根据数据中心行业业界预测显示,从电力使用的角度来看,数据中心与航空市场一样,每年都在消耗3-5%的世界能源。

随着在线服务和基于云的基础设施和应用的需求持续增长,托管数据中心(IDC)业绩上升,能源消耗也会随之增长。

数据中心持续增长的能耗使用情况并没有被监管机构和环保游说者忽视,监管机构正在积极通过一些举措,在促使运营商重新思考如何建立低能耗的数据中心,提升运维管理效率,重点关注可持续发展。

这促使一些组织采用尖端技术,如人工智能(来解决)有助于增加能源使用的领域),或者将数据中心建在水下。

在本文中,我们将仔细观察数据中心部门如何采取节能措施降低能耗。

使用人工智能可以降低人员劳动力成本

人造智能(AI)削减数据中心能耗的潜力是行业日益增长的一个领域,运营商正在寻求新的方法来降低运营成本,同时提高数据中心设施性能。

Google是目前研发AI技术巨头之一,在过去两年中,Google将机器学习、AI技术的研发成果用于超大规模数据中心。

今年早些时候,Google发布了关于如何利用其Deep mind部门的AI专业知识的细节,从而为此创建机器学习系统,可以帮助优化其数据中心的冷却系统,降低能耗。

(备注:DeepMind,是由人工智能程序师兼神经科学家戴密斯。哈萨比斯(Demis Hassabis)等人联合创立,是前沿的人工智能企业,其将机器学习和系统神经科学的最先进技术结合起来,建立强大的通用学习算法。)

该系统包括一系列“训练有素”的神经网络,利用互联网巨头所采用的成千上万个数据中心传感器收集的数据,跟踪数据中心环境内外的变化,并根据收集的数据可以预测一小时后的数据中心内的温度和压力。

该公司将该系统部署在数据中心,并声称实验结果显示,用于冷却设备的能耗降低40%,导致该数据中心PUE降低至1.06.(目前为止最低功率使用效率)。

Google全球基础架构总监Francois Sterin在11月的伦敦Datacenter Dynamics Zettastructure会议上,一直在引用通过使用AI技术降低数据中心能耗40%这件事,并希望可以能够推广至其他数据中心。

首先,是什么在促使组织实验AI以及机器学习呢?事实上,经过几年的使用“人机工程学”(human engineering)以后,PUE逐渐降低,企业组织逐渐意识到这么做的好处,于是,开始研发AI,计划将其应用在数据中心,不过,一开始进展开始缓慢。

(备注:人体工程学(Human Engineering),也称人机工程学、人类工程学、人体工学、人间工学或人类工效学(Ergonomics)。工效学Ergonomics原出希腊文“Ergo”,即“工作、劳动”和“nomos”即“规律、效果”,也即探讨人们劳动、工作效果、效能的规律性。人体工程学是由6门分支学科组成,即:人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心理学、时间与工作研究学。)

通过使用人机工程使PUE达到1.1或1.11,但是显然,使用该技术到达个指标已经是它的极限。如果Google没有使用人工智能(AI)的,PUE还能保持在1.06是不现实的。即使如此,AI技术的发展以及在数据中心的应用,对于业内人士来看,可以通过该技术来有效的帮助数据中心,在未来对于降低PUE有更大的帮助。

Google的工作极大的引发了关于依靠人工智能提高服务器运营效率的问题。

Google目前做的的工作令人难以置信,人们的思想目前只能走到这里,然后你需要统计分析来改善进程,他们正在使用一个使用大量数据和统计分析的统计模型对技术进行改进,已经逐渐超越了人类思维无法追随的地步。“

考虑到PUE是通过将数据中心的总功耗除以IT内部设备所使用的能量的量来计算的,谷歌在使用AI技术时PUE为1.1,建议运营商在解决能耗问题上,使用IT设备,来达到较低的PUE.

