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耐寂寞不如耐高温节能环保IT成趋势

来源：互联网

2013/8/23 9:01:24

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有数据统计，全球数据中心的耗电量占全球发电量的2%，而这耗电量中有相当一部分被消耗在制冷散热上。如果将数据中心的温度每增加一度，则可以为制冷系统成本节省4%，制冷的减少还可以腾出更多空间提高数据中心计算、存储密度，降低运营成本和总体拥有成本，提高效益，帮助节能环保。

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本文关键字：耐高温节能环保IT 英特尔HTA高温数据中心

人们常说，“耐得住寂寞才能守得住繁华”，即便该哲理放在IT研究上也同样如此。但对于IT基础设施来说，数据中心如果能耐得住高温（合理范围内），那不仅能“守得住繁华”，甚至还能节能环保、提高系统稳定性、减少运营成本和TCO。

数据中心的运转需要有合适的温度，过高的温度容易产生宕机事件。因此，为了确保数据中心持久稳定运行，目前的数据中心都采用了风冷、水冷等制冷设备和技术，确保数据中心室内的温度在18-21 ℃或者25-27℃之间。

而为了维持数据中心正常运转所需要的温度，则会耗费海量的电力资源。有数据统计，全球数据中心的耗电量占全球发电量的2%，而这耗电量中有相当一部分被消耗在制冷散热上。如果将数据中心的温度每增加一度，则可以为制冷系统成本节省4%，制冷的减少还可以腾出更多空间提高数据中心计算、存储密度，降低运营成本和总体拥有成本，提高效益，帮助节能环保。

温度是现代数据中心的一个及其重要的因素。不断提升的处理器性能、更紧凑的服务器机身结构、更高的机架密度都会给数据中心管理员对散热制冷提出挑战。这些物理性挑战以及对IT资产可用性的保障，意味着数据中心管理员必须将环境因素比如温度、湿度等列为首要因素。

针对高温数据中心解决方案，不同于以往的“散热制冷”，而是通过自然冷却、人为设计实现在比传统室温略高的环境下的正常运行。比如英特尔提供的从单个晶体管层面到处理器、服务器平台、数据中心和电网的一整套技术方案，实现高温环境（HTA）数据中心解决方案，当然也有前不久国内厂商推出的高温节能服务器等产品。下面，我们将为大家介绍英特尔HTA高温数据中心、高温服务器解决方案。

从现在数据中心的整体能耗组成比例中，IT基础设施、环境制冷和UPS是三块最大的开支。而制冷则是遵守能量守恒定律，主要是为了解决IT设备在运行中产生的热量，而UPS则是为了保证IT设备的工作连续性。

早在2011年的时候，英特尔推出了一项名为“High Ambient Temperatures（HTA）”的高温环境数据中心解决方案。英特尔希望通过通过提升数据中心工作温度，减少冷却系统的能源消耗，最大化的节约能源，并且降低整体数据中心的PUE。

HTA是一个多种技术的组合式解决方案。在数据中心气流组织方面，英特尔采用了目前流行的冷热通道隔离技术。在自然冷源的引入方面，则通过引入自然环境的冷空气来为IT设备降温。通常认为，自然冷源只能在高纬度地区才可能应用；但英特尔的研究发现，即使是在中低纬度地区，在昼夜温差较大的情况下，依然可以通过引入自然冷源来进行降温。

另外，英特尔HTA高温数据中心解决方案还借助Node Manager以及Data Center Manager等管理软件，这些软件可以监控每一台服务器功耗，并且给出精确和详尽的报告；同时，为了保证业务连续性，当数据中心市电中断时，根据业务情况，能够通过降低功耗的手段来延长续航时间，保障企业业务受到最小的影响。而基于英特尔节点管理器和数据中心管理器之上的功耗和散热感知调度(PTAS)，可通过平台提供功耗、散热和工作负载的智能化，以及支持动态的资源管理。该算法可将运营成本降低约 20%，同时可恢复高达50%的未使用散热能力，并最大限度提高运营效率。

最后，英特尔还为用户提供了Battery Backup Solution解决方案，这套方案能够为数据中心提供电池备份，这样可以省去UPS的一笔不少开支，同时也是确保业务连续性的有效手段。其工作原理与UPS 基本一致，也就是在市电中断一直到备用油机全部加载之间，有效保护业务连续性。

前段时间，国内云服务器厂商推出了两款面向高温节能的服务器产品R9160-G9和R9110-G9。这两款机型基于整机柜统一部署，能够稳定运行于35-47度环境温度下，对于经过优化的数据中心甚至无需空调制冷。

