數據中心電源使用效率及能耗探究

王曉雷

（中國通信建設集團設計院有限公司第四分公司，河南 鄭州 450052）

0 引 言

目前，數據中心作為一個高能耗產業，不但給使用人員帶來了很大壓力，而且消耗了過多的社會能源。所以，相關人員在進行數據中心建立時，需要充分考量電能耗費率行，也要以此作為數據中心能耗檢驗標準?；诖?，如何更好地節約電能耗費成為相關部門關注的重中之重。企業在實際工作中將電能利用率與節能問題作為重點考察內容，在進行數據中心建設和維護時也將電能耗費程度作為重要的參考依據。

1 數據中心能耗使用現狀

數據中心最核心的部分是IT設備。據有關資料顯示，IT設備能耗占據數據中心能耗的1/2，主要集中在設備服務器、交換器、路由器以及存儲設備等方面。一些服務器系統能耗占到IT設備能耗的1/2。數據中心的能源消耗主要集中在電源設備、冷卻設備及照明設備上，其中空調消耗占比最大，其次是UPS主機損耗。

近年來，一些數據中心進行擴張和整合，容量與傳統數據中心相比超出了幾倍，且在城市區域外部出現了很多大型數據中心建筑。這些數據中心建筑內部容量達到了前所未有的情況。這些大容量數據中心帶動了數據中心能耗的快速增長?；趩挝籊DP能耗進行分析，高載能低污染屬于數據中心的主要特點。同時，數據中心是技術密集型信息產業，數據中心所肩負的IT系統帶動行業產值達到了近百倍，因此對能源的使用率相對較高。

基于能耗重點消耗部分進行分析，數據中心主要由IT設備軟件和供電制冷系統構成，其中IT系統屬于數據中心的基礎，需要空調、供電設備的輔助，才能促使其正常穩定運行。數據中心中，IT設備24 h不間斷運行不但要耗費較多電能，也需要依靠制冷系統幫助散熱，且配件系統需要不間斷為其供電。某市數據中心IT設備耗能占到1/2，其次是空調能耗和配電能耗。

2 實施綠色節能的數據中心體系

在一些性能較高的服務器部署過程中，需要對其進行分化管理。特別是針對物理服務器進行處理時，需要在滿足其實際需求的基礎上整合管理標準和運行體系，充分發揮各個模塊的自身優勢。其中，一些辦公自動化項目屬于較基本的項目體系，需要有效整合和部署內部關系，將其分布在一些虛擬體系中，更好地完善業務效果，同時可以為后續虛擬處理奠定堅實的基礎。一般情況下，制冷區和熱區主要借助玻璃墻體進行隔離。想要為制冷區和制熱區內部正常流通交互做出保證，需要借助合理完善的方案進行冷風區域的溫度設定。還需要縮短空調設備風道長度，提升設備制冷的有效性和適應性，從而達成節能目標。在整合服務器的過程中，需要對一些低能耗進行整合處理，提升企業處理效率，同時要使其滿足相應的實際需求。利用英特爾低功率處理器進行系統處理，能夠優化和完善能耗參數，在降低熱量的同時，為設備滿足相應的散熱需求做出保證，還能降低服務器基本能耗，保證節能水平符合實際運行系統。

3 數據中心能耗節能措施

3.1 對IT設備和非IT設備進行節能

在進行數據中心電力節能時，需要考慮IT設備能耗和非IT設備能耗。首先，需要有效規劃IT設備節能措施，淘汰一些使用時間相對較長的設備。在絕大部分數據中心，仍然有使用年限超過標準期限的技術平臺在運行，也存在一些服務器即使保持運行卻沒有使用用戶，因此對這些系統進行合理篩選和淘汰有著重要意義。其次，需要使用合理科學的手段有效整合資源。大部分服務器具有電源管理功能，系統管理員需要在具有電源管理功能的設備上啟動該功能，將一些不沖突的傳統技術平臺應用合并到新型服務器上。這樣不但可以減少服務器數量，而且能提升設備利用率。最后，需要對服務器進行虛擬化，提升服務器自身運行能力，有效降低服務器數量，減輕IT功率需求[1]。

