能耗問題已成數(shù)據(jù)中心發(fā)展瓶頸
數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴張，除了對數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)生巨大貢獻以外，其能源消耗也隨之水漲船高。據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，我國在用數(shù)據(jù)中心的機架總規(guī)模約為166萬個，同比增長約33.4%，其中大型、超大型數(shù)據(jù)中心的規(guī)模增速達到約68%。其中各類在用數(shù)據(jù)中心達近28.5萬個，全年耗電量超過1200億千瓦時，約占我國全社會用電量的2%。這一數(shù)據(jù)比三峽電站2017年976.05億千瓦時的發(fā)電量還高30%。除此以外，僅經(jīng)營互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的數(shù)據(jù)中心，規(guī)劃在建機架到2017年底就已達107萬個，而中國的數(shù)據(jù)中心規(guī)模及能耗在可預見的未來，增長幅度仍將保持在30%左右。其對電網(wǎng)的壓力之大，由此可窺一斑。這讓數(shù)據(jù)中心集中的一線城市不堪重負。目前北京，上海，廣州和深圳等地已經(jīng)相繼出臺政策以調(diào)控數(shù)據(jù)中心能耗。
事實上，能耗居高不下對于數(shù)據(jù)中心運營方來說影響同樣巨大，中國工程建設標準化協(xié)會信息通信專業(yè)委員會副主任委員曲海峰表示，數(shù)據(jù)中心作為新興行業(yè)，其用電量無論是從單位產(chǎn)能還是單位建筑面積考慮，均已位居各行業(yè)前列。我國現(xiàn)存900—1000萬臺服務器，總體能耗與國際同行的頂尖水平相比，差距超過40%。在8-10年的運行周期內(nèi)，有一半的成本要投入到能源方面，換句話說，電費甚至比機房還貴。
包頭云計算中心售前咨詢部總經(jīng)理高錦中表示，電源管理的確是數(shù)據(jù)中心的痛點之一，投入主要體現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)上。空調(diào)作為PUE的貢獻大戶，其電力消耗和維護成本已經(jīng)是行業(yè)共識。在供配電系統(tǒng)上，雙路供電是數(shù)據(jù)中心機房穩(wěn)定運行的標配。除此之外，為了把數(shù)據(jù)中心由于電力故障造成宕機的風險降到最小，還需要部署大量的UPS，并對柴油發(fā)電機系統(tǒng)進行定期測試。UPS的啟動次數(shù)，柴油發(fā)電機的測試以及柴油保存，都是巨大的成本支出。
聯(lián)通IDC行業(yè)經(jīng)理馬奇峰認為，數(shù)據(jù)中心的能耗控制應該從建設初期到運維階段通盤考慮。早期為了節(jié)約建設成本，后期必然要靠運維來加倍彌補，這一點對于很多老舊數(shù)據(jù)中心教訓深刻。以目前國內(nèi)一些早期建設的數(shù)據(jù)中心為例，除了必須對UPS，柴發(fā)之類應急設備要投入精力維護以外，由于缺乏完善的智能監(jiān)控手段，還有很多地方會導致電源管理效率降低，以及能源浪費。
機柜掉電就是一個非常明顯的例子。雖然掉電原因有很多，但最典型的就是老舊數(shù)據(jù)中心機房安全性等級低，沒有機柜電流監(jiān)測和報警，部分機柜電力負荷率偏高卻無法提前發(fā)覺；或者機柜老舊可靠性低，只有一路PDU，或兩路PDU來自同一個開關供電；PDU缺少分插口分斷故障的能力，單臺服務器故障短路導致PDU上端總開關越級跳閘，其下PDU多條同時失電；空調(diào)系統(tǒng)能力不足，影響機房散熱，致使配電系統(tǒng)容量下降，跳閘；違規(guī)使用PDU插座等。在這樣的情況下，機柜功率不足的老舊機房為了確保不掉電，不得不通過空置機位的辦法來解決。這樣不僅機柜利用率不足，同時也造成了電源利用率下降的問題。馬奇峰說。
