如何最大限度地提高数据中心的能效

如今，数据中心的主要运营成本是能耗。那么数据中心如何最大限度地提高能效，以避免因电力成本而影响高效运营？

Exit Technologies公司创始人兼总裁Jeff Bittner撰写的能效指南帮助人们通过技术和策略提高效率，并获得更低的能源使用效率（PUE）。此外，这些升级可以降低运营成本，并减少对环境的影响。Bittner在文章中指出：

冷却：冷却设施能耗占据数据中心能耗主要组成部分。因此，最大限度地减少机房空调体冷却设施的工作负载是最重要的。

冷/热通道遏制是一种消除数据中心热量简单而流行的方法。近年来，机架式液体冷却装置的应用越来越广泛，因为它们支持空气冷却系统，从而降低了成本。而提高运营环境温度，使用节能器，或通过计算流体动力学创建新的热模型，都是提高数据中心能效的有效方法，无需重建或对基础设施进行更大的改造。

除了优化现有的冷却设施之外，还有其他几种冷却方法，可以提供显著的效率提升。

直接蒸发冷却：直接蒸发冷却采用雾化技术进行蒸发，效率提高多达50％。但是由于具体要求和条件，它并不总是一种可行的选择：直接蒸发冷却技术需要使用水源、净化系统、备用存储器、水泵，以及用于压力和流量控制的调节器。这种解决方案只能应用于具有适当地理位置的数据中心。

间接蒸发冷却：这种方法包括将热空气从外部引导通过热交换器以促进蒸发，从而泵入冷空气。同时，湿气和热量通过交换器排出。

该系统的缺点是冷热空气的交换效率降低，需要风扇运行。但是，其好处是不会将外部空气或湿气引入环境中。

在这两种蒸发冷却方法之间进行选择主要取决于数据中心所在地和当地气候。

浸入式冷却：浸入式冷却可能是最具创新性的体冷却策略。尽管该技术有效，但广泛采用还需要一些时日，因为其安装和部署会引发许多问题和顾虑。改造费用的前期成本将抵消其提高能效所带来的经济效益。硬盘驱动器的兼容性也是一个因素，因为标准硬盘不能浸没在液体中运行。一旦解决了这些问题，浸入式冷却系统的空间效率就可以带来巨大的好处。

安全性在最初应用中也是一个主要问题。幸运的是，大多数解决方案使用无毒或不易燃液体。尽管数据中心领域早期存在一些问题，但浸入式冷却技术在功耗、空间效率和长期运营成本方面已成为优秀的解决方案。现在，越来越多的供应商也采用了这种冷却技术。

电源：据估计，三分之一提供给服务器的能量被浪费。其中大部分电能在交流到直流的电源和电压调节器转换时丢失，因此提供高效解决方案对于解决这个问题至关重要。

可以采用有效的一些措施，例如通过将备用电池部署在服务器机架上减少交流到直流转换阶段，或提高电压以减少线路损耗。

电池：电池是数据中心电源系统中不可或缺的一部分，可以针对效率进行优化。组织在选择最佳电池选项时，需要考虑一系列问题。

铅酸蓄电池多年来一直是数据中心后备电源的标准配置，但它们实际上效率较低，危险性更大。虽然锂离子电池的成本更高，但效率更高，寿命更长，但也有高温易燃的缺点。

镍锌电池在传统上没有应用于数据中心，但其具有更低的成本、更快的充电时间、更长的电池寿命优点。这可能是一种未来更安全、更环保的解决方案。

可见性：虚拟化环境可以减少处理工作负载的服务器数量。这对能源消耗效率有显著的好处。

深度学习和基于人工智能的系统对于数据中心的效率而言是非常宝贵的，正如谷歌公司在DeepMind上报告的那样，其数据中心冷却效率提高了40％。Verdigris公司正在提供潜在的深度学习解决方案，未来不可避免地会有更多选项提供这些功能。

采用DCIM工具可以优化数据中心运营。虽然DCIM不具备人工智能的自主权，但它可以优化工作负载，并管理建筑和环境控制以最大限度地提高能源效率。在改善工作人员洞察力方面，行业厂商提供的能源专用系统比人工智能更容易获取。

随着数据中心的能源消耗持续增长，人们必须意识到对基础设施和能源的环境影响，特别是对于新的数据中心设施。随着对数据中心容量需求的扩大，具有成本效益、影响较小、效率较高的系统将至关重要。而投资于更高效的能源解决技术和方案应被视为高效运营数据中心的最佳选择。

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