綠色數據中心基礎設施規劃方案

文/王旭

隨著云計算的持續升溫，各地的數據中心建設也如火如荼的進行，但數據中心的能耗問題卻一直是困擾建設者和運營者的一個大難題。在這種情況下，如何降低其能耗將成為業界都非常關注的一個話題。“綠色數據中心”，毫無疑問將成為未來數據中心的發展趨勢。本文基于能效分析的前提下，提出了綠色數據中心基礎設施規劃方案，在降低能耗、節約成本的同時，滿足數據中心安全性、穩定性及擴展性等方面的要求，為其他相關數據中心建設部門的設計提供借鑒。

1 數據中心的能效分析

電能利用率（Power Usage Effectiveness，PUE）和數據中心基礎設施利用率（Data center Infrastructure Effectiveness，DCiE）是數據中心能效評價最常使用的能效比指標，即每瓦IT設備能耗需要消耗多少總輸入能耗。具體如圖1所示。

PUE和DCiE兩者成倒數關系。表示數據中心中IT設備負載與數據中心機房內所有設備的總負載之比，PUE越接近1說明輸入到數據中心的電能幾乎全部用于IT設備本身。

2 綠色數據中心的定義

目前國際上普遍認可的綠色的數據中心是指：在數據中心的全生命周期內，最大限度的節約資源（節電、節水、節省材料等），其中綠色數據中心最關鍵的指標就是低PUE值，通常認為PUE值在1.6到2.0之間是比較合理的區間。如果是新建數據中心，不應該超過2.0。為了提高數據中心的能源利用效率，降低PUE值，數據中心的節能更多的體現在制冷、電源、IT設備等能源方面，只有降低這方面的能源，數據中心的“綠色”才有所體現。

表1：綠色數據中心電源節能技術表

表2：綠色數據中心制冷技術表

3 綠色數據中心的規劃

需要考慮到未來業務發展及各個系統的規劃，估算出數據中心啟用后各階段的系統規模，進而驗算出所需空間和電力供應量; 根據業務關鍵性要求，確定可用性級別，對比建設成本選定數據中心級別;對所在地的氣候條件進行評估，選定合理的能效比等作為綠色數據中心的設計和施工標準。

而IT規劃是綠色數據中心基礎設施規劃的基本輸入條件，在綜合考慮企業未來業務增長的基礎上，對中心機房電力、制冷、空間提出明確需求。

3.1 選址建筑與空間

圖1：數據中心能效PUE

在選擇數據中心用地時，為保障各種設備安全穩定的運行，首先應遠離地震帶、洪澇、颶風等自然災害頻發的地區；盡量靠近電力充沛、水源充足的地區。另外，由于空調的能耗與室外溫度密切相關，因此將中心設置在溫度低的寒冷地區可最大化利用外部空氣的免費冷源，減少制冷系統的能耗。

其場地與空間的規劃則是依據IT規劃的系統規模與發展需要，和其組成性質、任務、業務量大小，還有特定的IT系統作業流程、各區域用房的功能用途、IT設備的配置類型及對供電，空調等方面的要求，提出對建筑空間的承重、層高、機房面積等要求，并遵循適用性和綠色環保性的原則來進行合理的總體劃分。

3.2 供電

目前數據中心的電源有直流和交流兩種選擇，尤其是高壓直流供電技術，隨著運營商大規模推廣，目前已經得到了廣泛的運用。據中國電信運維部的統計，截止2011年底中國電信運用240V高壓直流系統共251個局站，直流總功率達到了24000KW。

除了直流供電技術外，其他電源新技術也在不斷得到運用。如利用燃料電池取代UPS、利用風能、太陽能的自然能源供電，目前在數據中心在電力領域中有很多節能技術。新技術應用主要體現在表1所示的幾個方面。

3.3 制冷

在制定數據中心機房制冷規劃時，需要針對不同的功率密度作出不同的制冷方案規劃。對于機房的制冷及送風系統，數據中心可以根據實際情況采取相應的技術措施及制冷理念來改善機房的制冷效果，達到節能降耗的目的。比如可以采用高能效比的節能空調設備、采用合適的制冷方式及自然制冷技術、采用動態智能制冷技術等。目前各類主流應用的制冷技術如表2所示。

為使數據中心在不增加制冷量的基礎上存放更多的IT設備，建議在夏季將機房溫度設定偏高些，冬季設定偏低些。這正是綠色數據中心有效的制冷管理措施。

4 總結

展望未來，我國數據中心規模呈快速增長趨勢，其能耗也隨之快速增加。綠色數據中心具有較大節能潛力。因此，加強數據中心的合理規劃，可以提高其可管理性、可擴展性，并在降低成本的同時實現綠色節能、環保的目的。讓我們越來越努力建設高能效的綠色數據中心，創建可持續發展的計算環境。