在IBM工作了35年的Roger R.Schmidt博士擁有超過三十年IBM大型計算機散熱設計及工程管理經驗，如今，他不僅是IBM研究院院士、IBM技術研究院成員，還是美國國家工程院成員，以及美國機械工程師協會(ASME)資深會員。近日，Roger現身“2012 IBM智慧云數據中心[注]高峰論壇”，向中國的IT人士介紹IBM在提高數據中心能效方面最新的研究成果。會后，記者也有幸采訪了這位數據中心能效領域的技術“大拿”。

Uptime Institute定義了四個衡量數據中心是否“綠色”的指標，分別是IT系統設計和建筑、IT硬件資產利用率、IT硬件效率、機房物理基礎設施的一般管理費用。這四個指標即可看出，多管齊下、全方位考慮才是實現數據中心綠色節能的最佳途徑。而Roger亦表示，無論是IBM自己研究數據中心領域的相關技術，還是為數據中心用戶提供各種IT服務，全局視野一直是IBM所特別強調的。此次高峰論壇上，Roger展示了IBM為數據中心用戶所制定的IT基礎設施能效戰略(圖1)。該圖清晰地顯示IBM倡導，并能夠幫助用戶從數據中心整合、虛擬化、應用整合、更先進的冷卻技術等多個角度入手去提高數據中心能效。

不過，Roger主要研究冷卻系統，如風扇，或液壓冷卻中所使用的水泵、壓縮機等。但就冷卻而言，Roger表示，IBM也是強調全局冷卻設計、多變量設計及多學科設計。他說：“要想降低服務器的能耗，需要了解服務器里處理器、內存、風扇等每個元件的運行情況，綜合考慮，才能設計出具有最佳性能功耗比的服務器。”

要想建立一個高能效數據中心，就必須要掌握數據中心的實際表現，做到精細化運營。這意味著，數據中心運維人員要能夠對數據中心各系統的用電量進行精確計量，對濕度和溫度等微環境進行監測、自動分析;能夠通過“設備聯動控制”自動處理異常情況，設置各種節能運行模式;能夠實時了解能耗情況，按類監測;能夠了解數據中心設備運行情況，等等。

無疑，精細化運營需要借助各種工具。IBM也為此提供了iPDU(智能電源分配單元)、MMT(Mobile Measurement Technology)、AEM(能源管理器)等多種軟硬件工具，幫助數據中心運維人員對數據中心能耗進行實時監測與改進。

Roger尤其介紹了MMT。MMT是IBM自主開發的用于數據中心環境監測的技術，如今已經發展到第二代。MMT通過部署大量傳感器對溫度、濕度、壓力、流量等進行監測，并可以提供空調、能效、資產管理、配電、電池、消防監控，提供漏水探測等，它的核心是將測量、建模分析和管理這三個傳統意義上相對獨立的部分，有機地結合成為一個整體，形成一個良性的控制循環回路。

當記者詢問一個數據中心需要多少傳感器才合適，Roger坦率地回答說：“如果只是用于監測溫度和濕度，那么傳感器的部署位置和數量，我們都有明確的經驗值，唯獨如何部署用于監測設備腐蝕情況的傳感器，還有待繼續研究。”不過，Roger坦承，對腐蝕情況的監測與防護正變得越來越重要，因為歐盟電氣電子設備廢棄物指令(WEEE)和危險物限制指令(RoHS)已經禁止在電子產品焊料中使用鉛，而采用銀焊料替代，但銀易與硫化物(例如煙霧)和氯化物(例如海水)起反應，從而造成IT設備的故障率增加。所以，IBM也正加強這方面的研究。

此外，Roger表示，根據美國采暖、制冷與空調工程師協會(ASHRAE)為空氣冷卻IT設備制定的焓濕圖，冷通道的入口溫度已經拉寬到5攝氏度~45攝氏度，實際上，提高數據中心溫度以降低能耗確實是當前的一個趨勢，一些服務器廠商已經開始推出更耐高溫的服務器。而Roger的目標，不僅是幫助IBM研發適應新標準的IT設備，還希望能更進一步放寬設備對數據中心溫濕度的要求。

令數據中心變得更加綠色節能的技術很多，如水冷、自然空氣冷卻、氣流遏制、直流供電、利用太陽能、風能等各種可再生能源等等，不過，在這些方案中，技術相對成熟、效率明顯，且容易部署和使用的當屬水冷技術。

一升水吸收的熱量約比同體積的空氣高4000倍，因此水冷的效率高是公認的事實。“對于設備制造商而言，水冷帶來的問題主要是復雜性問題，但是IBM研究和使用水冷技術已經近幾十年，一些早期的主機都是使用水冷系統，這方面的技術已經比較成熟，用戶不用為此緊張。” Roger說。

作為水冷技術的倡導者，IBM在水冷技術上的研發一直處于比較領先的地位。例如，IBM已開發出在芯片背部直接水冷的解決方案。我們知道，芯片是熱能密度最高的組件，目前芯片一般采用大面積銅板由背面散熱，而IBM能做到讓水流穿過芯片背部的細微通道，從而帶走熱量。IBM為瑞士蘇黎世聯邦技術學院部署的Aquasar計算機系統，就是采用了芯片級水冷技術，并且，在這個案例中，數據中心產生的廢熱直接為附近的辦公樓進行供暖，從而使該辦公樓供暖系統的碳排放量減少85%。

又例如，IBM今年推出了業界首個采用溫水冷卻的服務器iDataPlex dx360 M4。Roger表示，在iDataPlex dx360 M4中，溫水冷卻節點的熱回收率為90%，其中，每個節點的入水口溫度為18攝氏度~45攝氏度，每分鐘入水0.5升，而且由于沒有風扇，每個節點比氣冷節點約節省5%~7%的電量。據悉，德國的萊布尼茨超級計算中心已經采用iDataPlex dx360 M4來提供超算服務。

對于一般的數據中心用戶，Roger表示可以采用IBM的冷水背門散熱系統RDHx，即水冷背板。據介紹，該水冷背板最高可帶走33KW熱量，無須插電，無任何主動元件或風扇，無任何電性接口，每機柜安裝僅需55分鐘，與傳統的精密空調相比，可節省60%的用電量。當然，用戶完全可以在數據中心里采用水冷背板與傳統精密空調相結合的方式。

除了水冷，Roger比較推薦的還有氣流遏制。氣流遏制目的是分離數據中心中的冷熱氣流，以消除混合氣流導致的能源浪費。“具體而言，氣流遏制有不少好處，例如，增加盤管容量，提高與維護相關的回水溫度;有機會在制冷過程中提供溫度;消除導致相關區域風扇電力立即降低的熱點，等等。總之，相關數據表明，數據中心氣流遏制能減少能耗多達30%。”他說。

此外，Roger還透露，他們還在進行各種各樣頗有意思的綠色數據中心項目。例如，在與美國紐約州立大學合作的數據中心項目中研究如何使用天然氣發電、水冷制冷和余熱利用。在印度開展直流供電、太陽能供電技術的研究，等等。這些實驗性質的研究項目都將推動綠色數據中心技術的進一步發展。