數據中心節能優化路徑探究范文

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摘要：金融部門是經濟系統的核心，依托金融信息系統，資金流通速度加快，各項金融業務呈現便利、快捷的趨勢。作為金融業務的支撐基礎，金融部門數據中心能耗也在隨業務增長逐年增加，與綠色金融不相一致，耗費大量的運營成本，能耗水平已不符合國家政策要求和標準。本文從分析某金融系統省級數據中心能耗現狀出發，從技術、文化、管理等角度，探討降低EEUE值、提高能效的多種路徑。

關鍵詞：信息系統；數據中心；能耗優化；EEUE0

引言

十八屆五中全會提出“綠色、創新、協調、開放、共享”五大發展理念，指導著我國“十三五”及未來的發展方式，“綠色”是我國未來發展的趨勢，而降低能耗是其主要的途徑。為了對能耗進行定量衡量，我國制定了能耗標準，用EEUE計算機房能耗，EEUE=數據中心總電能消耗量/信息設備電能消耗量，而國際上采用PUE值對其進行衡量。為促進綠色數據中心的發展，工信部提出了政府采購傾向綠色數據中心、從傳統架構向云架構轉移、開展存量數據中心技術創新與節能工作以及制定數據中心能效標準等四項原則。目前作為社會的重要基礎設施，數據中心耗電量占全球總耗電量的比例為1.1%～1.5%。存量數據中心提高能效，降低能耗、提高資源利用率，降低整體運營成本，對建設美麗中國有重要的意義。

1某金融系統省級數據中心機房能效現狀

金融信息系統是信息系統的重要組成部分，某金融系統數據中心及其省級中心具有高技術性、輔助系統多、機房環境要求高、基礎環境建設標準不斷變化的特點，經過多年發展，在設備運算能力有所提高、穩定性逐步增強的同時，能源消耗也在逐年增加，能源使用效率與綠色環保要求不相適宜。為了掌握該金融系統省級數據中心效能管理現狀，我們對該系統全國32家省級數據中心機房開展問卷調查。問卷覆蓋數據中心位置、內外材料、內外通道、設備及機柜節能情況、供電情況、空調使用情況等技術內容，以及數據中心使用維護人員對綠色節能知識的掌握及意識，機房管理中的節能制度安排等，從整體建筑、場地環境、結構布局、供配電系統、空調系統、軟硬件系統及科學運維管理等7個單元來進行調查問卷的設計。

1.1調查結果本次調查發出32份問卷，返回15份。部分結果如表1所示。

1.2能耗分析

1.2.1影響能效的主要因素（1）機房利用率：功率密度高，PUE值低。（2）空調系統類型：不同類型空調系統對EEUE值影響大。（3）送風方式：不同送風方式對機房EEUE值產生不同的影響。（4）能耗管理水平：能進行機房能耗分項測量以及使用能耗管理系統的機房EEUE值相應較低。（5）內外溫差控制：室外空調外機風口溫度與室內溫度差較小，需要轉移的內部熱量也較少，耗電量也少。（6）設備運行效率：服務器運行效率高，需要的設備數量就少，同樣能節約能耗。

1.2.2問卷調查結果和實地調研分析其情況如下：（1）數據中心基礎環境：由于機房設計建造時對節能方面的考慮較少，機房EEUE普遍在2.0-2.5之間。（2）信息設備情況：服務器采用分區虛擬化技術，存儲采用虛擬化存儲，有效地提高了運行效率，較好地降低了能耗，但仍存在一定的提高空間。（3）機架功率密度因素：以西南某省數據中心為例，實測機架功率密度為0.9KW，機房EEUE值為2.65左右。（4）送風模式因素：大部分采用地板下送風方式，機房EEUE平均值為2.73。（5）管理情況：各省級數據中心每年定期對數據中心進行4次機房全面巡檢。但缺少能耗數據，無法提供對能耗使用情況的數據支持，無法判斷其是否符合國家標準。（6）氣候因素對空調使用效率有較大影響：南方某數據中心的空調使電量占總體用電量的70%，而長江以北的數據中心顯示，空調用電量一般為整體用電量的50%左右，因此盡管機柜平均功率高，但是它的EEUE值仍然達到3.0。（7）位置因素：城市熱島效應帶來的高溫使得機房內外溫度差加大，需要空調以更大功率提供更多制冷量。

2存在的問題

2.1制度有待完善一是單位的機房建設標準出臺時間早，缺乏能耗方面的標準要求。二是日常維護操作缺少節能減排要求和規范，不利于形成綠色節能意識和文化。三是標準不科學。全國不同氣候、不同溫度的地域的金融數據中心，采用相同的建設標準和評價標準，不公平也不科學。

2.2綠色文化氛圍不濃在進行數據中心的建設、維護、改造升級時，對能耗、環保、功能與擴展、安全、運維管理等“綠化”通盤考慮不足，沒有進行綠色標識標注；運行維護部門缺乏提高效能的意識；運行階段缺少效能控制手段；缺少持續激勵和獎懲措施，難以體現人與自然協調發展、和諧共進、可持續發展的綠色文化。2.3能效優化技術手段不足一是整體上各省數據中心的EEUE值過高，在建筑、場地環境、布局、地理上的考慮少，不利于節能減排。二是大多數沒有能耗的監控技術手段或監控系統不夠完善，也沒有管理要求。三是采取的節能技術較為落后。比如雖然冷熱風通道都有，但未進行物理隔離，冷熱風混合造成空調效率低，空調設備、UPS設備功耗效率不高。四是系統技術構架傳統，“綠化”的大數據和云計算應用水平較低，而需要更多的靈活性，現有的架構無法根據業務運行的時間特點調整服務器等設備的運行。五是人員進出機房的次數較多，有近一半的數據中心每天進入機房次數達到5次，人員頻繁進出機房，影響了機房冷風流動，降低了風的流動效率，同時頻繁開門，內外冷熱氣體交換，易損失冷氣。

