智能化機房的綠色化建設

李子乾，潘立杰，李陶崢，崔建海，孫林檀

（1.國家電網客戶服務中心北方分中心，北京 300301；2.北京眾誼越泰科技有限公司，北京　100101）

智能化機房的綠色化建設

李子乾1，潘立杰2，李陶崢2，崔建海2，孫林檀1

（1.國家電網客戶服務中心北方分中心，北京 300301；2.北京眾誼越泰科技有限公司，北京100101）

對智能化機房的綠色化建設符合節能減排、低碳環保的要求，是新時期機房發展的必經之路。文章闡述了何為智能化機房，分析了傳統機房在建設上存在的問題，提出了智能化機房綠色化建設的關鍵技術，最后對機房的綠色化建設給出了建議。

智能化機房；綠色化；建設

隨著信息社會的不斷發展，智能化機房正受到越來越多的重視，我國已經將信息化機房作為核心工程開始發展。而隨著我國工業經濟的迅猛發展，能源消耗越來越快，環境污染問題日漸突出，我國在此環境下提出了節能減排的號召。在新時期的社會發展中，節能減排是所有行業發展中的重要關注點。機房屬于高能耗的場所，特別是智能化的提高也造成了能耗的增大，所以說智能化機房的綠色化建設是目前機房發展中的首要課題。

1　機房綠色化建設的現狀

1.1何為智能化機房的綠色化建設

目前為止，對于智能化機房的綠色化建設還沒有一個統一的定義，它是現在機房發展的必經階段。機房的綠色化建設涵蓋了對整體建筑、機房的裝修、UPS電源、數據管理的效率以及應用系統等［1］。降低機房的能耗綠色化建設的出發點，能耗的降低不只是針對機房主要設備，還應涉及到空調、電源以及機房的空間等方面。對于機房來說，后期運行的維護成本比初始建設成本要多得多，所以說對智能化機房的綠色化建設也不僅是降低電能的消耗，還有節約成本、降低能耗以及減少占地等全方位的綠色化建設。

1.2智能化機房綠色化建設指標

1.2.1能源效率的指標

智能化機房的能源效率指標一般用電能利用率（PUE，Power Usage Effectiveness）來表示，其計算公式可表示為PUE=機房用電總量÷IT設備的用電量。其意義是指總輸入電能中實際用作生產的電能數值，PUE的值越小，說明機房節能性越強。在我國，大部分智能化機房的PUE數值平均為3.0左右，而西方發達國家的智能化機房PUE數值達到了2.0左右［2］。

1.2.2 IT設備濕度范圍以及工作溫度

機房的IT設備如果對環境濕度和溫度比較敏感的話，后期就需要耗費更多的人力物力財力維護空調系統，這無疑會增加能耗量。因此，在選擇IT設備時，要盡量選擇濕度溫度范圍均較寬的類型。

1.2.3 IT設備能效之比

IT設備每秒處理數據的流量數與功耗的比值即為 IT設備的能效比。能效比越高的IT設備，說明該設備在單位能耗中處理數據的能力越強。所以在選擇服務器的時候，不僅僅要了解產品滿負荷運作時的功耗和效率大小，還要了解非滿負荷運作時的功耗和效率值。

1.2.4智能化機房中基礎設施利用率

考察機房基礎設施的利用率時，通常使用的指標包括電源利用率、制冷設備綜合利用率以及布線是否合理等。其中，UPS電源是考察機房基礎設施的重要因素。減少熱量從外界進入機房，同時降低機房內部的產熱是降低機房制冷設備能耗的根本所在。

1.3傳統機房中的問題分析

1.3.1硬件方面存在的問題

機房中硬件主要包括UPS電源、空調、布線以及監控設備等。存在問題主要有：傳統的機房中，制冷設備通常會因機房設計的不合理而變得局部過熱；電源線路布置過于緊密，存在著較大的安全隱患；機房內部布線太過緊密，極大的影響了空調的制冷效果；沒有配置UPS電源，不能保證機房設備的安全運作。

1.3.2軟件方面存在的問題

機房中的軟件一般包括存儲和服務器。在過去的10年間，傳統機房中的電力密度迅猛增長，直接導致了業務的成倍增長，機柜的密度大大增大，處理器的能力不得不相應提高，最終極大的增大了機房對于電源的需求［3］。

1.3.3機房中的數據和應用管理問題

傳統機房中，對數據以及應用的管理均比較的分散，應用、存儲以及服務器之間達不到最佳的能效比。因此不得不增設更多的相應設備，進而增加了機房的空間、空調設備的占用，最終增加了機房整體的能耗。

2　智能化機房綠色化建設的關鍵技術

（1）新型技術。通過一定的創新技術將線路進行簡化，使復雜的線路變得簡單，從而使得能耗的降低，并且提高后期維護的效率和安全性；運用水平機架以及液體冷卻技術，對高密度的服務器實現快速的冷卻，減少了大型制冷設備的安裝和維護；在存儲數據時，通過劃分數據的優先級對數據進行分配，從而實現成本的節約。

（2）虛擬化部署。通過虛擬化部署實現操作系統以及應用系統的遷移，實現設備利用率的極大提高，并大大的節省機房的內部空間。

（3）選用密度高的硬件設備。選擇硬件時，要充分考慮到機房內部的空間設計，盡量選擇空間占用更小的設備，比如刀片型服務器。如果是設計新的機房，要盡量配置可作擴展的模塊化設計。

3　對智能化機房綠色化建設的建議

（1）硬件設備。選擇UPS電源時，優先考慮具有功率校正功能的UPS電源。考慮空調系統時，要根據機房所在地的環境氣候特征進行綜合考慮。先選擇能耗較低的冷凍機，在結合實際情況配置相應的變頻器，保證低負荷運作時的能耗較低。

（2）機房裝飾裝修環境。根據不同的設計思路和技術路線，設置能耗最低的機房環境。比如在樓層外部加設保溫層、對于窗框以及玻璃選擇更合適的材質、在室外安裝遮陽板等。機房如果是空調下送風，那就應該對地板下面的空間進行整治，保證送風管道的暢通，并設計最為合理的氣流路線。

（3）降低PUE。實踐證明，空調系統如果用電量過高的話會導致PUE數值過高。為了降低PUE，可以考慮做如下改善。①進行機柜內的微環境溫濕度、電流電壓的監控，這樣就可以對事故進行預測和預防，加強對資源的合理利用，PUE值進而降低；②減少對物理服務器的使用，并通過一定的虛擬化手段將物理服務器遷移到虛擬服務器中；③調整小型機或者刀片服務器等設備的位置，使發熱更為均勻；④更換掉通風率低的地板；⑤將通風板的位置調整到發熱區域較多的位置。

4　結語

隨著國家對節能減排的重視程度越來越高，智能化機房的綠色化建設已成為必然的趨勢。在建設機房時，如果能夠做好合理的規劃和設計，減少能源的消耗，必能獲得理想的經濟效益和社會效益，也定能在未來的綠色化進程中立于不敗之地。

主要參考文獻

［1］楊國勛.綠色數據中心產業的發展趨勢［J］.中國信息界，2012（5）：5-7.

［2］楊波，祝唯微，劉寧.綠色智能化機房建設研究［J］.電力信息化，2012，10（6）：96-99.

［3］賴麗萍.綠色智能機房的需求與發展研究［J］.電子設計工程，2012 （19）：45-47，51.

10.3969/j.issn.1673-0194.2016.11.102

TP272

A

1673-0194（2016）11-0170-02

2016-04-26