由于能源費(fèi)用占據(jù)數(shù)據(jù)中心整體運(yùn)營(yíng)成本的60%，行業(yè)專家認(rèn)為，提高效率和減少碳排放量不應(yīng)僅僅是為了節(jié)能環(huán)保，這也是提高企業(yè)利潤(rùn)率的舉措。

物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、消費(fèi)者行為偏向于網(wǎng)上完成，這是邁向工業(yè)4.0的不可阻擋的進(jìn)程。

保守的估計(jì)表明，到2020年將有至少500億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。這對(duì)于數(shù)據(jù)中心工作人員的影響是顯而易見(jiàn)的。人們對(duì)數(shù)據(jù)的需求，以及安全存儲(chǔ)和處理大量數(shù)據(jù)所需的大量能源將會(huì)與日俱增。

而在美國(guó)，但數(shù)十年的投資不足導(dǎo)致了美國(guó)國(guó)家電網(wǎng)在岌岌可危，已不再只是增加電氣容量以滿足這些前所未有的需求。而建設(shè)一座核電站需要多年的時(shí)間才能建成，人們?nèi)匀煌耆诰蚩稍偕茉吹臐摿?。因此人們以更少的錢(qián)做更多的事情，提高能源效率不僅是可取的，而且是至關(guān)重要的。

當(dāng)然，”綠色數(shù)據(jù)中心”的概念并不是什么新鮮事物，近年來(lái)已經(jīng)取得了很大的技術(shù)進(jìn)步，以盡量減少許多數(shù)據(jù)中心設(shè)施對(duì)環(huán)境的影響。但是仍然有很多工作可做，而且更重要的是，對(duì)于提高數(shù)據(jù)中心的能源效率來(lái)說(shuō)，有著實(shí)際的商業(yè)利益。

數(shù)據(jù)中心使用多少電能?

據(jù)稱，數(shù)據(jù)中心的耗電量占全球電力供應(yīng)總量的3%左右，占全球溫室氣體排放量的2%，數(shù)據(jù)中心的碳排放幾乎與航空行業(yè)相同，其本身并不是節(jié)能環(huán)保的最佳實(shí)踐者。

2015年，全世界數(shù)據(jù)中心需要超過(guò)416太瓦時(shí)的電力，比2015年英國(guó)全國(guó)的總能耗(300太瓦)高出38%。僅在英國(guó)，數(shù)據(jù)中心的總功率需求估計(jì)每年接近3太瓦時(shí)。

顯然，這耗費(fèi)了大量能源，并且其需求只會(huì)增加。一些行業(yè)分析師甚至聲稱，盡管數(shù)據(jù)中心的硬件技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，但數(shù)據(jù)中心的能源使用量每四年翻一番。

PUE仍然是業(yè)界追求的目標(biāo)還是營(yíng)銷(xiāo)人員的噱頭?

數(shù)據(jù)中心主要以兩種方式使用電力。首先，運(yùn)行他們所安裝的IT設(shè)備，比如服務(wù)器。第二，提供必要的冷卻，使這些服務(wù)器足夠涼爽，不受過(guò)熱的影響其可靠地工作。

電力成本是數(shù)據(jù)中心最大的單項(xiàng)運(yùn)營(yíng)成本，占總成本的25%-60%。而通常一個(gè)大型數(shù)據(jù)中心設(shè)施般每年消耗的電能達(dá)到30吉瓦。

人們正處于一個(gè)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心時(shí)代。例如，蘋(píng)果公司正在愛(ài)爾蘭建設(shè)一個(gè)投資10億美元的超級(jí)數(shù)據(jù)中心，建成運(yùn)營(yíng)之后將消耗愛(ài)爾蘭8%的電力產(chǎn)能。

