今天的數據中心設計者大多會說,這原本是這樣的,而非追求更好。紐約時代周刊有篇文章的題目是 “電源、污染和互聯網”回顧過去發生的幾件小事,在20世紀初,汽車裝配流水線開始批量生產汽車。對此,人們紛紛持否定態度,認為汽車替代馬車和鐵路,無疑會帶來危險、污染和混亂,是不可持續的。然而,即便如此由蒸汽發動機到內燃機的轉變的100年中,開關的能源效率提高了300%,而每英里每加侖油的效率提高了300%。
二次工業革命,也就是我們所說的互聯網時代的到來,有上百萬的數據中心來支持數據的革命。數據中心行業在過去的10年里所提高的能源效率大大超過了此基準。與此同時,互聯網和基礎設施幾乎覆蓋了我們生活的各個角落,從銀行到購物以及我們的溝通方式,已經發生了極大的改變。
就美國而言,每天會產生幾百萬個三次方字節的數據是的,人們需要隨時隨地無間斷訪問這些數字內容。盡管技術在不斷改進,然而服務器仍然在大量的消耗電力,數據中心設計效率低下,特別是物理基礎設施:電源和冷卻。該行業面臨的根本挑戰是要打破這種范式。我們需要重新思考傳統設計,更具體地說,電力基礎設施的設計,已經存在了幾十年-非常低效的,不符合今天的關鍵任務設施的性能需求。
古老的傳統
許多行業仍然把數據中心設計和建設作為一門手藝,傳給一代又一代的工程師。他們往往會自己的設計偏好,這樣做得結果是,沒有兩個數據中心看起來很像,沒有兩個數據中心可以以同樣的方式操作或保養。很多人極其厭惡風險,他們完全沒有接受新事物的勇氣。由于害怕失敗,而忽略創新帶來的回報。
我們常常看到的請求建議書(RFP)或報價,數據中心規范的基礎上有10 - ,15 - ,而這些甚至出自一個20歲的設計。一旦落在紙面,規格很少質疑。接下來便是多層次的實施,從客戶的客戶,給客戶,建筑師,工程師,承包商,最后給供應商。質疑或項替代性的解決方案則無任何涉及。
不必要的過度配置
舉個例子來說,不間斷電源(UPS),我們要求要提供15分鐘的后備時間。可是,有誰知道,該要求源自于1952年的IBM 701系列大型機規范。在這個系列的大型機中說明中有一條是,主機需要15分鐘才能正常關機。在這種情況下,備用發電機一般不會啟動。基于此,大多數數據中心的RFP都要求備用電源保證15分鐘供電,即使備用發電機已經部署在中型和大型數據中心,只需要五到八秒的啟動時間,大于30秒的備用電源完全沒有必要。
類似的例子不勝枚舉,直接導致數據中心的浪費。對此,數據中心行業稱其為“超額配置”。
在過去的10-15年,成千上萬的發明帶來了巨大的效率提升。然而,由于大批規避風險拒絕質疑的個體存在,使整個行業的效率只提高增量。
數據中心行業最具前瞻性創新正在改變了傳統的部署范式,通過引入標準化的模塊化設計,支持現代精益生產系統來提高能源效率。這些人是擁擠的市場上的新玩家,他們使數據中心運營商更快地將服務推向市場,成功享受部分業務的增長率最高。數據中心設計和部署不應該是墨守陳規,而應精益和快速的提供服務,更加易于管理,避免重復實施。新鮮、前瞻性思維的數據中心設計方法將減少關鍵設施的浪費。這一方向的代表者Active Power是革新的領導者。他們大膽改變15分鐘乃至更長供電時間。以機械儲能代替化學儲能。如果數據中心系統采用1N系統,即單路供電,沒有冗余,在滿載狀況下,飛輪UPS可保持15秒待載;采用1N+1系統,即單路供電,N+1冗余的話,滿載運行時間為17秒—30秒;采用2N系統,即雙路供電,每路無冗余,滿載運行時間為30秒,而 2(N+1) 系統,即雙路供電,每路N+1冗余,滿載運行時間為35~60秒。簡單做一個節能的分析,按照50%的負載率來算,飛輪UPS供電效率是96%,傳統UPS為90%。按照10臺來算,因為采用飛輪UPS,空調節省了30萬美元,電費節省了70萬美元,10萬美元的維護費。傳統UPS蓄電池要更換,更換費用 30萬。這是一個保守的計算,一般來說蓄電池需要四年一次性換,其實在兩三年的時候就會更換。這樣算下來,一年有100多萬的節能的收益,包括電費的收益,還有蓄電池的收益。 從經濟角度來看,飛輪ups優勢明顯,為用戶獲得豐厚回報。