數(shù)據(jù)中心朝著大型和超大型發(fā)展,對運算能力、存儲能力的要求也相應提高,但是隨之而來的是能耗的進一步提升和運維成本的不斷增加。如何降低能耗、提高資源利用率、節(jié)約成本?
數(shù)據(jù)中心呼喚綠色
斯坦福大學教授OhnathanG.Koomey的研究數(shù)據(jù)顯示,2010年全球數(shù)據(jù)中心耗電量達到了驚人的1988億kWh,約占全球發(fā)電量的1.1%至1.5%;而在擁有大量數(shù)據(jù)中心的美國,這個比例已經(jīng)達到1.7%-2.2%。數(shù)據(jù)中心的耗電支出已經(jīng)超過對基礎(chǔ)設施的投入。
隨著信息化的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)增長越來越快,對數(shù)據(jù)中心的需求和數(shù)據(jù)容量也相應地在快速增長。微軟公司的christianBelady最近在其博文中寫道,預計到2020年,美國和全球數(shù)據(jù)中心市場將增長50%,分別達到180億和780億美元。
數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展對電力等能源的需求也會越來越大,但是能源的緊缺供應,將難以滿足這種需求。數(shù)據(jù)中心工業(yè)協(xié)會(AFCOM)下屬的數(shù)據(jù)中心研究所預計,在今后幾年里,超過90%的企業(yè)數(shù)據(jù)中心將因為電力不足而至少中斷一次。在這種供給與需求的雙重壓力之下,越來越多的中小企業(yè)放棄了自建數(shù)據(jù)中心,轉(zhuǎn)而向大型數(shù)據(jù)中心運營商租用其提供的數(shù)據(jù)中心服務。
數(shù)據(jù)中心朝著大型和超大型發(fā)展,對運算能力、存儲能力的要求也相應提高,但是隨之而來的是能耗的進一步提升和運維成本的不斷增加。如何降低能耗、提高資源利用率、節(jié)約成本,建設“綠色”數(shù)據(jù)中心?
探索“綠色”可行性綠色數(shù)據(jù)中心的建設,需要使用新的節(jié)能技術(shù)與設備,替代原有的低功效設備,以降低能耗、提高能源利用率和減少運維成本。但是在采用新技術(shù)和新設備的過程中,不可避免會增加額外的前期投資。
因此,對于數(shù)據(jù)中心的設計者和運營商而言,需要在技術(shù)資源、投資回報率、社會效應等多方面考慮,選取最適合的方案,從而達到經(jīng)濟與技術(shù)的平衡。
綠色數(shù)據(jù)中心的節(jié)能技術(shù)很多,但是歸根到底在于“開源”與“節(jié)流”。我們將從這兩方面,介紹一下現(xiàn)在比較主流的技術(shù)方案。
綠之“開源”
再生式能源對電力的補充:數(shù)據(jù)中心運營的基礎(chǔ)就是電力。電力保障了數(shù)據(jù)中心IT業(yè)務的穩(wěn)定運行、制冷系統(tǒng)的冷卻降溫、管理監(jiān)控系統(tǒng)的正常運作、室內(nèi)照明等等。對于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心,通過電網(wǎng)獲得電力資源是唯一的選擇,但是現(xiàn)在,情況卻在悄然變化。
2007年,Google在其總部安裝了太陽能發(fā)電系統(tǒng),約9200塊太陽能電池為Google提供了總功率1.6MW的電力。而另一個IT行業(yè)巨頭微軟,則在其位于美國昆西的數(shù)據(jù)中心采用了水力發(fā)電方案。
除此之外,風力、地熱、潮汐等再生式能源,同樣存在為數(shù)據(jù)中心提供電力資源的可能。再生式能源的使用,降低了數(shù)據(jù)中心對電網(wǎng)的負荷和CO2的排放,并給數(shù)據(jù)中心帶來了巨大的經(jīng)濟效益和無法估量的社會效應。
再生式能源直接提供制冷:太陽能空調(diào)是目前應用較為廣泛的再生式能源制冷技術(shù)。它主要由太陽能集熱器和吸收式制冷機兩部分構(gòu)成。吸收式制冷機利用太陽能集熱器為其發(fā)生器提供熱媒水,來加熱發(fā)生器,取代了傳統(tǒng)吸收式空調(diào)用電能加熱的方式。并且,太陽能集熱器的熱媒水溫度越高,空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率也越高。這種技術(shù)在太陽能資源豐富的地區(qū),已經(jīng)得到很好的推廣與應用。
目前歐洲最大的太陽能空調(diào)系統(tǒng)位于德國Offenburg。通過此系統(tǒng),Offenburg高等學校每年可以節(jié)省500MWh電能。
自然冷源的利用:除了太陽能,還有很多資源可以為綠色數(shù)據(jù)中心提供制冷資源,如江河、湖泊、海洋、地下水,甚至土壤和空氣,等等。