隨著對計(jì)算能力和數(shù)字服務(wù)的需求持續(xù)增長，數(shù)據(jù)中心的能源消耗也在上升。為了減少數(shù)據(jù)中心的碳排放，許多數(shù)據(jù)中心經(jīng)理現(xiàn)在制定了他們必須遵守的企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。據(jù)畢馬威 (KPMG) 稱，現(xiàn)在 80% 的公司報(bào)告了他們的可持續(xù)性。
提高數(shù)據(jù)中心能源效率的好處是巨大的。可持續(xù)發(fā)展的數(shù)據(jù)中心可減少設(shè)施對氣候變化的影響，降低運(yùn)營成本，最大化現(xiàn)有容量的價(jià)值，符合法規(guī)和倡議，并且對客戶更具吸引力。但是許多數(shù)據(jù)中心經(jīng)理不知道如何測量他們的數(shù)據(jù)中心能耗并在不引入風(fēng)險(xiǎn)的情況下智能地降低能耗。幸運(yùn)的是，任何數(shù)據(jù)中心經(jīng)理都可以遵循一些最佳實(shí)踐來擁有更環(huán)保的數(shù)據(jù)中心。
1.測量和監(jiān)控您的數(shù)據(jù)中心能耗
降低數(shù)據(jù)中心能耗的第一步是對其進(jìn)行測量。如果沒有關(guān)于您的能源使用情況的關(guān)鍵信息，您將不知道您的基準(zhǔn)是什么、您取得了多少進(jìn)步，或者您提高數(shù)據(jù)中心能源效率的機(jī)會在哪里。
智能機(jī)架 PDU 是測量每個(gè)機(jī)架的用電量和可用容量的必備工具。插座計(jì)量 PDU 提供設(shè)備級別的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有額外的好處，可以幫助您識別幽靈服務(wù)器和耗電大戶、了解客戶的能源使用情況和成本，以及比較 IT 效率。帶插座控制的開關(guān)式 PDU 也可用于遠(yuǎn)程打開和關(guān)閉單個(gè)插座，這樣您就可以在設(shè)備不使用時(shí)節(jié)省能源。
其他電表選項(xiàng)包括母線分接器和母線槽末端饋電、遠(yuǎn)程配電盤、地板 PDU、UPS 和樓宇儀表。來自這些項(xiàng)目的數(shù)據(jù)有助于提高能效指標(biāo)的容量和報(bào)告。
接下來，您需要收集、存儲、趨勢分析和報(bào)告所有這些數(shù)據(jù)，以從中提取最大價(jià)值并智能地降低數(shù)據(jù)中心的能耗。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理 (DCIM) 軟件從功率計(jì)收集實(shí)時(shí)測量讀數(shù)，并將其轉(zhuǎn)化為可操作的見解，從而更輕松、更快速地減少數(shù)據(jù)中心的碳足跡。
現(xiàn)代 DCIM 軟件每天可以從您的數(shù)據(jù)中心收集數(shù)十億個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并將它們提煉成易于理解和預(yù)配置的儀表板圖表、報(bào)告和 3D 可視化分析，以簡化數(shù)據(jù)中心能源管理。借助智能電源基礎(chǔ)設(shè)施和 DCIM 軟件，您可以輕松測量數(shù)據(jù)中心的能耗、能源成本、碳足跡等。通過分析這些數(shù)據(jù)的趨勢，您可以實(shí)時(shí)查看能源效率計(jì)劃的影響。
2.測量和監(jiān)控您的數(shù)據(jù)中心環(huán)境
來自環(huán)境傳感器的數(shù)據(jù)提供了有用的信息，例如在不將設(shè)備置于建議范圍之外以維持正常運(yùn)行時(shí)間的情況下，您可以在何處提高效率以及提高多少。
環(huán)境傳感器具有成本效益且易于安裝。有助于提高數(shù)據(jù)中心能效的傳感器包括：
- 溫度。在每個(gè)機(jī)架中安裝溫度傳感器，以了解您是否過冷以及過冷程度。然后，您就會知道可以將溫度提高多少來節(jié)省能源。
- 濕度。每五個(gè)機(jī)架部署一個(gè)濕度傳感器，以了解您是否對數(shù)據(jù)中心過度加濕或除濕。
