如何解決數(shù)據(jù)中心的節(jié)能“痼疾”？

 

誠(chéng)然，筆者在之前的文章曾經(jīng)說過，一線城市限制數(shù)據(jù)中心建設(shè)會(huì)使得需求外溢，從而帶動(dòng)二三線城市逐漸形成新的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)帶，并令其經(jīng)濟(jì)獲得一定程度的發(fā)展。如此眾星拱月未必不是好事......但需要注意的是，全國(guó)的能源就那么多，數(shù)據(jù)中心能耗從長(zhǎng)遠(yuǎn)來說是一個(gè)必須解決的痼疾。

 

目前數(shù)據(jù)中心節(jié)能從方式上來說，主要是“產(chǎn)品節(jié)能”和“過程節(jié)能”。所謂“產(chǎn)品節(jié)能”，其代表是通過模塊化數(shù)據(jù)中心，智能服務(wù)器，以及液冷和間接蒸發(fā)等設(shè)備應(yīng)用，從而降低數(shù)據(jù)中心的能耗。除了冷卻系統(tǒng)以外，上述產(chǎn)品更適合對(duì)老舊數(shù)據(jù)中心進(jìn)行適度改造。至于“過程節(jié)能”，則是從數(shù)據(jù)中心的建設(shè)初期就開始考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃從設(shè)計(jì)、建設(shè)到運(yùn)維的全生命周期，從而實(shí)現(xiàn)更高效的節(jié)能管理。

 

整機(jī)柜服務(wù)器將成趨勢(shì)

 

從服務(wù)器角度來說，整機(jī)柜服務(wù)器將成為數(shù)據(jù)中心今后演進(jìn)的主要趨勢(shì)。由于可以按照功能將服務(wù)器的模塊重新整合，使得其功能更加集中化，所以和傳統(tǒng)服務(wù)器相比，整機(jī)柜服務(wù)器對(duì)于機(jī)房環(huán)境的要求就要溫和許多，而且也更有利于集中供電和散熱，在提升運(yùn)作效率的同時(shí)降低損耗。

 

與此同時(shí)，整機(jī)柜服務(wù)器在擴(kuò)展維護(hù)，以及兼容性等方面也擁有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。其服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、電源、風(fēng)扇和管理模塊可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)維護(hù)而無需停機(jī)。這對(duì)于大規(guī)模數(shù)據(jù)中心而言，其運(yùn)維壓力將由此降低。不僅如此，和傳統(tǒng)服務(wù)器相比，得益于優(yōu)良的設(shè)計(jì)，整機(jī)柜服務(wù)器在交付時(shí)間，以及成本回收等方面也更有優(yōu)勢(shì)。

 

除了服務(wù)器之外，空調(diào)和配電系統(tǒng)也是數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗的關(guān)鍵所在。這一點(diǎn)雖然是老生常談，但卻也是經(jīng)久不息。目前筆者接觸過的主要方式除了一些選址優(yōu)良的數(shù)據(jù)中心能夠“靠山吃水”之外，大部分是依靠新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。比如通過改善機(jī)房?jī)?nèi)冷熱氣流混合的狀況實(shí)現(xiàn)制冷效率提升；或者部分地區(qū)利用季節(jié)轉(zhuǎn)換，提高冷源利用和耗電降低的方式。不過這些依舊是“靠山吃水”的延伸，必須要從數(shù)據(jù)中心選址和冷源采集等方面入手。但是對(duì)于很多沒有先天地利優(yōu)勢(shì)的數(shù)據(jù)中心而言，并無太大借鑒價(jià)值。

 

鋰電池UPS和高壓直流各有千秋

 

那么，既然先天“營(yíng)養(yǎng)不良”，那就需要“后天惡補(bǔ)”了。何為惡補(bǔ)？如果您上不起液冷系統(tǒng)，那就只能從提高空調(diào)的性能入手了。比如渦旋式壓縮機(jī)，變頻空調(diào)機(jī)組等。

 

除此之外，在供電系統(tǒng)方面也可以多加關(guān)注，目前有兩個(gè)方向有可能成為主流。一方面是鋰電池UPS在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。另一方面則是高壓直流供電。

 

與傳統(tǒng)鉛酸電池相比，鋰電池具備高可靠、使用壽命長(zhǎng)、占地面積小、運(yùn)維簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí)，由于鋰電池的啟動(dòng)次數(shù)要遠(yuǎn)多于鉛酸電池，甚至還可以利用這一特性，實(shí)現(xiàn)波谷儲(chǔ)能，波峰放電。從而有效降低數(shù)據(jù)中心的能耗成本支出。在這方面比較有代表性的廠商是施耐德電氣。

 

至于高壓直流供電，其能帶來的好處在于節(jié)約了傳輸步驟，從而提升了電源利用效率。不過由于目前市面上的IDC和企業(yè)自建機(jī)房大多采用交流電，而直流供電需要單獨(dú)定制服務(wù)器，所以目前除了BAT之外，鮮有應(yīng)用。但筆者認(rèn)為，隨著技術(shù)的成熟，未來成為趨勢(shì)也并非不可能。

 

國(guó)外還有諸如飛輪UPS的技術(shù)，但由于其理念太過標(biāo)新立異，穩(wěn)定性值得懷疑，所以筆者并不看好。

 

人工智能運(yùn)維將會(huì)逐漸走上前臺(tái)

 

除了設(shè)備上的改進(jìn)以外，通過高效運(yùn)維來降低數(shù)據(jù)中心能耗也將成為一個(gè)趨勢(shì)。在未來，或許人工智能將會(huì)成為數(shù)據(jù)中心運(yùn)維的新模式。

 

目前已經(jīng)有廠商推出了類似的解決方案。通過部署智能自動(dòng)檢測(cè)、智能數(shù)據(jù)分析、智能決策執(zhí)行等智能化手段，能夠使得數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)有效的“監(jiān)、管、營(yíng)、控”，最終達(dá)成穩(wěn)定運(yùn)行和最大化的使用率。其中，通過AI技術(shù)對(duì)運(yùn)營(yíng)智能化重構(gòu)，系統(tǒng)因此將獲得故障預(yù)測(cè)、自愈等能力。這一方面可以有效提升數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維效率；另一方面，對(duì)于降低能耗也將大有裨益。

 

總之，未來數(shù)據(jù)中心的建設(shè)必然是要從全局和全棧出發(fā)。統(tǒng)籌從選址布局，到計(jì)算設(shè)備，輔助機(jī)構(gòu)部署，系統(tǒng)管理軟件應(yīng)用等多方面進(jìn)行通盤考慮。高密度，高性能和低功耗的服務(wù)器設(shè)備將會(huì)成為主流；機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)將會(huì)朝著液冷，間接蒸發(fā)等多種方向發(fā)展；人工智能也會(huì)在數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理當(dāng)中也將逐漸走上前臺(tái)。