關(guān)注數(shù)據(jù)中心冷卻與支持的IT工程師們要注意了，你們可以利用來自美國供暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會（American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers，以下簡稱ASHRAE）所提供的資料來解決許多挑戰(zhàn)與問題。ASHRAE TC 9.9宣稱在關(guān)鍵任務(wù)設(shè)施、技術(shù)空間和電子設(shè)備等領(lǐng)域為IT行業(yè)提供范圍廣泛的資料，但許多數(shù)據(jù)中心的管理人員、基礎(chǔ)設(shè)施專業(yè)人士甚至咨詢工程師仍然不知道TC9.9及其開發(fā)的大量資料。本文將介紹來自ASHRAE的關(guān)鍵資料，并揭示其實(shí)際作用。

ASHARE TC 9.9基金會出版物

TC 9.9已經(jīng)出版了10本書以及三份白皮書，范圍包括數(shù)據(jù)中心設(shè)計與運(yùn)維問題處理。ASHRAE相關(guān)工作成果還被TIA-942 數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)所引用。

TC9.9的第一篇出版物《數(shù)據(jù)中心環(huán)境熱標(biāo)準(zhǔn)指南》指出了運(yùn)維中溫度、濕度、空氣流通對設(shè)備影響的嚴(yán)重問題，并明確如了何測量環(huán)境狀況，這些都是IT專家們長期以來一直爭辯不休、存在分歧的話題。原版指導(dǎo)書發(fā)表于2004年，至今已經(jīng)被修訂了兩次。于2009年發(fā)布的第二版為一級與二級硬件擴(kuò)展了建議工作溫度的范圍，由18攝氏度擴(kuò)展至27攝氏度（56華氏度至80.6華氏度） 。如此擴(kuò)展給免費(fèi)冷卻提供了更大的可利用空間，同時也意味著減少維護(hù)冷卻系統(tǒng)與工作環(huán)境溫度所需消耗的能源。

需要認(rèn)識到關(guān)于此次溫度更新的重要性，該變更是由一系列設(shè)備產(chǎn)商所組成的委員會同意并通過，而且不但針對新設(shè)備，同樣對舊設(shè)備一樣有效；如此，將不會影響到原有設(shè)備的維護(hù)合同或保修。該行動包括了幾乎所有主流的電腦硬件制造商，所以沒有必要去擔(dān)心制造商或產(chǎn)商支持是否在TC 9.9運(yùn)維驗證支持列表中。

ASHRAE最新白皮書《數(shù)據(jù)處理環(huán)境熱指南》發(fā)布于2011年五月，并將被納入下一版熱指南標(biāo)準(zhǔn)中。其增加了兩項新設(shè)備分類，以及建議的最大進(jìn)口溫度為40攝氏度（104華氏度）。對于絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心，只有未變更的A1與A2類型（原1級與2級）對可以遇見的未來有重要意義。

定義的新級別將大幅擴(kuò)展熱度范圍（被成為A3與A4級），目的是為了未來的系統(tǒng)而設(shè)置--事實(shí)上達(dá)到此類標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備目前還不存在，但這些標(biāo)準(zhǔn)類型的建立，給了制造商一個開發(fā)新硬件的參考，包括全年無故障運(yùn)行，甚至是溫暖環(huán)境氣候，沒有冷卻環(huán)境的情況下。市場將決定是否有足夠的需求來促使制造商開發(fā)新技術(shù)以保障服務(wù)器在高溫環(huán)境下完成作業(yè)。記住一點(diǎn)，這些新級別并不適用于當(dāng)前設(shè)備。

