當我們使用Google產品時,Google數據中心的服務器可隨時隨地為我們服務。Google的服務器可同時支持多個產品,如“云”。通過讓服務器保持忙碌狀態,就能用更少的投入做更多的工作,即用更少的服務器和能源進行更多的搜索操作、提供更多的 Gmail 服務以及 YouTube 視頻。Google需要努力減少這些服務對環境的影響,便于用戶使用Google的產品時,用戶的行為也有利于環境保護。
谷歌數據中心如何提高能效
Google數據中心使用的能源比普通數據中心少 50%,辦法是將溫度升高到 80°F,利用室外空氣進行冷卻,并構建自定義服務器。采用最全面的方法來測量PUE,計算結果包括全球各地的所有數據中心(而不是只是最新、最好的數據中心)的工作性能,并且測量是全年不間斷(而不是只在氣溫低的季節)進行的,Google最好的數據中心可以將 PUE 的值降低到 1.06。而根據國際正常時間協會 2012 年的數據中心調查,參與調查的企業各自的最大數據中心的全球平均值在 1.8 與 1.89 之間。
PUE 數據如何得出?Google在數據中心使用多個在線功率表,以隨時測量耗電量,還利用不同的儀表跟蹤測量冷卻基礎設施和 IT 設備消耗的能源,從而能夠非常精確地計算出 PUE 的值。另外,Google通過在設施中安裝幾十個甚至幾百個功率表,以便將所有的耗電成分都納入 PUE 的計算中。
能效計算中包含哪些內容?在測量 IT 設備耗電量時,Google只測量服務器、儲存器以及聯網設備,但其他所有的電耗都算進日常開銷能耗,例如,將服務器電源線的電耗算入日常開銷電耗,而不是 IT 設備電耗,同樣,從變電站的效用角度測量其耗電總量,從而將變電站的變壓損耗算進 PUE。
Google 將服務器、儲存器和聯網設備納入 IT 設備電耗的范圍
Google數據中心的 PUE 等式
ESIS:對冷卻裝置、照明、辦公場地及一些聯網設備進行供電的設施變電站的能源消耗
EITS:對服務器、網絡、儲存器和機房空調 (CRAC) 進行供電的 IT 變電站的能源消耗
ETX:中高伏變壓器損耗
EHV:高壓電纜損耗
ELV:低壓電纜損耗
EF:現場燃料(包括天然氣和燃油)的能源消耗
ECRAC CRAC:能源消耗
EUPS:服務器、網絡和儲存設備的不間斷電源供應 (UPS) 造成的能量損耗
Google花了 10 多年時間來提高數據中心的能源利用率,在此過程中,總結了一些最佳做法。無論您運行大型或小型數據中心,您都可以選擇其中幾個簡單的設計來提高設施能效、降低成本并減少對環境的影響。
以下是前五條最佳做法:
測量 PUE
您無法對自己未測量的東西進行管理,因此,請務必及時跟進數據中心能源使用情況。該行業利用名為“能源利用率”(PUE) 的比率進行測量,并幫助減少非計算功能(如冷卻和配電)的能源使用。要有效使用 PUE,那么經常進行測量是非常重要的。因此,我們至少每秒取樣一次。更重要的是要獲取一整年的能源使用數據,因為季節性的天氣變化會影響 PUE。了解詳情。
管理氣流
良好的氣流管理對于提高數據中心的運營能效是至關重要的。您可以利用精心設計的防泄露系統將冷熱氣體混合的可能性降到最小。然后,消除加熱點并確保機架中的每一個空槽都使用了盲板(或金屬平板)。我們發現,只要稍稍進行分析就能獲得很大收獲,例如,利用計算流體力學 (CFD) 的熱模擬能幫助您快速辨別并優化設施的氣體流動,而無需重組機房。了解詳情。
調節恒溫器
您無需將數據中心的溫度保持在 70°F。事實上,所有的設備制造商都允許冷通道在 80°F 或更高的溫度下運行。如果您的設施使用節能器(我們強烈建議),那么請在較高溫度下運行冷通道,這樣既可以使“免費冷卻”的天數變長又可以節省更多能源。了解詳情。
利用免費冷卻
在數據中心的冷卻基礎設施中,冷卻器消耗的能源通常最多,因此,如果能將冷卻器的耗能降到最少,您就可以實現最大的能源節約。利用“免費冷卻”,您無需使用冷卻器就能為設備施散熱。這包括使用低溫的環境空氣、蒸發水或大型熱庫。雖然免費冷卻的方法不止一種,但使用水和鮮風節能器是經過實踐檢驗并可輕松實施的方法。
優化配電
通過盡量減少電力轉換步驟,您可以將配電損耗降到最小。對于必須進行的轉換步驟,請務必使用高效的設備變壓器和配電裝置 (PDU)。數據中心配電過程的最大損耗之一來自不間斷電源 (UPS),因此選擇一個高效的轉換模式顯得尤為重要。最后,為設備穩定提供盡可能接近供電的電壓,以減少輸電線路耗損。