綠色數據中心大趨勢移動(dòng)設備大熱,大數據時(shí)代降臨,加上企業(yè)落實(shí)部署云計算,這一切催生數據中心行業(yè)蓬勃發(fā)展。有的企業(yè)將現有數據中心轉型,也有的另建全新數據中心以滿(mǎn)足用戶(hù)需求。不過(guò),就目前來(lái)看,大部分企業(yè)的數據中心還未做好迎接新時(shí)代的準備:它們通常耗電過(guò)多,一直在浪費運營(yíng)成本。
下一代數據中心應該具有兩大特點(diǎn):(1)采用云計算、虛擬化技術(shù),解決長(cháng)期以來(lái)數據中心計算設備使用率偏低的問(wèn)題,以服務(wù)(as a service)形式,按需供應計算資源,減少設備空轉和浪費;(2)綠色環(huán)保,積極降低能耗。
降低數據中心能耗可以通過(guò)3種方式進(jìn)行:第一種是“彈性”方式,比如華為開(kāi)發(fā)的FOS系統,可以按繁忙時(shí)段設置數據中心設備的開(kāi)關(guān),隨時(shí)打開(kāi)或者關(guān)閉部分設備。晚上非繁忙時(shí)段,可以結合虛擬化技術(shù),實(shí)現虛擬機器在網(wǎng)絡(luò )間移動(dòng),集中到少數機架上,空閑區域內的所有設備則完全關(guān)閉,如IT基建、空調、后備電源等,到黎明前才再度啟動(dòng)。
第二種是“模塊化”方式,可以減少項目啟動(dòng)時(shí)的設備投資,增加擴容的靈活度和效益。
第三種是“混合”方式,采用不同等級的冗余和供電密度,代替單一的對所有設備高要求,可以避免過(guò)剩的投資。
當前,市場(chǎng)上的供應商通常專(zhuān)注于數據中心的不同層面,推行各自的方案,而無(wú)法彼此協(xié)調、交換信息,以降低能耗。華為將數據中心定義為4層,抽象分類(lèi),全面考慮數據中心的設計和運營(yíng)生命周期,可以更有效降低數據中心的能耗。
以數據中心的電力節省為例,數據中心內的不同設備涉及不同供應商:最底層是基建設備,俗稱(chēng)“風(fēng)火水電”,包括空調冷卻、防火、配電、布線(xiàn),甚至保安和監控系統等;第二層是計算、網(wǎng)絡(luò )、存儲等IT基建設備;再往上,是軟件應用,如電子郵件、虛擬桌面(VDI)、云端存儲、主機寄存等;最上層是數據中心運營(yíng)托管等服務(wù),包括監控、優(yōu)化運營(yíng)、災難恢復等。華為數據中心服務(wù)可以從構思、設計、落實(shí)、運營(yíng)、優(yōu)化等層面提供應對方案,實(shí)現對以上所有設備層的優(yōu)化管理,以降低整體的電力損耗。
PUE與運營(yíng)成本節能有不少方法,除了改變數據中心布局設計、如以冷熱信道改善散熱冷卻的效果,也可通過(guò)不間斷監控系統,動(dòng)態(tài)調整不同單元,優(yōu)化管理,達到減排目標。
電力成本占數據中心整體運營(yíng)成本近三成,大部分數據中心成本高、效能低,有改善的必要。數據中心的能源效益以能源使用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)做評估標準,總用電量和IT設備總用電量的比例,理想值是1,即耗電均用在IT設備上,但實(shí)際上卻不可能,其中大部分電力用于制冷。
PUE值愈低,表明能源效率越高。一般新建的數據中心PUE值為1.8左右,計算設備每耗1度電,大約有0.8度用于非IT設備部分(例如冷卻)。歐洲曾有客戶(hù)邀請華為為其建設和運營(yíng)數據中心,PUE值達到1.3的極低水平,技術(shù)難度極高,必須以端到端優(yōu)化、一體化設計來(lái)實(shí)現節能。
