WP221_R1_提高数据中心温度所带来的意外影响.pdf

提高数据中心温度所带来的意外影响 第 221 号白皮书 版本 0 作者：Wendy Torell Kevin Brown Victor Avelar 摘要 通常，我们会向数据中心运营人员提出提高 IT 入口温 度的建议，以作为提高数据中心效率的策略。虽然提 高温度的确会延长节能冷却时间，但对整个数据中心 而言，并非总是产生积极的影响。 在本白皮书中，我们对数据中心的成本（资本支出和 能耗）进行了分析，以说明整体评估数据中心的重要 性，包括 IT 设备能耗。本白皮书还讨论了提高温度对 服务器故障的影响。 施耐德电气旗下 的白皮书现收录于施耐德电气白皮书资料库 由施耐德电气数据中心科研中心发表 DCSC@Schneider-E 提高数据中心温度所带来的意外影响 简介 2011 年，ASHRAE （美国采暖制冷与空调工程师学会）标准TC9.9 修订版发布，在此推动下， 目前 IT 行业一直致力于提高 IT 数据中心的运行温度。ASHRAE 的建议是希望通过延长“自然冷 却”时间来降低数据中心的能耗。 尽管 IT 行业在不断努力，但许多数据中心的运行温度仍然在 21°C （70°F ）或以下。可以说，IT 行业奉行保守文化（避免宕机、坚持传统做法等），但我们很好奇为何许多数据中心没有提高 IT 入口温度。如果有大量能源可以节省的话，人们通常的想法是，即便该行业存在固有的保守性， 应该仍有大量的数据中心会利用这一节能优势。 通过我们的研究发现，数据中心经理通常有疑问的两个问题制约了数据中心提高 IT 入口温度的 做法： • 升高 IT 温度可以节省多少能源? • 温度升高是否会影响 IT 设备的可靠性? 回答这两个问题时，从整体看待数据中心至关重要，因为系统动态变化十分复杂——部分系统的 能耗降低，而另一些却在增加。以风冷式冷水机组设计为例：当调高 IT 温度设定值时，冷水机 组能耗下降主要由于两个原因：数据中心可在节能冷却模式下运行大半年；同时冷水机组效率提 为什么服务器风扇转 高。但这并不能反映整体的情况。尽管冷水机组能耗降低，但会出现下列情况： 速提高？ • 干冷器（以节能冷却模式而非冷水机组模式运行）能耗增加，因为节能冷却时数增加。 服务器风扇是用于为服务器机 箱内的组件降温的。这些组件 • 由于风量（CFM ）需求随着温度的升高而增加，所以服务器能耗也随之增加（参见侧栏）。 中最重要的是 CPU 芯片，其 • 机房空气处理装置（CRAH）风扇加速运转以支持更高的服务器 CFM 要求，这意味着 温度可高达 90°C （194°F）。 CRAH 能耗增加。 当 IT 入口温度升高时，CPU 的温度也会随之上升。这通常 • 如果尚未过度规划以提供额外的气流，则需要更多的 CRAH 来满足服务器风扇更高的 会触发服务器风扇加速运转增 CFM 要求。这意味着需要增加资本支出。 加气流量，以降低CPU 的温 度。气流增加必然会增加服务 图 1 说明了这些相反的作用。在本白皮书中，我们通过分析采用风冷式冷水机组制冷架构的数据 器的能耗。 中心，来证明当提高 IT 进风温度设定值时，数据中心地理位置和服务器风扇的特性是如何对潜 在的节能（或成本浪费）产生显著影响的。 图 1 高