惠普：现代数据中心能源效率策略
2018-06-11 来源：
惠普亚太及日本区行业标准化服务副总裁及总经理 Tony Parkinson
随着环境问题日益突出，想要忽略“绿色”的话题，以及围绕“绿色”倡议所产生的众多行动，简直是件不太可能的事。人们已经越来越意识到，由于电能消耗的增加，导致石化燃料使用的增加，导致大气中的碳排放量也在增加，这已经成为环境恶化的多米诺骨牌效应之一。
尤其面对象中国这样以火力发电为主的能源结构，更高的电能消耗，意味着更多的碳排量和更大的环境污染。
如同一场风暴的酝酿，对能源放任无度的消耗将对未来可持续发展产生最为直接和有害的影响。目前，几乎所有行业都在奋力争取降低能耗及所伴生的碳排量。信息产业，尤其是现代数据中心也或自觉或被迫地站在了绿色技术革命的潮头。
现代数据中心：日益突出的能耗问题
从网站到网上银行，现代数据中心几乎运行着一切信息应用，因而其对电力的消耗增长显著，其中，电源和散热位于能源消耗之首。
据统计，全美国的服务器年耗电量超过100亿美元，其中三分之一以上的费用用于服务器的散热。我们看到，平均每度10美分的电价，使大多数设备经理（facility managers）敏锐地察觉到公司数据中心的电费正在飞速攀升。而据我所知，中国有些电力供应紧张的城市，电价甚至更高。但有趣的是，大多数的数据中心经理却对这些费用视而不见。对他们来说，最大的关注点在于能否为数据中心持续增加的工作量提供充足的电力。同时，设备经理们在付电费账单时也不会关心这些问题。将来，随着电源和散热问题变得更加普遍和突出，企业会进行内部整合，以降低能耗成本。
根据CIO们的观点，IT的成功不仅来自于按服务级别协议提供服务，还源于在充满挑战的全球业务环境中利用信息技术赢得竞争。所以，数据中心的角色不应仅局限于为公司业务提供支持，还要能帮助推动业务运营。显然，降低在购电方面的支出是提升业务成效的一个重要途径。企业应该考虑将数据中心的能耗作为一项可控的费用，通过适当的管理，显著节省开支。
当然，要从数据中心的电费支出中节省一笔可不容易。目前存在着无数潜在的解决方式，所有的服务器制造商们似乎也有着关于如何解决此问题的想法，其中一些简单的措施不仅能迅速实施，还不会产生太大的费用。但是，要创建更节能的现代数据中心，更为全面和具体的策略才能带来最大的效果。
现代数据中心能源效率策略：整体优化解决方案
没有一种单一的“良药”能完全解决当前数据中心大幅增长的能耗成本的问题，只有通过综合治理才能收到丰厚的成效。因此，客户需要选择一个可提供完整的解决方案的服务器制造商或数据中心顾问。请注意，解决能源效率问题，要强调数据中心内全部的电源和散热架构，小到微处理器芯片大到为数据中心提供散热的空调系统。大多数IT供应商都能提供节能型的服务器，但只有惠普可以真正地兼顾从芯片到冷却器整体优化的所有问题。
从芯片开始
客户必须要确定能够从低功耗的处理器中获益。另外，2.5英寸的硬盘驱动器也是必需的，因为其耗电量仅仅是3.5寸硬盘驱动器的一半。低功耗存储器作为有效的供电设备在降低能源消耗上也非常有利，使用这些设备的惠普节能服务器或刀片可以降低15%到36%的电源消耗。
虚拟化
虚拟化可通过整合服务器和存储设备的方式节省能源。一些数据中心希望可以通过虚拟化节省其30%到40%的电费开支。对服务器虚拟化的原理是：客户可将四个20%运行效率的服务器合并成一个80%运行效率的服务器。尽管这个虚拟的服务器中的处理器需要消耗更多的电力，但处理器的耗电量仅为服务器耗电量的30%。所以80%的利用率增长却仅产生了30%的处理器耗电量。虚拟化服务器可使其他运转中的硬盘驱动器、主板、I/O插槽、存储器、风扇和电源使用服务器中70%的剩余电源。同时，一个80%运行的服务器电源比20%运行的服务器工作效率更高。一旦出现较高的处理能力需求，这种独特的处理过程所需的硬盘驱动的数量就会相应增加，而存储产品也有新的解决办法来降低所需的硬盘驱动器的数量。但需要注意的是，当需求出现时，必须相应增加实际的存储设备。
电源
尽管有些IT经理们提到了采用直流电的解决方案，实际上有效利用更为普遍的交流电来配置电源，也是有可能解决这一问题的。在数据中心内部，诸如变压器、配电单元和无间断电源供应等，都可以对节电产生积极或消极的作用。
电源管理软件也是一个可以被用来降低电源消耗的有效工具。处理器供应商都拥有各自的电力节流装置，可以降低未被完全利用的处理器的电源损耗。大多数服务器制造商都采用了这项技术，通常还会增加一些设备供IT经理们进行监测、衡量、控制并降低在服务器或刀片设备中的电源消耗。
刀片
