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台达中国区首席信息官视角:如何建造高能效的数据中心?
栏目:企业新闻 发布时间:2018-02-01
随着智能手机、平板电脑、及其他智能设备的普及,以及虚拟化、云计算、物联网等技术的推进

  随着智能手机、平板电脑、及其他智能设备的普及,以及虚拟化、云计算、物联网等技术的推进,中国用户对数据存储、处理和传输产生了海量需求,这也带来了国内数据中心新建项目如雨后春笋般的崛起。

然而,数据中心是能耗大工厂。据估计,数据中心目前占到了全球能耗的3%左右。为此,中国数据中心产业在能源供给方面面临巨大挑战。为缓解能源供给以及环境恶化方面的压力,中国工信部推出了一系列指导性和激励性的政策,这包括推出《工业节能十二五规划》,要求到2015 年将数据中心电能使用效率(PUE) 值降低8%。

此外,工信部还联合其他四个部委发布《关于数据中心建设布局的指导意见》,规定对于PUE在1.5以下的新建数据中心,以及整合、改造和升级达到相关标准要求(暂定PUE降低到2.0以下)的已建数据中心,在电力设施建设、电力供应及服务等方面给予重点支持。

为此,数据中心节能不仅是关系到国内数据中心所有者、运营商和用户能耗成本高低的问题,还是国家政策层面的导向,更是关系到环境可持续性发展的一个重大问题。数据中心领域的各家厂商,为迎合中国数据中心客户的需求,也在努力推出节能高效的解决方案,以帮助打造高能效的数据中心,并满足环境的可持续发展要求。

全球电源管理与散热管理解决方案厂商台达集团就是这样的一个案例。自2008年正式推出数据中心产品线以来,该供应商就一直致力于为数据中心客户打造高能效的数据中心。然而,证明供应商产品和解决方案高效的最佳方式莫过于该供应商将其应用到自己的数据中心当中,并获得预想的效果。台达显然也在尝试利用这种方式证明自己在数据中心领域的实力。

作为一家全球企业,台达集团运营网点遍布全球,在中国大陆、台湾、美国、泰国、日本、新加坡、墨西哥、印度、巴西以及欧洲等地设有研发中心和生产基地。为支撑全球业务的发展,台达集团采用自己的数据中心解决方案在各地都建有数据中心,并在保证可靠性的前提下,努力做到节能高效。

近日,DatacenterDynamics记者参观了台达集团上海运营中心(该运营中心建筑获得LEED黄金级认证)的数据中心,并采访了台达集团中国区的首席信息官李怡宽先生,就台达如何建设高效节能数据中心等相关问题进行了探讨。

构建高能效数据中心几大要素

在李先生看来,实现数据中心的高能效是一个系统工程,涉及选址、规划、运维等各方面的精密筹划。

李先生认为,数据中心节能最重要的一个先决条件就是选址。“由著名的IT巨头澳门葡京ag001,如谷歌和微软规划的大型数据中心,在开始选址的时候,都会考虑能否在能效方面得到较好的回报。通常当地的气候条件、电力和水利资源的配套都是要需要考虑的因素。如果一开始选择在炎热,或电能和水资源供应得不到保证的地方建设数据中心,各项重要的能效指标都要打折扣。”

数据中心空间的过度配置也是造成高能耗的一个重要原因。“比如,在设计一个20个机柜的数据中心的时候,规划人员可能会为未来3~5年的业务发展预留出6~7个机柜。然而,随着服务器运算性能的不断提高,虚拟化和云计算等新技术的日益应用,大多数的数据中心仍存在过度预留机柜空间的状况。这种空间的过度配置会导致需要制冷根本没有设备的地方,而造成能耗的增加。”

在数据中心节能领域,提高运营温度也是产业人士热议的一个话题。自美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)9.9技术委员会推出新的数据中心运营热能指南之后,不少数据中心开始尝试通过提高运营温度的方式减少电力能耗。李先生认为,这也是数据中心节能应该重点考虑的问题。

“传统数据中心服务器的运行温度维持在18~22度,从目前技术的发展角度来看,这个温度设得太低了。这就像夏天家里开空调一样,如果目标温度设在18度,压缩机将一直以高负荷运转,对应的结果就是高能耗。实际经验告诉澳门葡京ag001,高效的数据中心,包含高密度部署的数据中心,运营温度维持在25~27度也是安全的。通过提高运营温度,也可以大幅减少能耗,特别是制冷的能耗。”