在這個(gè)層面上，任何效率低下和不必要的浪費(fèi)顯然都會(huì)被放大。但無(wú)論其規(guī)?；蛟O(shè)置如何，無(wú)論是內(nèi)部部署數(shù)據(jù)中心，托管數(shù)據(jù)中心還是云計(jì)算，數(shù)據(jù)中心都無(wú)法忽視提高能效和降低能耗的方法。事實(shí)上，許多數(shù)據(jù)中心供應(yīng)商被迫采用能源效率的最佳實(shí)踐來(lái)滿足嚴(yán)格的環(huán)境立法和強(qiáng)制碳報(bào)告目標(biāo)。

在2007年由綠色網(wǎng)格組織的IT專業(yè)人士推出PUE之后，對(duì)于許多數(shù)據(jù)中心管理人員而言，這種提高效率的驅(qū)動(dòng)力幾乎是單純地提高數(shù)據(jù)中心能源使用效率(PUE)評(píng)級(jí)。

PUE是將數(shù)據(jù)中心的總能耗與所有ICT設(shè)備用于執(zhí)行有用的數(shù)據(jù)相關(guān)任務(wù)的能耗進(jìn)行比較的指標(biāo)。因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，其測(cè)量和重復(fù)的過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，因此作為企業(yè)數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部基準(zhǔn)測(cè)試工具，并正在持續(xù)不斷的改進(jìn)。

在PUE推出之后，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)者將能源效率列入議事日程，并有助于鼓勵(lì)整個(gè)行業(yè)進(jìn)行根本性的改進(jìn)。然而，最近，這一指標(biāo)得到了越來(lái)越多的批評(píng)，并指出了其相當(dāng)簡(jiǎn)單的方法中的幾個(gè)缺陷：PUE沒(méi)有考慮到氣候差異。在天氣寒冷地區(qū)的數(shù)據(jù)中心顯然需要比溫暖環(huán)境地區(qū)的數(shù)據(jù)中心在冷卻方面的能耗更少，但這并未反映在指標(biāo)中。此外，PUE沒(méi)有考慮IT效率、用水量、后備電源或柴油發(fā)電機(jī)的碳排放影響。那么，就像人們將蘋(píng)果與橘子進(jìn)行比較一樣，如何準(zhǔn)確評(píng)估兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)中心的PUE?

而且這種指標(biāo)已經(jīng)成為一種營(yíng)銷(xiāo)或公關(guān)工具。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的數(shù)據(jù)中心行業(yè)中，廠商一直熱衷于獲得令人關(guān)注的PUE評(píng)級(jí)，并且這無(wú)可避免地為夸大甚至操縱評(píng)級(jí)而敞開(kāi)大門(mén)。盡管PUE在2016年作為歐洲和全球標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，但它不是一項(xiàng)法規(guī)，因此對(duì)于數(shù)據(jù)中心的實(shí)施不是強(qiáng)制性的，并且還沒(méi)有強(qiáng)大的獨(dú)立評(píng)估流程。

PUE于2016年被采納為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，但尚未成為法規(guī)。

PUE標(biāo)準(zhǔn)的幾個(gè)潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手近年來(lái)已經(jīng)出現(xiàn)，其中包括有效PUE(ePUE)，綠色能源使用效率(GPUE)，這個(gè)指標(biāo)考慮了二氧化碳排放和可再生能源使用的因素，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施效率(DCIE)和電網(wǎng)使用效率(GUE)。然而，這些競(jìng)爭(zhēng)性指標(biāo)沒(méi)有一個(gè)能夠獲得與PUE相當(dāng)?shù)奈蛑С帧?/p>

因此，盡管PUE并不完美，但需要牢記它的缺點(diǎn)，直到推出更好的替代方案時(shí)，它才有可能成為數(shù)據(jù)中心不再優(yōu)先選擇的標(biāo)準(zhǔn)。

采用模塊化UPS提高效率

冷卻技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，顯著提高了效率并減少了能源浪費(fèi)。而機(jī)房空調(diào)的能耗占數(shù)據(jù)中心總功耗的三分之一到一半。

盡管如此，采取這些措施本身還不夠。而數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的另一個(gè)核心要素也提供了類似的改進(jìn)空間。