數(shù)據(jù)中心降耗不能“頭疼醫(yī)頭”
以現(xiàn)有條件來說，數(shù)據(jù)中心僅靠內(nèi)部優(yōu)化結構或者采用一些簡單的辦法，很難實現(xiàn)大幅度的節(jié)能。騰訊數(shù)據(jù)中心專家工程師李典林認為：“以百萬臺服務器規(guī)模的數(shù)據(jù)中心為例，PUE降低0.1，每年可節(jié)約的電費將以億計，但即便是降低0.1，也絕非易事。”
誠然，中國的數(shù)據(jù)中心行業(yè)經(jīng)歷了一個較長的蠻荒發(fā)展時期，建設方在這一階段對于能耗管控重視不足，導致后期居高不下。但對于為數(shù)眾多，能耗高企的老舊數(shù)據(jù)中心來說，只有通過產(chǎn)品技術革新或設備升級從而達到節(jié)能降耗。至于那些新建數(shù)據(jù)中心，也不可能全部都具備“靠風吃水”的地緣優(yōu)勢。若想要從根本上提升數(shù)據(jù)中心的能效水平，緩解能源壓力，還是要從源頭入手。首先是必須做到對數(shù)據(jù)中心全運行狀態(tài)的精準把控，其次要有針對性的提出策略。要實現(xiàn)這些，就必須未雨綢繆。
施耐德電氣能效管理低壓業(yè)務，行業(yè)市場與應用行業(yè)負責人趙天意認為，和其他行業(yè)不同，數(shù)據(jù)中心行業(yè)用戶的需求具有多元化的特點，其能耗控制是一個集成體系，涉及到供配電系統(tǒng)，IT空間以及智能運維等多個領域，不能單純的“頭疼醫(yī)頭”，還是應該從建設開始就進行關注。同時，標準化、模塊化、預制化以及定制化的設計，配合基于對海量設備產(chǎn)生數(shù)據(jù)分析的智能運維，才是有效提升數(shù)據(jù)中心能效管理水平，并最終達到降低能耗需求的根本出路。
以供應商的角度來說，就是在從數(shù)據(jù)中心電源輸入開始，一直到信息輸出的全流程當中充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值，用以監(jiān)控數(shù)據(jù)中心全運行狀態(tài)下的能耗水平，并做到精準施策。比如施耐德電氣的中低壓一體化EcoStruxure Power智能配電解決方案和EcoStruxure IT信息技術解決方案，都是以此為出發(fā)點。值得一提的是，施耐德電氣已通過基于EcoStruxure智能配電的定制解決方案、預制化電力模塊及全生命周期服務，依據(jù)秦淮數(shù)據(jù)提供的方案需求和架構設計，助力其建設安全、高效、低耗的數(shù)據(jù)中心基礎設施，大幅縮短業(yè)務上線時間，通過智能化運維全面提高其能效管理水平。
寫在最后：
數(shù)據(jù)中心行業(yè)作為近十年來伴隨數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展起來的新興行業(yè)，在很多層面上都無經(jīng)驗可以借鑒。僅就節(jié)能降耗這一領域而言，首先是需要全行業(yè)的重視，其次必須依靠技術創(chuàng)新，由此方可獲始終。比如在智能運維大行其道的今天，從建設初期就必須開始考慮利用產(chǎn)品互聯(lián)互通的特性，以及邊緣控制，應用、分析與服務三個層面的創(chuàng)新，形成從連接、收集到分析、行動的閉環(huán)智能配電和 IT 新架構。
以此覆蓋數(shù)據(jù)中心從中壓輸入到末端負載的電氣全場景，并以數(shù)字可視化進行展現(xiàn)。通過開放式集成、實時操作分析以及更高級別的網(wǎng)絡安全，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能源效率、電能質(zhì)量、電氣資產(chǎn)和運行維護管理，實現(xiàn)主動運維，以精準管控風險，同時提升效率并控制運維成本，進一步降低能耗，最終真正實現(xiàn)綠色運營。
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