近年來隨著信息化的高度發(fā)展，數(shù)據(jù)中心也加快了建設(shè)步伐，向著高熱密度前進(jìn)。數(shù)據(jù)中心建設(shè)中一部分是在原有機(jī)房基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建，但是如果沿用原始設(shè)計(jì)而沒有進(jìn)行主設(shè)備擴(kuò)容就會(huì)出現(xiàn)使用原精密空調(diào)機(jī)組已跟不上機(jī)房建設(shè)發(fā)展的需求而產(chǎn)生機(jī)房冷卻能力不足量的現(xiàn)象;或是精密空調(diào)機(jī)組的配置量超出了現(xiàn)有機(jī)房設(shè)備需求而產(chǎn)生機(jī)房冷卻能力超量的現(xiàn)象，這都會(huì)導(dǎo)致機(jī)房總體能耗之居高不下。

有專家預(yù)測，數(shù)據(jù)中心IT采購成本將與能源成本持平。其中數(shù)據(jù)中心的能耗中，冷卻又占了能耗的60%到70%。在接下來的幾年里，世界上一半左右的數(shù)據(jù)中心將受電力和空間的約束，能耗會(huì)占到一個(gè)IT部門1/3的預(yù)算。資料顯示，在2000年全球第一波數(shù)據(jù)中心浪潮中建設(shè)的數(shù)據(jù)中心已有50%開始在2008年開始重建。

高熱密度設(shè)備進(jìn)駐導(dǎo)致制冷能耗劇增

機(jī)房精密空調(diào)機(jī)組應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)機(jī)房是按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)A級電子信息系統(tǒng)機(jī)房進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其運(yùn)行工況為：23±2℃/50±10%Rh;對于計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理機(jī)房用單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)工況為23±1℃/55±4%Rh。

現(xiàn)在計(jì)算機(jī)機(jī)房的建設(shè)模式，一般是沿用原數(shù)據(jù)機(jī)房局址進(jìn)行簡單的擴(kuò)容而成。由于機(jī)房早期建設(shè)的時(shí)候已經(jīng)對機(jī)柜和空調(diào)進(jìn)行了布局，達(dá)到空調(diào)機(jī)組氣流組織對當(dāng)時(shí)的機(jī)柜負(fù)荷是最佳的設(shè)計(jì);現(xiàn)在當(dāng)高熱密度的計(jì)算機(jī)服務(wù)器進(jìn)入機(jī)房的時(shí)候，會(huì)被安排在遠(yuǎn)離空調(diào)機(jī)組的位置上。

這樣勢必會(huì)造成在新的計(jì)算機(jī)服務(wù)器開機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)此區(qū)域溫度超標(biāo)的現(xiàn)象，故而必須將空調(diào)機(jī)組設(shè)定的回風(fēng)溫度24℃調(diào)低。一般情況是在刀片服務(wù)器進(jìn)場后至少調(diào)低空調(diào)機(jī)組設(shè)定溫度2℃。對此造成的能耗就已經(jīng)超過空調(diào)出廠標(biāo)準(zhǔn)的20%以上了。然而隨著刀片服務(wù)器的高度集成化，其散熱量已經(jīng)達(dá)到了每個(gè)機(jī)架30KW之巨;甚至有的正常運(yùn)行機(jī)房在服務(wù)器機(jī)柜出風(fēng)口測量到了47℃的高溫。最后機(jī)房面臨著計(jì)算機(jī)服務(wù)器等高熱密度負(fù)荷的不斷進(jìn)場，只能一味的調(diào)低空調(diào)機(jī)的設(shè)定溫度值，致使機(jī)房內(nèi)溫度低得像個(gè)冷庫一樣。

目前85%以上的數(shù)據(jù)中心機(jī)房存在過度制冷問題，數(shù)據(jù)中心過冷成為了普遍性問題。對應(yīng)的機(jī)房空調(diào)機(jī)組耗能也會(huì)比設(shè)計(jì)工況增加能耗50%以上，最終造成機(jī)房空調(diào)居高不下的高額運(yùn)行費(fèi)用。

脫離IT設(shè)備需求產(chǎn)生巨額制冷運(yùn)行費(fèi)用

設(shè)備發(fā)熱量又與設(shè)備類型、型號，機(jī)房布置有著很大關(guān)系。據(jù)對一些機(jī)房做過的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)有的設(shè)備發(fā)熱量并不大,可是機(jī)房冷負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)計(jì)算指標(biāo)的165～222W/m2。而現(xiàn)實(shí)中有的機(jī)房占地面積達(dá)到了396平方米，而真正需要機(jī)房空調(diào)的服務(wù)器和配線架負(fù)荷區(qū)域卻僅有60平方米。這種脫離IT設(shè)備需求的精密空調(diào)配置，無疑又浪費(fèi)了巨額的能耗費(fèi)用。

