Emerson示范數據中心如何在能源成本中節約散熱成本

　　面對緊縮的預算、令人擔憂的碳排放量和居高不下的能源成本，首席信息官和 IT 經理們正在為其耗電、熱敏的數據中心尋求節省開支、降低能耗并提高效率的方法。

　　2006 年，僅美國的數據中心就消耗了610 億千瓦時（度）電，相當于 45 億美元的電量。美國環境保護署的一項研究預測，如果當前的能源使用趨勢持續下去，美國的數據中心將會在 2011年消耗1000 億度電，這意味著年度電力成本達到74億美元，電力消耗將占美國全部的2.5 %。

　　創所未有。為了幫助該行業應對這些挑戰，Emerson 已開發出能效邏輯（Energy Logic），即第一個針對數據中心降低能耗的整體解決方案。這一方案基于數量分析并強調從一開始就削減多余的熱負荷。Emerson 所推薦的對策能夠通過現有技術，使數據中心的能耗至少降低50%；此外，這些對策還能幫助全球的數據中心行業節約幾十億美元的能源成本。

　　為了推廣這一方案，Emerson 模擬了一個典型的5000平方英尺的數據中心的能源消耗。公司的工程師們仔細分析節能機會，對每一個對策帶來的節約進行量化，并識別出一些系統的能耗降低對支持系統的消耗所產生的影響。

　　通過此次分析獲得的重要發現是：降低數據中心能耗的最好方法是從 IT 設備抓起，因為IT 設備的節約“貫穿”著輔助的基礎設施。例如，在 Emerson 的數據中心模型中，服務器組件層次上節約1瓦特會直接節約另外的1.84瓦特，總共就可節省2.84瓦特。

　　根據分析，Emerson 已確認出提高數據中心能源效率的十項策略，從 IT 設備和數據處理到輔助基礎設施，也包括冷卻系統。

　　Emerson的能效邏輯方法是一個有利于廠商的藍圖。能效邏輯推薦的所有技術在當今都是可實現的，其中大多數可以通過技術升級逐步實現，從而最大限度地減少資本支出。此外，Emerson 模型還計算了十項策略中每一項的投資收益率/回收期，幫助各機構就每一個具體數據中心的最有效技術做出更好的抉擇。

　　這些策略還帶來了更多的益處，即解除了當今數據中心經理所面臨的能源、冷卻和空間容量三大限制。在Emerson 數據中心模型中，能效邏輯十項策略的運用實際上節約了2/3寶貴的高層空間、1/3不間斷電源（UPS）以及40%的精確制冷?！?

　　Emerson 能效邏輯十項策略

　　Emerson 推薦的旨在提高數據中心能效的十項策略分別是：

　　1. 低功率處理器：

　　當今采用的處理器的典型熱設計功耗（TDP）平均為91瓦特。生產商擁有比標準處理器節約平均30瓦特的低壓型的處理器，但卻與高壓型有著相當的性能。僅此一項可使整個數據中心的電力消耗減少10%。

　　2. 高效率電源：

　　采用同類最佳的技術可使電源的效率達到90%以上，并使數據中心內的電力牽引節約124kW，相當于全部1127kW 的11%。請注意，某些電源在部分負荷下可能比其它狀態表現的更出色，而這些電源則是您的第一選擇。

　　3. 服務器能源管理：

　　滿負荷運作的數據中心很少存在。如果沒有能源管理軟件，閑置的電力牽引會高達80%，但是啟動能源管理后，這一數值會縮小至45%。這相當于節約86kW電，或減少了數據中心8%的負荷。

　　4. 刀片式服務器：

　　由于多個服務器共享電源、冷卻風扇和其它設備，刀片式服務器比同等的機架式服務器節約10%的能源。在分析中，Emerson 發現：當20%的機架式服務器被換成刀片式服務器后，總體能耗降低1%。雖然這一節約并不算多，但是它很重要，因為它可以使下面第九點所探討的高強度設施發揮效用。

　　5. 服務器虛擬化：

　　由于服務器技術的優化，虛擬化的應用越來越多，從而增加服務器的虛擬化并減少所要求的物理服務器的數量。虛擬化可以為一個5000平方英尺的數據中心節約8%的電力牽引。

　　6. 高壓交流配電：

　　在大多數的美國數據中心中，不間斷電源（UPS）系統向服務器提供208伏的電力供應。如果這一電壓能夠提高至240伏，那么服務器中的電力供應將會以更高的效率運作。高壓交流配電的采用可以節約最高達2%的能源消耗。

　　7. 冷卻最佳做法：

　　采用最佳做法，例如地板空隙密封、機架空位擋板的使用及避免冷熱空氣混合，可以節省開支。計算流體力學（CFD）同樣可以被用來識別低效率和優化數據中心氣流。僅采用最佳做法就可以將冷卻系統效率提高5%，而且幾乎無須任何新技術的投資即可使整個數據中心的能源成本降低1%。

　　8. 可變電容冷卻：

　　計算機房專用空調器（CRACs）采用更新的技術，例如數碼渦旋壓縮機和可變頻率驅動，可以在部分負荷的狀態下實現持續高效。在冷卻水為基礎的空調系統中，使用可變頻率驅動可以使數據中心的能源消耗額外節約4%。

　　9. 高強度輔助冷卻：

　　數據中心能效的優化要求傳統數據中心強度轉型為一個能夠支持更高強度的環境。這意味著一些冷卻負荷從傳統的計算機房專用空調器（CRAC）單元轉向輔助冷卻系統，而這一系統能夠節約30%的冷卻成本。在 Emerson 分析中，每一機架12kW強度的20個機架使用高強度輔助冷卻，而其余3.2kW 強度的40個機架采用傳統的室內冷卻，那么整個數據中心的能源成本將降低6%。

　　10. 監測與優化：

　　冷卻控制系統能夠監測數據中心的狀況并對多個單元的活動進行協調，從而避免沖突。在 Emerson 分析當中，由于系統層次上的監測和控制，額外的1%的節約得以實現。

　　為了完善能效邏輯策略，Emerson 還介紹了能效計算器，使數據中心的專業人員能計算出其設備的能效，從而幫助他們確定一個性能和能耗的基準。該能效計算器還可以測量時間進度，優化最具生產力的做法，并將進度上報于管理層。