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如何构建绿色数据中心 确保安全

2008-03-11 15:25:06

    数据中心的建设已经经历了几十年的历程,但“绿色”数据中心还只是处于起步阶段,并伴随着“节能减排”这个世纪性的话题再度升温。能量消耗和空间利用是数据中心最大的成本所在,对于CIO们来说,这是限制数据中心扩展的主要因素。

    核心是降低能耗

    交流-直流转换过程中的热损耗成为了数据中心的能耗“杀手”,如何解决这一问题是降低能耗的关键所在。

    能量消耗和空间利用是数据中心最大的成本所在,对于CIO们来说,这是限制数据中心扩展的主要因素。服务器厂商Sun为下一代的Internet推出了一个新的评判标准,即用SWaP值来判定数据中心内部署的服务器系统的功效状况及经济性。SWaP值综合考虑了服务器的占用空间、功耗瓦数以及性能等因素,以此来反映在部署更多的服务器系统时因功率和空间的短缺而可能存在的制约因素。

    在今天,“绿色”已经开始在IT界萌芽、生长,这是一个任何人都无法改变的事实。那么,“绿色数据中心”的含义到底是什么呢?这已经成为了数据中心建设者、使用者和管理者首要关心的问题。有资料显示,限制使用有害物质、降低功耗、节约空间以及静音等措施的采用和实施,在IT界就被叫做“绿色计算”。

    当然,把“绿色计算”如此定义是有着它的道理和意义的。实际上,按照这样的要求就包括了两个方面的内容:首先涉及的是数据中心机房的基础建设,限制有害建筑材料的使用,以及机房设计要隔热、保温、防辐射和静音等;其次就是服务器本身要限制有害材料的使用,降低功耗、减少占地面积等。而前面提到的SWaP值就是从数量上表示了提高服务器效能和降低占用空间、功耗的重要性,因此也是构建绿色数据中心时重要的衡量指标。

    在绿色数据中心建设的过程中,不使用有害物质,这一点比较容易做到,这在建筑设计、计算机和服务架构设计时加以注意并选择无毒无害的物质和材料就可以了,通过屏蔽和隔音做到静音也并不难。困难的是,由于企业对服务器性能需求的不断增加,以及服务器数量的巨增,使得占用空间扩大,数据中心电能的消耗也随之猛增。所以,降低能耗就成了目前绿色数据中心建设中的关键问题。

    如果按一台服务器功率500~600瓦计算,一天就会消耗15度电,很多企业中都拥有几十台、几百台甚至上千台的服务器,这些“吃电”的服务器每天要消耗多少电能就可想而知了。一组组有关服务器和数据中心的统计数据都指向了同一个日渐膨胀的问题——功耗。服务器厂商对其一些大型客户的调查发现,他们每年所支付的能源费用已经超出了对IT硬件的支出。

    与此同时,研究机构的统计显示,数据中心电力消耗仍在以每年15%~20%的速度增长。据IDC的报告显示,目前整个服务器的装机量是3500万台左右,每年服务器所消耗的电力费用是每年所购买的服务器费用的50%左右,大概是290亿美元;能源消耗所带来的成本已经占到IT部门所消耗运营成本的30%到50%。2007年,我国IT产品的总耗电预计为300亿~500亿千瓦时,几乎相当于三峡电站一年的发电总量。

    而这其中的原因很简单,众多Web 2.0公司的兴起,金融、电信、能源以及其他企业对IT需求的持续稳定增长,让市场上甚至出现了每年需要增加上百台甚至上千台服务器的采购大户。在全球能源紧张的大环境下,服务器电能利用率和效率的低下与IT架构的新一轮成长之间的矛盾更加突出。

    那么,数据中心的能耗主要表现在哪里呢?调查显示,最大的损耗并不是来自于芯片内部,而是来自交流电与直流电之间的转换,交流电转化为直流电的效率一般为60%~65%,这以外的能耗显然就直接变成热量散出去了。对于数据中心来说,这些“多余”的热量又带来另一大问题,那就是散热。服务器厂商在对其大型用户的了解中发现,用户数据中心总拥有成本的四分之一花在了冷却方面。人们“一不小心”制造出来的热能,不但本身是一种浪费,还需要花费精力和财力把它们“散”出去。特别是刀片服务器,其在计算密度大幅增高的同时,也要解决更棘手的散热问题。

    处理器厂商的确都在顺应“绿色”的潮流,倡导芯片的低功耗设计,但是这更多的是一种“配合”,与交流-直流转换过程中的热损耗相比,处理器功耗的降低对构建绿色数据中心来说只是一种“配合”。虽然服务器整机生产厂商也纷纷推出了各种“新鲜”的绿色产品,希望帮助拥有数据中心的大型企业提高能源利用率,同时改善数据中心的设计方案。但是,如何解决交流-直流转换过程中热损耗的问题才是降低能耗的重中之重。

    亟待解决的关键问题

    在绿色数据中心的建设中仍然存在着诸多的问题,在深刻意识到这些问题的同时如何更好地解决是CIO们所必须关注的。

    占有41%的财富500强企业的IT主管把数据中心的耗能和冷却作为了目前面临的最大难题。Gartner的分析报告指出,环境的可持续性发展正在成为IT组织日益关心的问题。另外,Gartner还预计,到2011年将会有超过一半的大型IT组织开始在IT环境中实现对环境可持续性发展有益的流程和工具。的确,一场数据中心“绿化”乃至整个IT架构的“绿化工程”正在轰轰烈烈地展开,但是,在绿色数据中心的建设过程中仍然存在着诸多亟待解决的问题。

    第一,用户对“绿化”的认识不足。

    目前,绝大多数需要建立大型数据中心的企业,对数据中心“绿化”的认识很不足。在系统规划时,只是看到了数据中心的处理能力要多少、磁盘阵列要多大、网络要怎么规划、UPS要如何配置等问题,而对数据中心的能耗、空调和环保设计还缺乏认识,或者根本没有把数据中心的节能、降耗和运营成本等进行综合的考虑。因此,还需要加大力度来提高IT部门对建设“绿色数据中心”的认识,并且要求企业在做数据中心规划时,都要考虑到数据中心的“绿化”问题。

    第二,真正做到节能降耗的IT产品并不多,用户的选择空间不大。

    数据中心的“绿”风虽然已经吹起,市场潜在的需求也很大,但技术驱动的原动力却并不足。也就是说,真正能保证数据中心在高效运行的同时而又能节能、降耗、环保的IT产品很少,不管是服务器、存储还是网络设备,包括UPS等都存在着这样的问题。IT厂商们应该尽快地研发出让数据中心“绿化”的系列产品和解决方案,并在绿色数据中心的构建中充分发挥技术驱动的作用。

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