- 氣流。在每個(gè)冷空氣供應(yīng)和熱空氣回流處放置一個(gè)氣流傳感器，以確保冷卻系統(tǒng)正常有效地運(yùn)行。
- 空氣壓力。冷熱通道之間的氣壓差異可能會導(dǎo)致隔板泄漏，從而降低效率。來自高架地板下的氣壓數(shù)據(jù)可以輸入冷卻系統(tǒng)或建筑管理系統(tǒng) (BMS)，以改變風(fēng)扇速度以提高效率。
在第一步中將電力和能源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可操作信息的相同 DCIM 軟件應(yīng)該用于收集和報(bào)告環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)。例如，您可以在 3D 平面圖上查看熱或濕度延時(shí)視頻，以輕松發(fā)現(xiàn)浪費(fèi)的過冷或利用開箱即用的 KPI 圖表，例如每個(gè)機(jī)柜的 delta-T。
3.跟蹤 PUE 和其他數(shù)據(jù)中心可持續(xù)性 KPI
如果您完成了第一步和第二步，您現(xiàn)在就擁有了一個(gè)完全檢測和監(jiān)控的數(shù)據(jù)中心。您現(xiàn)在可以開始跟蹤數(shù)據(jù)中心可持續(xù)性 KPI，這些 KPI 表明您的數(shù)據(jù)中心的效率和發(fā)展方向。
電源使用效率 (PUE)是最受歡迎的數(shù)據(jù)中心 KPI 之一。它是總設(shè)施能源與總 IT 設(shè)備能源的比率。PUE 越接近 1.0，數(shù)據(jù)中心的效率就越高。如果您擁有采用最先進(jìn)技術(shù)的較新數(shù)據(jù)中心，您的 PUE 目標(biāo)應(yīng)該在 1.2 左右但不超過 1.4。如果您正在優(yōu)化舊設(shè)施，則目標(biāo)是 PUE 為 1.5 或更低。
計(jì)算 PUE 可能是一個(gè)充滿手動(dòng)儀表讀數(shù)和數(shù)學(xué)運(yùn)算的繁瑣過程，但使用 DCIM 軟件，您可以實(shí)時(shí)自動(dòng)計(jì)算、趨勢和比較所有站點(diǎn)的 PUE。然后，您可以專注于降低數(shù)據(jù)中心能耗的戰(zhàn)略項(xiàng)目，而不是耗時(shí)且可能不準(zhǔn)確的 PUE 計(jì)算。
有許多衡量數(shù)據(jù)中心能源消耗和可持續(xù)性不同方面的指標(biāo)。要全面了解您的數(shù)據(jù)中心的綠色程度，請衡量與您最相關(guān)的指標(biāo)，例如：
- 符合 ASHRAE 標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)柜百分比——衡量在理想環(huán)境條件方面取得的進(jìn)展。
- 碳使用效率 (CUE) – 從數(shù)據(jù)中心碳足跡衡量整體可持續(xù)性
- 冷卻能力系數(shù) (CCF) – 衡量數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的整體效率。
- 數(shù)據(jù)中心空間效率 (DCSE) – 衡量數(shù)據(jù)中心空間的使用效率。
- 每個(gè)機(jī)柜的 Delta-T – 衡量冷空氣冷卻每個(gè)機(jī)柜中 IT 設(shè)備的效率。
- 綠色能源系數(shù) (GEC) – 衡量現(xiàn)場產(chǎn)生了多少可再生能源。
- 每個(gè)機(jī)架的擱淺電源容量——衡量在現(xiàn)有機(jī)柜資源中可以部署多少額外設(shè)備。
- 技術(shù) 碳效率 (TCE) – 衡量數(shù)據(jù)中心消耗能源的清潔程度。
- 用水效率 (WUE) – 衡量數(shù)據(jù)中心用水的效率。
4.避免數(shù)據(jù)中心過冷
