“如果全世界數(shù)據(jù)中心的將工作溫度平均提高5度,結(jié)果會怎樣?立即能實現(xiàn)每年21.6億美元的能源節(jié)省,全球數(shù)據(jù)中心功耗也會因此而降低 8%??傆媽⒐?jié)省243億度電(千瓦/小時)。大約相當(dāng)于西班牙、南非、澳大利亞或中國臺灣超過一個月的用電總功耗。其減排的二氧化碳等于170萬噸。相當(dāng)于430萬棵樹種成長10年所吸收的二氧化碳。”雷科夫如數(shù)家珍地說著數(shù)據(jù)中心適度升溫帶來的好處。
數(shù)據(jù)中心節(jié)能:從改變習(xí)慣開始
曾幾何時,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心形成了一個不成文的“規(guī)則”:機房的溫度必須控制在18到21°C之間。這個“規(guī)則”來自于幾十年前采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會制定的標(biāo)準(zhǔn),其目的是為了盡量避免在機房產(chǎn)生局部的熱點,因為局部熱點可能對設(shè)備或者業(yè)務(wù)有關(guān)鍵性的影響。而實際上,近年來隨著技術(shù)的進步和科學(xué)的實驗,這個溫度完全可以往上提。因為已經(jīng)有服務(wù)器廠商宣布其產(chǎn)品可以運行在55°C的環(huán)境中。
伴隨著服務(wù)器等數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵設(shè)備耐高溫能力的提升,高環(huán)境溫度(HTA)數(shù)據(jù)中心逐漸被企業(yè)所重視。
“平均而言,數(shù)據(jù)中心總功耗中約有40%的功耗消耗在將建筑物和服務(wù)器冷卻到 18-21°C之間。這種低溫環(huán)境主要是針對傳統(tǒng)設(shè)備而選擇的。然而以英特爾平臺組件為代表的現(xiàn)代化硬件可比以往任何時候都更好地適應(yīng)更高的工作溫度。”雷科夫說,“為降低冷卻成本和提高能效而支持更高工作溫度的數(shù)據(jù)中心稱作高環(huán)境溫度(HTA)數(shù)據(jù)中心。在綠色網(wǎng)格聯(lián)盟(GreenGrid)、歐盟(The European Union)、美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(ASHRAE)和其它組織內(nèi),英特爾正在積極領(lǐng)導(dǎo)推動高環(huán)境溫度(HTA)數(shù)據(jù)中心規(guī)范的形成。”
高環(huán)境溫度(HTA)數(shù)據(jù)中心的作用是明顯的。以PUE(Power Usage Effectiveness的簡寫,是評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo),是數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負載使用的能源之比。)作為參考指標(biāo),傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的PUE值為3,采用冷熱風(fēng)道隔離的數(shù)據(jù)中心的PUE為2,而新一代采用節(jié)點管理等技術(shù)并采用高環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)中心的PUE可以達到1.25。三者在同樣15兆瓦的數(shù)據(jù)中心里,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心只能安放不到2200臺服務(wù)器,而新一代PUE1.25數(shù)據(jù)中心在35°C時可以安放超過4700臺服務(wù)器。
高環(huán)境溫度(HTA)數(shù)據(jù)中心已經(jīng)不是“紙上談兵”,一些勇于創(chuàng)新的企業(yè)開始了“吃螃蟹”之旅。Facebook對其位于加利福尼亞州圣克拉拉市的數(shù)據(jù)中心進行了重新改造,使其能夠在27°C的溫度下進行工作。通過此舉,該公司的年度能源開支下降了22.9萬美元,并從聯(lián)邦政府獲得了294,761美元的能源補貼。
英特爾位于新墨西哥州的概念驗證(Proof of Concept)數(shù)據(jù)中心包含900臺生產(chǎn)用服務(wù)器。這些服務(wù)器在高達33°C溫度下進行100% 的空氣交換,不含濕度控制和最低限度的空氣過濾。此解決方案節(jié)省了約67%的功耗,相當(dāng)于一個10兆瓦的數(shù)據(jù)中心可節(jié)省287萬美元。
雅虎計算小屋(Yahoo! Computing Coop)是一個工作環(huán)境中不含冷卻設(shè)備的數(shù)據(jù)中心。該數(shù)據(jù)中心每年僅有幾天需要用水對其進行冷卻(PUE指標(biāo)估計為1.08)。由于采用100%的自然氣流,該建筑物的總功耗中平均僅有不到 1%是用于冷卻。
英特爾“組合拳”:招招見成效
除了改變習(xí)慣,提升數(shù)據(jù)中心溫度外,雷科夫還重點介紹了英特爾在數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗方面的最新及未來技術(shù)。
英特爾智能功耗節(jié)點管理器和英特爾數(shù)據(jù)中心管理器 英特爾智能功耗節(jié)點管理器為優(yōu)化和管理數(shù)據(jù)中心中供電和冷卻資源提供了一條智能的途徑。這一服務(wù)器功耗管理技術(shù)將組件監(jiān)控能力擴展到平臺級別,能讓數(shù)據(jù)中心充分利用其消耗的每一瓦特功率。第二代英特爾智能功耗節(jié)點管理器具有兩項核心能力:提供關(guān)鍵信息和控制功能以支持?jǐn)?shù)據(jù)中心更高效地運行;報告系統(tǒng)級及處理器級和內(nèi)存子系統(tǒng)的功耗,并利用IT管理人員定義的策略限制系統(tǒng)級、處理器級和內(nèi)存級功耗。
英特爾智能功耗節(jié)點管理器帶來的數(shù)據(jù)中心成效包括:功率和散熱監(jiān)控——取代了IP電源板和串行集中,可為每機架節(jié)省約400美元;提高機架密度——每機架可支持的服務(wù)器和性能提升高達40%;工作負載功率優(yōu)化——在不影響性能的情況下實現(xiàn)了高達30%以上的功率優(yōu)化;業(yè)務(wù)連續(xù)性——在整個電源或散熱運行期間保證連續(xù)的計算可用性。
功耗和散熱感知調(diào)度(PTAS) 基于英特爾節(jié)點管理器和數(shù)據(jù)中心管理器,功耗和散熱感知調(diào)度可通過平臺提供功耗、散熱和工作負載的智能化以支持動態(tài)的資源管理。該算法可將運營成本降低約20%,同時恢復(fù)高達50%的未使用的散熱能力,并最大限度地提高了運營效率。
英特爾服務(wù)器電池備份解決方案 英特爾服務(wù)器電池備份解決方案將不間斷電源(UPS)相關(guān)的資本支出成本降低了多達5倍,同時恢復(fù)了多達40%的UPS相關(guān)功耗損失,從而顯著降低了數(shù)據(jù)中心的資本成本。
“從芯片到網(wǎng)格,英特爾從多個層面在降低數(shù)據(jù)中心的功耗。從2003年的90納米到2011年的22納米,英特爾芯片工藝制程經(jīng)歷了數(shù)代更新,至強處理器的功耗也從130瓦到最低的20瓦。同時英特爾在服務(wù)器的設(shè)計指導(dǎo)方面引導(dǎo)OEM廠商的產(chǎn)品滿足高溫數(shù)據(jù)中心的需要。”雷科夫表示,“目前來看,高環(huán)境溫度(HTA)中心更適合于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,因為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)追求的是高性價比。當(dāng)然它對其它行業(yè)具有普遍意義。此外,數(shù)據(jù)中心機房從核心城市轉(zhuǎn)移到偏遠城市也不失為降低成本的一種做法。”