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如何通过提高数据中心效率获得实惠

作者:祁金华  来源:网界网  时间:2008-7-22 9:21:29
  在空间方面节省:Bowne & Co.公司如何利用更高效的散热和电源系统将整个数据中心对空间的要求降低60%在谈到数据中心的运营时,空间就意味着金钱。正因为如此,Bowne公司于2006年秋季在新泽西州West Caldwell建设新的数据中心时,将大量的精力集中于减少足迹要求。

  在空间方面节省:Bowne & Co.公司如何利用更高效的散热和电源系统将整个数据中心对空间的要求降低60%在谈到数据中心的运营时,空间就意味着金钱。正因为如此,Bowne公司于2006年秋季在新泽西州West Caldwell建设新的数据中心时,将大量的精力集中于减少足迹要求。

  Bowne公司是一家富有传奇性历史的企业。该公司创建于1775年,是世界上历史最悠久的财务印刷企业,负责印制年报、股票证书和其它财务和监管文件。这家总部设在纽约市的企业在全世界范围内拥有60家分支机构和3200名员工。

  Bowne公司在美国运营着三个数据中心,另有一个数据中心在欧洲运行。在这些数据中心中,其中两个为主数据中心,另外两个为备用设施。

  West Caldwell数据中心的足迹比上一代数据中心要小60%.Bowne公司关键设施基础设施主管Louis Bomentre 说,实现这一改进的关键是基础设施的增强。他说:“我们的新泽西数据中心融合了精确的散热、高密度环境支持、新型的高压交流电(HVAC)系统和电源分配系统,并采用了热通道和冷通道技术。利用这些技术,我们才将减小数据中心的足迹。” Bomentre说,然而,在这种规模较小的数据中心中,散热的挑战变得更为巨大。他说:“足迹较小的数据中心对能源的需求量更大。其能源和散热要求都会成倍增加。我们必须将注意力集中于热通道/冷通道封闭技术,并在临近机架的位置对电力加以分配。”Bowne公司的作法不是冷却整个机房,而是选择性地直接对IT设备进行散热。新数据中心具备机架一级的精确散热能力,以及机架一级的热空气封闭技术。

  Bomentre说:“我们的精确分排散热单元全部都是模块化的。我们只购买必需的精确散热量,根本不需要使用超出IT设备发热量的散热能力。我们的制冷系统是可扩展式的。按照设计,该系统可以按每10吨为一级逐级递增,因此可以在需要时增加一台10吨的制冷器和一台10吨的冷凝器。”通过部署American Power Conversion公司的Symmetra PX系统,Bowne公司还节省了电源方面的成本。该系统是一种可扩展式的高能效UPS.Bomentre说:“今天,我们只购买业务所需的电能。我们决不会过度购买,也不会购买超出需求的电力,更不会为明天购买。” Bowne公司会持续监视其UPS系统和机架的功率消耗,及其精确散热系统的热量负载分配情况。

  Bomentre说:“我们正准备使数据能够为Bowne公司的基本利益服务。”在2008年,Bomentre将对其West Caldwell数据中心的绿色电力资源进行评价。他说:“我们希望这方面的政策能力放开,让我们能够向绿色电力供应商购买电力。通过节省资金,我们将成为一个对环境中立的无害环境,减少碳排放量。”在测量方面节省:Digital Realty如何在70个数据中心中控制电力成本对于Digital Realty Trust公司而言,管理北美和欧洲的70个数据中心内的电力消耗和效率已成为一项重要的业务。这家总部设在旧金山的公司共拥有1200万平方英尺的数据中心机房面积,任何降低成本的重点措施都具有至关重要的意义。

  Digital Realty为其数据中心以及Savvis和United Layer等客户提供全面的安全、电力和散热服务,并提供自己的计算机能力。Digital Realty是绿色数据中心设施领域的领导者,该公司在芝加哥的一处数据中心已经赢得了美国绿色建设理事会颁发的第一个金牌认证。

