流來防止熱廢氣進(jìn)入冷空氣通道。這時候，我們就需要一個低科技技術(shù)來解決這個問題。

當(dāng)設(shè)備排放出上升的熱廢氣時，我們就需要應(yīng)用一個非常高效、重要的低成本技術(shù)。在熱通道的末端以及機(jī)架設(shè)備冷卻通風(fēng)系統(tǒng)上部使用一種聚乙烯基薄膜來隔離熱空氣——這就像冷凍食品櫥中的那樣。我們使用這種聚乙烯基薄膜來將熱空氣圈在熱通道內(nèi)，并且在輸送管道和設(shè)備之間建立起一個物理屏障。

據(jù)我們估計(jì)，這種數(shù)據(jù)中心的物理屏障每年可以節(jié)省下100萬千瓦的功率。

冷空氣并不是冷卻系統(tǒng)的唯一途徑。為什么不充分利用自然的力量?使用室外空氣作為流動的冷卻氣體，我們每年可以在能源支出上節(jié)省150萬美元。我們還在系統(tǒng)的一側(cè)安裝了節(jié)氣閥，來自動調(diào)節(jié)氣體的流進(jìn)和流出。當(dāng)室外空氣溫度低于設(shè)定溫度點(diǎn)時，節(jié)氣閥打開讓室外氣體經(jīng)過空氣過濾器流進(jìn)冷卻系統(tǒng)。相反，當(dāng)室外空氣溫度上升到設(shè)定溫度點(diǎn)之上的時候，節(jié)氣閥關(guān)閉并啟動空調(diào)設(shè)備。

這種做法不斷被改進(jìn)，來更好地對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。多虧有了我們的環(huán)境工程師，我們才能充分地利用室外空氣這個免費(fèi)資源。最初我們將溫度設(shè)定在11攝氏度，然后逐漸提高到18攝氏度。不久我們還會把溫度提高到24攝氏度，這樣全年使用室外自由空氣來對系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的時間就占到了總時間的85%.

6、隨時監(jiān)控、隨時調(diào)節(jié)

另一個可以提高數(shù)據(jù)中心效率的做法就是精確地、隨時地對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。大多數(shù)數(shù)據(jù)中心以規(guī)模來計(jì)算工作負(fù)載，顯然有一些情況是不可預(yù)測的。為了真正實(shí)現(xiàn)高效率，基于每臺機(jī)架的檢測十分重要，而不是當(dāng)數(shù)據(jù)中心某個范圍溫度增高的時候就啟動風(fēng)扇工作。我們經(jīng)常對我們的設(shè)備環(huán)境進(jìn)行測試和調(diào)節(jié)，多部溫度感應(yīng)器平均可以測量出10到12攝氏度的溫差。

7、將電力轉(zhuǎn)換損耗降至最低

目前我們的數(shù)據(jù)中心不再是基于電池設(shè)備的系統(tǒng)，而是基于使用可以動態(tài)存儲能源的UPS設(shè)備。能源來自交換機(jī)架構(gòu)，并被輸送到每個UPS設(shè)備中的電力發(fā)動機(jī)中。飛輪存儲的能量可以產(chǎn)生相當(dāng)于15秒至20秒的能源來保證我們的交換機(jī)操作正常進(jìn)行。老式的電池UPS和現(xiàn)在最好的UPS設(shè)備的能效分別為85%和94%，而飛輪UPS的能效可以達(dá)到97.7%.能源損耗比電池UPS少了一半。

8、回收利用熱廢氣

隨著夏季溫度的不斷飆升，能源需求和能源成本相應(yīng)增長。在這個溫度和電力高峰時期，我們會使用天然氣供能系統(tǒng)來為數(shù)據(jù)中心提供能源。

第一，配電網(wǎng)安裝的在用戶處或其附近的小型發(fā)電機(jī)組坐落在用戶附近使得負(fù)荷的供電可靠性及電能質(zhì)量都得到增強(qiáng)，這種被稱為“分布式發(fā)電”的方法可以削減能源成本、減少在轉(zhuǎn)換過程中的電力損耗。

第二個特點(diǎn)就是利用廢熱發(fā)電。這種方法利用在發(fā)電過程中產(chǎn)生的大量熱能。我們在一座數(shù)據(jù)中心中使用天然氣發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱能來為吸收式冷卻機(jī)提供能源，我們的廢熱發(fā)電系統(tǒng)能效在75%到85%之間，每年能節(jié)省大約300000美元的資金。