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绿色节能数据中心的建设思考

2019-09-27

数据中心,在人工智能、云计算、物联网等新兴技术的推动下,成为了行业内的一大热词。近年来互联网的快速发展,产生的数据呈现出爆炸性的增长态势,各行业各种领域都走上了建设数据中心的道路。诸如互联网企业、金融机构、医疗行业、各大央企甚或中小型企业都纷纷设点布局建设属于自己的数据中心,从而兴起了一场数据中心建设热潮。与此同时,数据中心的建设和发展也出现了新问题:一方面,为了应对数据量爆发式的增长,每年全球新增的超大规模数据中心不胜枚举;另一方面,这些数据中心所带来的能耗也是水涨船高,如何借助智能化等一系列技术手段降低数据中心能耗已经迫在眉睫。


从数据中心能耗分配、整体设备运行等方面入手找到通往“绿色”数据中心的道路。建设绿色节能数据中心的路径有哪些?


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降低能耗


经数据统计分布式计算环境的运算情况,发现其运算性能的八成以上存在不运作的情况。处于空闲状态的八成运算性能潜力巨大,善加利用可节约维护预算,用于进一步开发。为了将这些潜力开发出来,高效的能源管理必不可少,而作为其基础与关键点,必须科学合理地根据负载制定容量规划。当然,也需要足够的空间保持服务性能。



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使用可代替能源


在节能的同时,寻求可替代能源也是发展绿色数据中心的一个有效方法。由于数据中心的运行离不开全天候的电力做后盾,此外,还需要后备电源,以备不时之需。现在,国外很多数据中心通过采用燃料电池,可再生能源(如风能、太阳能灯)作为数据中心的电力来源。近日,Pegasus Group Holdings宣布,选定美国亚利桑那州莫哈县(Mohave County),投资30亿美元、建设一个占地717英亩、电力容量340兆瓦的太阳能数据中心项目。




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天时地利,充分利用自身地理优势


自身优越的地理优势在绿色数据中心的建设和发展过程中同样扮演这重要的角色。例如,挪威水电规模巨大,很多龙头企业针对这一特点,将数据中心建在了挪威;谷歌公司就是因为芬兰Hamina的海水冷却服务器,最终将数据中心设置于这里。如果说使用冷水替代常规的冷却机组具有地域局限性的话,那么室外冷空气则相对更加方便。国外的Facebook、Yahoo等公司已经开始采用冷空气替代常规的冷却机组,减少了传统数据中心在空调方面的巨大投资。




新一代绿色数据中心需要新型绿色节能技术的支持,那么如今绿色数据中心的建设需要通过怎样的技术来实现呢?


数据中心行业内诸如自然冷却、间接蒸发制冷、浸入式冷却技术、全变频技术、轮换休眠技术、智能照明、HVDC供电等降低能耗的技术,各大互联网公司及厂商也有着自己的“黑科技”,微软早在2014年启动了Natick项目,目前项目进行到第二阶段,在苏格兰奥克尼岛投入原型机,以测试在经济、物流和环境可持续性方面是否实用,又例如阿里巴巴,在杭州的一座数据中心里,用深层湖水来给服务器降温,完美取代了传统空调制冷的方式,能源效率的提升立竿见影,最低PUE仅为1.17,与普通数据中心相比,全年可节电约数千万度,减少碳排放一万多吨。还有像腾讯的深圳光明数据中心,全年PUE值为1.26,其中采用降低水泵频率、提高冷冻水温度、HVDC供电、列间空调EC风机0-100%可调等多项技术。



总结

顺应绿色数据中心建设和发展的需要,新建大型、超大型数据中心建设过程中,都非常注重电能使用效率值。在这一过程中,传统高能耗老旧设备逐渐淘汰,水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升;与此同时,数据中心的节能化技术也在不断进步,除了采用更高效的供电系统、制冷系统之外,智能化技术的应用也正在成为数据中心的新趋势。

目前,智能化技术在数据中心中的应用主要体现在以下两个层面,一是在数据中心的建设、管理、运维层面,借助智能化系统,实现机房的建设智能化、集中管理、统一运维和高可靠性;二是借助智能化技术对数据中心的供电系统、温控系统、营维和架构进行创新重构,从而降低能耗、提升资源利用率,加速绿色数据中心的实现。



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