由于機(jī)房空調(diào)無法感知機(jī)房的服務(wù)器或通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具體需求量，故其制冷能力之超量會(huì)導(dǎo)致空調(diào)機(jī)組壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)，產(chǎn)生振蕩，最終也會(huì)造成機(jī)房空調(diào)高額的運(yùn)行費(fèi)用。

隨著數(shù)據(jù)中心(IDC)機(jī)房采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)的大量應(yīng)用，機(jī)房內(nèi)高熱密度負(fù)荷勢必會(huì)出現(xiàn)散熱點(diǎn)向關(guān)鍵服務(wù)器轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，屆時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)房內(nèi)只出現(xiàn)少數(shù)的高熱密度區(qū)域，其微環(huán)境需求會(huì)愈加嚴(yán)峻。

降低高額制冷費(fèi)用解決方案

針對以上問題，有關(guān)專家所給出的如何提高數(shù)據(jù)中心能效的建議。其核心理念是更好地冷卻過熱區(qū)域，而不浪費(fèi)能量去冷卻已經(jīng)冷卻或根本不需要冷卻的區(qū)域。減少整體的冷卻需求并考慮包括冷卻系統(tǒng)的整體支出，應(yīng)該直接針對機(jī)架內(nèi)部的過熱點(diǎn)進(jìn)行冷卻，同時(shí)將熱空氣排出由通風(fēng)口排出。

具體方案為：

1.冷卻通道：熱通道設(shè)計(jì)是為了促進(jìn)有效流動(dòng)同時(shí)將冷熱空氣流分開，并恰當(dāng)安置空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。

2.為服務(wù)器運(yùn)行選擇動(dòng)力經(jīng)濟(jì)模式。

3.改進(jìn)機(jī)架內(nèi)部的空氣流，使其穿過通道，這可以通過配置盲板隔離空機(jī)架空間來實(shí)現(xiàn)。

4.當(dāng)采用專業(yè)工程方法將冷卻用水直接輸送到機(jī)架以將電力系統(tǒng)和隔離管道等的風(fēng)險(xiǎn)最小化。

5.數(shù)據(jù)中心過熱點(diǎn)的直接冷卻與冷卻系統(tǒng)緊密相關(guān)，但注意不要冷卻已冷卻區(qū)域。將冷卻空氣的通道減短。使數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)為服務(wù)器和存儲(chǔ)器機(jī)架的空氣流與房間空氣流相匹配，這樣就不會(huì)將電能浪費(fèi)在從相反方向來抽取空氣。

6.采用刀片服務(wù)器和存儲(chǔ)器虛擬化來減少需要?jiǎng)恿鋮s系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的物理設(shè)備的數(shù)量。這同時(shí)也減少了數(shù)據(jù)中心所占用的空間。

7.采用多核芯片來整合服務(wù)器可以減少所需冷卻服務(wù)器的數(shù)量。購買更多的高效芯片并進(jìn)行動(dòng)力分級以減少待機(jī)功率，這樣可減少冷卻需求。

8.如果可能，采用空氣調(diào)節(jié)裝置運(yùn)行于冬季經(jīng)濟(jì)模式。

9.檢查個(gè)別的空氣調(diào)節(jié)單元是否相協(xié)調(diào)并且未進(jìn)行相反工作。

10.采用更多的高能效照明設(shè)備(安裝控制器或定時(shí)器)，這可以直接節(jié)約照明費(fèi)用，并節(jié)約冷卻費(fèi)用(因?yàn)檎彰髟O(shè)備的使用會(huì)導(dǎo)致其自身過熱)。

11.采用動(dòng)態(tài)計(jì)算流軟件(computationalfluiddynamics)對數(shù)據(jù)中心的空氣流進(jìn)行模擬，并嘗試不同的地面通風(fēng)口位置和計(jì)算空間空氣調(diào)節(jié)單元位置。最優(yōu)冷卻系統(tǒng)可使數(shù)據(jù)中心能源支出節(jié)約25%。

12.無論負(fù)荷大還是小，冷卻系統(tǒng)的能耗是固定的。很好地利用將使其固定能耗降低。在保證增長的情況下，將生產(chǎn)量與數(shù)據(jù)中心設(shè)備的冷卻需求相匹配。