打造绿色低碳数据中心全攻略

高效率绿色低碳数据中心打造之路

当前，国内大部分的数据中心都处在数据中心2.0阶段。在这个阶段中，虚拟化、整合都是建设绿色低碳数据中心的重点。

图5 数据中心的演进路径

事实上，一个高效率的绿色低碳数据中心改造需要分五步走。五步中的第一步就是要对症下药，首先要搞清楚能耗的实际情况和改进机会。

如何了解数据中心能耗情况？

无论是新建数据中心还是对传统数据中心进行高能效环保改进，数据中心的总能源及功率密度等重要参数都要进行合理的规划。企业数据中心规划一般会依照《THE UPTIME INSTITUTE数据中心等级标准》和《TIA/EIA-942》标准中的电力等级对数据中心进行定义，然后结合其运行一段时间后的实测数据就可以提出针对性的改进意见。

当前测量数据中心的能耗指标有两种方法：Power Usage Effectiveness(电源使用效率，PUE)和Data Center Infrastructure Efficiency(数据中心基础架构效率，DCIE)，这两种能源效率估算指标是在2007年2月，由The Green Grid(绿色网格)发布的一份白皮书中提出的。The Green Grid定义了这两种测量方法的具体计算方式如下：

1.PUE=数据中心总设备功耗/IT设备功耗。

PUE是一个比率，在国内大部分的数据中心都将此数据基准定为3，以一个600W的IT设备为例，如果PUE为3，输电网就需要为数据中心供电1800W电量，这说明为了确保IT设备安全运行，必须为配套的UPS供电系统、空调系统、输入/输出供配电系统及照明系统等组成的动力和环境保障基础设施预留IT设备功耗的2倍。PUE的值越接近1表明能效水平越好，国际上比较先进的数据中心的PUE值一般为1.5～2之间，并且在长期运行中能够稳定保持此水平。

2.DCiE=IT设备功耗/数据中心总设备功耗×100

DCiE是一个百分比值，它是PUE的倒数，数值越大越好。注：现在PUE的指标有另一种细化表达方式，公式为PUE=1/DCIE＝电力负载因数+冷却负载因数+1(IT负载能耗)，有兴趣的读者可自行查阅相关资料。

上面两个公式中的数据中心总设备功耗是指用电表测量出的数据中心单独的能耗。在测量IT设备自身的功耗之前，应该先完成所有电力转换设备、开关和空调安装，然后再进行测量。绿色网格建议的佳测量点是PDU(机房配电器)的输出口，从这里测量得出的就是数据中心供给计算机设备机架的总电量。

Tips

据相关部门统计，目前国内机房中140平方米以下的占50%（其实可能比这个数字还要多，因为有大量的小机房是不会被统计的），400平方米以下的机房占75%左右。这些中小型机房因为缺少合理化的能源效率设计，所以绝大部分PUE值都很高，浪费电力的现象比较严重。Gartner的分析报告显示：2008年，正在运营的数据中心中有50%面临因高密度的设备而产生的电力及空调不足的困境；2009年末，全球70%的数据中心基础设施中的能源消耗成为继企业人力成本后的第二大运营成本。从全国范围来考虑，PUE值如果能够下降，带来的可能是几十亿甚至更多的成本节约。

对于大型数据中心来说，现在国际上有一种集装箱式数据中心正在推广，它的主要特点是高密度、低PUE、快速部署。Microsoft在芝加哥的集装箱式数据中心的PUE约为1.2，该数据中心有三分之二采用集装箱式的服务器机房。这些集装箱可容纳1800个到2500个服务器。由于采用集装箱后只需对集装箱进行冷却，而不用冷却传统的整个数据中心机房，因此可以大大节约冷却所需的电能。Google也是采用的集装箱式数据中心，它甚至将机房建在高纬度地区，利用高纬度地区天然偏低的温度来减少能耗。