降低數據中心能耗是老生常談的問題,但是要做好每個節電環節就并非易事了。以上說的降耗六個環節,直擊降耗的本質。只有從這六個方面入手,才能全面提升數據中心的運行效率,降低數據中心能源消耗。
數據中心能耗問題由來已久,各路神仙一直在各顯神靈,以求降低數據中心能源消耗的問題,但是收效甚微,緣于數據中心規模擴張的速度遠超出人們的想象。根據能量守恒定律,世界上的能源數量是固定的,而數據中心擴張的越快消耗的能源也越來越多,部署降低能耗的方法只是減緩能源耗盡的速度而已。然而,在沒有出現新的替代能源之前,降低能耗消耗依然是最為急需解決的技術難題之一。縱覽當今的數據中心技術,關于降低能耗的方法不勝枚舉,讓人看得眼花繚亂。其實,結合數據中心能耗的特點,電能是數據中心使用的最主要能源,數據中心里的設備絕大部分都采用電力運行。因此,數據中心降耗要從節電開始,本文就從數據中心供電的環節:發電、配電、變換、負載、溫控、維管,這六個部分來闡述數據中心降耗的方法,通過通俗易懂的語言就可以讓數據中心管理者有所啟示。
發電
大型的數據中心往往擁有自己的發電場,比如Google、Facebook等巨頭企業在建設數據中心的時候,就會在附近建設相應的發電場,有的利用風力發電,有個利用水力發電,總之在提升發電效率上下功夫。在國內,受限于國家政策,企業幾乎無法建設自己的發電站,所以國內的數據中心只能單一地從供電局來獲取電能,也許未來會有類似于Google的風能發電廠,但短期內看不到希望。在發電上節約除了提升發電效率之外,還要提高負載率,避免多次DOWN機,這樣都會使得發電效率降低。這就像家里使用的節能燈泡一樣,如果反復短時間內進行開關,節能燈炮和普通燈泡表現無異,甚至壽命比普通燈泡還低,只有長時間開啟節能燈泡,相比普通燈泡的節能優勢才會顯露出來。一些數據中心的備用電源采用的是柴油發電機或者蓄電池發電,這些方式都是用于應急,短時間維持供電沒有問題,時間一長便會因為供電不足而停機,因此數據中心的備用電源也很重要,不過一般備用電源的轉換效率都不高,會浪費不少供電原料,盡量采用兩路市電供電相比采用備用電源的方式要好些。
配電
一般的發電廠都不在數據中心旁邊,要經過線路的傳輸,而傳輸線路上必然會帶來一定的損耗,一般在復雜的配電環節中可以損失到5%的能量,這樣能量還沒有達到數據中心設備,就已經損失了1/20,這個損耗率還是非常驚人的。那么在配電階段,可以通過提升供電電壓來提升配電能效;通過使用更短或更粗的主回路來減少線損;還可以通過部署一體化的高效通信能源系統來提升配電能效。通過采用能效高的配電系統,可以將能效提升到98%以上,若采用一體化的供電系統,甚至可以將配電能效提升到99%以上,幾乎可以忽略不計,這樣而數據中心帶來的節能效率是非常明顯的。比如原來數據中心每年要消耗掉100萬千瓦的電能,配電能效是95%,若將配電能效提升到99%,那么數據中心每年要消耗掉的電能是96萬千瓦,節省了4萬千瓦,這樣就會節省幾千萬元電費,節能效果還是非常明顯的。