此外,他认为供配电系统的效率对于数据中心能效水平也有较大影响。“某些数据中心虽然投入金钱与时间换装精密空调和变频式的压缩机,却仍然在使用传统的低能效UPS;如果改而采用高效率的UPS(94%~95%),就可以在供配电过程中避免不必要的电力损耗。”

在供配电系统节能方面,李先生看好高能效的高压直流技术,并表示目前服务器更新换代速度比以前快很多,和高压直流技术也能够做到比较好的兼容。“目前,国内三大运营商在构建大型云端数据中心的时候,高压直流解決方案的采用,对供配电效率的提升有相当的贡献。”

打造高效节能数据中心

作为绿色数据中心解决方案的一个倡导者,台达集团自身也致力于打造高效节能的数据中心,以支撑内部业务的发展。

据了解,在大中华区,台达集团在上海浦东、广东东莞、台北总部都运营有数据中心,主要用于支持内部ERP系统、邮件系统、网络系统、文件系统等多种应用的运行。在这些机房当中,台达常用的节能手段包括有采用高效率模块化UPS、冷热通道封闭、高通孔率机柜、可变转速风扇、冰水系统等。此外,它还可根据当地气候条件,导入自然冷却技术。

本次参观的台达上海运营中心的数据中心是台达集团在全球范围内运营的一个中型机房,运行有132台服务器,承载250种应用,主要用于支撑企业内部业务的运营,包括企业自动化、ERP系统、邮件系统、文档服务、网络中枢、会议系统、电话系统等。

2012年,台达集团对这个数据中心进行了一系列的改造和升级,部署了自己研发的InfraSuite全套解决方案,涵盖机柜、列间空调、监控软件、供配电等系统,以提高能效水平,并保证可靠性。

据李先生介绍,改造后的上海数据中心最大的亮点就是可以根据各个季节不同的温度情况,在板式热交换器(自然空气制冷)、空调制冷和水冷三套制冷系统之间自动切换,保证数据中心的能耗维持在较低的水平。

“当室外温度小于18度的时候,板式热交换器自动启动。当气温保持在18~30度的时候,采用空气制冷,气温达到30度以上就改为采用水冷。三套制冷系统在不同季节彼此作为冗余,其中空冷作为板式热交换器的冗余,水冷作为空冷的冗余。”

据了解,目前台达上海数据中心主要在冬天采用板式热交换器,时间长达4.5~5个月左右;采用水冷系统的时间在2~3.5个月左右;其他的时间采用空冷系统。“三种制冷系统使用的时间取决于当年的气温。比如说,2013年上海非常炎热,且持续时间长,使用水冷的时间就会比较长。而今年夏天,就没有那么热,持续时间也没有那么长,就不需要使用那么长时间的水冷系统。”

通过此次改造,台达还可以实现制冷方案的多段变频控制。“澳门葡京ag001上海数据中心采用的是可编程逻辑控制器、变频器和室內外温度探头相结合的自动冷却机制。在预设的条件下, 系统自动选择板式/空冷/水冷其中一种冷却机制; 机组与水泵根据环境状况自动变频,以全功率、2/3功率、 1/3功率、乃至于怠速运转,以达到最佳的冷却/能耗比。”

台达还在这个规模并不大的数据中心中部署了高压直流和高效UPS相结合的供电解决方案。“这个机房采用高压直流和高效UPS双活供电模式,其中10%的服务器由高压直流供电,90%的服务器由UPS供电。这也在一定程度上帮助节省了能耗,” 李先生告诉记者。

据李先生介绍,通过结合采用三种制冷方法,并配合使用热冷通道隔离、高效供配电解决方案、数据中心基础设施管理软件(DCIM)、LED节能照明系统等手段,这个数据中心全年的电能使用效率(PUE)可以保持在1.43左右。

“通过改造,台达上海运营中心数据中心的能耗已经从整栋建筑物的17%降低到了11%。相对于这个已经获得LEED黄金级认证的建筑物来说,这是一个很不错的成绩,”他说道。