最新的熱白皮書還包括相關(guān)能源使用狀況以及對應(yīng)的進(jìn)口溫度范圍圖表，同樣還包括采用不同溫度運(yùn)維時對應(yīng)的預(yù)期故障率統(tǒng)計變化。如果你只消當(dāng)前能源消耗，對應(yīng)的費(fèi)用支出，以及硬件故障記錄，現(xiàn)在就可以使用這些數(shù)據(jù)來作為能源開支上節(jié)約及權(quán)衡的參考，如果你還在糾結(jié)是否調(diào)整空調(diào)溫度會影響硬件穩(wěn)定性，或希望提升冷卻效率并降低成本，請參考此白皮書。同樣的，主流硬件制造產(chǎn)商已經(jīng)在溫度與濕度數(shù)值調(diào)整上達(dá)成一致意見。不僅如此，他們同樣還分享了專有的故障信息預(yù)計能源使用狀況，以協(xié)助相關(guān)數(shù)據(jù)圖表的繪制。記住，即使在更高的A1與A2級運(yùn)維溫度下，保修依舊生效，不會作廢。如果你經(jīng)歷了一些額外的故障宕機(jī)，設(shè)備保修依舊生效，但你現(xiàn)在已經(jīng)擁有了一些數(shù)據(jù)，可以更清晰的看待運(yùn)維開銷，環(huán)境責(zé)任以及穩(wěn)定性，并作出更合理的決策。

深入能源與散熱問題

近些年來，IT行業(yè)里最難的問題就是預(yù)測數(shù)據(jù)中興的能源與散熱負(fù)載。Datacom Equipment 的《Power Trends and Cooling Applications》一書可以幫助我們解決這些問題。書中原文展示了關(guān)于不同類型計算設(shè)備在能耗密度上至2014年的預(yù)期增長。此書的更新，預(yù)計在2012年初，并將持續(xù)更新至2020年。

在該系列第三版《數(shù)據(jù)通信設(shè)備數(shù)據(jù)中心設(shè)計考慮》提供了數(shù)據(jù)中心設(shè)計的總體指導(dǎo)、HVAC負(fù)載開發(fā)、冷卻系統(tǒng)總述、氣流分布、水冷、輔助產(chǎn)所、污染、噪音、結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)計、火災(zāi)檢測與滅火、調(diào)試、可用性與冗余性，以及能源利用率。

總體來說，這三本ASHRAE首發(fā)書籍目的在于提供關(guān)于現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心設(shè)計與運(yùn)維的基礎(chǔ)信息，這些信息是幾乎所有業(yè)內(nèi)人員必須知曉，大部分IT人員需要真正理解并付諸實(shí)踐，深入了解系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備的支持方法。

數(shù)據(jù)中心設(shè)計的“深度”出版物

ASHRAE TC 9.9出版的系列書刊對相關(guān)重要課題進(jìn)行了深入的研究，同樣附帶了插圖和具體細(xì)節(jié)，容易引起IT專家與工程師團(tuán)隊的興趣。

例如，灰塵、污垢以及氣態(tài)污染物對計算機(jī)硬件產(chǎn)生不利影響，所以數(shù)據(jù)中心專家需要知曉污染是如何影響計算資源系統(tǒng)性能與穩(wěn)定性的。《通信數(shù)據(jù)中心環(huán)境中的微粒與氣態(tài)污染物》，現(xiàn)已被污染物白皮書所填充，隨著基于空氣的免費(fèi)冷卻方式的增長與流行，相關(guān)信息變得越來越重要。

該書中的內(nèi)容將讓你重新考慮更換空調(diào)過濾器的周期頻率，灰塵來自哪里，以及其將對你的計算機(jī)硬件以及能耗帶來怎樣影響。過濾器及散熱片上的灰塵將降低冷卻效率，還會提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)數(shù)與能耗需求。如果你處于多塵地區(qū)，或靠近工地還是多花粉地區(qū)，應(yīng)該考慮如何實(shí)現(xiàn)凈化空氣，即使是在開關(guān)門進(jìn)出或開窗透氣時。但大多數(shù)情況下，灰塵還是由你自己帶入的。這就是為何設(shè)備需要在數(shù)據(jù)中心外進(jìn)行拆包，以及紙箱從來都不應(yīng)該存儲在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的原因。

