绿色机房建设问题研究

摘 要：随着全球能源危机的日益显现、节能呼声的日益高涨，能源问题已经成为人们不可忽视的头等大事，机房和服务器在节能技术方面开拓力度也在日益加快。“节能环保”是社会发展不可阻挡的主旋律，也是各企业必须要达到的目标。能耗是数据中心最大的成本所在，因此数据中心的能耗是企业节能减排、降低运营成本的关键所在。

关键词：绿色机房；节能环保；虚拟化节能

一、优选更节能的硬件设备

一台万元的两路服务器，运行5年的电费将超过8000元，一个1000平方米的服务器机房一年的电费能达多少？答案是100万元。经济高速发展的状态下，能源电力的消耗也节节攀升，根据美国联邦环境保护署统计，2009年全球服务器共消耗了大约2.23亿度电，服务器市场发展到2015年的时候，消耗的电能将增长40%。如果情况不进行任何改变，随着能源价格的上涨，耗电大户服务器的节能问题必然引起广大厂商、用户的密切关注。绿色、节能、环保已成为企业设备发展的必由之道，能耗问题已经成为用户在采购服务器时非常重视的一个因素，而机房作为各种服务器（塔式、机架式、刀片式）及各种网络设备（如机架式交换机、路由器）的承载之地，这些设备的节能效果如何将大大影响 整个机房的能耗。无论是政府从发展经济角度考虑，还是企业从节省后期成本方面考虑，节能问题都已成为业界关注的焦点。所以对于拥用机房的用户来说，节能问题值得重视。而如何让机房在设备性能不断提升的同时，能更加节能呢？

在机房中，服务器及服务器相关配件的能耗占了数据中心能耗的一半，所以优先采用更节能的服务器是打造更节能的绿色机房的关键点之一。作为机房中心的服务器，其日益攀升的能耗以及由此产生的诸如噪音、空间占用等一系列问题，一直以来都是困扰企业的难题。尤其对于处于成长阶段的中小企业，由于资金、技术、人力等诸多条件的制约，如何从绿色节能角度出发来搭建企业信息化平台，成为其选择服务器时的关注点所在，节能型服务器产品的应用亦成为未来企业信息化建设的又一趋势。

在硬盘方面，优先选用低功耗产品或2.5英寸产品，无疑更节能。并且，很多低功耗的硬盘产品功耗已能做到很低，在满载、空闲时的功耗都可控制在数W内，对于采用多硬盘的服务器，长期运行下来可以省下一笔不小的开销，自然也能使机房更加节能。

从服务器的选择上来看，优选具备多种节能措施的节能服务器及刀片服务器产品也能让整个机房更节能。刀片服务器最大的特色是计算密度高，节约空间，刀片服务器上每个刀片模组共用电源、散热、网路等功能，自然也能使机房更加节能。

二、虚拟化节能

毫无疑问，如能将服务器、储存、网络等设备进行必要的虚拟化作业，定可减少闲置机器过多导致占地面积加大与不必要的电力损耗的矛盾。例如，Intel VT-d 技术是一种基于主板北桥芯片的硬件辅助虚拟化技术，通过在北桥中内置提供DMA 虚拟化和 IRQ 虚拟化硬件，其可实现新型的I/O 虚拟化方式。运用 VT-d 技术，虚拟机得以使用直接I/O设备分配方式或者I/O设备共享方式来代替传统的设备模拟/额外设备接口方式，从而能够在虚拟环境中大大地提升I/O的可靠性、灵活性与性能，自然便能达到节能降耗的最终目的。而综合来看，硬件辅助虚拟化的扩大化、普及化正成为虚拟化发展的主要方向，且虚拟化早已成为云计算得以发展的基础。而效能、效率、绿色、节能不仅是服务器发展的主旋律，亦是虚拟化为之追求的目标，其正是顺应这种发展潮流的主导技术，随着它日渐成熟，其必将成为行业用户追求价性比、效能比的最佳应用之道。这也就不难理解，为什么近几年来，虚拟化一词如狂风扫落叶一般横扫世界每个数据中心乃至普通服务器了。

三、空调与制冷系统节能

在大型机房和数据中心中，照明控温等方面消耗掉能源一直以来都是一个大数目，一些测试甚至显示，空调占基站设备耗电量的40%。如何在机房中采用更先进的空调与制冷系统以降低能耗，一直以来都是业界关注的问题。为此一些厂商推出了一系列可行的解决方案。例如，一些机房为了获得更有效可靠的精密制冷解决方案，开始采用 APC 公司 InRow RC 空调，可为机房顺畅工作提供迅捷、可预测的冷却保障。这是因为 APC 提供的机柜式空调 InRow Cooling，它是将空调设备置于机柜中，使机器和冷却系统距离不超过 2 米，不但可对机房中热点加强冷却，并可视需求阶段性扩充。而其“热信道封密系统”，则可将机房热通道以隔板更有效隔绝开来，防止热气与冷风直接混合。为了更节能，各种各样的液冷系统 （LCP） 亦成为打造绿色机房的佳选。液冷系统的制冷原理是，把冷水送达到 LCP（液体冷却柜），先用液体冷却柜内风机将热风从服务器后部抽到柜中，然后用液体冷却柜内部水管制冷热风，并将冷风吹到服务器前部，而热水再回流到室外的循环制冷设备。通过这样的循环制冷，可更好地满足功耗超过 10 千瓦的大型数据中心的需求。使用液冷系统的节能效果十分明显，服务器前部必须要保持 25 摄氏度以下才能稳定工作，精密空调想要保持这个温度，必须在空调冷风口达到20摄氏度才可以，而液冷设备只要能达到20到25度就可以。另一方面，远程制冷的效率比较低，液体冷却柜在相对封闭的运行环境中，效率较高。

四、合理布线

合理有效的线缆布局和合理的网络结构对于节约电能、节能降耗起到重要作用。现在机房有两种主要建设局面，一种是集中配线式，另外一种是两级式的线缆管理，主要是指网络交换机。中心配线这种方式的交换机是使用 IDG 机房标准，由一级交换机直接指向服务器，能通过缆线直接到达用户服务器。两级式的交换机的使用主要为了节省线缆布放的压力，从主交换机到每一列机柜的头柜，在头柜放一台二层交换机，主交换机与二层交换机之间用光缆连接。列头头柜交换机通过网线再连接到每一个服务器上去。它的优点是节省从主交换机到用户服务器线缆的数量。

参考文献：

网络设备节能步伐加快[N].网络世界，2010 （007）