ASHRAE 的熱指南規(guī)定服務(wù)器進(jìn)氣口的溫度應(yīng)在 65-80°F 之間。然而，許多數(shù)據(jù)中心管理人員規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)并讓他們的設(shè)備保持更涼爽是可以理解的。由于服務(wù)器入口溫度每升高 1°F ，數(shù)據(jù)中心的能耗可降低4-5% ，因此大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都有巨大的節(jié)能潛力。借助溫度傳感器和 DCIM 軟件，可以輕松安全地升高溫度，同時(shí)確保設(shè)備安全地處于推薦的指導(dǎo)方針范圍內(nèi)。
為避免過冷和浪費(fèi)能源，請遵循以下簡單過程：
- 根據(jù) ASHRAE 指南，在每個(gè)機(jī)架前后的頂部、中部和底部部署溫度傳感器。
- 在您的 DCIM 軟件中，設(shè)置機(jī)架入口溫度的閾值，以便在溫度超過您選擇的溫度時(shí)自動(dòng)通知您。
- 使用 DCIM 工具的內(nèi)置濕度冷卻圖，確定您的機(jī)架是否在您選擇的指導(dǎo)范圍內(nèi)。如果不是，請?jiān)u估您可以將溫度升高多少。
- 慢慢提高您的溫度設(shè)定點(diǎn)，同時(shí)檢查您的冷卻圖表以確保您不會超過您的閾值。在某些情況下，您甚至可以完全關(guān)閉 CRAH/CRAC。
- 偶爾查看 DCIM 中的溫度趨勢和熱延時(shí)視頻，并進(jìn)行任何必要的調(diào)整。
5.實(shí)施數(shù)據(jù)中心遏制
將冷卻裝置的冷空氣與 IT 設(shè)備排出的熱空氣分開，可以將數(shù)據(jù)中心的能耗降低 30% 或更多。這是因?yàn)楫?dāng)冷熱空氣混合時(shí)，冷卻基礎(chǔ)設(shè)施必須通過冷卻已經(jīng)很冷的空氣來浪費(fèi)能源。考慮數(shù)據(jù)中心遏制和監(jiān)控策略，以防止冷熱空氣混合。這將實(shí)現(xiàn)均勻的送風(fēng)溫度和更暖的回風(fēng)，以便您的 CRAH/CRAC 僅冷卻數(shù)據(jù)中心內(nèi)最熱的空氣。
有幾種不同的方法可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。流行的遏制選項(xiàng)包括：
- 熱通道氣流遏制。天花板和門封閉了成排機(jī)柜之間的熱通道，以便將排出的熱空氣分離并返回冷卻系統(tǒng)。
- 冷通道遏制。天花板和門封閉了兩排機(jī)柜之間的冷通道，使數(shù)據(jù)中心的其余部分成為熱空氣回流室。
- 煙囪系統(tǒng)。溫暖的廢氣通過每個(gè)機(jī)架上方的煙囪被向上推到天花板回風(fēng)室。
- 窗簾系統(tǒng)。機(jī)架面對著前后交替的兩排，簾子將冷送風(fēng)和暖排風(fēng)隔開。
6.將旁路氣流保持在最低限度
氣流管理是一種經(jīng)常被忽視的降低數(shù)據(jù)中心能耗的方法。通過優(yōu)化氣流，您可以進(jìn)一步提高冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的效率。目標(biāo)是盡量減少旁路氣流，旁路氣流是在返回冷卻單元之前不會冷卻 IT 設(shè)備的空氣。旁路氣流平均約占所有氣流的 60%，因此有足夠的機(jī)會提高效率，而且通常相當(dāng)便宜且可快速實(shí)現(xiàn)。
減少數(shù)據(jù)中心旁路氣流的一些方法包括：
- 空白面板。盲板是一種低成本的解決方案，可以改善氣流、降低服務(wù)器入口溫度并提高回風(fēng)溫度。僅面板一項(xiàng)就可以將能源成本降低 1-2%。不要忘記堵住孔，例如開放的 U 空間、導(dǎo)軌和機(jī)柜邊緣之間的空間以及機(jī)柜下方。
- 高架地板。多孔地磚應(yīng)放置在需要冷卻的 IT 設(shè)備前面的高架地板上。在高架地板上使用墊圈密封電纜穿孔，并允許在地板下保持最大壓力。
- 高流量柜門。與玻璃或類似材料制成的門相比，穿孔柜門可改善氣流。
- 效率罩。CRAC 裝置的高效抽油煙機(jī)通過將您的裝置延伸至回風(fēng)室，使它們能夠接收到更溫暖的空氣。將最熱的空氣盡可能地抽出數(shù)據(jù)中心會導(dǎo)致溫度變低并更快地冷卻。抽油煙機(jī)可以將冷卻裝置的容量增加多達(dá) 25%，并允許 CRAC 更頻繁地循環(huán)關(guān)閉，從而延長其使用壽命。
