数据中心节能可以从数据中心建筑群体和数据中心设备设施能源效率两个层面来衡量。当前,测量数据中心的能耗指标主要有:电能使用效率(PowerUsageEffectiveness,PUE)和数据中心基础架构效率(DataCenterInfrastructureEfficiency,DCiE)。

1.PUE和DCiE

当前,测量数据中心的能耗指标主要有:电能使用效率(PowerUsageEffectiveness,PUE)和数据中心基础架构效率(DataCenterInfrastructureEfficiency,DCiE)。

这两种指标都考虑了数据中心的供电、散热系统和IT设备所各自消耗的能量,得到了TheGreenGrid(绿色网格)组织的支持。这个组织是2006年为专门开发数据中心能效及生产力测量体系而组建的,具有一定的影响力。

TheGreenGrid定义了这两种指标的具体计算方式:

(1)PUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗,PUE是一个比率,基准是2,越接近1表明能效水平越好。

(2)DCiE=IT设备能耗/数据中心总设备能耗×100%,DCiE是一个百分比值,数值越大越好。

根据TheGreenGrid的研究报告,测量数据中心IT设备能耗的最有效的方法是测量机房PDU(PowerDistributionUnits)的输出电量,它表示出数据中心向服务器机柜输送的总电力。

目前,PUE已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。据统计,国际上先进机房的PUE值可以达到1.7,而我国的PUE平均值则在2.5以上。特别是中小规模的机房,PUE值更高,测量数值普遍在3左右。这说明有大量的电能实际都被电源、制冷、散热这些设备给消耗了,而用于IT设备的电能很少。

2.IT设备的能效比

IT设备能效比=IT设备每秒的数据处理流量/IT设备的能耗。

IT设备主要是指服务器、存储等设备。IT设备能效比越高,意味着IT设备每消耗单位电能,所能处理、存储和交换的数据量越大。较高的IT设备能效比带来的另一个好处是,可以大幅度地降低与数据中心机房配套的UPS和空调系统的容量及能耗,从而达到节能、节省投资和节省数据中心机房安装面积的目的。因此,当用户选择服务器或存储设备时,不仅需要了解各种产品在满负荷运行时的能耗大小和效率高低,还要了解这些设备在轻负荷运行时的实际能耗和效率。

目前,我国已将服务器的节能指标纳入国家节能规划体系中。它标志着我国在推进服务器节能方面已进入到一个崭新的阶段。

4.2.3.绿色数据中心能效评价要素

绿色数据中心建设包含一整套设计思想和实施方法,而不是简单地购买节能产品就能实现。高效的数据中心不一定就是绿色的。建设绿色数据中心需要从整体上把握,考虑选址、环境、物理建筑、基础设施、员工、系统建设和维护等众多因素。绿色数据中心的节能效果就像是一条长尾曲线,其前端通常由建筑群体能耗、服务器能耗、空调能耗、UPS能耗等“大指标”组成,而曲线的尾部则由气流组织设计、设备摆放位置、机柜和服务器之间的距离、维护难易程度等无数“小指标”组成。如果没有整体设计思想和实施方法,即使抓住了全部的“大指标”,也难以达到理想的绿色效果。数据中心能效评价要素见表4-1。

表4-1数据中心能效评价要素

4.3数据中心节能目标

通过对数据中心主要能耗的分布状况进行分析,其节能工作主要应从以下三个方面入手。

1.降低数据中心IT设备运行能耗

IT设备能耗是影响数据中心总体能耗的根本原因之一。如何减少IT设备能耗是各大设备厂商不断研究的课题。设备厂商纷纷推出能耗低效率高的产品,例如:通过改造产品电源,可将产品原有电源效率从70%提高到90%以上。若要进一步降低IT设备的能耗,IT系统的运维管理也非常重要,例如:关闭闲置设备,开启设备电源智能管理系统,使设备根据需要自动调节设备电源输出能力等。

但多数数据中心在规划之初,要做到准确规划IT设备的具体型号、装机数量和电力需求具有相当大的难度,尤其是远期规划则更加难以预测。因此,在数据中心的规划建设过程中,只能依据经验数据和参照同行业现状,给出IT设备的总体能耗指标,设定数据中心的大服务能力。

2.降低IT设备配套设施运行能耗

配套设施主要包括供配电系统和空调冷却系统。经过相关机构对目前世界各地数据中心的抽样调查所取得的数据表明:配套设施的能耗约占数据中心总能耗的70%,这个数值相当可观。由于配电系统设备和空调系统设备的系统设计、工作方式、系统配置和设备选型存在明显差异,对系统的工作效率有很大的影响,因此,配套设施的节能应作为数据中心节能最重要的主攻方向。

3.降低建筑物本身的能耗

降低建筑物围护结构能耗是我国政府和相关行业非常重视的问题,近年来出台了相关的规范和建筑节能标准。建筑物围护结构能耗在数据中心总体能耗中占有一定的比例,也是节能降耗应该重点关注的一个方面。

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