3省級金融數據中心能效優化建議

3.1管理路徑管理是協調人與人、人與任務之間的關系，使之符合我們目標的要求的重要手段。通過改善人和系統的關系，加強人員管理，促進能效優化。（1）在數據中心整個壽命周期進行環境和能耗測量和評估，收集效能數據并對其進行分析。比如采用網絡物聯網技術，在機房主線路、機房專用空調、UPS等設備配電裝置內加裝能耗測量設備，測量機房內主設備、空調、供電等不同分項的耗電情況等。（2）加強監督，獎懲結合，促進機房建設及整改。將能效工作落實到人，跟蹤運行維護人員在數據中心各個階段的工作的節能效果，發現人員日常工作能耗問題，及時通過物質、精神等多方面給予獎懲，促進整改。（3）將節能量納入招標條件中。在采購階段，將節能效果和節約開支納入設備、機房材料招標評分中，避免單一的“低價中標”帶來運行期維護費用大、能源消耗大的問題。積極采購具有低能耗模式的設備。（4）優化運行管理手段，采用集中管理控制系統，合理管控電子設備的運行時間，減少人員進出機房的次數，降低新風系統的使用。（5）根據環境和能耗測量和評估，掌握服務器清單及使用情況，及時關閉未使用的服務器，整合低效能設備，或者在系統不運行的時段，將服務器設置為低能耗模式。

3.2技術路徑能效優化技術手段有很多，而針對省級金融數據中心的現狀及處于生產運行的實際情況，采用前應考慮成本、效果及其對業務運行的影響。（1）提高冷熱風分離的效率。冷熱風分離，技術上成熟可行，效果上節能效果好且對系統運行影響不大。可以采取模塊化制冷控制、分區域控制及實時監控機房溫度分布等。（2）放寬機房運行的溫度范圍。即在相關規范規定的溫度范圍內盡量靠近規定溫度的上限，適當提高送風溫度，從而有效地降低機房冷卻系統的電能消耗。（3）避免追求服務器高性能。搭配使用高低性能服務器，在處理速度達到業務要求的情況下，合理使用各種性能的服務器，使得資源能夠得到充分利用，配置部署得到優化，滿足低功耗的要求。（4）優化系統架構，提高設備利用率。采用大數據與云計算新技術構架，實現系統低業務時段的低系統功耗。其次，服務器設備選型需要緊跟節能趨勢。例如刀片服務器具有高性能、低能耗、空間小的特點，它的處理能力更強，而且相比于機架式服務器，刀片式服務器更易散熱、更為省電。（5）日常運行維護中納入綠色節能的檢查項目。可以將如下內容加入日常檢查項目中：顯示器、燈具的關閉；減少新風系統的使用；及時關閉安全門；檢查漏風點，避免出現不應出現的開口；機架無設備位置必須加裝擋風盲板，必要時甚至可封閉冷通道；檢查地下通風道是否存在阻礙風路的雜物。此外還可以改變部分地板開孔大小、對送風量進行精確控制等。（6）采用智能分區分時控制機房照明，并推廣使用節能燈具。（7）提高每個機柜的服務器數量和功率，減少機柜空置空間。

3.3文化路徑經過長時間培訓和制度約束，培育部門全員全周期、全過程提高能效的綠色管理文化。（1）在數據中心全壽命階段樹立效能優化思維，將立項、需求、招標、采購、施工、運行、維護等數據中心的壽命周期納入控制能耗的要求，并進行細化，落實為制度；比如設計時采用模塊化機房，按需擴容，柔性規劃。（2）在巡檢、日常維護中增加能效檢查項目，以及進行能效考核，適當獎懲，從而引導運行維護人員樹立節能降耗的觀念。（3）制定機房“綠色”標準及制度。增加節能降耗內容到機房建設制度、日常維護制度和巡檢制度中。（4）創新節能思維，突破傳統思想。及時獲取設備運行溫度范圍標準的變化情況，開展設備溫度適應度的測試；根據設備運行實際，調整機房控制溫度，降低能耗。（5）應用能耗優化的新方法、新策略。及時跟蹤獲取新的能耗控制方法和技術，定期評估，擇機應用。

4結論

在關注新節能降耗技術的發明和新理念的提出的同時，我們也要不斷追求改進和提高能效，秉持綠色發展的理念，加強能效優化管理，敢于創新，善于利用新技術，從而在現有設施的基礎上，達到綠色節能的效果，創造新的經濟和社會價值，為社會提供更高效便捷的金融服務。

參考文獻：

[1]馮升波，高麟鵬，周伏秋.我國數據中心節能現狀和面臨的挑戰分析[J].中國能源，2015，37（11）：23-26+39.

[2]黃焱，王鵬，等.智能電網下數據中心能耗費用優化綜述[J].浙江大學學報（工學版），2016，50（12）：2386-2399.

[3]李翔，姜曉紅，吳朝暉，等.綠色數據中心的熱量管理方法研究[J].計算機學報，2015，38（10）：1976-1996.

作者：黃磊 單位：中國人民銀行南寧中心支行