在产品设计方面，超云R9160-G9/R9110-G9高温节能服务器，通过先进的架构以及对服务器的一些细节设计，提高服务器自身的散热能力。R9160-G9/R9110-G9采用颠覆性的后抽风散热墙和I/O前者设计，改善传统服务器内局部热点问题，避免服务器内热流乱扰现象，最大限度的将服务器内各部件的热量快速抽出，形成有效，有序，快速，高效的散热通道，扩大有效散热面积，降低单位空间内发热设备。

在服务器主板设计方面，将热投影设计转向分布式或低热投影设计，提升风扇散热效果，避免热点的产生和聚集。服务器主板上的各个部件也需要经过精心选择严格把关。另外，硬盘摆放位置的创新设计也可以避开气流路径，避免磁盘堆集影响散热和热点的聚集。

除此之外，由于高温服务器采用了模块化设计可灵活机动堆叠。R9110-G9整机柜高温服务器，可弹性部署，以模块化的形式提供纯计算节点或计算节点存储节点混合部署的方式，最大可支持到42U高度的整柜交付，在充分节省机房空间的同时，确保了机柜的高性能。对于R9610服务器来说还提供了存储节点，用户可以根据自己的需要配置计算和存储节点的数量，进一步搭建符合应用需求的机柜。

NEC在去年的时候，也推出了面向高温运行环境的服务器产品，它们包括R120d-2E、R120d-1E和T120d。这些新服务器都采用了NEC的能源控制技术、系统管理功能，拥有高灵活性，简化系统安装和管理，可以帮助优化整体IT投资和降低运营成本。

R120d-2E、R120d-1E和T120d同属于Express5800系列，它们都可以在高达40度高温环境中运行。这些服务器采用了一个调度操作功能，无需UPS不间断电源即可工作，而且也支持电源功率封顶调度，在上一代产品基础上提高了能源控制的灵活性。

产品搭载Intel Xeon E5系列处理器，采用了80 PLUS高效节能组件，通过内部配置的优化，可将系统运作环境温度上限由现行的35℃提高至40℃。另外，配合电量控制机能的强化与高效能电源装置的搭载，与现有数据中心空调设备环境相配合下，最多可降低30%的耗电量。

戴尔曾经推出了一项名为Fresh Air（新风）数据中心解决方案，它能够让客户的数据中心在高达45摄氏度的环境温度中稳定运行，甚至不需要水冷装置。更高的运行温度可以为数据中心减少空调等众多的基础设施投资，并显著降低数据中心的能量消耗。

戴尔对一系列服务器、存储、网络和电力基础设施产品组合进行了验证，以确保能够在更广泛的环境中满足短期运行（允许偏差）的需要。为了满足更为严格的ASHRAE A3和A4分类标准，戴尔系统支持在下列温度和湿度范围内实现持续运行：温度从 -23 华氏度 (5 摄氏度) 到 113 华氏度 (45 摄氏度)；湿度从 5% 到 90%。最近进行的测试对该级别的设计可靠性进行了验证。测试结果表明，在104 华氏度 (40 摄氏度) 和 113 华氏度 (45 摄氏度) 这两个温度条件下，这些产品每年可运行的时间最多分别为 900 个小时和 90 个小时。

通过部署支持新风技术的戴尔服务器、存储设备或网络交换机，客户能够更灵活地适应数据中心内的工作温度，是一项有助于提升能源效率并降低运营成本的最佳实践。

戴尔新风技术在第12代服务器戴尔服务器上得到广泛应用，因此，在某些采购有多个品牌的数据中心里面，戴尔服务器能够在更高的环境中稳定运行，这也为整个IT系统的持久稳定运行提供了基础。

编后语：

在处理器和智能终端追求能耗越来越低的时候，IT系统后端的服务器、存储等设备，则超着更高温度环境下运行的方向迈进。但这两种发展趋势其实都“速途同归”——降低能源消耗、提升效益，实现节能环保。

对于数据中心而言，支持更高环境温度的稳定运行，可以减少对散热制冷的需求，确保在更低功耗的情况下提供更高的计算性能（拥有更多空间提升计算密度）。可以预见，未来数据中心将会更多的支持高温环境，高温冷热隔离数据中心（35-40度之间）和高温模块化数据中心（40度以上）、乃至超高温数据中心（50度以上）将会变得更加普遍。

责编：王珂玥