从TCO入手 漫谈如何实现数据中心盈利

随着能源成本的上涨，数据中心电费开支不断增长，“节能”成为人们关注的首要话题。实际上，有效控制数据中心成本，还要从TCO(整体拥有成本)来入手。

数据表明，企业将大部分投入花费在运维上，这方面占整个IT投入的66%，而用于支持企业业务发展的花费只占其中20%，还有14%用在一些系统的改造上面。

TCO(总体拥有成本)概念的出现，在很大程度上改变了北美用户采购计算平台的习惯—采购的关注焦点从硬件平台的初始采购成本逐渐延伸到了包括硬件软件以及一定时间内(如3年或者5年)后续服务成本在内的“总拥有成本”上。

Google首席工程师Luiz Andre Barroso指出，对于像Google这样拥有海量服务器的企业来说，企业计算基础设施的TCO基本上由四个组件组成，分别是硬件成本、能源消耗、数据中心的建设及运营成本，以及软件成本。

数据中心的供电系统作为其中不可或缺的设备，对TCO的降低有着至关重要的作用。相比传统UPS，Active Power公司的飞轮UPS将会大幅度降低数据中心TCO。下面我们就来具体分析一下。

供电能耗的降低为数据中心节省大量费用

数据中心消耗了大量能源且能源消耗仍在持续增长，这引起了运营商和市政决策者的关注。低效率的UPS系统本身会消耗掉10%或更多的输入电能，造成电能浪费。Active Power公司的CleanSource UPS是基于飞轮的并联在线UPS系统，可以为运营商和市政决策者提供部分解决方案。

传统化学蓄电池的效率在90%~91%左右，而飞轮储能UPS满载效率为98%;大型数据中心的负载在50%以下，此时Active Power飞轮UPS的效率是97%;在40%负载的时候，CleanSource UPS的有效率至少为96%，对比双转换UPS系统，CleanSource UPS的电源质量和系统稳定性等同或超过其他拓扑结构的同时，还可减少数据中心的能源损耗，每年可节省数百万瓦的电能，每年节省的电费达几十万美元，较传统UPS节省约 77% 。

无需制冷省却空调费用

调查表明，数据中心中有22.3%的运行中断事件是由服务器过热或服务器自身关机引起的。这既不是编造故事，也不是超高密度数据中心的偶发事件。服务器因温度过高而发生的自我保护关机事件是各种规模的数据中心和计算机机房普遍遇到的问题。数据中心制冷已成为不容忽视的问题，同时，因为停电的时候不间断电源会持续供电，但冷却系统却不是持续地提供冷却能力，所以服务器自我保护关机现象通常会发生在停电的时候，断电之后的制冷被越来越多的公司所重视。

飞轮UPS可以在飞轮UPS可在0度—40度的环境下运行，也就是说不用空调即可运行，制冷成本为零， 而传统UPS则需要空凋来制冷。蓄电池生产厂商规定的蓄电池额定运行温度为25℃(77℉)。任何高于或低于25℃(77℉)的情况都会大大改变蓄电池的性能和寿命。根据经验法则，同额定25℃(77℉)的温度相比，每超过8.3℃(15℉)，蓄电池的寿命就会减少50%。这也正是很多数据中心冰冷刺骨的原因，因为你不知道哪个节点的温度过高，一旦其中之一出现故障，就会造成连锁反应。为了节省制冷费用，各个厂商想尽了办法。Google所采用的创新降温方式——海水降温、水冷水塔、蒸发降温等等。飞轮UPS不仅可以节省空调费用，如果功率足够，还可以同时启动制冷设备。

减少占地面积降低土地基建成本

从数据中心土建成本来分析，传统数据中心对机房的承重能力、密闭性、保温性、抗震性等要求非常高，因此建设成本相对较高。而无论是集装箱式数据中心还是室内模块化数据中心，它们对土建没有特殊要求，可以直接部署，因此土建成本不高。微软的一项统计表示，建设一个传统数据中心通常需要5 亿美元，而建设一个模块化数据中心只需2.5亿美元。从与数据中心相关的配套服务的成本来分析，数据中心的设计费用占数据中心建设总成本的3%～5%，而机电总包、IT 总包、项目规划和监理的费用占总成本的5%～10%。模块化数据中心解决方案在工厂里完成预装，因而减少了数据中心的设计、工程管理和总包费用。Active Power 的调研数据显示，在中国，模块化数据中心至少能比传统数据中心节省30%的成本。

Active Power 的模块化UPS 是模块化数据中心基础设施的一部分。全球许多规模庞大的模块化数据中心都采用了Active Power的产品。”飞轮UPS的运维成本更低。模块化数据中心采用的是分布式系统，配电系统分散在每个模块中。一个云计算数据中心通常包括上千个模块，如果采用传统的蓄电池UPS，分布在所有模块中的电池都要进行维护，其工作量之大是不可想像的。飞轮UPS 基本是免维护的，可以保证7×24 小时连续工作。飞轮UPS显然更适合模块化数据中心这种分布式的配电方式。飞轮UPS的占地面积更少。以集装箱数据中心解决方案为例，在相同的集装箱空间内，如果采用Active Power的产品，可以摆放功率达800kW 的设备，而采用蓄电池UPS，只能摆放功率为300kW 的设备。Active Power大中华区总裁王恒介绍说：“Active Power 产品的密度更高，是传统UPS的两倍。我们的产品中还包含柴油发电机组，因此整体成本比传统UPS 方案更低。”飞轮UPS 更适合云计算应用的需求

降低维护费用节省人力成本

为了保障机房设备正常运行，需要大量的维护人员对机房环境支撑系统、监控设备、计算机主机设备定期检测、维护和保养，保障机房设备运行稳定，通过保养延长设备生命周期，降低故障率。过去，一个大型的数据中心往往有好几个电池室，工人需要定期对铅蓄电池进行充放电及各项检查，以此来保证UPS的正常启动。传统的UPS电源厂商通常采用“免维护铅酸蓄电池”进行储能。这种号称“免维护”电池事实上每年年至少需要两次检查，以确保它们无腐蚀、工作状态良好以及单只蓄电池之间连接紧密。同时，为了保障蓄电池的可靠性，唯一的途径是对蓄电池进行监测。然而每次测试蓄电池都会减少其容量并缩短其使用寿命。监测时，无论是离线方式还是在线方式，都必须设置备用电源作为防范措施，以保证安全，但是，检测时因为电池组数量多，放电时间长，放电后又要及时进行充电，存在很多的安全隐患。对于中小型数据中心还可以解决，但对于超过10MW的数据中心，运维难度就非常大。而飞轮UPS基本上实现了自动化，大规模部署的情况下，运维成本也非常低。最典型的是雅虎16MW数据中心仅仅用了35人来维护，如果采用铅蓄电池UPS的话，这是不可想象的。

在解决了上述问题之后，降低数据中心TCO，实现数据中心快速盈利为期不远。