5招打造节能的企业数据中心

行业应用

随着企业信息化的发展,传统数据中心的建设已经有很多年的历史。不过建设绿色数据中心还处于起步阶段,它随着节能减排这个绿色环保话题逐渐升温。当然,要从数据中心的电费支出中进行节省不太容易,目前有很多种解决办法,服务器制造商们似乎也在想办法为用户节约电费,其中一些简单的措施能迅速实施,而且还不需要较大的成本投入。当然,数据中心节能,并不仅仅是芯片厂商和服务器厂商的分内之事,也是众多企业数据中心管理员的职责。下面这些方法或许可以让敏锐的企业数据中心管理员在节能方面做得更好。

1、整合服务器,引入虚拟机

在许多企业数据中心,10%到30%的服务器性能闲置没有得到利用。因此,要在企业数据中心现有基础上节能,整合服务器、实行虚拟化是一个好办法。虚拟化技术涉及服务器、存储、网络和应用等领域,在降低数据中心能源成本方面,虚拟化可发挥很大的作用。例如,借助虚拟化,企业用户能将多台未充分利用的服务器上的工作负荷整合到同一台服务器上,最大限度地提高服务器的利用率。由于在工作负荷相同的情况下所需的服务器减少,因此可大大节省能源成本。研究表明,有效利用虚拟化技术进行服务器整合,将使企业数据中心的服务器和存储设备的功耗最高减少70%。

2、充分利用服务器的电源管理功能

服务器很早就具有专为降低能耗设计的电源管理功能,但许多数据中心管理员并没有真正利用这一功能,原因是大部分管理员一心关注正常运行时间和性能,他们还没有习惯使用现有的电源管理工具。目前最新处理器的电源管理功能较以前有很大的进步,比如AMD宣称只要启用电源管理功能,在50%的CPU利用率下,皓龙可以节电65%,即使在80%的利用率下也能够节电25%。

在服务器厂商方面,惠普在服务器节能方面取得了不错的成效,其新一代绿色刀片服务器系统把计算、存储、网络、电源、冷却和管理都整合到一起,它的动态功率调节技术可以实时监测机箱内的电能消耗,并根据需求自动调节电源的供应。

13-行业03-02.jpg

3、升级存储器和电源设备

数据存储系统也是企业数据中心电能消耗大户之一。对存储系统进行升级可以显著减少这一环节的开支,一般来说,新的存储系统比旧的存储系统能效更高,而一个大容量的存储系统则比两个容量更小的存储系统(加起来容量与前者相同)消耗的能源更少。

另一方面,更换转换率更高的服务器电源,往往也能达到事半功倍的节能效果。早期很多普通的服务器使用低能效电源装置,服务器利用率达到100%时,能效最高达到70%到75%;但是服务器利用率如果只有20%时,能效只会降到65%左右。对于一台具有450W电源的2U机架式服务器来说,电源变换处理浪费了大约35%(160W)。更严重的是,电源设备每浪费1W的电能,为了消除这1W电能产生的热量,就需要另1W的电能驱动冷却系统来散热。而升级服务器电源后,转换率可达90%甚至更多,这样耗电量可明显减少。

除了虚拟化技术和升级存储器外,选择刀片服务器往往也是不错的选择。比如惠普的BladeSystem刀片服务器与拥有同等运算能力的机架式服务器相比,前者比后者要少消耗36%的电能。这是由于该产品采用“主动”散热式风扇,可根据散热要求自动调节运转速度,能够在适当的位置提供适当的散热气流流量。

4、直流供电方式也节能

值得一提的是,英国伦敦的Ultraspeed公司还提出了一个更加有效的节能方案:采用直流供电方式为数据中心提供能源,可以实现较为显著的节能效果。在典型的数据中心,配电系统向变压器提供480V交流电,变压器将它降到208V交流电供给服务器。每个服务器内的相关设备再将外部电压转换成适当的电压,而这类供电设备通常效率不高,会产生过多热量。

市场上的一些服务器可以运行在直流电源上,通常是48V的,这也是电信业标准。采用直流供电的数据中心可以先把高压交流电直接转换成高压直流电,然后把高压直流电降为低压直流电。该方案通过跳过或加强转换的过程,能够节省20%的电力损耗。试验结果表明,尽可能减少数据中心内部各设备之间的能源转换次数,从而达到降低能耗的目的是可行的。然而,很多设备工程师并不熟悉这项技术,在许多数据中心,用直流电源替代传统的交流电源的做法还没有被广泛采用。

5、重新规划数据中心

冷却系统通常是数据中心第二个耗电大户。据统计,冷却系统消耗的电能占数据中心能源消耗的37%。冷却系统的效率非常低,这是由于服务器的密度不均衡,因而产生的热量也不均衡,而传统数据中心采用的平均制冷方法很难避免数据中心出现局部热点。因此如果之前数据中心没有很好地规划,服务器被随处安装,那么最好对数据中心服务器的物理位置进行规划,再配置冷热通道等,同样可以显著减少冷却系统的负荷。

此外,适当提高数据中心的室内温度可以减少电力消耗——仅仅将数据中心的室内温度调高几摄氏度,每年就可以节约用电10%~20%。目前计算机设备一般要求工作在22℃~25℃的温度范围,而现在大多数数据中心总是提供20℃的温度。由于目前的计算机设备对温度波动的反应不像25年前IBM大型机那样敏感,因此管理员不妨适当调高数据中心的室内温度,这样也可以使已有的数据中心变得更加绿色节能。

结语:你的数据中心经过一番“绿化”后,会取得什么样的节能效果呢?虚拟化和服务器整合将使服务器的总能耗下降60%、相应的节能管理措施可以让数据中心降低15%~40%的散热成本,而数据中心的碳排放量最高可降低40%。对于IT企业来说,实施绿色节能措施,一方面可以大大降低运营成本,提高企业的整体竞争力,另一方面也能体现一个企业的社会责任感。