如果从现在的UPS或冷却角度来看我们在数据中心部署的技术,我们目前处于前沿,能够达到设备的效率极限 ,作为行业前沿的设备商,我们正在尽我们所能提高设备运行效率,但事实上, IT供应商要做的事情远比我们要做的多的多。

收集资源

早些时候,兰开斯特大学揭示了自动组合形式的AI软件的细节,该软件正在研发中,可用于降低数据中心服务器的能耗。该系统被称为REx,它包含一组软件组件(如内存缓存或搜索和排序算法),可根据服务器运行的工作负载类型独立地重新组装成最有效的软件形式。

据该项目的团队介绍,该软件极有可能消除人员参与管理数据中心任务的需求。该大学计算机和通信学院的讲师巴里。波特(Barry Porter)负责该项目。 他说,这是一个很大的问题,希望人类能够实时监控,管理和调整并发数据中心工作负载的复杂性。

这些AI设施是通过非常复杂的大量硬件和软件的组合,所有这些设备汇集在一起工作,并且在一天中受到不同用户的工作负载影响。对于人类来说,实时处理复杂状况时不可能的。然而机器可以收集,分析和处理日常数据中心处理任务所产生的信息。

现在正在考虑如何让机器每天能够处理所有用户请求,数据中心系统如何迅速响应这些请求,分析这些数据,并反过来找出最有效的方法。

许多超大型数据中心提供商,包括亚马逊,Facebook、微软都正在试验AI系统。 一方面是是出于考虑到降低能耗的原因,一方面使用人工智能来帮助他们确定数据中心内部复杂的基础架构内的问题。

鉴于有不少组织将研究和开发(R&D)资源用于这一领域,通过结合其方法,将来可以实现更高的效率。Google研发的内容主要集中在如何根据预测的可能使用情况下,在一天的时间内提供正确的散热量,而Facebook真的有兴趣使全球五大数据中心在全球范围内更有效率。

我们需要全面的解决方案,将所有因素(将每个公司考虑的内容都汇集)全部放在一起,并充分利用一切,因为我们绝对应该结合这些事情。“

每个人都在谈论大型超大型数据中心正在做什么,以及使用最新技术构建的所有新数据中心,但是大量的现有运营的数据已经运行超过10到20年的,运营中的数据中心内同时还在运行很多的旧的设备,采用许多较旧的技术。绝大多数数据中心在降低PUE方面还有很长的路要走。

专家建议对于及早采取降低PUE措施,比如:确保数据中心的架高地板孔洞密封好,这是Green Grid推荐的最佳做法。

不一定是坏事

不能不提的是,由于过早建设的数据中心各个条件不同,不同的数据中心有的PUE为2,有的3不,其实未必是坏事。

有些托管数据中心(IDC)有可能会空置多年,因此,托管数据中心的PUE未来还会有很大的增长。这并不该羞愧,PUE高只意味着数据中心还有很大的改善空间。

如果你所在领域是银行,保险基金或证券交易所,那么您的数据中心需要在一年365天不间断运行,这就需要数据中心您拥有高可靠性系统, “在这种情况下,企业的需求是第一位的,需尽可能提高效率。

斯德哥尔摩为超大型云计算公司提供可持续的数据中心避风港

瑞典首都斯德哥尔摩已经计划在Kista地区建造可再生能源数据中心枢纽,该中心的废热将用于为当地数以千计的住房提供供暖……

该市与该地区的几家数据中心基础设施公司(Fortum V.rme,Ellevio和Stokab)建立合作关系,该公司将作为斯德哥尔摩数据公园开始运营,为数据中心提供电力,冷却系统,热回收和光纤带宽,Kista数据中心公园项目预计将于今年开始动工。 该项目建设面积为60,550平方米。

马上要启动的整个项目是整个项目(斯德哥尔摩数据公园)三分之一(其中一栋建筑),另外有两栋建筑,总面积达22万平方米,已计划在2018年在该市其他地区动工。

在这种情况下,斯德哥尔摩数据中心团队考虑到项目能如期按时开工,已经获得动工许可,并在场地周围做好保护工作。投资斯德哥尔摩的ICT负责人Torbj.rn Bengtsson表示:“我们已经参与各方进行全面的了解,并且帮助那些想要建立数据中心的团队能够以一种快速的方式来做到这一点,目前,我们正在推广的是解决方案是建设一个由可再生能源供电的真正高效的数据中心,同时也能够有效利用废热,并以这种方式使用双路电源保障服务器运行。

节能

该计划的推出是及时的,与此同时,瑞典政府决定从2017年1月1日起为数据中心运营商推出能源税减免计划,因为该国将自己定位为可以为建立欧洲数据中心减排的公司。根据新制度的规定,新的和现有的瑞典数据中心运营商将因此受益,电费税率因此下降了97%.这么解释一下,如果您设备能源超过0.5MW,相当于整体费用削减40%.

