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谈现代数据中心的绿色节能战略与技术

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-03-07 0:31:24 * 浏览: 3
数据中心保护企业重要的IT设备(例如服务器,网络设备和存储设备)的运行。尽管数据中心支持全球数十亿人访问Internet,但它也会在计算机机房中产生大量能耗。因此,有必要研究具体的机房措施,以提高能源效率才能真正实现节能。对于当前的数据中心经理,有必要采用高效的计算机机房运营政策,以获得“绿色”和“经济”双赢的利益。 I.前言数据中心负责保护企业重要的IT设备(例如服务器,网络设备和存储设备)的运行。数据中心虽然为全球数十亿人提供了访问Internet的支持,但它在计算机房中也会产生大量能耗。因此,有必要研究提高机房能效的具体措施,才能真正实现节能。对于当前的数据中心经理,有必要采用高效的计算机机房运营政策,以获得“绿色”和“经济”双赢的利益。提高数据中心能源效率的步骤是仔细评估能源效率(PUE,PowerUsageEffectiveness)。简而言之,PUE是数据中心的总功耗除以IT设备的总功耗或整个数据中心设施的能耗。 IT设备消耗的能量。 PUE是由GreenGrid召集的由政府和行业专家组成的项目团队制定的指标。它不仅具有很高的可靠性,而且可以用于检查机房的能源效率。它可以广泛用于通用数据中心。目的是建立一个“一致且可重复使用的指标”,以使数据中心管理人员能够持续监控和改善能耗。根据UptimeInstitute在2014年进行的一项调查,全球行业平均PUE为1.7,高于2013年的1.67,但低于2012年的1.8,表明机房的能源效率仍有改善的空间(请参阅图1)。图1:2011-2014年数据中心平均PUE调查(数据来源:2014年数据中心行业调查报告正常运行时间研究所)在近年来大数据浪潮和物联网的推动下,各地计算机房的建设持续发展,与此同时,环保意识在大气层上升的情况下,“机房节能”也成为一个新的研究领域。从客观事实来看,首先,数据中心的电力支出占总拥有成本(TCO,总拥有成本)的很大一部分,仅次于人工成本,其次,数据中心经常承担“不环保”的恶名。但是,实际上,以美国为例,数据中心仅消耗总能源的2%,低于世界平均水平。可以看出,许多机房仍采用节能方法来达到节能减排的目的。截至目前,仍有许多数据中心尚未采用任何效率指标,从而导致数据中心的节能工作没有标准。尽管PUE仍有许多争议,但PUE值仍然是衡量数据中心基础设施效率的主要指南,对于制定和实施数据中心绿色节能战略也非常有价值。 2.数据中心的绿色节能策略根据“自然气候变化”上发表的“低碳数据中心的特征”论文,服务器,存储设备,通信技术和基础设施(风扇,冷却,水)等IT设备泵,功率分配等),其自身的效率和碳排放量是影响数据中心温室气体产生的主要因素。本文提出,专注于提高能源效率可以对数据中心的绿色计划产生重大影响。以下列出的七个数据中心的绿色节能策略将有助于改善数据中心的能耗并优化PUE。策略1:定期进行硬件检查Facebook,Google和Apple等全球IT巨头继续投资于研究h和发展以提高数据中心的效率。他们的方法似乎很出色,但是这里建议的策略是大多数公司都可以做到。到货后,它是对现有硬件设备的例行检查。数据中心中有许多不必要的IT设备。所谓“休眠服务器”,是指仍插在机柜中但不再使用的服务器,它将占用宝贵的机柜空间,消耗大量能量,导致PUE下降。为了了解此问题的普遍性,UptimeInstitute在2013年进行了一项相关调查,发现大约一半的受访者未执行计划的检查并删除了冗余服务器。此外,在美国EPA样本研究中(美国EPA样本研究),大多数机房站点无法准确监控所有基础架构和IT负载。可以看出,提高机房节能水平还有很长的路要走。以伦敦的巴克莱银行为例。在2013年删除了9,124台冗余服务器后,该银行不仅减少了电源,散热和机柜空间,还扩大了计算能力,节省了450万美元。电力成本非常明显。除了检查IT设备之外,还必须定期检查非IT基础结构。例如,机房中的不间断电源系统(UPS)与传统的工频独立式UPS不同。当前的趋势是使用高频模块。为了实现UPS机房的节能,选择UPS时应考虑以下两个条件:1.按需扩展:模块化UPS可以配合机房的扩展,及时增加电源模块的数量。在计算机机房安装的初始阶段,它不需要投入大量资金,并且不会占用额外的计算机机房空间。当机房业务逐渐发展时,UPS电源仍然可以“无缝连接”(图2),除了增加电源模块外,UPS还必须满足并联连接多台机器的需求,以应对可能性扩大机房的大小。图2模块化UPS满足了机房无缝扩展的需求2.轻负载和高效率:为了确保可靠性,通用数据中心将配置冗余电源N + X甚至2N双总线,从而负载率约为30-40%甚至更低。因此,UPS宣传的“满负荷”是高效的,实际上是不可能实现的。有鉴于此,市场研究机构Gartner在2013年的一份报告中指出,除了追求UPS满负荷效率外,我们还必须注意20-100%负荷率区间的效率曲线(见图3),并尝试达到“轻载效率”的理想状态。以容量为200kVA的高效模块化UPS为例,考虑到数据中心昼夜负荷率之间的差异,与传统的传统UPS相比,该高效UPS可以节省约5%的电量。 (表格1)。图3:UPS效率曲线表1高效模块化UPS与传统UPS的效率比以200kVA的UPS容量为例。高效模块化UPS传统UPS单元在白天供电。负载率为50%。白天的能耗100104kVA,假设14小时夜间为14001456kVAh供电,负载率30%6060kVA效率差异0%Pclass = MsoNormalstyle =” MARGIN:0c