刀片是能源节约的“排头兵”。尽管结构更密集，但其独特的结构可以显著节省开支。在最近发布的2007年Sine Nomine报告中，将HP BladeSystem刀片服务器与拥有同等运算能力的机架式服务器进行比较，令人吃惊的是，HP BladeSystem刀片服务器比机架式服务器少消耗36%的电力。这是由于该产品的“主动散热”式风扇，可根据散热要求调节其运转速度，能够在正确的位置提供适当的散热气流流量。
除了服务器和刀片，需要针对其能源利用效率对数据中心和基础设施进行密切的检查。与一些网络UPS的工作原理类似，由于采用将电流从交流电转换成直流电再转成交流电的形式，增强气流型机柜、电源分配机架和三相UPS可以有效地降低电源损耗。电源分配机架减少了混乱的电缆敷设现象，使气流能够在更狭窄的空间更好地流动。客户如果使用单独的480伏三相机架的PDU，可能根本不需要再用变压器将电流转换成277伏再输送给服务器。如果客户不是电源配置效率方面的奇才，它真正所需要的是一个可以提供正确设备和所需产品的服务器供应商。
大型空气“散热”装置
由于某些新的革命性科技，客户现在能够增加或减少冷气流的流量，将气流路径最优化。作为唯一的能够提供降低散热装置气流量的IT供应商之一，惠普在年初推出了动态智能散热（Dynamic Smart Cooling, DSC）技术。DSC为数据中心提供积极的散热功能，并持续做出调整。大多数客户的数据中心看起来像冰箱一样，这实际说明，系统提供了过多的散热气流，同时也造成了能源的浪费。DSC针对最需要的位置提供集中的制冷，避免了气流的分散，因此净节能量非常显著。使用在空气调节单元利用液体制冷的数据中心，IT经理们可以在IT设备散热方面节省最高45%的支出。
无可否认的是，并非每个方案对客户来说都是合适的。小型客户更青睐实施便捷的方案，一些企业级的数据中心则希望通过采用动态智能散热（Dynamic Smart Cooling）技术，获得更大的节省机会。无论何种情况，客户不能指望仅依靠诸如高效能服务器等某一个单独的设备，就能使节约最大化，而是需要与一个能够提供从芯片到散热路径的最全面的解决方案的IT厂商进行合作。
在配置了所有这些方案后，数据中心经理们还想在哪些方面实现节约呢？ 答案因人而异，因为每个数据中心都是不同的。但是，笔者已经发现，如果采取了正确的方法，削减三分之一或更多的电费支出是可以实现的。
随着环境问题日益突出，想要忽略“绿色”的话题，以及围绕“绿色”倡议所产生的众多行动，简直是件不太可能的事。人们已经越来越意识到，由于电能消耗的增加，导致石化燃料使用的增加，导致大气中的碳排放量也在增加，这已经成为环境恶化的多米诺骨牌效应之一。
尤其面对象中国这样以火力发电为主的能源结构，更高的电能消耗，意味着更多的碳排量和更大的环境污染。
如同一场风暴的酝酿，对能源放任无度的消耗将对未来可持续发展产生最为直接和有害的影响。目前，几乎所有行业都在奋力争取降低能耗及所伴生的碳排量。信息产业，尤其是现代数据中心也或自觉或被迫地站在了绿色技术革命的潮头。
现代数据中心：日益突出的能耗问题
从网站到网上银行，现代数据中心几乎运行着一切信息应用，因而其对电力的消耗增长显著，其中，电源和散热位于能源消耗之首。
据统计，全美国的服务器年耗电量超过100亿美元，其中三分之一以上的费用用于服务器的散热。我们看到，平均每度10美分的电价，使大多数设备经理（facility managers）敏锐地察觉到公司数据中心的电费正在飞速攀升。而据我所知，中国有些电力供应紧张的城市，电价甚至更高。但有趣的是，大多数的数据中心经理却对这些费用视而不见。对他们来说，最大的关注点在于能否为数据中心持续增加的工作量提供充足的电力。同时，设备经理们在付电费账单时也不会关心这些问题。将来，随着电源和散热问题变得更加普遍和突出，企业会进行内部整合，以降低能耗成本。
根据CIO们的观点，IT的成功不仅来自于按服务级别协议提供服务，还源于在充满挑战的全球业务环境中利用信息技术赢得竞争。所以，数据中心的角色不应仅局限于为公司业务提供支持，还要能帮助推动业务运营。显然，降低在购电方面的支出是提升业务成效的一个重要途径。企业应该考虑将数据中心的能耗作为一项可控的费用，通过适当的管理，显著节省开支。
当然，要从数据中心的电费支出中节省一笔可不容易。目前存在着无数潜在的解决方式，所有的服务器制造商们似乎也有着关于如何解决此问题的想法，其中一些简单的措施不仅能迅速实施，还不会产生太大的费用。但是，要创建更节能的现代数据中心，更为全面和具体的策略才能带来最大的效果。
现代数据中心能源效率策略：整体优化解决方案