  Digital Realty公司在跟踪其持续数据中心运营成本的过程中,特别重视一项指标:所用电力的美元/千瓦数值。Digital Realty公司负载工程的副总裁Jim Smith 说:“电力和散热,以及电力及散热的成本都是我们的重要业务内容。过去,人们考虑的内容主要是平方英尺和平方英尺的成本。但许多在银行,还有大部分的Internet行业,尤其是微软和Yahoo,都在转变这一思路。现在,我们在建设新的数据中心时,考虑的是美元/千瓦值。” Smith 说,Digital Realty公司还使用美元/千瓦值作为建设数据中心的关键资本成本指标。

  Smith 说:“我们使用美元/千瓦值作为一项内部的绩效工具。对于密度和功率成本而言,每千瓦的成本是非常敏感的。在康涅狄格、纽约或旧金山等超高密度环境中,这项成本可能非常高。在德克萨斯州Austin等低密度环境中,我的美元/千瓦值要低得多。” Smith说,Digital Realty公司于2006年开发了美元/千瓦值指标,但到2007年中期以后才开始使用该指标作为一项关键的基准。

  计算美元/千瓦值的方法一目了解:将在建数据中心的成本除以UPS容量的千瓦数,便可以得出该项目的美元/千瓦值。例如,总价900万美元的数据中心如果能够提供1000千瓦的UPS容量,则其美元/千瓦值为9000美元每千瓦。

  利用该指标,Digital Realty公司发现,低密度数据中心的回报实际上要高于那些高密度数据中心。低密度数据中心的美元/千瓦值通常要低于高密度数据中以后同类数值。正因为如此,Digital Realty公司建设的数据中心在功率密度方面都介于100至150瓦/平方英尺之间。

  Smith解释说:“在密度提高辐度较大时,运行时的温度也会随之上升。如果数据中心的功率密度达到350至500瓦/平方英尺,散热系统中的任何故障都会立即导致危机的产生。如果运行时的功率密度是250瓦/平方英尺,除了关闭所有设备,防止热失控外,没有其它的办法。当功率密度为100瓦/平方英尺时,出现热失控的可能性极低。” Digital Realty公司每15分钟都会记录一次数据中心内电力消耗和效率的情况。

  Smith说:“测量[美元/千瓦值]并将其作为业务流程的一部分来建设是一种巨大的竞争优势,因为数据中心就是我们的业务。我们的观点是,在不久的将来,数据中心将必须报告自己的碳排放足迹。如果没有完善的测量工具,我们将很可能无法履行法规的要求。”在散热方面节省:Unisys瞄准数据中心的空调系统无论IT执行官们喜欢与否,要想降低数据中心的电力消耗,他们都需要成为空调方面的专家。这是因为,一些专家指出,空调和相关的制冷器和加湿器消耗了多数数据中心电力成本的约45%。的确,如果想要提高能源效率,数据中心运营商首先应当在空调方面下手。通常,在输入建筑物的电力中,有30%至50%最终输入IT设备。剩余的部分用于电力和散热基础设施。

  American Power Conversion公司数据中心科学中心副总裁Carl Cottuli说:“在电力和散热的物理层中,数据中心的所有者可以在五个方面获得真正的价值:高效UPS、降低交流电力分配的损失、联系紧密的散热系统、可扩展的电力和散热,以及电力和散热容量管理软件。”(如果这些空调词汇让您一头雾水,请参阅绿色IT执行官相关图表。)

  2007年12月,Unisys在明尼苏达州Eagan的数据中心内新增了17000平方英尺的额外,并在其中应用了空调系统技术中的一些最新趋势。这一新增部分的模块化设计使Unisys公司中散热容量的扩展速度能够跟上处理负载的步伐。为达到散热的目的,系统使了清凉的外界空气。

