降低数据中心能耗的8种极端方法

由于目前经济不景气，数据中心经理不得不在有限的资金预算条件下满足苛刻的业务需求。他们一直在千方百计的削减运营成本，目前数据中心运营成本中增长最快，所占份额最大的部分是能源成本，而然这些能源中的大部分被服务器和冷却系统所消耗。

不幸的是，目前大多数高效的节能技术都需要相当可观的前期投资，并且在数年后才会带来回报。然而人们却忽视了一些几乎不需要什么成本的技术，原因在于这些技术看起来不切实际，或是过于极端。我们在以下为大家列出的8种节能方法已经在实际的数据中心环境中测试过，并且被证明十分有效。其中一些方法几乎不需要任何投资，大家可以立即采用，另外一些方法可能需要一些资金，但是与传统的IT资本支出回报率相比，获得回报的周期要更短。

数据中心能源效率的衡量标准是能源利用率（PUE），也就是数值越低越好，1.0是一个理想数值。PUE指数据中心总电力消耗量与转化为有效计算任务的电力消耗的比值。2.0意味着输入数据中心的2瓦电力中只有1瓦输入到服务器，损失的电力转化为了热能，这导致传统的数据中心冷却系统需要消耗电力去散热。

以下这些技术或许并不能降低你的 PUE值，但是你可以通过检查每月的账单来评估它们的效率。节约资金才是真正的目的所在。

在我们列出的方法中，你找不到太阳能、风能或是氢能源。因为这些替代能源需要对先进技术进行大量投资。在目前的经济危机中，这无疑无法马上实现成本节约。相比之下，以下这8种方法除了风扇、通风和管道外均不需要任何其他复杂的技术。

这8种方法分别是：

极端节能方法1：调高温度设置。你在今天下午就可以使用这种最简单的节能方法：调高数据中心恒温器的温度设定值。传统观念认为数据中心温度应当设定在华氏68度以下。通常人们认为，这种温度设置能够延长设备的使用寿命，万一冷却系统失灵，管理员也可以获得更多的反应时间。

但是经验告诉我们，服务器组件如果发生故障，尤其是硬盘发生故障将会导致运行温度上升。但是近些年来，IT经济已经跨越了一个重要阈值：服务器运营成本通常会超过购置成本。这使得削减运营成本的优先权要高于硬件保护。

在去年召开的GreenNet 会议上，谷歌的“绿色能源沙皇”Bill Weihl介绍了谷歌提高数据中心温度设置的经验。他称， 华氏80度是新的安全设置温度。不过你的数据中心需要首先满足一个简单的先决条件：尽可能地将冷却用的冷空气与冷却后产生的热空气相隔离，如果需要，可以使用厚塑料门帘或是隔热板。

尽管谷歌称华氏80度是安全的温度，但是微软的经验告诉我们可以将温度设置的更高些。微软在爱尔兰都柏林的数据中心使用的是“无冷却器”模式，它们用免费的外部空气进行冷却，服务器进风口的温度为华氏95度。需要注意的是，随着设定温度的提高，会出现一个收益递减点，因为服务器风扇转速的增加将导致能源消耗增长。

极端节能方法2：关闭不使用的服务器。虚拟化为我们展示了让不使用的处理器、硬盘和内存休眠所带来的节能优势。那么为什么不关闭整个服务器呢？让服务器时刻处于准备状态所带来的“商业灵活性”是否与它们消耗的能源成本等值呢？你是否已经找到了一些可以关闭服务器的情况，如果关闭了服务器，那么你将获得最低的能源消耗值——0，至少对于服务器来说是这样。不过，你首先需要面对的是那些异议人士提出的反对意见。

他们往往认为重新启动会降低服务器的平均寿命，因为电压会加载在主板电容器等一些非热拔插组件上。这种想法已经被证明是错误的：实际情况是，服务器的组件与汽车和医疗设备等一些频繁启动的设备所用的组件是相同的。没有证据能够证明频繁启动将降低服务器的MTBF（平均故障间隔时间）。

第二个错误认识是，服务器启动需要很长时间。对于这种情况，你可以通过关闭启动时的诊断检查，从硬盘镜像启动，以及利用一些硬件具有的热启动功能缩短启动时间。

第三种反对意见是：如果我们必须启动一台服务器以适应增加的负载，这时用户不希望等待——无论启动速度有多快。然而，即使程序申请速度非常慢，大多数应用架构都不会拒绝新用户，这样一来，用户根本意识不到他们是在等待服务器启动。事实证明，当应用受到使用人数限制影响时，只要能够向用户发出“我们正在启动更多的服务器以提高你的申请速度”这一信息，用户是愿意进行等待的。

极端的节能方法3：使用免费的外部空气进行冷却。较高的数据中心温度设置将为你使用第二种节能方法做好准备，即所谓的免费空气冷却。这将方法将温度较低的外部空气作为冷却空气来源，不再需要昂贵的冷却器，微软设在爱尔兰的数据中心使用的就是这种方法。如果你试图将温度维持在华氏80度，而外部空气只有华氏70度，只需将外部空气吹入数据中心即可进行冷却。

与方法1相比，这种方法需要花费一些精力。你必须重新布置通风管道，以让外部空气吹入数据中心内。此外，还需要安装一些基本的安全设备，如空气过滤器、干燥器、防火风闸和温度传感器，以确保外部空气不会损坏精密的电子设备。

在试验中，英特尔通过使用外部空气冷却方法成功的降低了74%的能源消耗。在两组服务器中，第一组使用传统的冷却器进行降温，第二组使用外部空气冷却系统与冷却器联合冷却方式，两组服务器运行了十个月。其中，第二组服务器有91%的时间使用的是外部空气冷却。英特尔发现使用外部空气冷却的服务器上积有大量灰尘，这表明该系统除需要安装大颗粒杂质过滤器外，还需要安装一个细颗粒杂质过滤器。此外，由于需要频繁更换过滤器，因此在实际使用中需要采用易清洁并可反复使用的过滤器。

尽管积灰严重，温度变化范围较大，但是英特尔发现使用外部空气冷却的服务器故障率并没有增加。据此，以一个功率为10兆瓦数据中心为例，每年可节约冷却成本300万美元，以及7600万加仑水，在某些地区水的价格非常高。

极端节能方法4：用数据中心冷却后产生的热空气为办公室供暖。你可以通过用数据中心冷却后产生的热空气为办公室供暖的办法将节能效果提高一倍。同样，你也可以使用办公室里温度相对低的空气为数据中心降温。在天冷的时候，你可以获得充足的暖气。与此同时，数据中心额外的冷却空气需求可以完全从外部中获取。

与外部空气冷却不同，你可能不再需要目前的取暖系统。也就是说，你不再需要一个一人多高的取暖炉。你也不用担心数据中心电子设备在产生的热量时会施放出有害物质。如今符合《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》（RoHS）的服务器在生产时已经不再使用污染环境的镉、铅、水银和多溴化合物等材料。

与外部空气冷却方法一样，你需要的唯一技术是采暖通风与空调系统（HVAC ）方面的经验：风扇、通风管道和恒温器。你会发现你的数据中心可提供足够的热量，能够替代传统的取暖系统。IBM位于瑞士Uitikon的数据中心为当地方居民免费供暖，节约的能源成本相当于80户居民的取暖费用。TelecityGroup Paris甚至将数据中心冷却后产生的热空气常年供应一些温室以支持气候变化研究。

重新布置你的取暖系统可能需要花费一周的时间，但是由于成本很低，你在一年内，甚至更短的时间内即可获得收益。