这一举措意味着瑞典现在能够在欧洲提供最低的电力成本,这对大型数据中心运营商来说是非常有利的。

这里的标语很具有煽动力——“想像一下,一个提供绿色能源的地方,并且数据中心的热量不再浪费 –梦寐以求的斯德哥尔摩。将这些经济增长联系起来,瑞典政府对数据中心也有非常高的绿色目标,因为这么做,可以减少碳排放。

鼓励绿色云

考虑到日益增长的在线服务需求,数据中心运营商对于能源使用以及可持续发展方面问题的,已经越来越受到环保人士和可持续发展专家的关注。

目前的行业估计表明,数据中心市场可能负责消耗世界能源的2%至5%,Greenpeace(绿色和平组织)已经在密切注意亚马逊、Facebook,Google和微软等公司建立数据中心的行为,确保他们建设数据中心时并不是以牺牲环境为代价。

基于这个原因,斯德哥尔摩数据公园团队认为他们的项目最能吸引各大互联网公司以及云公司的特点就是,他们能够提供绿色的数据中心。

鉴于这些组织需要高水平的数据中心,它们也是最有可能利用斯德哥尔摩数据公园提供的负载超过10MW自然冷却系统。

“我们的目标是在10-20MW的超大型数据中心,不仅如此,斯德哥尔摩会被打造成现代欧洲数据中心,这将是巨大的市场,在这个地区居住的人民未来将能享受到只有有30毫秒的网络延迟,是不是挺酷的?除了大多数敏感延迟的应用程序之外,其它都会正常工作。”

热回收和再利用

将最小数据中心负载设置在10MW是重要的,因为该组织声称该工作量产生的热量足以使大约20,000个住宅单位温暖。

该集团希望是,随着数字中心业务的不断增长回暖,为城市居民提供采暖将达到10%.

通过使用热回收技术,这应该有助于降低城市的碳足迹,因为生产类似数量的热空气通常是一个非常二氧化碳密集型的生产过程,Rylander说。

当使用数据中废热供暖时,是为了避免使用其他燃料来为城市供暖。 当使用可再生能源运行的数据中心使用热量时,我们可以大幅削减碳排放总量。

在斯德哥尔摩,10MW数据中心的热量可以每年减少约8,000吨的二氧化碳排放量,这么做,能帮助斯德哥尔摩在2040年之前能够完全避免使用化石燃料。

英国的热再利用方案并不常见,而且它们确实存在的规模要小得多,运营商将废热浪费在邻近的建筑物中。

在斯德哥尔摩,从数据中心回收热量的行为并不是什么新鲜事。事实上,目前已有已有大约30个数据中心采用废热供暖,这在过去16年来一直在持续,接下来,我们要利用我们已经起取得的经验,为接下来的项目提供最好的技术支持。

为什么很少有英国运营商回收废热?原因之一,是因为它通常被归类为低档热。 这是因为它相对温暖(而不是沸腾的),并且大量生产,难以存储、运输和找到合适的目的地。

这也是为什么能斯德哥尔摩的采用废热供暖的原因,能够做到这一点的关键,因为该区域可以将热量从过剩的地方转移到需要的地方,可以储存大量的热量,因为这里有这方面的技术。

97%的减税意味着更多的云和IDC公司可能将瑞典视为最佳的、极具优势的数据中心的位置

这里最大优势是是,你将有绝佳的建设数据中心的位置,你的数据中心具备有热回收供暖,这是这里与其他地方最为不同之处。

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