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数据中心能耗之设备节能与成本节能的关系(四)

   数据中心成本分为建设成本和运营成本两大部分。建设成本又包括基础设施建设成本和网络建设成本;运营成本则包括基础设施和网络维护成本、营销成本、管理成本和其他成本。通过分析,建设成本可细分为土地购置成本、机房建设成本、机房的 UPS 成本、空调等机房基本配套设施系统建设成本。运营成本可以细分为电费、基础设施维护费和网络维护费等 。数据中心的收益主要包括机架出租等直接收益及带宽出租等间接收益。数据中心的节能主要是从采取各种措施降低数据中心的运营成本入手,以取得更大的收益,但是与此同时建设成本通常又会增加,这两者之间是相互矛盾的,因此需要仔细权衡,才能将收益最大化。

  数据中心的节能与成本之间的矛盾体现在很多方面,如电源的选择、电源效率、与负载的关系和冗余等。例如,在为数据中心选择电源时,通常会基于最大的系统配置和负载需要选择电源,对于耗电量大的服务器而言,当然可以满足其需求,但是对于耗电量小的服务器来说却造成了极大的浪费。若为不同服务器提供不同的电源方案,则对于服务器的整个使用寿命来说,可以大大降低能耗,但却增加了建设成本。再如电源效率问题,假设电源效率为75%,则其中25%的电能转化成了热量,此时还需要采用制冷系统对其进行冷却,如果采用更高效的电源,则可以减少电能的浪费,降低运营成本,但是高效电源的单价更高,势必又会增加建设成本。所以如何权衡电源的节能与成本之间的关系,需要进行仔细的计算分析。

  由以上分析可知,数据中心节能与成本之间的矛盾,本质上就是数据中心建设成本与运营成本之间的矛盾,节省运行过程中的耗电量也就是节省运营成本,但这往往又会增加建设成本。所以解决数据中心节能与成本之间矛盾的过程,本质上就是数据中心建设成本与运营成本之和最优化的过程,亦即寻求一个最佳的建设运营方案以最大限度地降低数据中心成本。

  1.数据中心节能

  数据中心面临不断扩容的压力,双面临不断增长的能耗困境。因此,如何降低能耗成本,使用冷热分离的微模块机房建设绿色节能的数据中心,成为如今数据中心建设者的普遍追求。

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  数据中心的节能在体系架构方面包含建筑和环境、设备节能、智能管理三个层面:

  1)建筑和环境层面、从基础建筑和环保角度为绿色数据中心提供选址、建筑布局、建筑节能设计、维护结构及其材料、机房规划与布局等方面的建设。

  2)设备节能层面,从设备的角度对绿色数据中心提出各类耗电设备,包括IT设备、制冷设备、供电设备等的选型、使用、节能优化等的技术要求。

  3)智能管理的角度为绿色数据中心规范管理制度、工作人员、DCIM数据中心方法管理。

  2.设备节能

  从设备角度来看,数据中心设备节能主要包括IT设备、制冷设备、供电设备等的节能。IT设备方面,采用能耗更低的处理器和刀片式服务器;制冷设备方面,采用具有更高能效比的空调产品,采用应用变频技术的水泵和风机;供电设备方面,选用更高效的配电柜和高频UPS等。

  3.系统节能

  从系统层面来看,各种类型的设备节能系统不一定能相互影响并形成一个整体的节能系统。数据中心虽然采用了很多先进的节能设备,但是这些设备还不够智能,基本上处于“各自为政、孤军奋战”的阶段,不能很好地协同,它们之间缺乏联动协同机制,无法从系统和整体上实现高效节能。

  若仅对于空调系统而言,其作用是保证机房的热湿环境,但机房的冷湿负荷是随着设备的运行状况及室外环境不断变化的,如果不能根据各类外部条件对空调系统的运行状态加以控制,则无法保证机房的温度和湿度稳定,而空调节能也无法得到保证。因此,使用DCIM数据中心让设备协同合作、智能化运行是目前数据中心必备系统之一。

  4.设备节能对系统节能效应的影响

  对于一个具有良好控制系统的数据中心而言,随着某一设备功率的变化,其他设备的运行功率也会随之调整。“能效逻辑”这一理念被引人来分析设备节能对系统节能效应的影响。这个理念描述了数据中心从终端主设备到基础设施的级联节能效应,不仅直观地揭示了数据中心各子系统在节能降耗方面的逻辑相关性,更提供了一种分析数据中心的思路和方法,为数据中心和IT部门的管理者提供了降低数据中心能耗的新方向。