  Unisys公司北美数据中心基础设施总监Victoria Bond 说:“对于我们的设计而言,关键的是管理数据中心的能力,包括管理散热和管理电力消耗。如果我们机房里的设备负载并不满,我们就不需要让散热系统也全负载运转。”认真建模Bond说,利用这些技术,新增数据中心时电力消耗量可能比原有设施低24%.在这部分效率中,约有16%来自提高空调系统的能源效率,另外8%来自在散热系统中使用外部清凉空气。

  在Unisys公司建设新增数据中心的过程 ,该公司使用了一种计算流体力学(CFD)模型来选择其空调机和电力分配单元的最佳位置。这些计算流体力学分析由数据中心空调厂商Leibert完成,分析过程中使用的是该厂商自己的冷热点监视工具。

  Bond说,在设计数据中心新增部分之前,Unisys还对原始设施中的能源使用情况进行审查 - 分析其中的电力消耗和处理负载情况。

  Unisys公司设施地点经理Michael Westerheim 指出,新增部分的目标是将电力消耗降至最低。他解释说:“我们最终采用了四台发电机和四个UPS模块。这种设计让我们具备了一定的灵活性,使数据中心能够在负载为25%、50%、75%或100%时以最佳效率运行。多数数据中心运营商都不知道会在何时引入哪些类型的设备。因此,我们的关键目标是尽可能提高该设施的灵活性。” Unisys公司可以监视新增部分每一分钟的计算负载和电力要求。Westerheim说:“我们可以监视随时间变化的计算负载,并控制我们的基础设施设备来满足任何时间的服务器负载要求。我们可以改变支持设备 - UPS、发电机和空调配置,随时满足负载的要求。”Westerheim使用了一种由Green Grid行业协会开发的数据中心基础设施效率(DCiE)的指标。DCiE以百分比的形式表示,计算方法为IT设备功率除以总设施功率并剩以100.DCiE的数值越高,则效率越高。多数DCiE数值介于30%至60%之间。

  在新的Eagan设施中,Unisys公司第一次使用能源效率作为数据中心建设中的一项目标,并且是第一次使用DCiE指标。Bond说,目前,Unisys公司还希望在其他一些数据中心里也应用自己学习到的经验。

  Bond说:“能源效率极为重要 - 它不仅仅包括功率消耗,也包括数据中心足迹和电力管理。只要将两者很好地结合在一起才能有效地降低成本。” Unisys公司面临的问题之一是,数据中心的电力管理在很大程度上取决于设施中的管理人员,而非IT人员。Bond说:“让首席信息官来掌握每月的电费账单是我们的重点目标之一。这一问题已列入我们在2008年的议事日程。”向其它各方提供帮助在新增的数据中心内,Unisys公司正在帮助客户对服务器进行虚拟化,从而减少其足迹和电力消耗。

  例如,Unisys在今年秋季帮助Minneapolis市减少了76台1U服务器的数量,并代之以三台运行VMware 的Unisys ES7000八路服务器。该市共拥有128台服务器,其中76台适合进行虚拟化。

  Unisys顾问兼Six Sigma高级管理人员Joe Helm指出:“我们估计,每台服务器可以节省1千瓦,最终节省的功率达到70千瓦。” Unisys公司是这些服务器的所有者,并且根据五年前签订的外包合同为该市操控这些服务器。

  Helm说:“虚拟化不仅使我们能够在数据中心方面节省资金,还通过减少服务器的足迹,为我们带来了增长的空间。同时它也让我们具备了更大的灵活性。在过去,架设一台服务器通常需要一周或两周的时间,而现在只需要几个小时便能解决问题。”Unisys公司正在其基础设施中采用相同的战略。该公司最近对其自己的1000台服务器进行了分析,并且认为其中有400台适合进行虚拟化。这些服务器可以为公司节省400千瓦的功率。

  Helm说:“决定未来趋势的有四件事情:维护、足迹、功率和散热。对于数据中心来说,用三台服务器替代76台服务器的作法无疑是好处多多。”

责任编辑:李伟
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