現如今,新建數據中心設施對于任何一家企業組織而言都可以說是一項既耗時而且成本代價相當昂貴的工程。但企業的數據中心往往又會由于過時等因素,而無法很好的支持當下日新月異的先進的技術。慶幸的是,企業組織可以借助一定的策略來以相對有效、且符合成本效益的方式更新和升級他們數據中心的相關設施。
在本文中,我們就將與廣大讀者朋友們共同探討關于企業組織數據中心設施更新升級的五大策略,以期待有助于您企業數據中心的設施實現現代化。
企業數據中心的五大升級策略助您實現設施的現代化
設備陳舊的數據中心可能已經不能很好的滿足當下先進的技術對于電力、冷卻和結構化等相關方面的需求了,但現實情況則是:目前很少有企業有充裕的時間及資金來投資建設新的數據中心設施。
慶幸的是,企業組織可以通過對設施進行更新升級,從而延長數據中心的服務年限壽命。數據中心設施的升級允許企業采用新的標準,并改善現有基礎設施,以引入性能更高、效率更高的新興技術。
如下,我們就將為大家介紹有助于幫助企業數據中心延長老舊設施使用壽命的五大修復和數據中心設計更改策略。
1、提升數據中心操作運營環境的運行溫度
關于數據中心操作運營環境的溫度可以說一直是業界的一個謎一般的討論主題。但是,根據諸如美國制熱、制冷和空調工程師協會(American Society of Heating, Refrigerating and Air/Conditioning Engineers)等業內的研究組織的調研和倡議,我們卻發現:數據中心其實并不需要類似于肉類儲物柜凍庫一樣級別的冷卻。現代化的服務器和其他計算設備其實完全可以在高溫下保持可靠的運行。
早在2008年,由ASHRAE所發表的一份文件建議1類數據中心設備的操作環境溫度范圍可設置為華氏65至80度。2011年,該機構建議將企業級服務器的允許的操作環境溫度范圍從59華氏度提升到90華氏度,而適當設計的服務器和其他設備的操作環境溫度范圍則為41到113華氏度。
在ASHRAE所建議的標準范圍內,調整數據中心的環境溫度和更高的操作溫度幾乎沒有任何成本。現有的機械冷卻系統可以節省大量的磨損和能源成本。此外,操作環境溫度范圍的提升也使得企業數據中心采用替代或補充冷卻方案成為了可能(至少在一天中的某些時間段是可能的),例如企業甚至可以采用在您數據中心創建之初所根本沒有被考慮過的免費的室外空氣或空氣/水節能器等冷卻技術。
2、升級服務器和系統,以獲得更好的整合和效率
服務器消耗了數據中心的絕大部分能源消耗——而其中主要是便是處理器和內存組件。在已經制定了資金預算的正常技術更新周期內,企業可以通過將服務器更新升級為更高效的模式,來獲得能源效率的顯著提升,甚至可以通過采用諸如思科的統一計算系統(UCS)這樣的集成基礎設施。
來自Kroll Factual Data公司的首席技術架構師Chris Steffen表示說:“現如今的數據中心設備供應廠商們已經在刀片服務器、UCS和其他基礎設施系統的功耗和運行參數方面取得了重大進展。而幾乎所有的新服務器產品的管理都要比早期的薩餅盒式的獨立機架式系統來得更容易。”
例如,一臺使用了英特爾的雙核Xeon 7130M的較舊服務器將消耗高達150瓦的能源,而使用了英特爾Xeon L7455六核處理器的服務器則僅僅只消耗65瓦的能源。通過升級服務器,數據中心將能夠通過四個處理器內核獲得更多的計算能力,但卻得以能夠將處理器的功耗降低了一半以上。較新的服務器還提供了改進的冷卻部件,例如變速風扇,并采用了出色的節能模式,這進一步幫助降低了企業數據中心能源的使用和散熱。
當然,還有其他方面的考慮。較新的服務器還可以提供更大量的內存,允許虛擬化服務器,進而提供比以前的服務器高得多的集成整合能力。這意味著企業使用更少的服務器就可以完成之前相同數量的計算工作,從而節省了設備資本,并且只產生一小部分的散熱來讓數據中心的冷卻系統負責處理。
3、更改系統布局和機架布局,以提升電源和冷卻效率
數據中心的運營管理人員們通過仔細檢查數據中心設備的布局,可以找到適當的方法來提高電源和散熱效率。
假設你企業有一處傳統的數據中心,而該數據中心內有一款大型的機房空調機組(CRAC)來負責冷卻整個數據中心運營機房。現在想象一下,一個服務器更新和整合工程項目將使得該處數據中心服務器的數量削減高達75%。在這個服務器更新和整合工程項目的例子中,升級后的服務器數量只有原始服務器數量的四分之一,這就使得企業數據中心有可能將節省下來的服務器資源重新安排在數量少得多的機架上,并使用遏制密封的方法來包圍住剩余的服務器。這就大大限制了必須冷卻的散熱空氣量,顯著地減少了所需的機械冷卻量,并且允許使用替代的冷卻技術。
