構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心

韓波

綠色數(shù)據(jù)中心（Green Data Center）是指數(shù)據(jù)中心中的IT系統(tǒng)、機(jī)械、照明和電氣等系統(tǒng)能取得最大化的能源效率和最小化的環(huán)境影響，而構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心具體體現(xiàn)在整體的設(shè)計(jì)規(guī)劃以及機(jī)房空調(diào)、UPS、服務(wù)器等IT設(shè)備、管理軟件應(yīng)用上，要具備節(jié)能環(huán)保、高可靠、可用性和合理性。構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心，是一個(gè)充滿探索性的系統(tǒng)工程，本文結(jié)合紹興日報(bào)社采編大樓中心機(jī)房工程的建設(shè)，就如何打造節(jié)能環(huán)保的綠色機(jī)房，在機(jī)房選址、布局、供電、空調(diào)及建設(shè)前期和建設(shè)中應(yīng)注意的問題等方面進(jìn)行探討。

隨著網(wǎng)絡(luò)、通信和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用和發(fā)展，作為其核心的計(jì)算機(jī)機(jī)房的重要性越來越突出。機(jī)房環(huán)境除必須滿足計(jì)算機(jī)設(shè)備對溫度、濕度和空氣潔凈度，供電電源的質(zhì)量，接地地線、電磁場和振動等技術(shù)要求外，還必須滿足機(jī)房中工作人員對照明、空氣的新鮮度和流動速度、噪音的要求。

紹興日報(bào)社采編大樓中心機(jī)房的建設(shè)目標(biāo)是打造節(jié)能環(huán)保的下一代數(shù)據(jù)中心，將通過IT資源的有效整合，提高對機(jī)房系統(tǒng)設(shè)備的管理水平，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，同時(shí)減輕維護(hù)人員的勞動強(qiáng)度，為機(jī)房無人管理創(chuàng)造條件，提高對突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力，減少事故帶來的危害和損失，從而使紹興日報(bào)社的IT服務(wù)質(zhì)量步入一個(gè)新的境界，以適應(yīng)新媒體時(shí)代的信息化需求。隨著媒體業(yè)務(wù)的日益發(fā)展，對IT設(shè)備的技術(shù)支撐要求越來越復(fù)雜，導(dǎo)致設(shè)備的功耗也越來越高，從而造成機(jī)房的相關(guān)配套設(shè)施如空調(diào)系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)等耗電也越來越多，能源消耗等成本驟增已經(jīng)成為影響報(bào)社發(fā)展的因素之一。如何有效降低數(shù)據(jù)中心能源消耗，構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心建設(shè)從功能服務(wù)轉(zhuǎn)向智能服務(wù)和節(jié)能服務(wù)，構(gòu)建低能耗、環(huán)保型的“綠色數(shù)據(jù)中心”。目前數(shù)據(jù)中心機(jī)房中的耗電比例大致為IT設(shè)備占總能耗的44%、制冷系統(tǒng)占38%、電源系統(tǒng)占到15%、照明系統(tǒng)占3%。因此從IT設(shè)備、制冷系統(tǒng)和電源系統(tǒng)人手，提高效率，才是建立“綠色數(shù)據(jù)中心”的“治本”之道。

中心機(jī)房是整個(gè)報(bào)社的網(wǎng)絡(luò)核心、數(shù)據(jù)交換中心，機(jī)房選址時(shí)應(yīng)該考慮防潮、防塵、防盜、防觸電、防干擾等因素。

從機(jī)房規(guī)劃就應(yīng)該將節(jié)能與機(jī)房建設(shè)相結(jié)合。中心機(jī)房一般包括主機(jī)房、電源室、監(jiān)控室。比較科學(xué)的布局是，主機(jī)房在中間，電源室、監(jiān)控室分別在兩端。電源室放置不間斷電源（UPS），其電池散發(fā)出有害氣體，對人體和設(shè)備構(gòu)成威脅，電源室必須是與主機(jī)房隔離的獨(dú)立空間。監(jiān)控室的功能主要是監(jiān)控維護(hù)機(jī)房設(shè)備運(yùn)行，監(jiān)控室與主機(jī)房之間應(yīng)該采用玻璃隔斷，以提高監(jiān)控的直觀性。整個(gè)機(jī)房設(shè)計(jì)在密閉空間內(nèi)，不設(shè)窗戶，避免外界溫度與室溫進(jìn)行熱交換。在機(jī)房天棚和地面設(shè)立保溫層，鋪設(shè)20m m橡塑保溫棉。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能必須符合GB50189-2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，墻體內(nèi)鋪設(shè)50mm巖棉作保溫靜音處理。