而且，如果你所處的地區(qū)二氧化硫或其他有害氣體濃度級別較高或異常，或者周邊存在許多化工及有毒化學(xué)品企業(yè)，那你需要考慮氣體污染可能對數(shù)據(jù)中心造成的潛在影響。某些氣體，但與數(shù)據(jù)中心通常濕度相結(jié)合時可能形成某種可以腐蝕銅纜與電路板的某種酸物質(zhì)。此問題已經(jīng)成為重要關(guān)注點(diǎn)，因為電子制造業(yè)已經(jīng)通過了RoHS（有害物質(zhì)限制），淘汰無鉛焊料的使用。而銀焊點(diǎn)很容易被這些污染物所腐蝕。這個課題有些復(fù)雜，但可以通過簡單測試來比較銀與銅的效果，就如出版刊物中所述，測試結(jié)果可以告訴你是否正在冒險。相關(guān)資料同樣可以告訴你和工程師們該如何行動來解決這些問題。

我們可以將更高的計算性能封裝進(jìn)更小的處理器芯片，將更多設(shè)備裝入相同的機(jī)柜中，由此而來的冷卻問題則不斷增加。要有效處理這些負(fù)載，數(shù)據(jù)中心設(shè)計技術(shù)與前幾年相比差異十分巨大，不幸的是，很多項目依然采取舊技術(shù)與方案進(jìn)行實(shí)施。兩本書著重闡述了這些問題。《高密度數(shù)據(jù)中心：案例研究和最佳做法》提供了真實(shí)案例說明冷卻這些負(fù)載所要面臨的調(diào)漲，還記錄了所采取的行動及最終結(jié)果。那些“state-of-the-art”設(shè)計技術(shù)中的數(shù)值、重要性與效率存在疑問的人，可以通過本書了解到相關(guān)所有內(nèi)容的實(shí)踐與記錄。

盡管如此，由這些不斷增長的高密度計算機(jī)產(chǎn)生的熱量正快速超過空調(diào)系統(tǒng)所能提供的冷卻量。唯一合乎邏輯的解決方法便是回歸直接液體冷卻，該方法效率遠(yuǎn)比空氣冷卻來的高。使用液體冷卻固然會嚇到IT行業(yè)內(nèi)的許多人，但《數(shù)據(jù)通信中心機(jī)房液體冷卻指南》一書中詳細(xì)闡述了此問題，而且新的液體冷卻白皮書闡述了為何其變得越發(fā)重要，還有如何實(shí)施可以保障液體冷卻方案既高效又安全。

實(shí)施高效節(jié)能數(shù)據(jù)中心設(shè)計的戰(zhàn)術(shù)

電網(wǎng)上的能源損失在傳輸至數(shù)據(jù)中心計算時，變得更加嚴(yán)重，以及由此產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)，所以有必要在每個數(shù)據(jù)中心設(shè)計中認(rèn)真考慮能源效率問題。由于冷卻歷來的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的效率最低的部分，消耗30％至40％的設(shè)施總功率，數(shù)據(jù)來自ASHRAE TC 9.9公布的《數(shù)據(jù)通信設(shè)施的能源效率最佳實(shí)踐》。這本書集中闡述能源效率最高的設(shè)計并提供了其他地方所沒有的環(huán)境，節(jié)能裝置，控制和能源管理，高效配電，數(shù)據(jù)通信設(shè)備的效率，總擁有成本，技術(shù)和新興技術(shù)等相關(guān)信息。這些數(shù)據(jù)可以幫助設(shè)計師最大限度地提高能源效率，或在評估時納入特定方法來實(shí)現(xiàn)設(shè)計或數(shù)據(jù)中心升級效率與實(shí)用性。

