硅谷動力 發(fā)表于:14年09月03日 14:19 [綜述] DOIT.com.cn
依照現(xiàn)今的趨勢而言,數(shù)據(jù)中心的設備密集度越來越高,服務器的運算速度也越來越快。為了維持服務器設備在正常操作環(huán)境下運行,以避免設備宕機情況發(fā)生,因此許多機房不得不將進風溫度設在非常低的溫度,以確保信息設備不會過熱宕機,但此做法將造成大量的能源消耗,進而導致居高不下的營運成本。傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)因為無法實時掌握服務器端的散熱需求,因此對于制冷設備的控制往往只能依賴維持極低的環(huán)境運轉條件,以避免長時運轉的服務器設備因過熱導致效能降低甚至造成宕機的情況發(fā)生。
現(xiàn)今情況看來,在數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃中,電力及制冷系統(tǒng)的規(guī)劃是一個數(shù)據(jù)中心營運效率的成功關鍵。數(shù)據(jù)中心的營運成本中,有非常大的一部分是電力費用,所以如何解決機房PUE值偏高的問題,提供足夠的電力及有效率的制冷系統(tǒng),是業(yè)主最為關心的問題。
而通過在機房配置智能型PDU,管理員可實時有效地掌握設備的散熱需求,此信息更可以作為控制空調設備的最佳重要參數(shù)。在冷卻的需求端與供應端可以有效匹配的條件下再搭配隔離冷通道的建立,對于空調的電力支出可以大幅降低,整體機房的PUE也可大幅改善。
智能型PDU實時掌控熱負載
早期建置的數(shù)據(jù)中心,對于機架型PDU的要求只在于電力的傳送。如今隨著對用電安全、耗能掌控的需求,越來越多的數(shù)據(jù)中心開始導入智能型PDU。通過智能型PDU的電力量測、插座開關及網(wǎng)絡通信功能,管理人員可以遠程掌控用電狀況,包含電壓、電流、功率、能耗等信息,從而可以在更精準地掌握每一機柜的熱負載量的同時,搭配制冷系統(tǒng)進行實時動態(tài)調整冷卻供給量,并計算冷卻效率指標。
目前,智能PDU在數(shù)據(jù)中心中的應用比例還不到25%。隨著數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展要求不斷提高,客戶認知度隨之提升,智能PDU的比例正不斷提高。
精細化服務、低成本高效率、遠程管理以及實時網(wǎng)絡檢測是智能PDU的主要特點。智能PDU的功能最主要的兩個方面就是能源監(jiān)控功能與環(huán)境監(jiān)控功能,其環(huán)境監(jiān)控功能主要表現(xiàn)在追蹤環(huán)境因素并發(fā)出及時警示。管理員還可以比較環(huán)境數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)以確定服務器能耗,并對檢驗針對機架內溫度控制措施的實際效果。
以數(shù)據(jù)中心設備而言,不同性質的設備,如網(wǎng)絡交換器、儲存設備、一般服務器、刀片服務器及高效能運算計算機(HPC)等,其能耗高低有相當大的差距,因此對于空調系統(tǒng)控制的精準度已超過傳統(tǒng)僅依靠一兩項參數(shù)反饋來控制可以滿足。通過智能型PDU,實時精準掌握每一機柜的熱負載,并搭配隔離式冷熱通道系統(tǒng)建立,才能以最經(jīng)濟有效的方式來提升空調系統(tǒng)的能源使用效率。
對比基本型PDU及智能PDU,以ATEN公司的產(chǎn)品為例,ATEN基本型PDU采用電力分配與網(wǎng)絡通信分離式的設計,滿足用戶基本的電力監(jiān)控需求,通過與節(jié)能盒的連接,可以同時滿足安全可靠與智能監(jiān)控的優(yōu)點,并提升可維護性及可靠度。而高階的智能型PDU,則可針對每一插座進行電力的量測,可精準地掌控每一臺設備的用電信息,通過管理軟件、Web界面進行遠程管理。
精確控制機房制冷
傳統(tǒng)機房精密空調的控制方式在無法實時掌握負載變化的情況下,僅可通過維持固定幾項參數(shù)設定值(如設備送/回風溫濕度條件)的方式達到穩(wěn)定控制運轉條件的目的。此方式雖可通過除濕、加濕、再熱等空氣處理程序維持機房環(huán)境處于合適于設備操作運轉的條件,但由于缺少負載端實時需求信息,因此無法使用最有效率的方式完成系統(tǒng)操作,進而造成耗費大量的電力需求。
一般在空調設備的耗能比較中,占系統(tǒng)耗能程度最高的是冰水主機,其次才是末端的加濕器、再熱器及送風機等設備。在傳統(tǒng)的控制中往往為了將環(huán)境控制在極低的環(huán)境溫度下,因此空調設備允許較低冰水溫度供應,如此一來除了造成主機耗能增加外,另外會導致機房內部相對濕度因除濕的關系而降低,為了避免相對濕度過低產(chǎn)生靜電問題,因此又必須再通過加濕的程序以滿足環(huán)境需求,由此可知傳統(tǒng)空調系統(tǒng)如此耗能的原因。
由于機房的熱負載原屬于顯熱性質,因此只要系統(tǒng)在冷卻過程沒有過多的效率損失其實是可以接受較高的設備供水溫度。當環(huán)境不因過低水溫造成濕度過低時,加濕再熱等耗能設備幾乎就可以從機房內移除。
解決冰水供應溫度過低的問題后,另一個問題就是送風機的能耗。在機房環(huán)境中造成送風效率降低的問題主要是混風的問題,以及冷空氣在開放環(huán)境下不易控制,因此無法確保冷卻設備供應的冷空氣可以被服務器設備控制,為解決此問題則必須建立良好的冷空氣輸送系統(tǒng)。當送風效率提升后,設備送風機就可以配合熱負載需求進行加卸載控制。
創(chuàng)新制冷技術
在機房空調控制中一定要先確保系統(tǒng)的送風條件可不被影響的情況下送至服務器的入口端,因此ATEN提出了冷通道隔離的手法來完成此控制目的。通過冷卻盒的安裝,可確?照{設備供應的冷空氣不會受環(huán)境的影響直接送入服務器機柜入口端,如此一來可有效提升送風端的能源使用效率。
而在ATEN節(jié)能盒中通過有效掌握實時熱負載需求與實時環(huán)境參數(shù)信息可計算出空調系統(tǒng)最佳冰水供應溫度設定與系統(tǒng)風量設定值。由于節(jié)能盒可有效結合空調需求設備與電源供應設備,因此可在滿足各種熱負載需求條件下計算出最佳冰水供水溫度及設備送風量,此方式取代傳統(tǒng)間接反饋控制(較耗能的控制程序),以達到最佳化節(jié)能運轉的目的。