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机房管理系列之部署节能的机房

    【IT168 专稿】现在我国正在建设节能社会,高耗能问题已经严重困扰着国民经济的良性发展。目前还没有相关的服务器待机、能耗标准。对于用户而言,一台主频2.8的双核至强X86 服务器,按照目前国内的电费价格,运行5年的电费是大约8100元;即使电费不涨价,5年后该成本将超过14200元。对于服务器采购和使用来说,计算性能一直是关注的首要目标。不过对于现在的数据中心搭建者来说,在采购服务器的时候,可能要更多地考虑一下有关服务器能耗的问题。

    根据一项IDC调查显示,机房的电力方面的消耗主要集中在以下几个方面:服务器和网络通信设备占电能总能耗的44%,制冷系统占38%,电源和照明系统占18%。因此,如果用户希望让自己的机房能够更加节能环保,降低运行费用,就需要从以上几个方面入手。

    1. 使用节能的处理器和刀片服务器及其工具软件

    Intel 和AMD两大处理器厂商口水战正酣,双方交战的焦点之一就是功耗问题。这也再次证明,随着新一代数据中心建设浪潮的兴起,随着企业机房里服务器的密度越来越高、数量越来越大,电力消耗和散热能力正在成为企业IT管理员重点关注的问题。在Core 2架构中,Intel没有增加CPU的主频,而是增加在一个时钟周期内指令执行的个数。因为增加主频,主频越高功耗越多。过去的架构,单位时间周期内执行三条指令,现在单位时间周期内执行四条指令。而65纳米的制造工艺能够保证增加晶体管的集成密度,并且降低功耗。这也就是提升了处理器的能源利用效率。

    同样在AMD四核产品中采用增强的PowerNow!技术来支持优化电源管理,采用“DICE(独立核心动态调用)”技术来根据系统负载智能分配各核心需要执行的任务。因此,据此可以大大提升CPU的每瓦性能优势。出此之外选用特殊设计的低功耗内存(DDR3)以及采用功耗更低的2.5硬盘也可以降低能耗。

    最近,IBM推出了一种内置在其x系列服务器和BladeCenter刀片服务器中的标准功能PowerExecutive,使得IT管理员能够计算、跟踪和控制服务器的能耗,然后在这些信息的基础上优化服务器和负载,做到对数据中心的供电和散热能力“心中有数”。根据IBM 自己的数据:用户采用刀片服务器的话,能降低能耗25~44%,如果用PowerExecutive可以减少20~30%的能耗。现在IBM免费向用户提供这一功能模块。用户可以到IBM的网站上直接下载PowerExecutive。
PowerExecutive如果真的有IBM说地那么好,倒是一个值得尝试工具。

    惠普在最新的c-class刀片服务器当中嵌入了能量智控技术,它可以向HP BladeSystem Onboard Administrator以及HP Systems Insight Manager报告温度数据,追踪每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况,这使用户能够及时了解并匹配系统运行需求,以手动或自动的方式设定温度阈值,以平衡供电、散热量、密度及系统运行装况。

    戴尔公司将Energy Smart技术应用于PowerEdge 1950和2950服务器,从而进一步减少能耗和总体运营成本。戴尔PowerEdge Energy Smart 1950和2950服务器的每瓦特性能提升达25%,同时总体能耗降低20%。戴尔从最初研发PowerEdge Energy Smart刀片服务器时,就将其定位为侧重于优化能源利用率的标准化服务器。该服务器具有一系列优化能源利用的性能。例如:低流量风扇技术、高效电源、英特尔双核至强低压处理器、工厂集成BIOS和独特的能够增加空气流动性和效率的零件设计。

    以上的数据可能有厂商的宣传成分,但是对于大量应用了服务器的数据中心机房而言,在服务器节能方面的任何小小改进都有着巨大的意义。

    2. 使用虚拟化技术

    在IDC发布的2006年服务器市场报告中,认为虚拟化是导致服务器销售减缓的原因之一。从某种程度上讲,通过虚拟化技术,将服务器的使用率提高到70%~80%,能够有效地降低数据中心里面的服务器数量。

    与每台服务器分配一个应用不同,虚拟化让用户可以将一个独立的服务器划分成多个“虚拟机”,这提升了服务器的利用率,并且也因此能够缩减数据中心的扩展规模。减少服务器数量必然可以更加节能。

    IBM推出的一些技术就可以达到这样的效果,例如通过PowerExecutive软件配合虚拟化技术和刀片服务器来进行服务器整合的话,能帮助用户减少很多无谓的耗电。虚拟化项目很大一部分的回报在于能耗与制冷方面的投资回报率。

    3. 使用水冷技术

    现在数据中心机房的服务器和网络核心设备不断增加,所产生的热量也越来越多,用来降低这些热量所耗费的冷却成本也成倍增长。在传统数据机房中通过中央空调来完成对设备的冷却,空调的运行电费、维护费用都直接会增加整个数据中心机房的运行成本。而在下一代数据中心当中,水冷型的冷却设备将会广泛应用,这一方式不仅将冷却性能的关注点从冷却整个机房缩小到冷却一个机柜,甚至是缩小到冷却某台设备。可以将制冷单元直接放置到机架的旁边。APC推出的InfraStruXure InRow SC制冷单元就属于此类系统,它是一种只有300mm宽的一体化的制冷单元,能够提供5kW的制冷量。可以安装在机柜旁并紧靠发热区,为机柜直接提供冷却能力。 这种局部化冷却的方式由于紧靠发热源,不需要较大功率的风扇和较长的管道系统,可以大大节省能源。

总结:

    2007除夕是北京自1951年有气象资料记录以来最“热”的一年冬天,最高气温达到了10摄氏度,让人真切地感受了一个“暖冬”。 1月31日联合国政府间气候变化专门委员会召开会议的时候,法国的数十家环境组织就联合发起倡议,希望全体法国公民及机构在2月1日晚上关灯断电5分钟,借此表达节约能源的意愿。埃菲尔铁塔的管理机构响应了这一号召,将所有的照明设备关闭了5分钟。引起全球变暖的原因或许有很多,比如汽车尾气、建筑空调等,以前服务器所引起的问题不算很大。但是随着服务器采购数量的增加、数据中心规模的不断壮大,数据中心的能耗问题也引起了越来越多的关注。通常消耗一度电将间接产生0.501kg的二氧化碳,部署更加节能的机房一方面可以保护我们共同的地球家园另外也可以降低机房运行成本。
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