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(shè)備密集度越來越高,服務(wù)器的運算速度也越來越快。為了維持服務(wù)器設(shè)備在正常操作環(huán)境下運行,以避免設(shè)備宕機情況發(fā)生,因此許多機房不得不將進風(fēng)溫度設(shè)在非常低的溫度,以確保信息設(shè)備不會過熱宕機,但此做法將造成大量的能源消耗,進而導(dǎo)致居高不下的營運成本。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)因為無法實時掌握服務(wù)器端的散熱需求,因此對于制冷設(shè)備的控制往往只能依賴維持極低的環(huán)境運轉(zhuǎn)條件,以避免長時運轉(zhuǎn)的服務(wù)器設(shè)備因過熱導(dǎo)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(guān)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(guān)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(shè)備的散熱需求,此信息更可以作為控制空調(diào)設(shè)備的最佳重要參數(shù)。在冷卻的需求端與供應(yīng)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(diào)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?zé)嶝撦d
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(dǎo)入智能型PDU。通過智能型PDU的電力量測、插座開關(guān)及網(wǎng)絡(luò)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(diào)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(yīng)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(wù)、低成本高效率、遠程管理以及實時網(wǎng)絡(luò)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(wù)器能耗,并對檢驗針對機架內(nèi)溫度控制措施的實際效果。
以數(shù)據(jù)中心設(shè)備而言,不同性質(zhì)的設(shè)備,如網(wǎng)絡(luò)交換器、儲存設(shè)備、一般服務(wù)器、刀片服務(wù)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(diào)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(diào)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(luò)通信分離式的設(shè)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(shè)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(diào)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(shè)定值(如設(shè)備送/回風(fēng)溫濕度條件)的方式達到穩(wěn)定控制運轉(zhuǎn)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(shè)備操作運轉(zhuǎn)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(diào)設(shè)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(fēng)機等設(shè)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(diào)設(shè)備允許較低冰水溫度供應(yīng),如此一來除了造成主機耗能增加外,另外會導(dǎo)致機房內(nèi)部相對濕度因除濕的關(guān)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(diào)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(zhì),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(shè)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(shè)備幾乎就可以從機房內(nèi)移除。
解決冰水供應(yīng)溫度過低的問題后,另一個問題就是送風(fēng)機的能耗。在機房環(huán)境中造成送風(fēng)效率降低的問題主要是混風(fēng)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(shè)備供應(yīng)的冷空氣可以被服務(wù)器設(shè)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(fēng)效率提升后,設(shè)備送風(fēng)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(shù)
在機房空調(diào)控制中一定要先確保系統(tǒng)的送風(fēng)條件可不被影響的情況下送至服務(wù)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,可確保空調(diào)設(shè)備供應(yīng)的冷空氣不會受環(huán)境的影響直接送入服務(wù)器機柜入口端,如此一來可有效提升送風(fēng)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(diào)系統(tǒng)最佳冰水供應(yīng)溫度設(shè)定與系統(tǒng)風(fēng)量設(shè)定值。由于節(jié)能盒可有效結(jié)合空調(diào)需求設(shè)備與電源供應(yīng)設(shè)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(shè)備送風(fēng)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(zhuǎn)的目的。
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