中心機(jī)房的供電質(zhì)量，對機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行和使用壽命至關(guān)重要，必須建設(shè)穩(wěn)定、安全可靠的供電系統(tǒng)。一般中心機(jī)房都采用7×24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)模式。所以，供電系統(tǒng)是機(jī)房的基礎(chǔ)保障，更是機(jī)房能否運(yùn)行的關(guān)鍵。在保證具有穩(wěn)定的動力電源之外，可以在最短時(shí)間內(nèi)給機(jī)房設(shè)備持續(xù)供電的UPS系統(tǒng)或柴油發(fā)電機(jī)也是必要的。除此之外，很好的掌握運(yùn)行狀態(tài)，掌握電力系統(tǒng)各干線回路用電質(zhì)量和狀態(tài)，避免和提前預(yù)警電力系統(tǒng)故障是非常重要的，這些都可以通過環(huán)境控制系統(tǒng)提醒相關(guān)管理人員做緊急狀態(tài)的處理，避免電力系統(tǒng)崩潰。

中心機(jī)房的空氣環(huán)境調(diào)節(jié)，主要包括溫度、濕度、新風(fēng)量的調(diào)節(jié)。空調(diào)是中心機(jī)房的耗能大項(xiàng)，采用地板出線孔密封件對出線孔進(jìn)行密封，風(fēng)量泄露可控制在總風(fēng)量的4%以內(nèi)，極大的提高了空調(diào)的送風(fēng)效率。除此之外，還應(yīng)采用良好的設(shè)計(jì)方案，不良的設(shè)計(jì)方案導(dǎo)致設(shè)備散熱不良，該冷卻的設(shè)備不能很好得到冷卻，而已經(jīng)被冷卻的區(qū)域卻被繼續(xù)冷卻。所以，應(yīng)優(yōu)化信息中心機(jī)房的氣流組織，避免局部熱點(diǎn)，提高制冷率，減少空調(diào)容量和數(shù)量，提高機(jī)房散熱效率。

UPS電源可以向負(fù)載提供穩(wěn)壓精度高、穩(wěn)頻、波形失真度小的高質(zhì)量電源，并且在與靜態(tài)旁路切換時(shí)可以做到供電無間斷。要求為主機(jī)房內(nèi)所有的服務(wù)器機(jī)柜、交換機(jī)機(jī)柜提供集中供電系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的節(jié)能方案更多關(guān)注UPS的可靠性，但隨著“數(shù)據(jù)中心消耗著大量電能”這個(gè)事實(shí)影響越來越大，UPS的效率也成為了重要的決策因素。采用先進(jìn)的UPS系統(tǒng)：在線雙轉(zhuǎn)換完全模塊式UPS系統(tǒng)，它具有并聯(lián)冗余的特性，可以完全取代傳統(tǒng)的“1+1”并機(jī)系統(tǒng)，而且是一個(gè)“綠色電源”方案，具有高輸入功因（PF=1）、低諧波失真（THDI=5%）、高效率（AC～ACeff達(dá)95%）以及高穩(wěn)定性和可靠性的優(yōu)點(diǎn)，配合功能強(qiáng)大的監(jiān)控軟件及全面的通信介面，適合精密設(shè)備及機(jī)構(gòu)。

能耗問題已經(jīng)成為用戶在采購服務(wù)器時(shí)非常重視的一個(gè)因素，而機(jī)房作為各種服務(wù)器（塔式、機(jī)架式、刀片式）及各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如機(jī)架式交換機(jī)、路由器）的承載之地，這些設(shè)備的節(jié)能效果如何自然將大大影響整個(gè)機(jī)房的能耗。對此，優(yōu)先選用低功耗產(chǎn)品或2，5英寸硬盤產(chǎn)品，無疑更節(jié)能。并且，很多低功耗的硬盤產(chǎn)品功耗已能做到很低，在滿載、空閑時(shí)的功耗都可控制在數(shù)w內(nèi)，對于采用多硬盤的服務(wù)器，長期運(yùn)行時(shí)可以節(jié)省下一筆不小的費(fèi)用，自然也能使機(jī)房更節(jié)能。總之，電源轉(zhuǎn)換率較高的電源更節(jié)能，選用2.5英寸硬盤也比3.5英寸硬盤更節(jié)能，優(yōu)選低電壓處理器與內(nèi)存也能更節(jié)能、加強(qiáng)風(fēng)扇管理等，在很多方面多管齊下，都能讓設(shè)備在確保性能的情況下更節(jié)能。除了這些之外，還應(yīng)從軟件人手，提高服務(wù)器利用率，減少不必要的服務(wù)器運(yùn)算而增加的耗能。

“綠色”已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)房建設(shè)的主旋律，對于機(jī)房管理與運(yùn)維人員來講，從設(shè)計(jì)、機(jī)房建設(shè)就需要考慮節(jié)能因素，需要關(guān)注設(shè)備選擇、機(jī)房布局等各個(gè)方面，同時(shí)更要關(guān)注各個(gè)環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系，從整體規(guī)劃到全面實(shí)施，才能更好地構(gòu)建節(jié)能環(huán)保的綠色機(jī)房。