节能减排技术在数据中心的应用研究


随着信息全球化,在全世界范围内数据中心被大量建立,数据中心的能耗及所产生环境问题成为人们关心的重点。据报告,一个典型数据中心所需要能量可供3万个家庭使用。最近就有人指责,在google中每进行两次搜索就会生产15克二氧化碳,所消耗能量大约与烧开一壶水能量相当,但据google称,每做一次搜索会产生0.2克的二氧化碳。从数据调查情况来看,从2006到2007年数据中心能耗增长了超过13%,其费用支出从2000年以来增加了一倍,预计到2012将达到40万亿。

随着全球气候变化,人们越来越重视对环境的保护,对各种产品(汽车空调、冰箱等)的能耗标准都有明确要求,但数据中心能耗标准还没有制定,企业只是感觉到数据中心所消耗电能越来越多,维护数据中心成本在增加。随着2008年全球出现金融危机,许多企业都在大幅度压缩成本和减少开支,与此形成随着全球气候变化,人们越来越重视对环境的保护,对各种产品(汽车空调、冰箱等)的能耗标准都有明确要求,但数据中心能耗标准还没有制定,企业只是感觉到数据中心所消耗电能越来越多,维护数据中心成本在增加。随着2008年全球出现金融危机,许多企业都在大幅度压缩成本和减少开支,与此形成鲜明对比的是数据中心海量的数据增长速度对存储、能耗提出了要求。如何实现数据中心节能降耗成为企业、厂商共同目标,许多厂商都把节能产品作为销售产品时的一个亮点,企业则将节能降耗作为降低成本和树立企业形象重要内容。厂商、企业要实现节能降耗不仅依靠技术的创新,更需要用户优化数据中心设计。因此设计、建造并启用高性能、低能耗的数据中心已成为一项重要工作。

1、基础设施的节能降耗问题

据统计,大多数数据中心超过50%的电力资源被UPS、空调等机房基础设施消耗。剩余能源才被服务器、存储、网络等IT设备消耗。目前,国际上采用PUE通行的指标来衡量数据中心的电力使用率PUE=数据中心的总功耗/IT设备的总功耗。国外先进机房的PUE值可以达到1.7,而我国数据中心的PUE的平均值在2.5以上。

降低PUE值,必须在IT设备总量不变的情况下,降低空调、UPS等基础设施的电力消耗。

(1)降低数据中心的制冷能耗

降低制冷能耗是减少数据中心总能耗的关键,由于传统的数据中心没有根据空气动力学来设计通风系统,通常出现局部温度过高,空调制冷并未达到预期的目的,不仅能耗上有损失,且温度控制效果不理想。随着局部温度的升高,IT硬件的可靠性大幅降低,据估计,温度每升高10℃,电子设备的长期可靠性降低50%.通常的做法是,调低数据中心机房空调设定温度(过度制冷),但随着设备的增长,制冷方面的能耗也不断增长,从而造成一种恶性循环。