一家位于紐約的咨詢和技術設計公司Shen Milsom and Wilke LLC的負責人羅伯特·麥克法蘭(Robert McFarlane)表示說:“企業組織對于機架行內的解決方案的應用更多。冷卻解決方案可以實施在出現問題的實際位置,這有助于確保更新升級工作最終達到有效的目標。”
而在其他的情況下,實施地板下冷卻的解決方案可以通過重新布置穿過地板下方的電纜、網絡布線和水線的方式來實現更有效的冷卻散熱。而設計不當和雜亂的線路布局則會大大阻礙冷卻空氣的分配,從而為機械冷卻裝置帶來了更多的工作。此外,任何水的分配都會大大增加電力和網絡布線遭受損壞的可能性,因此許多企業組織均選擇按路線布局電氣和網絡布線,進而使地下水線路斷開——甚至可能升級網絡布線,以實現未來的帶寬改進。
不要忽視機架空間本身。例如,完全填充的機架可以將更多的設備集中在較小的空間內,使得任何密封和相關的冷卻方案均變得更有效。而一些機架的空間可能不夠深,無法容納新一代的計算設備。這可能導致布線擁堵和空氣流通的問題。
McFarlane表示說:“數據中心所存在的許多問題都是緣于擁有更多電纜連接的更深層次的設備已經不再是位于機柜中了。所以機柜門是開著的,電纜被懸掛起來了,進而導致空氣流的流通被阻塞了。”
4、考慮補充或替代冷卻解決方案
機械供暖、通風和空調(HVAC)系統是現代數據中心的主要組成部分,但是它們的成本也相當高,而且能源消耗量大,并且在數據中心的可用性方面存在潛在的單點故障。如果冷卻系統出現故障,數據中心可能會在短短幾分鐘內就出現過熱的情況。
數據中心的重新裝修升級項目工程通常著重于補充或取代傳統機械冷卻的方法,這些方法可以通過提升操作環境溫度,更好的密閉性和更少的設備來實現。
受歡迎的替代冷卻方法包括冷水換熱器(節水器),蒸發冷卻以及免費的空氣冷卻(節能器)。
目前,PTS數據中心解決方案公司正在將其冷卻方法改造成更高效的系統。
PTS數據中心解決方案公司的總裁彼得·薩科(Peter Sacco)表示說:“我們正在將冷卻系統升級為一種非常有效的冷凍水系統。
然而,這些方法需要企業數據中心所負擔得起的環境資源適合于這項任務,并確保在一天中的大部分時間是可用的。例如,使用冷湖水來驅動節水器無疑將需要在數據中心選址地附近有一處湖泊。而在許多情況下,這些替代方法被添加是作為對于傳統暖通空調解決方案的補充,以降低運行時間和電力需求。
必須繼續使用HVAC的企業組織正在重新審視冷卻系統的能力和效率。潛在的問題在于:如果一款大型的、老化的HVAC系統很少使用,其運行效率會更低。減輕傳統HVAC系統的制冷負荷可能在機械系統上花費的開銷更多,而且更難。
這意味著提高數據中心操作環境的工作溫度和減少計算設備的數量可能需要更小的冷卻系統。
McFarlane表示說:“這通常意味著企業需要將CRAC或機房室內空氣處理器升級為具有變速風扇的機組,而且可能采用電子換向電機和插頭風扇,而不是離心風扇。這些都將大大提高能源效率,也可能在冷卻降溫效果方面帶來益處。”
5、考慮配電的可用性和可靠性問題
數據中心的運行是為了向企業業務的運營提供支持的,故而其必須保證始終可用性,因此也就需要考慮備用電源系統和備用電源設備的容量等相關問題。
將不間斷電源(UPS)系統升級到更新的型號可以提高UPS的能源效率,并提供更加智能化的電力監控/測量功能,以補充數據中心基礎設施管理方案。
McFarlane說:“當企業數據中心在更換UPS時,他們希望使用更高效的系統,并且可能實現N + 1的冗余配置,甚至可能是模塊化或增量式容量解決方案。他警告說,電力設備的更新升級可能會在舊建筑物中帶來更為廣泛的布線和配電升級。
同時,更新升級機架內的配電單元(PDU)以增加智能電源管理以及機架溫度和濕度監測也是一種常見的做法。通過將UPS和PDU升級到一起,企業組織可以更好的收集能源使用的相關數據信息,進而得以能夠對數據中心的電力成本做出更明智的決策。
最后,還請務必考慮數據中心電源的可用性。
對于那些電網過于老化,不可靠或負擔過重的企業組織而言,他們可能需要考慮本地熱電聯產系統方案,以確保能夠獲得不間斷的電力供應。傳統的柴油發電機正在迅速讓位于更高效且更為綠色環保的替代品,包括Bloom Energy公司的服務器或太陽能電池陣列等固體氧化物燃料電池,以產生一定數量的當地電力供應。如果不能在當地安裝本地熱電聯產系統,則有可能需要與區域熱電聯產系統提供商簽訂補充電力合同。
上述這些策略僅僅只是幫助改造老化數據中心的最常用策略中的一小部分,顯然,您企業完全可以根據您的具體情況和業務目標,還有其他許多考慮因素來具體問題具體分析。也許,對于任何數據中心的改造工程項目來說,最重要的(同時也往往是最容易被忽視的)建議都是考慮聘請一個具有延長貴公司數據中心現有IT設備使用壽命的相關經驗的顧問服務。這些顧問專家可以幫助您企業更好的確定將為您的業務帶來最大利益的舉措,并在更新升級的過程中處理更復雜的許可授權、合規性和檢查方面的相關問題。