以下是推動(dòng)趨勢(shì)發(fā)展的某些要求:
降低成本,節(jié)省運(yùn)營(yíng)開(kāi)支和預(yù)算
對(duì)各地區(qū)、設(shè)施或者工作場(chǎng)所的電能進(jìn)行限制供應(yīng)
缺乏合適的不間斷電源和工作條件或者制冷能力
解決日益增長(zhǎng)的能源成本和能源超載問(wèn)題
綠色環(huán)保計(jì)劃,包括降低二氧化碳的釋放量
下列的圖1顯示出各種IT數(shù)據(jù)中心組件包括服務(wù)器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)和冷卻系統(tǒng)等的普通功耗和能源使用情況。表中所列數(shù)據(jù)為平均值,你自己的數(shù)據(jù)中心組件對(duì)應(yīng)的具體數(shù)據(jù)將根據(jù)環(huán)境、應(yīng)用、存儲(chǔ)器和其他因素如數(shù)據(jù)中心是以I/O為中心還是計(jì)算為中心等而定。
基本情況
圖2列出了各種能耗和冷卻以及環(huán)境方面的量度。例如,每小時(shí)使用1瓦電能的設(shè)備功率為1瓦時(shí);如果一臺(tái)設(shè)備每小時(shí)使用1000瓦電能,那么它的功率為1千瓦時(shí)。 電能通常按每月每千瓦時(shí)多少分來(lái)計(jì)量,它有一個(gè)基本費(fèi)率和每月耗電量超過(guò)某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之后的較高費(fèi)率。
再舉個(gè)例子:1千瓦時(shí)的基本費(fèi)率(根據(jù)能源價(jià)格、需求和地區(qū)供應(yīng)情況而定)為每千瓦時(shí)12分和較高費(fèi)率為每月超出1000千瓦時(shí)后按每千瓦時(shí)20分計(jì)收。注意有些地區(qū)和發(fā)電廠也許還要增收能源超載費(fèi)。
圖1
縮寫 | 描述 | 注釋說(shuō)明 |
千瓦(kw) | Watts/1000 | 一千瓦 |
兆瓦(mw) | KW/1000 | 一千千瓦 |
BTU/小時(shí) | Wattsx3.413 | 利用能源過(guò)程中,用英國(guó)熱量單位計(jì)量的每小時(shí)產(chǎn)生的熱量。12000BTU/小時(shí)等于1冷噸 |
千瓦小時(shí) | 1000瓦時(shí) | 一小時(shí)使用的電能瓦數(shù) |
瓦 | 安培x伏特(例如12安培*12伏特=144瓦) | 電能功率的單位 |
瓦 | BTU/小時(shí)x0.293 | 將BTU/小時(shí)轉(zhuǎn)換為瓦 |
伏特 | 瓦/安培( 例如:144瓦/12安培=12伏特) | 電壓?jiǎn)挝?/SPAN> |
安培 | 瓦/伏特(例如:144瓦/12伏特=12安培) | 電流強(qiáng)度單位 |
伏–安(VA) | 伏特x安培 | 有時(shí)用伏安表示的功率單位 |
千伏安 | 伏特x安培/1000 | 用千伏安表示的功率單位 |
千瓦 | 千伏安x功率因子 | 功率因子是一臺(tái)設(shè)備使用電能的效率 |
千伏安 | 千瓦/功率因子 | 千伏安 |
千伏安 | 千瓦/功率因子 | 千伏安 |
碳排放額度 | 碳排放額度 | 可買賣的二氧化碳排放額度 |
二氧化碳排放 | 平均每千瓦小時(shí)發(fā)電會(huì)產(chǎn)生1.341磅二氧化碳 | 平均生產(chǎn)1千瓦時(shí)電能發(fā)出的二氧化碳的平均數(shù)量 |
圖2:各種功率和冷卻量度 |
IT技術(shù)廠商們提供了某些與電能消耗或者特定方案產(chǎn)生的熱量的信息。. 某些廠商提供的信息比較多,包括了最差情況和最好情況下的能耗信息,而另一些廠商只提供了最大限度值信息。廠商們發(fā)布的和設(shè)備上應(yīng)該可見(jiàn)的量度范例應(yīng)包括千瓦、千伏、安培、VAC或BTU等。
你可以在廠商提供的文件和規(guī)格以及設(shè)備銘牌上找到設(shè)備的能耗說(shuō)明。銘牌上的電氣值可能用伏特、安培、千伏安、瓦或者其他信息組合來(lái)做單位。銘牌上標(biāo)注的值也許會(huì)超出實(shí)際功率或者冷卻要求,因?yàn)槟切?shù)值都包括了一個(gè)內(nèi)在安全系數(shù),因此如果你想獲得更精確的估值,可參考廠商提供的產(chǎn)品規(guī)格文件。
