降低數(shù)據(jù)中心能耗的八大技術(shù)趨勢

作者：蘭洋科技????瀏覽量：4440????時間：2023年11月17日????標(biāo)簽: 節(jié)能降耗節(jié)能減排節(jié)能技術(shù)

在人工智能即將到來，算力需求大爆發(fā)的前夜，更多的使用綠色可再生能源，更高的機柜能耗密度，更高的溫度，更低的成本，更高效的管理工具，更創(chuàng)新的解決思路，是對數(shù)據(jù)中心從業(yè)者的挑戰(zhàn)，更是機會！

目前，數(shù)據(jù)中心行業(yè)的用電量占全球3%，預(yù)計到2030年或?qū)⑦_(dá)到4%。

由于能源成本的上升和公眾在數(shù)據(jù)中心對環(huán)境的影響這一問題上的擔(dān)憂，現(xiàn)在很多組織都提出了可持續(xù)發(fā)展舉措，而數(shù)據(jù)中心的專家們正著力于降低能源消耗，以應(yīng)對這些問題。

為了節(jié)約能源和降低成本，本文向你介紹數(shù)據(jù)中心的八大能耗趨勢，供您參考：

一提升可再生能源的使用

很多公司數(shù)據(jù)中心正在使用可持續(xù)能源，以實現(xiàn)綠色發(fā)展。例如蘋果公司（Apple）與內(nèi)華達(dá)能源公司（NV Energy）合作，建造了一個太陽能發(fā)電廠，為內(nèi)華達(dá)州里諾市（Reno, NV）提供了200兆瓦的可再生能源。居民和企業(yè)客戶可以使用高達(dá)5兆瓦的太陽能。

另一個例子是臉書（Facebook），聲明希望可以100%使用可再生能源。在其位于內(nèi)布拉斯加州帕皮利恩（Papillion, Nebraska）的工廠里，他們建造了一個占地55平方英里的風(fēng)電廠，由101臺渦輪機構(gòu)成，可生產(chǎn)310兆瓦的電力。臉書（Facebook）還對其進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，安裝了一個機器學(xué)習(xí)模塊，根據(jù)季節(jié)性、天氣和IT能力，可以監(jiān)測、預(yù)判和優(yōu)化效率，這一系統(tǒng)使用的是可在高溫環(huán)境下高效運行的服務(wù)器。

在冰島，Verne Global公司找到了一種利用地?zé)嵴羝l(fā)電和冰川形成的河流進(jìn)行水利發(fā)電的方法，為其提供電力。它僅僅使用了系統(tǒng)容量10%的電力，全年較低的溫度可以為其提供免費制冷。隨著越來越多的公司跟進(jìn)，這些方法極大地降低了能源消耗、能源成本和碳排放量。

二增加液冷和浸沒冷卻的使用

隨著機架密度的不斷提高，隨著能耗密度提升，使用CRAC/CRAH單元傳統(tǒng)風(fēng)冷模式無法將高性能計算機產(chǎn)生的大量熱量帶走。導(dǎo)致無法充分利用機架空間。近年來，更有效率的創(chuàng)新制冷方式，如液冷和浸沒冷卻，解決了這一問題。液體是比空氣更好的導(dǎo)熱體，能夠針對特定的服務(wù)器部件，從而降低能源消耗，節(jié)省運營成本。

數(shù)據(jù)中心的液體冷卻方式，使用液體制冷劑將熱量從服務(wù)器部件中帶走，這是一種非常有效率的方法。由于存在多種不同的液體冷卻方式，這已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)增長最快的創(chuàng)新舉措之一。特別是浸沒冷卻——將服務(wù)器部件浸沒在具有高散熱系數(shù)和低熱阻的絕緣制冷劑中。

傳統(tǒng)的空氣冷卻法需要耗費大量的能量才可以正常工作，這會增加成本。通過使用這些新的制冷方式，可以提高數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)性、能源效率、性能和空間利用率。它們需要更少的水資源和能源，因而可以在更小的空間內(nèi)更好的支持更高的機架密度和計算容量。

三數(shù)據(jù)中心的溫度越來越高

平均來講，37%的數(shù)據(jù)中心能耗用于空氣流通和制冷。ASHRAE建議服務(wù)器的入口溫度在65-80°F(注18-27°C)之間，但是通常而言，為了防止設(shè)備過熱導(dǎo)致宕機，許多數(shù)據(jù)中心都運行于底部區(qū)間，甚至低于建議溫度。然而，溫度過低只會浪費能源和金錢。溫度每提高1°F，就可以節(jié)省4-5%的能源成本，而不會有宕機的風(fēng)險。

