智能化机房的绿色化建设

2016-12-30李子乾潘立杰李陶峥崔建海孙林檀

中国管理信息化 2016年11期

关键词：机房能耗电源

李子乾，潘立杰，李陶峥，崔建海，孙林檀

（1.国家电网客户服务中心北方分中心，北京 300301；2.北京众谊越泰科技有限公司，北京　100101）

智能化机房的绿色化建设

李子乾1，潘立杰2，李陶峥2，崔建海2，孙林檀1

（1.国家电网客户服务中心北方分中心，北京 300301；2.北京众谊越泰科技有限公司，北京100101）

对智能化机房的绿色化建设符合节能减排、低碳环保的要求，是新时期机房发展的必经之路。文章阐述了何为智能化机房，分析了传统机房在建设上存在的问题，提出了智能化机房绿色化建设的关键技术，最后对机房的绿色化建设给出了建议。

智能化机房；绿色化；建设

随着信息社会的不断发展，智能化机房正受到越来越多的重视，我国已经将信息化机房作为核心工程开始发展。而随着我国工业经济的迅猛发展，能源消耗越来越快，环境污染问题日渐突出，我国在此环境下提出了节能减排的号召。在新时期的社会发展中，节能减排是所有行业发展中的重要关注点。机房属于高能耗的场所，特别是智能化的提高也造成了能耗的增大，所以说智能化机房的绿色化建设是目前机房发展中的首要课题。

1　机房绿色化建设的现状

1.1何为智能化机房的绿色化建设

目前为止，对于智能化机房的绿色化建设还没有一个统一的定义，它是现在机房发展的必经阶段。机房的绿色化建设涵盖了对整体建筑、机房的装修、UPS电源、数据管理的效率以及应用系统等［1］。降低机房的能耗绿色化建设的出发点，能耗的降低不只是针对机房主要设备，还应涉及到空调、电源以及机房的空间等方面。对于机房来说，后期运行的维护成本比初始建设成本要多得多，所以说对智能化机房的绿色化建设也不仅是降低电能的消耗，还有节约成本、降低能耗以及减少占地等全方位的绿色化建设。

1.2智能化机房绿色化建设指标

1.2.1能源效率的指标

智能化机房的能源效率指标一般用电能利用率（PUE，Power Usage Effectiveness）来表示，其计算公式可表示为PUE=机房用电总量÷IT设备的用电量。其意义是指总输入电能中实际用作生产的电能数值，PUE的值越小，说明机房节能性越强。在我国，大部分智能化机房的PUE数值平均为3.0左右，而西方发达国家的智能化机房PUE数值达到了2.0左右［2］。

1.2.2 IT设备湿度范围以及工作温度

机房的IT设备如果对环境湿度和温度比较敏感的话，后期就需要耗费更多的人力物力财力维护空调系统，这无疑会增加能耗量。因此，在选择IT设备时，要尽量选择湿度温度范围均较宽的类型。

1.2.3 IT设备能效之比

IT设备每秒处理数据的流量数与功耗的比值即为 IT设备的能效比。能效比越高的IT设备，说明该设备在单位能耗中处理数据的能力越强。所以在选择服务器的时候，不仅仅要了解产品满负荷运作时的功耗和效率大小，还要了解非满负荷运作时的功耗和效率值。

1.2.4智能化机房中基础设施利用率

考察机房基础设施的利用率时，通常使用的指标包括电源利用率、制冷设备综合利用率以及布线是否合理等。其中，UPS电源是考察机房基础设施的重要因素。减少热量从外界进入机房，同时降低机房内部的产热是降低机房制冷设备能耗的根本所在。

1.3传统机房中的问题分析

1.3.1硬件方面存在的问题

机房中硬件主要包括UPS电源、空调、布线以及监控设备等。存在问题主要有：传统的机房中，制冷设备通常会因机房设计的不合理而变得局部过热；电源线路布置过于紧密，存在着较大的安全隐患；机房内部布线太过紧密，极大的影响了空调的制冷效果；没有配置UPS电源，不能保证机房设备的安全运作。

1.3.2软件方面存在的问题

机房中的软件一般包括存储和服务器。在过去的10年间，传统机房中的电力密度迅猛增长，直接导致了业务的成倍增长，机柜的密度大大增大，处理器的能力不得不相应提高，最终极大的增大了机房对于电源的需求［3］。

1.3.3机房中的数据和应用管理问题

传统机房中，对数据以及应用的管理均比较的分散，应用、存储以及服务器之间达不到最佳的能效比。因此不得不增设更多的相应设备，进而增加了机房的空间、空调设备的占用，最终增加了机房整体的能耗。

2　智能化机房绿色化建设的关键技术

（1）新型技术。通过一定的创新技术将线路进行简化，使复杂的线路变得简单，从而使得能耗的降低，并且提高后期维护的效率和安全性；运用水平机架以及液体冷却技术，对高密度的服务器实现快速的冷却，减少了大型制冷设备的安装和维护；在存储数据时，通过划分数据的优先级对数据进行分配，从而实现成本的节约。

（2）虚拟化部署。通过虚拟化部署实现操作系统以及应用系统的迁移，实现设备利用率的极大提高，并大大的节省机房的内部空间。

（3）选用密度高的硬件设备。选择硬件时，要充分考虑到机房内部的空间设计，尽量选择空间占用更小的设备，比如刀片型服务器。如果是设计新的机房，要尽量配置可作扩展的模块化设计。

3　对智能化机房绿色化建设的建议

（1）硬件设备。选择UPS电源时，优先考虑具有功率校正功能的UPS电源。考虑空调系统时，要根据机房所在地的环境气候特征进行综合考虑。先选择能耗较低的冷冻机，在结合实际情况配置相应的变频器，保证低负荷运作时的能耗较低。

（2）机房装饰装修环境。根据不同的设计思路和技术路线，设置能耗最低的机房环境。比如在楼层外部加设保温层、对于窗框以及玻璃选择更合适的材质、在室外安装遮阳板等。机房如果是空调下送风，那就应该对地板下面的空间进行整治，保证送风管道的畅通，并设计最为合理的气流路线。

（3）降低PUE。实践证明，空调系统如果用电量过高的话会导致PUE数值过高。为了降低PUE，可以考虑做如下改善。①进行机柜内的微环境温湿度、电流电压的监控，这样就可以对事故进行预测和预防，加强对资源的合理利用，PUE值进而降低；②减少对物理服务器的使用，并通过一定的虚拟化手段将物理服务器迁移到虚拟服务器中；③调整小型机或者刀片服务器等设备的位置，使发热更为均匀；④更换掉通风率低的地板；⑤将通风板的位置调整到发热区域较多的位置。