能耗問(wèn)題已成數(shù)據(jù)中心發(fā)展瓶頸

 

數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴(kuò)張，除了對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大貢獻(xiàn)以外，其能源消耗也隨之水漲船高。據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心的機(jī)架總規(guī)模約為166萬(wàn)個(gè)，同比增長(zhǎng)約33.4%，其中大型、超大型數(shù)據(jù)中心的規(guī)模增速達(dá)到約68%。其中各類在用數(shù)據(jù)中心達(dá)近28.5萬(wàn)個(gè)，全年耗電量超過(guò)1200億千瓦時(shí)，約占我國(guó)全社會(huì)用電量的2%。這一數(shù)據(jù)比三峽電站2017年976.05億千瓦時(shí)的發(fā)電量還高30%。除此以外，僅經(jīng)營(yíng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)中心，規(guī)劃在建機(jī)架到2017年底就已達(dá)107萬(wàn)個(gè)，而中國(guó)的數(shù)據(jù)中心規(guī)模及能耗在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，增長(zhǎng)幅度仍將保持在30%左右。其對(duì)電網(wǎng)的壓力之大，由此可窺一斑。這讓數(shù)據(jù)中心集中的一線城市不堪重負(fù)。目前北京，上海，廣州和深圳等地已經(jīng)相繼出臺(tái)政策以調(diào)控?cái)?shù)據(jù)中心能耗。

 

事實(shí)上，能耗居高不下對(duì)于數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)方來(lái)說(shuō)影響同樣巨大，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)信息通信專業(yè)委員會(huì)副主任委員曲海峰表示，數(shù)據(jù)中心作為新興行業(yè)，其用電量無(wú)論是從單位產(chǎn)能還是單位建筑面積考慮，均已位居各行業(yè)前列。我國(guó)現(xiàn)存900—1000萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，總體能耗與國(guó)際同行的頂尖水平相比，差距超過(guò)40%。在8-10年的運(yùn)行周期內(nèi)，有一半的成本要投入到能源方面，換句話說(shuō)，電費(fèi)甚至比機(jī)房還貴。

 

包頭云計(jì)算中心售前咨詢部總經(jīng)理高錦中表示，電源管理的確是數(shù)據(jù)中心的痛點(diǎn)之一，投入主要體現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)上。空調(diào)作為PUE的貢獻(xiàn)大戶，其電力消耗和維護(hù)成本已經(jīng)是行業(yè)共識(shí)。在供配電系統(tǒng)上，雙路供電是數(shù)據(jù)中心機(jī)房穩(wěn)定運(yùn)行的標(biāo)配。除此之外，為了把數(shù)據(jù)中心由于電力故障造成宕機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)降到最小，還需要部署大量的UPS，并對(duì)柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行定期測(cè)試。UPS的啟動(dòng)次數(shù)，柴油發(fā)電機(jī)的測(cè)試以及柴油保存，都是巨大的成本支出。

 

聯(lián)通IDC行業(yè)經(jīng)理馬奇峰認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心的能耗控制應(yīng)該從建設(shè)初期到運(yùn)維階段通盤考慮。早期為了節(jié)約建設(shè)成本，后期必然要靠運(yùn)維來(lái)加倍彌補(bǔ)，這一點(diǎn)對(duì)于很多老舊數(shù)據(jù)中心教訓(xùn)深刻。以目前國(guó)內(nèi)一些早期建設(shè)的數(shù)據(jù)中心為例，除了必須對(duì)UPS，柴發(fā)之類應(yīng)急設(shè)備要投入精力維護(hù)以外，由于缺乏完善的智能監(jiān)控手段，還有很多地方會(huì)導(dǎo)致電源管理效率降低，以及能源浪費(fèi)。

 

機(jī)柜掉電就是一個(gè)非常明顯的例子。雖然掉電原因有很多，但最典型的就是老舊數(shù)據(jù)中心機(jī)房安全性等級(jí)低，沒(méi)有機(jī)柜電流監(jiān)測(cè)和報(bào)警，部分機(jī)柜電力負(fù)荷率偏高卻無(wú)法提前發(fā)覺(jué)；或者機(jī)柜老舊可靠性低，只有一路PDU，或兩路PDU來(lái)自同一個(gè)開(kāi)關(guān)供電；PDU缺少分插口分?jǐn)喙收系哪芰?，單臺(tái)服務(wù)器故障短路導(dǎo)致PDU上端總開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘，其下PDU多條同時(shí)失電；空調(diào)系統(tǒng)能力不足，影響機(jī)房散熱，致使配電系統(tǒng)容量下降，跳閘；違規(guī)使用PDU插座等。在這樣的情況下，機(jī)柜功率不足的老舊機(jī)房為了確保不掉電，不得不通過(guò)空置機(jī)位的辦法來(lái)解決。這樣不僅機(jī)柜利用率不足，同時(shí)也造成了電源利用率下降的問(wèn)題。馬奇峰說(shuō)。

