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数据中心能效提升办法及建议

来源: 日期:2014/2/21 11:43:52 作者:

摘要:当我们使用Google产品时,Google数据中心的服务器可随时随地为我们服务。Google的服务器可同时支持多个产品,如“云”。通过让服务器保持忙碌状态,就能用更少的投入做更多的工作,即用更少的服务器和能源进行更多的搜索操作、提供更多的 Gmail 服务以及 YouTube 视频。Google需要努力减少这些服务对环境的影响,便于用户使用Google的产品时,用户的行为也有利于环境保护。

标签数据中心,能效提升

   当我们使用Google产品时,Google数据中心的服务器可随时随地为我们服务。Google的服务器可同时支持多个产品,如“云”。通过让服务器保持忙碌状态,就能用更少的投入做更多的工作,即用更少的服务器和能源进行更多的搜索操作、提供更多的 Gmail 服务以及 YouTube 视频。Google需要努力减少这些服务对环境的影响,便于用户使用Google的产品时,用户的行为也有利于环境保护。

  谷歌数据中心如何提高能效

  Google数据中心使用的能源比普通数据中心少 50%,办法是将温度升高到 80°F,利用室外空气进行冷却,并构建自定义服务器。采用最全面的方法来测量PUE,计算结果包括全球各地的所有数据中心(而不是只是最新、最好的数据中心)的工作性能,并且测量是全年不间断(而不是只在气温低的季节)进行的,Google最好的数据中心可以将 PUE 的值降低到 1.06.而根据国际正常时间协会 2012 年的数据中心调查,参与调查的企业各自的最大数据中心的全球平均值在 1.8 与 1.89 之间。

  PUE 数据如何得出?Google在数据中心使用多个在线功率表,以随时测量耗电量,还利用不同的仪表跟踪测量冷却基础设施和 IT 设备消耗的能源,从而能够非常精确地计算出 PUE 的值。另外,Google通过在设施中安装几十个甚至几百个功率表,以便将所有的耗电成分都纳入 PUE 的计算中。

  能效计算中包含哪些内容?在测量 IT 设备耗电量时,Google只测量服务器、储存器以及联网设备,但其他所有的电耗都算进日常开销能耗,例如,将服务器电源线的电耗算入日常开销电耗,而不是 IT 设备电耗,同样,从变电站的效用角度测量其耗电总量,从而将变电站的变压损耗算进 PUE.

  Google 将服务器、储存器和联网设备纳入 IT 设备电耗的范围

  

google-power-distribution

 

  Google数据中心的 PUE 等式

  

google-pueexplained

 

  ESIS:对冷却装置、照明、办公场地及一些联网设备进行供电的设施变电站的能源消耗

  EITS:对服务器、网络、储存器和机房空调 (CRAC) 进行供电的 IT 变电站的能源消耗

  ETX:中高伏变压器损耗

  EHV:高压电缆损耗

  ELV:低压电缆损耗

  EF:现场燃料(包括天然气和燃油)的能源消耗

  ECRAC CRAC:能源消耗

  EUPS:服务器、网络和储存设备的不间断电源供应 (UPS) 造成的能量损耗

  ENet1:类型 1 单位分电站供给的机房能源

  Google花了 10 多年时间来提高数据中心的能源利用率,在此过程中,总结了一些最佳做法。无论您运行大型或小型数据中心,您都可以选择其中几个简单的设计来提高设施能效、降低成本并减少对环境的影响。

  以下是前五条最佳做法:

  测量 PUE

  您无法对自己未测量的东西进行管理,因此,请务必及时跟进数据中心能源使用情况。该行业利用名为“能源利用率”(PUE) 的比率进行测量,并帮助减少非计算功能(如冷却和配电)的能源使用。要有效使用 PUE,那么经常进行测量是非常重要的。因此,我们至少每秒取样一次。更重要的是要获取一整年的能源使用数据,因为季节性的天气变化会影响 PUE.了解详情。

  管理气流

  良好的气流管理对于提高数据中心的运营能效是至关重要的。您可以利用精心设计的防泄露系统将冷热气体混合的可能性降到最小。然后,消除加热点并确保机架中的每一个空槽都使用了盲板(或金属平板)。我们发现,只要稍稍进行分析就能获得很大收获,例如,利用计算流体力学 (CFD) 的热模拟能帮助您快速辨别并优化设施的气体流动,而无需重组机房。了解详情。

  调节恒温器

  您无需将数据中心的温度保持在 70°F.事实上,所有的设备制造商都允许冷通道在 80°F 或更高的温度下运行。如果您的设施使用节能器(我们强烈建议),那么请在较高温度下运行冷通道,这样既可以使“免费冷却”的天数变长又可以节省更多能源。了解详情。

  利用免费冷却

  在数据中心的冷却基础设施中,冷却器消耗的能源通常最多,因此,如果能将冷却器的耗能降到最少,您就可以实现最大的能源节约。利用“免费冷却”,您无需使用冷却器就能为设备施散热。这包括使用低温的环境空气、蒸发水或大型热库。虽然免费冷却的方法不止一种,但使用水和鲜风节能器是经过实践检验并可轻松实施的方法。

  优化配电

  通过尽量减少电力转换步骤,您可以将配电损耗降到最小。对于必须进行的转换步骤,请务必使用高效的设备变压器和配电装置 (PDU)。数据中心配电过程的最大损耗之一来自不间断电源 (UPS),因此选择一个高效的转换模式显得尤为重要。最后,为设备稳定提供尽可能接近供电的电压,以减少输电线路耗损。

                        
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