智能管理与协同构筑绿色数据中心

随着移动互联网、物联网、云计算的大力发展,作为信息的重要载体,数据中心迎来一波新的建设浪潮。数据中心数量和规模迅速增长,其能源消耗和运营成本问题日益突出。面对日
摘要

     随着移动互联网、物联网、云计算的大力发展,作为信息的重要载体,数据中心迎来一波新的建设浪潮。数据中心数量和规模迅速增长,其能源消耗和运营成本问题日益突出。面对日益增长的能源消耗,绿色数据中心越来越受到人们的关注,各种常见的节能减排和能效提升的技术手段也得到了日益普遍的应用。然而由于能效监控管理的不完善,设备的不够智能化及缺乏联动协同等原因,能效的管理和优化还存在一些盲点,尚处在比较初级的阶段。华为公司率先推出的智慧数据中心,以数字化、智能化和网络化为理念,在原有节能减排的技术手段基础上,结合智能管理和协同,进一步将能效提升发挥到极致,给数据中心的节能减排和能效优化注入了一股新鲜的力量。


数据中心能耗和能效现状


  为了有效开展数据中心节能工作,首先来了解一下数据中心能源利用的现状。随着云计算的发展,数据中心的建设呈现向大型化发展的趋势。超过100个机架的数据中心比例逐年上升,2016年预计达到61%。而大型数据中心的电力消耗是相当惊人,比如对一个建设规模为2000 个机架的数据中心来说,按照每个机架功率平均3kW 计算,2000个机架最终负荷为3kW*2000=6000kW,每个小时耗电6000度,全年电力耗能为:6000kW*24小时/天*365天=52560000kWh,按照1元/KWh计算,全年的电费5256万元,加上数据中心的空调、新风、照明、其他电力能耗,对一个PUE为2的数据中心而言,电费为1.05亿元。

  另根据美国斯坦福大学Jonathan Koomey教授的一项调查显示,2010年全球数据中心电力消耗为2355亿度,约占全球电力消耗的 1.3%。而在美国,这一比例更高,美国环境保护署的报告显示,2011年数据中心能源消耗占到了美国电网总量的2%,并且还将呈现每五年翻一番态势。中国的数据中心能耗也高速增长,显著高于世界的平均水平,据ICT Research统计,2012我国数据中心能耗高达664.5亿度,占当年全国工业用电量的1.8%。根据预测,到2015年我国数据中心能耗预计高达1000亿度,相当于整个三峡水电站一年的发电量。

  另一方面,数据中心能源效率普遍低下,能源浪费巨大,据工信部统计,目前,中国的数据中心的平均PUE 值在2.2-3.0之间,而实际能耗可能远远高于这一数字。对企业而言,数据中心电费已成为很大一笔开支,大幅侵蚀企业的经营利润。如中国联通2012年营业收入407亿美元,利润仅为12亿美元,但其电费开支却高达17亿美元。

  数据中心能源消耗巨大和能源利用效率低下的现状,揭示了数据中心行业存在着巨大的节能空间,绿色节能自然而然也就成为了当前和未来数据中心建设的一个主流需求。


节能减排,大势所趋


  数据中心节能不仅仅是企业节能、降低成本的需要,还是国家开展节能减排工作的重要组成部分。在2011年的"十二五"规划中,政府提出了数据中心节能工作刻不容缓的指示。在《工业节能"十二五"规划》中明确指出,到2015年全国数据中心PUE值需达成下降8%的目标;2013年初,工信部联合五部委共同出台《关于数据中心建设布局的指导意见》(工信部联通 (2013) 13号),对我国数据中心建设、规划、布局制定了纲领性要求,确保新建数据中心PUE值达到1.5以下,原有改造的数据中心PUE值下降到2以下;2014年2月1日,上海率先颁布国内首个数据中心能耗限额的强制性地方标准,正式吹响了数据中心节能领域的先锋号角。而像以Google为代表的大型IT公司则纷纷在绿色数据中心领域先行了一步,推出了许多超低PUE绿色数据中心的成功实践。节能减排,毫无疑问成为了数据中心建设的大势所趋。


数据中心能源消耗构成


  为了更好地开展数据中心节能减排工作,还需要了解数据中心能源消耗构成。据调查,按照各种用电设备在数据中心机房中所产生的功耗所占比例大小,数据中心机房的能耗构成因素及排序如下。

  1)IT设备系统:由服务器、存储和网络通信设备等所构成的IT设备系统所产生的功耗约占数据中心机房所需总功耗的50%左右。其中服务器型设备占40%左右。另外的10%功耗基本上由存储设备和网络通信设备所“均分”。