大型绿色节能机房的改进方案研究

摘要：计算机公共机房在高校中的规模一般比较大，每年消耗的电力资源也非常突出，但其实机房具有很大节能空间。通过对当前架构和运行模式进行研究，分析基础设施和管理维护的模式，提出了针对性的改进方案，并提供了确实可行的实现方法，为构建绿色节能大型机房提供了参考模式。

关键词：绿色机房；节能；机房改造

中图分类号：TP308文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)08-1944-02

Improvement ProjectStudy of Large-scale Green Energy Saving Computer Room

ZENG Zhi-long1, LU Chang2

(1.Institute of Mathematical Information Industry of Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, China; 2.Public Experiment Center of Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, China)

Abstract: The scale of the public computer room is large in the University generally, the annual electricity consumption of resources is also very prominent, but in fact the computer room has great energy saving space. By researching of the current structure and operation mode, analysis ofinfrastructure and management model, proposed improvedprojects, and provides a practical method for building the large computer room of the green energy, provided a reference model.

Key words: green computer room; energy conservation; computer room transformation

我校公共机房总共分为15个房间，拥有900台学生机，规模庞大，每年消耗大约50万度电，占机房运行总投入的15%左右，是一个用电大户，然而随着绿色节能环保理念的深入，如何构建节能型的绿色机房成为机房建设中重点考虑问题，充分挖掘节能潜力，能够为学校节省巨大的资源投入，并且，在节约能源的同时，还不能牺牲教学效果与机房性能。

1存在问题

经过对本校机房的各个节能点进行研究分析，在当前存在的问题中，有些是因为前期建设的时候没有充分考虑绿色节能的方案，有些是因为疏于管理维护，从基础建设到运维管理都存在许多问题，对资源造成了较大的浪费，归纳如下：

1)电源线路结构单一，无法做到灵活精细地独立控制机房。

在进行基础电路布置的时候，采取了单线的总控模式，没有相对于单独子机房进行细分规划，开的时候一起开，关的时候一起关。这种方式导致了无人上机时候，显示器处于待机状态，特别是对于大量使用还没有更换的CRT显示器，以单台待机状态显示器1天消耗10W计算，机房一年运行以300天计，一年消耗的总电量是300×10×900=2700（KW），而且，这无形之中提高了室内温度，也造成空调运行的携带浪费。

2)服务器不间断运行，利用率低。

高校公共机房的服务器与提供商业服务的服务器有所区别，很多机器无需提供7*24小时的不间断服务，只是在授课期间开启相应服务即可，在无人值守机房管理的模式下，服务器基本上长年累月开启，按照常规运行300W功率计算，有10台服务器，1天空余运行时间10小时，1年将耗电365×10×10×300=10950KW。如何让服务器在不需要的时候能停止对电能的消耗是节能的一个关键点。

3)服务器等设备应用分散，利用率不高。

很多服务器单独运行某个应用，但其实随着硬件技术的发展，特别是新购的服务器性能都很强劲，服务器CPU的利用率基本上只有5%左右，所以没有充分挖掘服务器的性能，设备越分散，耗能越多。

4)空调设备长年累月运行，浪费巨大。

空调设备功率大，运行时间长，学生机房的空调设备还可以通过日常管理来减少使用，但是对于主控机房，因为采用无人值守的方式，空调必须常年累月运行，甚至在室外温度低于0度的情况下仍然进行制冷，耗电量非常惊人。

5)设备老化，CRT和旧型号主机的大量使用。

CRT显示器因为辐射大、耗电高已经被厂商淘汰，机房却仍在大量使用，旧型号的机器缺少绿色节能技术，甚至在无负载的情 况下，照样耗电严重。

6)管理松散，没有针对性的制度措施。

管理制度没有及时更新，缺乏与时俱进的管理思想，缺乏常规性合理性的操作，导致很多设备没有及时切断电源。

2方案研究和实现方法

针对以上的情况分析，结合已有的技术手段，通过采取以下措施进行改进。

1)合理规划机房空间，细化机房各供电线路，为精细化管理提供基础条件。在暑期机房空闲时间，把整体机房分割成以房间为单位的子机房，重新铺设改造供电线路，在主控机房电源控制箱中，设置单独控制开关，人为控制电源。在具体操作过程中，机房管理人员可以针对具体机房课表，对不上课的机房切断电源，避免因为待机而造成的电源浪费[4]。

2)利用BIOS设定和执行脚本命令进行自动开关机。

对于学生端电脑，可以借助机房信息管理系统来实现定时关机，我们事先安排好课表，当课程结束的时候，管理系统会自动发送关机指令到客户端，并正常关闭电脑。对于服务器，我们可以利用BIOS程序（主板底层的参数设置系统）设置，定时进行开机操作。开机后，参考开机后的画面热键提示，进入setup设置后，寻找类似于“Resume By Alarm”的设置选项，固定设置每天开机的时间，设置好保存并退出即可。进入系统之后，为了自动执行各类应用，应该把相应服务或者程序设置为自启动模式，省却每次人为的操作。

针对Windows的操作系统，我们可以从网上下载定时关机的小软件来解决定时关机的问题，也可以通过编写脚本来实现，以每天21：30关机为例，运行代码如下：at 21:30 /every:M,T,W,Th,F,S,Su shutdown -s -t 120，这样就可以实现定时关机了。

3)整合现有资源，挖掘高性能服务器等设备的潜力，提供尽可能多的应用。

借鉴当前流行的云计算模式，对当前的服务器进行有效整合，发挥规模化效应，充分挖掘高性能服务器的潜力，运用虚拟化技术，让尽可能少的设备运行尽可能多的应用服务，提高使用的效率。对于当前硬件的性能，我们可以设置多个虚拟机，同时提供不同的应用服务，让CPU和内存的使用率维持在50%以上，当然，不能过度使用，否则会明显延长访问响应时间[1]。

4)衡量一次性投入精细空调设备与普通空调的成本和长期运行产生的费用，确定购置方案。

精细空调的节能效果非常好，但是采购成本是普通空调的几十倍，它的产能必须要经过长时间的运作才能体现。所以在采购前，要充分做好调研工作，如果机房运行时间在6年以上，可以考虑采购，否则只会增加成本投入[2][3]。

5)针对老旧的耗能产品，只有更换成新出的节能产品才能有效节省用电，但是介于机房已有模式和资金问题，我们无法一次性解决。在今后采购设备的时候，应该把绿色节能指标纳入招标要求，在满足使用性能的同时，可以倾向于那些具有节能技术的产品。

6)从管理层面，确定相关制度来保障。

技术只是一种保障的手段，但更多的时候需要制度的有效执行，制定机房相应管理守则，常态化规范化对节能进行管理，通过巡视、记录等方式对需改进点进行人为干预操作，是保证建设绿色节能机房的关键因素。

3结论

计算机机房经过改造后，运行半年以来，平均比以前节约用电10度，耗能节省了20%，成功地实现了绿色节能机房的改造，成为全校的节能冠军。各个高校可以参照本校的实际情况，对现有的机房进行改造，一定可以挖掘出更多的节能空间。

参考文献：

[1]耿英保.浅议计算机机房节能[J].中国集体经济科技研发,2006(6).

[2]周航.通信机房节能热管理设计探讨[J].电信工程技术与标准化,2009(3).

[3]杨根发.数据中心机房节能分析[J].文智能建筑与城市信息,2010(7).

[4]黄群骥.机房标准与机房节能[J].Intelligent Building,2009(9).