7.找到你的幽靈服務(wù)器和耗電大戶
幽靈服務(wù)器是閑置的服務(wù)器，它們不執(zhí)行任何有用的功能，同時(shí)仍然消耗能量和空間。數(shù)據(jù)中心中高達(dá) 30% 的所有服務(wù)器都是幽靈服務(wù)器的情況并不少見。使用正確的工具，識別幽靈服務(wù)器就像單擊按鈕一樣簡單。
如果您有插座計(jì)量的智能機(jī)架 PDU 和 DCIM 軟件，您可以運(yùn)行幽靈服務(wù)器報(bào)告。只需輸入一個(gè)日期范圍，您將獲得該時(shí)間每個(gè)設(shè)備的最大負(fù)載、平均負(fù)載、最小負(fù)載和總負(fù)載。然后，您可以關(guān)閉、停用或利用這些服務(wù)器來節(jié)省能源并最大限度地利用現(xiàn)有資源。同樣容易的是，您可以看到哪些服務(wù)器是您的耗電大戶，比您的其他設(shè)備消耗更多的能源。這些設(shè)備很適合被更高效的硬件或虛擬化所取代。
8.整合您的數(shù)據(jù)中心足跡
舊數(shù)據(jù)中心或未充分利用其現(xiàn)有容量的數(shù)據(jù)中心可以從整合和虛擬化中受益匪淺，減少您擁有的物理資產(chǎn)數(shù)量和它們消耗的資源。數(shù)據(jù)中心整合降低了能源消耗，因?yàn)樾枰╇姾屠鋮s的設(shè)備和站點(diǎn)更少。
數(shù)據(jù)中心整合的關(guān)鍵是擁有高度準(zhǔn)確的容量規(guī)劃，使您能夠在每個(gè)機(jī)架中安全地安裝盡可能多的設(shè)備。由于傳統(tǒng)的設(shè)備功率預(yù)算方法存在缺陷，許多數(shù)據(jù)中心經(jīng)理未能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
通常的做法是將服務(wù)器的銘牌值降低到 60-70% 左右，以留出安全余量。然而，這個(gè)過程是基于估計(jì)的，并且在很大程度上是不準(zhǔn)確的。它會導(dǎo)致擱淺的電源容量和空間浪費(fèi)，從而對您的效率產(chǎn)生負(fù)面影響。新的前進(jìn)方向是自動(dòng)化機(jī)架電源容量規(guī)劃，以充分利用現(xiàn)有資源并推遲構(gòu)建新機(jī)柜甚至新數(shù)據(jù)中心。
借助插座計(jì)量的 PDU 和具有“自動(dòng)功率預(yù)算”功能的現(xiàn)代 DCIM 解決方案，該軟件可以根據(jù)設(shè)備在運(yùn)行環(huán)境中的實(shí)際負(fù)載，自動(dòng)為設(shè)備的每個(gè)品牌和型號實(shí)例計(jì)算準(zhǔn)確的功率預(yù)算數(shù)字你的應(yīng)用程序。Auto Power Budget 為您提供了很多機(jī)會，可以在更少的機(jī)架中安全地部署更多設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營。Comcast 和 eBay 等 DCIM 用戶報(bào)告稱機(jī)架電源利用率提高了 40%。有關(guān)詳細(xì)信息，請閱讀Comcast 案例研究。
9. 推動(dòng)客戶更高效的行為
確保您的內(nèi)部或外部客戶遵守能源效率最佳實(shí)踐可能很困難。鼓勵(lì)他們并推動(dòng)環(huán)保意識和責(zé)任文化的一種方法是向他們收取設(shè)備消耗的能源費(fèi)用。然后，當(dāng)他們看到他們的行為如何導(dǎo)致更高的成本時(shí)，他們就更有可能遵守最佳實(shí)踐。DCIM 軟件可以以賬單回饋報(bào)告的形式收集和顯示能源和成本數(shù)據(jù)。這些可以由客戶、數(shù)據(jù)中心甚至機(jī)架交付。當(dāng)您可以按客戶、業(yè)務(wù)部門或應(yīng)用程序報(bào)告成本時(shí)，就很容易識別耗電量。另外，您的費(fèi)用始終準(zhǔn)確無誤。
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