需要考慮的某些情況
美國(guó)全國(guó)平均二氧化碳排放量是1.341磅每千瓦時(shí)電能。這個(gè)數(shù)據(jù)可能會(huì)隨著地區(qū)、發(fā)電站(發(fā)電廠)燃料來(lái)源等的不同而發(fā)生變化,東部煤炭燃燒后發(fā)出的二氧化碳量最多,其次是西部褐煤、石油和天然氣、水電、核電、熱電和風(fēng)力發(fā)電等等。
能源成本將隨著地區(qū)以及家用到商用等不同能耗等級(jí)的不同而不同。IT設(shè)備能源成本需要反映出冷卻成本,它可能是實(shí)際IT設(shè)備能源成本的兩倍,具體由數(shù)據(jù)中心的PUE(實(shí)際功率)決定。一加侖普通汽油(辛烷值可能不同)平均會(huì)產(chǎn)生20磅二氧化碳?xì)怏w。美國(guó)大約78%的二氧化碳排放量(這個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)常變動(dòng))都與發(fā)電有關(guān)。Terrapass等組織的碳排放額度的價(jià)格為10噸二氧化碳以下每磅250美元,10噸以上35噸二氧化碳以下每磅200美元。
新成立的IT行業(yè)同會(huì)thegreengrid.org已經(jīng)制定了一些初步度量作為數(shù)據(jù)中心的能源、功率和冷卻效率的通用準(zhǔn)則,這些度量包括:
數(shù)據(jù)中心效率(DCE)
有效功率(PUE)
數(shù)據(jù)中心性能效率(DCPE)
數(shù)據(jù)中心效率(DCE)是IT數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo)比值,根據(jù)IT數(shù)據(jù)中心中的構(gòu)成設(shè)備而定(服務(wù)器、磁盤和磁帶存儲(chǔ)器、連網(wǎng)交換機(jī)、路由器、打印機(jī)等)。
例如,如果所有IT設(shè)備能耗值合計(jì)為每月1500千瓦時(shí),而包含不間斷電源、能量切換、能量轉(zhuǎn)換和過(guò)濾、冷卻、相關(guān)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)成本以及IT設(shè)備在內(nèi)的總設(shè)備能耗值是每月3500千瓦時(shí),那么DCE就等于1500/3500=0.43。DCE可以當(dāng)作一項(xiàng)比率參數(shù)來(lái)說(shuō)明上述方案中的IT設(shè)備能耗占整個(gè)數(shù)據(jù)中心總能耗的43%。另外57%的能耗來(lái)自于冷卻、轉(zhuǎn)化、調(diào)節(jié)或者照明。
有效功率(PUE)是數(shù)據(jù)中心消耗的總能量與運(yùn)作IT設(shè)備所消耗的能量之比。PUE等于設(shè)備總功率除以IT設(shè)備能耗。在上述例子中,PUE=2.333(3500/1500),意思就是說(shuō)一臺(tái)要求100瓦功率的服務(wù)器實(shí)際上需要2.333*100=233.3瓦的功率,其中包括了直接功率和冷卻功率。同樣,一個(gè)要求1500千瓦時(shí)電能的存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)際上需要1500*2.333=3499.5千瓦時(shí)的電能,其中也包括了冷卻功率。
另一項(xiàng)度量參數(shù)經(jīng)常變動(dòng)但是可能對(duì)數(shù)據(jù)中心最有意義,那就是數(shù)據(jù)中心性能效率(DCPE),它將IT設(shè)備和數(shù)據(jù)中心消耗的電能中有多少是有用的和有效的都考慮了進(jìn)去。DCPE等于有用功除以設(shè)備總功率。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)就是,利用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)器過(guò)程中消耗的電能除以數(shù)據(jù)中心設(shè)備運(yùn)行和冷卻消耗的電能。
