欧阳巨星：机房节能.pdfVIP

数据中心绿色节能 技术方案探讨 北京市计算中心 欧阳巨星 • 美国环保署的估计数字显示，如果能效方 面保持目前这个趋势，全美数据中心的能 耗量到2011年几乎要翻一番。 • 中国IT能源消耗占全国每年800亿元政府能 源消耗的50%，而数据中心能耗又占到IT总 开销的40% 。 • 越来越多的企业开始意识到，数据中心的 能耗正在成为吞噬成本的巨大黑洞。 • 当前每个节点耗电在300到1500瓦之间，而一个 机柜耗能在20到30千瓦左右。 • 以百万亿次超级计算机-曙光5000A为例，其采用 近7000颗四核处理器构建，总内存容量超过 100TB，存储容量达700TB，总体功耗达到700千 瓦（不含冷却系统），其每年的电费开销预期为 1000万元人民币。其效能虽然在世界目前的高性 能计算机里面已经相当优越的了，但依旧让我们 普通人感到十分震惊。 • 而一台持续千万亿次计算的超级计算机系统每小 时需要消耗20兆瓦或更高的电能，其每年的电费 开销也将高达１亿元人民币以上。 数据中心用于运行和冷却的用电成本 • 电费开销约其总开支的50% （数据来源： ComputerWorld，4/06 ） • 2005年，数据中心的服务器消耗的电力占 全美电力的1.2%；电费高达27亿美元（数 据来源：J Koomey，斯坦福大学） • Sun Micro公司的首席技术官G Papadopolous 说：“如果每台服务器能省 10美元电费，那样我每年就能节约1千万美 金！ • 长期以来，业界在服务器节能技术方面做了大量 的努力，研究主要集中在三个方面： – 芯片级节能技术，如CPU功耗控制、CPU频率调整、 芯片级冷却技术、低功耗专用芯片部件等； – 基础架构级节能技术，如存储致冷、高效率电源、水 冷及液态金属致冷机柜、智能温控风扇等； – 系统级节能技术，如基于作业调度的机群节点休眠、 面向能耗的进程及作业级迁移等。 • 数据中心的节能涉及三个方面，即机房制 冷、IT设备和电源设备 • 根据美国环保署提交给美国国会的一份研 究报告，在数据中心的电力消费中，IT设备、 整体机房和电源设备分别为“五、四、一” 的关系，即服务器、交换机的电力消耗占 总能源消耗的50%，而机房制冷电力消耗 占40% ，UPS等电源设备耗电占10%。 • 通过调整机柜的摆放方式、部署新一代机 柜级制冷设备可以大大提高冷风的利用率， 从而降低空调的电力消耗。 • 尤为值得一提的是，新一代的制冷设备由 于可以直接对机柜进行精确制冷，因此可 以确保机柜里不出现局部高温。这对于延 长机柜里设备的寿命非常重要。 • 第一个层级是数据中心内的服务器，包括 里面的组件的层级，包括CPU，现在无论 是Intel还是AMD ，也包括其他的一些厂商， CPU本身就会有能耗控制的能力，会根据 闲忙的状况来调节电力的使用。另外还会 采用较小的硬盘，因为小硬盘与大硬盘相 比会节省一倍的电力方面，其他措施还比 如说使用低功耗的内存。这里面还有一个 比较重要的就是电源转换模块 • 第二、是机柜层面的，有代表性就是刀片 系统，它对服务器、存储、网络、电源进 行综合模块化、标准化配置。 • 在数据中心里面机柜冷却是前面输入冷空 气然后把热气从后面排出去，冷空气进来 的时候，它在服务器机箱里面如何流动， 这就是整个线路的体系设计，是有技术含 量的。 • PUE，即电源使用效率，这个指标是衡量一个数据中心运 营、管理水平的关键指标，也是绿色、节能、环保考察的 重要指标。数据中心最大的成本来自于电力消耗和设备折 旧，当我们把电力成本进一步细分，我们可以看到，电力 成本包括IT设备、空调设备、UPS，PDU （电源分配器） 等设备以及照明、紧急电源等带来的电量损耗。从分类看， 我们可以把数据中心的电力消耗拆