發(fā)展中國家的數據中心平均PUE值約為3,我國香港約為2,而歐洲和美國平均約為1.5~1.8。可見(jiàn)發(fā)展中國家的數據中心遠較其它國家浪費能源。發(fā)展中國家地域廣闊,建設數據中心通常預留空間用于日后發(fā)展,但空置部分也放置制冷系統,造成了嚴重浪費。同時(shí),有的IT經(jīng)理誤以為數據中心內氣溫越低越好,把空調溫度設置得很低,但事實(shí)上攝氏28度已經(jīng)足夠。據了解,在非洲、中東等發(fā)展中國家都有類(lèi)似的情況出現。
數據中心注重總體擁有成本(TCO),包括前期的建設投資Capex和日后的運營(yíng)成本Opex,PUE值越高,代表運營(yíng)成本越昂貴。專(zhuān)業(yè)的咨詢(xún)服務(wù)可以幫助用戶(hù)降低運營(yíng)成本,贏(yíng)得長(cháng)遠的利益。
華為能夠提供一系列數據中心專(zhuān)業(yè)服務(wù),從顧問(wèn)設計到落實(shí),從集成、整固、評估、優(yōu)化、搬遷、災備到轉型建議, 采用計算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,CFD)等一系列專(zhuān)業(yè)評估工具,幫助企業(yè)提高能源效益,建立綠色環(huán)保形象,節省運營(yíng)成本。
此外,華為NetEco系統通過(guò)在不同設備(如電源、配電、直流、門(mén)禁、閉路電視)上使用感應器,搜集數據監控數據中心運作,出現異動(dòng)時(shí)即發(fā)出預警,可以在問(wèn)題出現前做適當準備,預防斷電或其它故障導致數據中心停止運作。通過(guò)搜集的數據,還可以動(dòng)態(tài)地計算出PUE值,根據每天不同時(shí)段的數值變化,調整制冷設置,優(yōu)化降低能耗。
如果配合華為FOS系統,使底層的基建跟二層的IT設備聯(lián)動(dòng)起來(lái),通過(guò)云計算及存儲設備的漂移,更可減少局部的用電和熱排,層層做出優(yōu)化。
小改動(dòng),效能大改善數據中心內每個(gè)用電設備都會(huì )產(chǎn)生熱量。如果熱排和供冷沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的安排和精密布局,“熱點(diǎn)”就會(huì )產(chǎn)生。一旦“熱點(diǎn)”形成,局部的空調冷卻效率就會(huì )大幅降低,整個(gè)數據中心的能效也會(huì )受到拖累,整體PUE值增加。
其實(shí),有時(shí)只要在數據中心做少許改動(dòng),例如調整機柜的排列、室內空調機的擺放位置,把密封地板改為可調動(dòng)的出風(fēng)地板等,即可將PUE值大幅降低。舉個(gè)例子:華為為中國移動(dòng)海南分公司的數據中心評估運營(yíng)情況時(shí),將機柜以背對背的密封方式重新排列,提高制冷效能,最終實(shí)現PUE值降低,每年節省的電費差不多30%。在另一個(gè)案例中,客戶(hù)數據中心內的硬件設備故障發(fā)生非常頻繁,機房?jì)鹊膯T工也經(jīng)常生病,華為的顧問(wèn)使用專(zhuān)業(yè)設備檢測數據中心的內空氣條件,找出空氣流動(dòng)系統(AHS)的問(wèn)題并加以改進(jìn),移走中心內使用材料不符合安全標準的地板,令系統恢復正常運作,有關(guān)工作人員也覺(jué)得空氣質(zhì)量得到了改善。
如果投入少許資源,對數據中心做輕微改動(dòng),即可提高能源使用效率,減低總體擁有成本,更可藉此實(shí)踐企業(yè)的社會(huì )責任,相信不少企業(yè)都樂(lè )意去做。