 

數(shù)據(jù)中心降耗不能“頭疼醫(yī)頭”

 

以現(xiàn)有條件來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)中心僅靠?jī)?nèi)部?jī)?yōu)化結(jié)構(gòu)或者采用一些簡(jiǎn)單的辦法，很難實(shí)現(xiàn)大幅度的節(jié)能。騰訊數(shù)據(jù)中心專家工程師李典林認(rèn)為：“以百萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器規(guī)模的數(shù)據(jù)中心為例，PUE降低0.1，每年可節(jié)約的電費(fèi)將以億計(jì)，但即便是降低0.1，也絕非易事。”

 

誠(chéng)然，中國(guó)的數(shù)據(jù)中心行業(yè)經(jīng)歷了一個(gè)較長(zhǎng)的蠻荒發(fā)展時(shí)期，建設(shè)方在這一階段對(duì)于能耗管控重視不足，導(dǎo)致后期居高不下。但對(duì)于為數(shù)眾多，能耗高企的老舊數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，只有通過(guò)產(chǎn)品技術(shù)革新或設(shè)備升級(jí)從而達(dá)到節(jié)能降耗。至于那些新建數(shù)據(jù)中心，也不可能全部都具備“靠風(fēng)吃水”的地緣優(yōu)勢(shì)。若想要從根本上提升數(shù)據(jù)中心的能效水平，緩解能源壓力，還是要從源頭入手。首先是必須做到對(duì)數(shù)據(jù)中心全運(yùn)行狀態(tài)的精準(zhǔn)把控，其次要有針對(duì)性的提出策略。要實(shí)現(xiàn)這些，就必須未雨綢繆。

 

施耐德電氣能效管理低壓業(yè)務(wù)，行業(yè)市場(chǎng)與應(yīng)用行業(yè)負(fù)責(zé)人趙天意認(rèn)為，和其他行業(yè)不同，數(shù)據(jù)中心行業(yè)用戶的需求具有多元化的特點(diǎn)，其能耗控制是一個(gè)集成體系，涉及到供配電系統(tǒng)，IT空間以及智能運(yùn)維等多個(gè)領(lǐng)域，不能單純的“頭疼醫(yī)頭”，還是應(yīng)該從建設(shè)開(kāi)始就進(jìn)行關(guān)注。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、預(yù)制化以及定制化的設(shè)計(jì)，配合基于對(duì)海量設(shè)備產(chǎn)生數(shù)據(jù)分析的智能運(yùn)維，才是有效提升數(shù)據(jù)中心能效管理水平，并最終達(dá)到降低能耗需求的根本出路。

 

以供應(yīng)商的角度來(lái)說(shuō)，就是在從數(shù)據(jù)中心電源輸入開(kāi)始，一直到信息輸出的全流程當(dāng)中充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值，用以監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心全運(yùn)行狀態(tài)下的能耗水平，并做到精準(zhǔn)施策。比如施耐德電氣的中低壓一體化EcoStruxure Power智能配電解決方案和EcoStruxure IT信息技術(shù)解決方案，都是以此為出發(fā)點(diǎn)。值得一提的是，施耐德電氣已通過(guò)基于EcoStruxure智能配電的定制解決方案、預(yù)制化電力模塊及全生命周期服務(wù)，依據(jù)秦淮數(shù)據(jù)提供的方案需求和架構(gòu)設(shè)計(jì)，助力其建設(shè)安全、高效、低耗的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，大幅縮短業(yè)務(wù)上線時(shí)間，通過(guò)智能化運(yùn)維全面提高其能效管理水平。

 

寫在最后：

 

數(shù)據(jù)中心行業(yè)作為近十年來(lái)伴隨數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展起來(lái)的新興行業(yè)，在很多層面上都無(wú)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。僅就節(jié)能降耗這一領(lǐng)域而言，首先是需要全行業(yè)的重視，其次必須依靠技術(shù)創(chuàng)新，由此方可獲始終。比如在智能運(yùn)維大行其道的今天，從建設(shè)初期就必須開(kāi)始考慮利用產(chǎn)品互聯(lián)互通的特性，以及邊緣控制，應(yīng)用、分析與服務(wù)三個(gè)層面的創(chuàng)新，形成從連接、收集到分析、行動(dòng)的閉環(huán)智能配電和 IT 新架構(gòu)。

 

以此覆蓋數(shù)據(jù)中心從中壓輸入到末端負(fù)載的電氣全場(chǎng)景，并以數(shù)字可視化進(jìn)行展現(xiàn)。通過(guò)開(kāi)放式集成、實(shí)時(shí)操作分析以及更高級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)安全，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能源效率、電能質(zhì)量、電氣資產(chǎn)和運(yùn)行維護(hù)管理，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)運(yùn)維，以精準(zhǔn)管控風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提升效率并控制運(yùn)維成本，進(jìn)一步降低能耗，最終真正實(shí)現(xiàn)綠色運(yùn)營(yíng)。