通過使用溫度傳感器和DCIM軟件，現(xiàn)在很多數(shù)據(jù)中心的管理人員都在無風(fēng)險的前提下提高了溫度設(shè)置。DCIM軟件通過密切監(jiān)測傳感器數(shù)據(jù)并觸發(fā)相應(yīng)操作，可以輕松的預(yù)防過度冷卻。管理人員可以查看在數(shù)據(jù)中心中有哪些機柜的溫度在ASHRAE建議范圍之外，通過3D熱延時視頻輕松判定熱點，并在機柜開始過熱或過冷的時候自動觸發(fā)閾值警報。

四整合更多的數(shù)據(jù)中心

越來越多的組織機構(gòu)通過整合數(shù)據(jù)中心來減少能源消耗。無論是縮小在單一房間內(nèi)的設(shè)備規(guī)模，還是減少數(shù)據(jù)中心站點，都可以極大的減少碳排放量，提升效率。通過將一些數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)載遷移到云上，降低了實際需要的物理空間。

整合空間，減少占地空間，可以有效的減少冗余系統(tǒng)的運營成本、采購成本、軟件許可成本及維護(hù)成本。整合有可能帶來風(fēng)險，因此保持準(zhǔn)確的庫存容量，在搬遷前建設(shè)好新空間，跟蹤全部變動，確保設(shè)備正確安裝是十分重要的。

五提高現(xiàn)有資源的利用率

由于建設(shè)新的數(shù)據(jù)中心需要更多的能源消耗和碳排放，數(shù)據(jù)中心管理人員需要提高現(xiàn)有資源的利用率。利用現(xiàn)有資源的一個重點就是恢復(fù)的閑置容量。前沿的數(shù)據(jù)中心管理人員通過使用智能機架PDU（電源分配單元）和DCIM軟件，可以精確計算每臺設(shè)備在數(shù)據(jù)中心中的電力消耗，從而實現(xiàn)設(shè)備電力消耗預(yù)算自動化。有了這些，數(shù)據(jù)中心專業(yè)人員可以在現(xiàn)有機架空間內(nèi)安全的部署更多的服務(wù)器。

此外，DCIM可以通過判定哪些運行中的服務(wù)器毫無實用功能，即僵尸服務(wù)器（ghost servers）。在一個數(shù)據(jù)中心中，高達(dá)30%的服務(wù)器都是僵尸服務(wù)器。移除這些服務(wù)器可以降低能源消耗，釋放機架空間、電力、制冷和網(wǎng)絡(luò)資源，用于部署新設(shè)備。

六增加模塊化數(shù)據(jù)中心

模塊化數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)呈指數(shù)級增長，預(yù)計到2030年，將達(dá)到890億美元的市場規(guī)模。通過減少部署時間，增加可擴展性和能源利用率，模塊化數(shù)據(jù)中心可以為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心提供更靈活、更有效的替代方案。模塊化數(shù)據(jù)中心是單獨的模塊或容器，可以堆疊在一起，創(chuàng)建一個更大的數(shù)據(jù)中心。

它們可以被運輸?shù)筋A(yù)先建好的現(xiàn)場，減少在現(xiàn)場的安裝時間及搬遷時間。由于模塊化數(shù)據(jù)中心不需要完整的的建筑，可以為可持續(xù)發(fā)展和提高能源利用率做出貢獻(xiàn)。但是，配置多個模塊化數(shù)據(jù)中心需要全面的數(shù)據(jù)中心遠(yuǎn)程管理策略。

七提高服務(wù)器虛擬化程度

現(xiàn)今很多公司都擁有大量的服務(wù)器，很多比較陳舊，效率較低。在虛擬環(huán)境下運營數(shù)據(jù)中心，如云上，由于物理服務(wù)器性能不同，一些虛擬的操作的運行效率也有所不同。

數(shù)據(jù)中心管理人員通過集成DCIM軟件和VM軟件，自動化優(yōu)化虛擬服務(wù)器管理，從而提高能源利用率。數(shù)據(jù)中心的專家們通過跟蹤VM軟件在哪些物理服務(wù)器上運行，將虛擬程序調(diào)整到最高效的服務(wù)器上運行，可以減少能源成本。

八增加DCIM部署，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

隨著政府法規(guī)、行業(yè)規(guī)則和客戶需求的變化，數(shù)據(jù)中心需要控制能源消耗，數(shù)據(jù)中心的專家們正把目光轉(zhuǎn)向DCIM軟件，以智能的降低能源消耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

DCIM軟件使數(shù)據(jù)中心的管理人員可以測量能源消耗以做出更明智的決策，實時跟蹤能源KPI，如能源使用效率（PUE），創(chuàng)建計費報告（以提高效率），避免過度制冷，識別僵尸服務(wù)器和需要被替換的高耗電設(shè)備，智能的整合和虛擬化資源，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。