没有一种单一的“良药”能完全解决当前数据中心大幅增长的能耗成本的问题，只有通过综合治理才能收到丰厚的成效。因此，客户需要选择一个可提供完整的解决方案的服务器制造商或数据中心顾问。请注意，解决能源效率问题，要强调数据中心内全部的电源和散热架构，小到微处理器芯片大到为数据中心提供散热的空调系统。大多数IT供应商都能提供节能型的服务器，但只有惠普可以真正地兼顾从芯片到冷却器整体优化的所有问题。
从芯片开始
客户必须要确定能够从低功耗的处理器中获益。另外，2.5英寸的硬盘驱动器也是必需的，因为其耗电量仅仅是3.5寸硬盘驱动器的一半。低功耗存储器作为有效的供电设备在降低能源消耗上也非常有利，使用这些设备的惠普节能服务器或刀片可以降低15%到36%的电源消耗。
虚拟化
虚拟化可通过整合服务器和存储设备的方式节省能源。一些数据中心希望可以通过虚拟化节省其30%到40%的电费开支。对服务器虚拟化的原理是：客户可将四个20%运行效率的服务器合并成一个80%运行效率的服务器。尽管这个虚拟的服务器中的处理器需要消耗更多的电力，但处理器的耗电量仅为服务器耗电量的30%。所以80%的利用率增长却仅产生了30%的处理器耗电量。虚拟化服务器可使其他运转中的硬盘驱动器、主板、I/O插槽、存储器、风扇和电源使用服务器中70%的剩余电源。同时，一个80%运行的服务器电源比20%运行的服务器工作效率更高。一旦出现较高的处理能力需求，这种独特的处理过程所需的硬盘驱动的数量就会相应增加，而存储产品也有新的解决办法来降低所需的硬盘驱动器的数量。但需要注意的是，当需求出现时，必须相应增加实际的存储设备。
电源
尽管有些IT经理们提到了采用直流电的解决方案，实际上有效利用更为普遍的交流电来配置电源，也是有可能解决这一问题的。在数据中心内部，诸如变压器、配电单元和无间断电源供应等，都可以对节电产生积极或消极的作用。
电源管理软件也是一个可以被用来降低电源消耗的有效工具。处理器供应商都拥有各自的电力节流装置，可以降低未被完全利用的处理器的电源损耗。大多数服务器制造商都采用了这项技术，通常还会增加一些设备供IT经理们进行监测、衡量、控制并降低在服务器或刀片设备中的电源消耗。
刀片
刀片是能源节约的“排头兵”。尽管结构更密集，但其独特的结构可以显著节省开支。在最近发布的2007年Sine Nomine报告中，将HP BladeSystem刀片服务器与拥有同等运算能力的机架式服务器进行比较，令人吃惊的是，HP BladeSystem刀片服务器比机架式服务器少消耗36%的电力。这是由于该产品的“主动散热”式风扇，可根据散热要求调节其运转速度，能够在正确的位置提供适当的散热气流流量。
除了服务器和刀片，需要针对其能源利用效率对数据中心和基础设施进行密切的检查。与一些网络UPS的工作原理类似，由于采用将电流从交流电转换成直流电再转成交流电的形式，增强气流型机柜、电源分配机架和三相UPS可以有效地降低电源损耗。电源分配机架减少了混乱的电缆敷设现象，使气流能够在更狭窄的空间更好地流动。客户如果使用单独的480伏三相机架的PDU，可能根本不需要再用变压器将电流转换成277伏再输送给服务器。如果客户不是电源配置效率方面的奇才，它真正所需要的是一个可以提供正确设备和所需产品的服务器供应商。
大型空气“散热”装置
由于某些新的革命性科技，客户现在能够增加或减少冷气流的流量，将气流路径最优化。作为唯一的能够提供降低散热装置气流量的IT供应商之一，惠普在年初推出了动态智能散热（Dynamic Smart Cooling, DSC）技术。DSC为数据中心提供积极的散热功能，并持续做出调整。大多数客户的数据中心看起来像冰箱一样，这实际说明，系统提供了过多的散热气流，同时也造成了能源的浪费。DSC针对最需要的位置提供集中的制冷，避免了气流的分散，因此净节能量非常显著。使用在空气调节单元利用液体制冷的数据中心，IT经理们可以在IT设备散热方面节省最高45%的支出。
无可否认的是，并非每个方案对客户来说都是合适的。小型客户更青睐实施便捷的方案，一些企业级的数据中心则希望通过采用动态智能散热（Dynamic Smart Cooling）技术，获得更大的节省机会。无论何种情况，客户不能指望仅依靠诸如高效能服务器等某一个单独的设备，就能使节约最大化，而是需要与一个能够提供从芯片到散热路径的最全面的解决方案的IT厂商进行合作。
在配置了所有这些方案后，数据中心经理们还想在哪些方面实现节约呢？ 答案因人而异，因为每个数据中心都是不同的。但是，笔者已经发现，如果采取了正确的方法，削减三分之一或更多的电费支出是可以实现的。
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