對一些非IT設備進行節能，需要科學計算數據中心的UPS容量，提升UPS效率。選擇多個機器并聯模式降低大容量UPS單獨運行，一些可以使用小功率UPS并聯使用的模式可以替代一臺大功率單機運行模式，有效控制小功率UPS數量，更好地滿足需求，也能提升單臺UPS負載轉換效率[2]。

3.2 盡量使用自然資源

可以通過建設相應的冷熱通道，對高功率機器進行冷熱通道封閉，優化中心氣流，進一步提升空調效率。在我國大部分數據中心運行的過程中，運行溫度約達到了20 ℃，同時國際標準也將運行最高溫度調整到了27 ℃。相關研究表明，當制冷參數變化時會產生10%能耗，提升芯片耐高溫性，從而促使設備正常運行溫度的提升。因此，數據中心需要對溫度進行有效控制和調節，更好地節約能耗。當室外溫度相對較低時，可以使用新風，還可以使用空氣循環系統，降低能耗。利用室外冷空氣降低數據中心溫度，也可以基于太陽能提升數據中心溫度，更好地實現溫度調節，減少空調能耗[3]。

3.3 技術管理節能和標準管理節能

可以對數據中心節能進行基礎研究，構建相應的能效研究實驗工作室，并對前沿技術進行研究，基于節能技術實現節能產品的升級和評價。尋找一些效率較高的節能技術，推廣較為先進的節能技術，基于數據中心一些節能技術實施系統評價，從整體性和全局性進行思考，更好地解決問題。使用不同的節能技術規劃數據中心產業鏈條，還可以通過成熟的節能技術推廣，切實推動城市內部數據中心能效水平的提升[4]。

提升數據中心節能體系建設的速率，優化和完善設計標準和能耗限額標準，使其形成具有影響意義的綠色節能標準體系，進一步為節能提供相應的評價參考。相關人員可以建立較為完善的數據中心能效評估體系，通過完整分析數據中心節能標準和規范，形成較為科學的數據中心。能效評估系統可以在此基礎上確立相應的節能目標，加速節能工作的不斷開展。比如，一些發達國家大部分數據中心都存在相應的評估系統，同時這些評估系統與稅中心有著對立關系。一些評估系統基于數據中心某個系統建立，不但對管理人員給予了相應辯解，而且能促使數據中心各個方面能效水平得到提升，從而更好地確立節能發展方向[5]。

3.4 機制管控和市場管控

完善和優化能耗統計系統，對數據中心能耗進行分次計量，有程序地開展計量工作，計量IT設備系統能耗、空調系統能耗，提升數據中心能耗統計數據的質量。同時，充分運用現代化信息技術，建立高效合理的能耗數據信息系統。在數據中心進行能耗管理控制平臺建設，能夠更好地與國家稅務中心能耗管理控制平臺相連接，實時掌握當前市中心能耗情況，制定較為規范的政策和監管措施。規模較大的數據中心需要每年進行相應的能耗檢查，還要經過第三方專業機構進行安全系統排查，并提出相應的能耗建議。要持續開展節能改造數據中心試點，在公共機構促使數據中心節能改造試點工作的有效開展，基于政府實際情況推動數據中心節能技術和節能產品的形成，提升社會內部的示范帶動性作用。對企業進行鼓勵，使用能源管理有效方式實施數據中心節能改造。要設立較為標準的工作流程，落實監督管理機構和節能改造企業責任，為數據中心節能改造的順利進行奠定基礎。通過建立企業內部信息庫，聯動監督管理平臺及時發布一些節能政策。相關指導企業可以應用新技術，了解節能效益，進一步提升節能效果[6]。

4 結 論

綜上所述，在進行數據中心建設系統升級時，需要從節能環保角度出發，堅持綠色發展理念，建立健全系統體系，提升系統體系的可靠性和穩定性，為常規化管理工作的切實開展提供相應保證，同時更好地實現數據管理工作的可持續發展。