這些數(shù)據(jù)和度量參數(shù)的重要性將集中于IT設(shè)備的較大影響上,包括其能耗、冷卻參數(shù)和其他主機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保成本參數(shù)等。一般情況下,能源成本和二氧化碳(碳排放)將隨著地區(qū)、使用的電能來(lái)源(煤、天然氣、核能源、熱電、太陽(yáng)能等)的不同而不同。此外還有其他一些因素也應(yīng)考慮在內(nèi)。
許多地區(qū)的電力機(jī)構(gòu)在你減少能源占地面積和家用以及商用能耗(包括采用效率更高的IT設(shè)備以及更高效地使用它們)情況下實(shí)行打折和獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃。
Pacific Gas and Electric公司就是這樣一家能源單位,針對(duì)各地的情況它制定了許多能源需求管理計(jì)劃。除了它之外,其他的能源單位也將能源需求管理作為各自產(chǎn)能規(guī)劃和資源性能管理的一部分。
那么100TB的存儲(chǔ)器的功率成本是多少,每年產(chǎn)生的二氧化碳排放量又是多少呢?當(dāng)然,那取決于存儲(chǔ)器的類型、磁盤驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量和大小、每千瓦時(shí)電能的成本、冷卻成本和每千瓦時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳的平均數(shù)。
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,以750GB SATA磁盤驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成的總存儲(chǔ)容量為144TB的單箱占地存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),它每年要求消耗52560千瓦時(shí)電能,成本大約為10512美元,二氧化碳排放量為39.42噸。為了說(shuō)明冷卻成本,將上述數(shù)字乘以2表示最差的情況。相比之下,一輛1999款Chevrolet Tahoe汽車每年產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w大約為7到10噸,而Lexus RX 333根據(jù)跑過(guò)的里程數(shù)每年排放的二氧化碳?xì)怏w大約為5到6噸,一個(gè)24立方英尺的冷藏庫(kù)每年產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w大約為1.22噸。
不同廠商供電和冷卻的手段是不同的,有些廠商比如惠普公司通過(guò)對(duì)它們的服務(wù)組織進(jìn)行能源審計(jì)評(píng)估來(lái)調(diào)節(jié)和減少冷卻要求?;萜赵谄渥约旱臄?shù)據(jù)中心展示了它是如何通過(guò)降低冷卻要求來(lái)迅速降低能耗的過(guò)程。Sun公司與PG&E公司合作,幫助其服務(wù)器客戶通過(guò)使用能效更高的服務(wù)器來(lái)獲得能源折扣。藍(lán)色巨人IBM最近推出了“Big Green”計(jì)劃,而存儲(chǔ)連網(wǎng)轉(zhuǎn)接設(shè)備廠商Brocade公司上周也表示它的產(chǎn)品在能耗方面優(yōu)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手思科公司。
以后你會(huì)看到更多關(guān)于綠色存儲(chǔ)器和降低能耗和散熱的新舉措。廠商們將采取不同的方式來(lái)提高存儲(chǔ)器的能源使用效率和經(jīng)濟(jì)性,包括各種節(jié)能技術(shù)、管理軟件功能、存儲(chǔ)效率和存儲(chǔ)管理。當(dāng)然,你以后一定會(huì)聽(tīng)到更多關(guān)于功率、冷卻、二氧化碳排放和其他與存儲(chǔ)器有關(guān)的話題,因?yàn)楝F(xiàn)在我們才剛剛開(kāi)始探討這個(gè)熱門話題。