不間斷電源(UPS)是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的重要組成部分，提供關(guān)鍵的電源保護(hù)，并在市電中斷發(fā)生時(shí)提供可靠的備份電源。但正如服務(wù)器消耗電力，產(chǎn)生熱量，并需要持續(xù)冷卻得以安全運(yùn)行一樣，UPS設(shè)備也是如此。

而在過(guò)去，這影響了許多數(shù)據(jù)中心效率的提高，但在這一領(lǐng)域也取得了有意義的技術(shù)進(jìn)步，即模塊化UPS系統(tǒng)的興起。

以前，數(shù)據(jù)中心部署最多的UPS電源是大型塔式設(shè)備，采用傳統(tǒng)技術(shù)，只有工作負(fù)載達(dá)到80%-90%時(shí)才能達(dá)到最佳效率。這種UPS設(shè)備在初始安裝時(shí)往往部署的容易會(huì)過(guò)大，以提供必要的冗余，這意味著它們經(jīng)常在低負(fù)載下運(yùn)行，效率低下，浪費(fèi)了大量的電能。此外，這些大型塔式UPS也抽出大量的熱量，所以需要大量的冷卻。

不過(guò)，UPS電源都有使用壽命，而行業(yè)的最佳實(shí)踐建議每7-10年更新一次設(shè)備。在數(shù)據(jù)中心發(fā)展的繁榮時(shí)期安裝部署的許多UPS在推出現(xiàn)代化模塊化UPS時(shí)即將更換，這些UPS電源可提供更高的效率，簡(jiǎn)單的可擴(kuò)展性，智能控制，以及系統(tǒng)的互連性。

模塊化UPS系統(tǒng)不是一個(gè)龐大而低效的獨(dú)立塔式設(shè)備，而是由幾個(gè)較小的機(jī)架安裝式單元組成，它們并聯(lián)在一起提供必要的電源和冗余。其容量與用戶的數(shù)據(jù)中心的負(fù)載需求緊密匹配，并且可以在擴(kuò)展時(shí)隨時(shí)輕松擴(kuò)展，其他模塊也可以在”按需付費(fèi)”的基礎(chǔ)簡(jiǎn)單地添加。

模塊化UPS不含變壓器，其本身可提供高達(dá)5%的效率提升。而它的負(fù)載曲線效率高達(dá)96%，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出低效工頻UPS的功能。從理論上講，在經(jīng)濟(jì)模式下運(yùn)行模塊化UPS系統(tǒng)甚至可以將其效率提高到99%，但這種性能提升需要可以讓關(guān)鍵負(fù)載面臨市電波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

模塊化UPS設(shè)備體積更小，重量更輕，產(chǎn)生的熱量更少，因此不需要太多的冷卻設(shè)備。占用更少的空間，也更容易維護(hù)。此外，其模塊化設(shè)計(jì)是”熱插拔”，所以如果有模塊故障或失效，它們可以在沒(méi)有電源保護(hù)系統(tǒng)在線的情況下進(jìn)行更換。

此類UPS電源系統(tǒng)也很容易與能源管理系統(tǒng)(EMS)或數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理(DCIM)軟件集成，以幫助實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化。這些智能的UPS設(shè)備不斷收集和處理運(yùn)行數(shù)據(jù)，可用于優(yōu)化性能，并確定未來(lái)改進(jìn)的領(lǐng)域，這意味著追求最高效率成為一個(gè)持續(xù)的過(guò)程。

通過(guò)以更小的占地面積提供更高的功率密度和更高的效率，采用模塊化UPS可使數(shù)據(jù)中心能夠以更少的錢(qián)做更多的事情。而在一個(gè)滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求的時(shí)代，超載的電網(wǎng)越來(lái)越不堪重負(fù)，這種能力將證明是非常寶貴的。采用高效的UPS電源可以做到這一點(diǎn)，同時(shí)降低能源成本和減少碳排放。