了解你正在進(jìn)行的操作是否提升還是降低能源利用率十分重要，《數(shù)據(jù)中心實(shí)時能源開銷測量》，是聯(lián)合綠色網(wǎng)格合作出版的書籍，還解釋了例如能源利用率（PUE）數(shù)值是否有必要達(dá)到。PUE已經(jīng)成為事實(shí)上評估數(shù)據(jù)中心效率的標(biāo)準(zhǔn)，但PUE數(shù)值可能很容易的偏斜，所以需要理解幾個重要的測量方法并能夠正確解釋PUE數(shù)值的管理。

已經(jīng)有許多嘗試并試圖讓數(shù)據(jù)中心更加“綠色”，而且對應(yīng)的方法與技術(shù)也變得愈加復(fù)雜。ASHRAE TC 9.9發(fā)布了《數(shù)據(jù)中心綠色建議》作為“快速參考手冊”鞏固節(jié)能設(shè)計和時間，其內(nèi)容還包括對“允許的操作”以及“不允許的操作”的介紹和解釋。它闡述了如何設(shè)計數(shù)據(jù)中心才能達(dá)到環(huán)保要求的可行方法。對于那些期望尋找到某些方法來把事情做得更好，但沒有資金來從頭開始構(gòu)建高度復(fù)雜數(shù)據(jù)中心的人們來說，本書同樣提供了一些好方法與建議。

高密度計算機(jī)柜，與之相對應(yīng)的電源及冷卻設(shè)施，已經(jīng)給數(shù)據(jù)中心增加了不少的重量，必須在設(shè)計數(shù)據(jù)中心建筑結(jié)構(gòu)時就考慮如何承載當(dāng)前及未來的設(shè)備重量。更有效率的經(jīng)營數(shù)據(jù)中心是好事，但如果設(shè)備從樓層上跌落，問題可能就不一樣了。業(yè)內(nèi)有許多“經(jīng)驗法則”詳細(xì)說明了樓層所能承載的負(fù)荷特性。但如果你采用這些數(shù)值，將會被詢問如何驗證它們，因為建設(shè)高強(qiáng)度樓板的難度以及費(fèi)用實(shí)在太高了，而更大的問題在于如何在現(xiàn)有水平基礎(chǔ)上加強(qiáng)地板所能承載的重量級別。《數(shù)據(jù)通信設(shè)備中心結(jié)構(gòu)和振動準(zhǔn)則》一書是架構(gòu)師與工程師的好工具，可以節(jié)省絞盡腦汁解釋需要的是什么，并證明它們所花費(fèi)的時間。

最后，有必要對作為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心設(shè)計與運(yùn)維參考的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“最佳實(shí)踐”進(jìn)行了解，并且關(guān)注這些最佳實(shí)踐的定期更新。ASHRAE TC 9.9系列叢書正努力填補(bǔ)相關(guān)空白，而且將可能成為關(guān)注重要知識與信息的始發(fā)站。新出版物將在近期提供關(guān)于節(jié)能裝置信息介紹預(yù)計ASHRAE 90.1標(biāo)準(zhǔn)。從90.1開始將納入許多能源效益準(zhǔn)則，而且將移除數(shù)據(jù)中心內(nèi)舊款節(jié)能裝置。

關(guān)于專家：Robert McFarlane 是國際咨詢公司 Shen Milsom&Wilke有限責(zé)任公司數(shù)據(jù)中心設(shè)計的主要負(fù)責(zé)人。麥克法蘭擁有超過35年的通信行業(yè)咨詢經(jīng)驗，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)的每一個階段都擁有豐富經(jīng)驗，并是開發(fā)建設(shè)電纜設(shè)計領(lǐng)域的先驅(qū)。McFarlane還在Marist College講授數(shù)據(jù)中心在數(shù)據(jù)中心專業(yè)項目，他是數(shù)據(jù)中心電源和冷卻專家，相關(guān)文章已被廣泛發(fā)布，并在許多行業(yè)研討會發(fā)表演講，是ASHRAE TC 9.9的成員之一，并出版了范圍廣泛的行業(yè)準(zhǔn)則。