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采用模化UPS减少数据中心的碳排放
  • 由于能源费用占据数据中心整体运营成本的60%,行业专家认为,提高效率和减少碳排放量不应仅仅是为了节能环保,这也是提高企业利润率的举措。

    由于能源费用占据数据中心整体运营成本的60%,行业专家认为,提高效率和减少碳排放量不应仅仅是为了节能环保,这也是提高企业利润率的举措。
      
      物联网、移动互联、消费者行为偏向于网上完成,这是迈向工业4.0的不可阻挡的进程。
      
      保守的估计表明,到2020年将有至少500亿个物联网设备。这对于数据中心工作人员的影响是显而易见的。人们对数据的需求,以及安全存储和处理大量数据所需的大量能源将会与日俱增。
      
      而在美国,但数十年的投资不足导致了美国国家电网在岌岌可危,已不再只是增加电气容量以满足这些前所未有的需求。而建设一座核电站需要多年的时间才能建成,人们仍然完全挖掘可再生能源的潜力。因此人们以更少的钱做更多的事情,提高能源效率不仅是可取的,而且是至关重要的。
      
      当然,"绿色数据中心"的概念并不是什么新鲜事物,近年来已经取得了很大的技术进步,以尽量减少许多数据中心设施对环境的影响。但是仍然有很多工作可做,而且更重要的是,对于提高数据中心的能源效率来说,有着实际的商业利益。
      
      数据中心使用多少电能?
      
      据称,数据中心的耗电量占全球电力供应总量的3%左右,占全球温室气体排放量的2%,数据中心的碳排放几乎与航空行业相同,其本身并不是节能环保的最佳实践者。
      
      2015年,全世界数据中心需要超过416太瓦时的电力,比2015年英国全国的总能耗(300太瓦)高出38%。仅在英国,数据中心的总功率需求估计每年接近3太瓦时。
      
      显然,这耗费了大量能源,并且其需求只会增加。一些行业分析师甚至声称,尽管数据中心的硬件技术取得了巨大进步,但数据中心的能源使用量每四年翻一番。
      
      PUE仍然是业界追求的目标还是营销人员的噱头?
      
      数据中心主要以两种方式使用电力。首先,运行他们所安装的IT设备,比如服务器。第二,提供必要的冷却,使这些服务器足够凉爽,不受过热的影响其可靠地工作。
      
      电力成本是数据中心最大的单项运营成本,占总成本的25%-60%。而通常一个大型数据中心设施般每年消耗的电能达到30吉瓦。
      
      人们正处于一个超大规模数据中心时代。例如,苹果公司正在爱尔兰建设一个投资10亿美元的超级数据中心,建成运营之后将消耗爱尔兰8%的电力产能。
      
      在这个层面上,任何效率低下和不必要的浪费显然都会被放大。但无论其规模或设置如何,无论是内部部署数据中心,托管数据中心还是云计算,数据中心都无法忽视提高能效和降低能耗的方法。事实上,许多数据中心供应商被迫采用能源效率的最佳实践来满足严格的环境立法和强制碳报告目标。
      
      在2007年由绿色网格组织的IT专业人士推出PUE之后,对于许多数据中心管理人员而言,这种提高效率的驱动力几乎是单纯地提高数据中心能源使用效率(PUE)评级。
      
      PUE是将数据中心的总能耗与所有ICT设备用于执行有用的数据相关任务的能耗进行比较的指标。因为随着时间的推移,其测量和重复的过程相对简单,因此作为企业数据中心的内部基准测试工具,并正在持续不断的改进。
      
      在PUE推出之后,数据中心运营者将能源效率列入议事日程,并有助于鼓励整个行业进行根本性的改进。然而,最近,这一指标得到了越来越多的批评,并指出了其相当简单的方法中的几个缺陷:PUE没有考虑到气候差异。在天气寒冷地区的数据中心显然需要比温暖环境地区的数据中心在冷却方面的能耗更少,但这并未反映在指标中。此外,PUE没有考虑IT效率、用水量、后备电源或柴油发电机的碳排放影响。那么,就像人们将苹果与橘子进行比较一样,如何准确评估两个不同的数据中心的PUE?
      
      而且这种指标已经成为一种营销或公关工具。在竞争日益激烈的数据中心行业中,厂商一直热衷于获得令人关注的PUE评级,并且这无可避免地为夸大甚至操纵评级而敞开大门。尽管PUE在2016年作为欧洲和全球标准发布,但它不是一项法规,因此对于数据中心的实施不是强制性的,并且还没有强大的独立评估流程。
      
      PUE于2016年被采纳为欧洲标准,但尚未成为法规。
      
      PUE标准的几个潜在竞争对手近年来已经出现,其中包括有效PUE(ePUE),绿色能源使用效率(GPUE),这个指标考虑了二氧化碳排放和可再生能源使用的因素,数据中心基础设施效率(DCIE)和电网使用效率(GUE)。然而,这些竞争性指标没有一个能够获得与PUE相当的吸引力或支持。
      
      因此,尽管PUE并不完美,但需要牢记它的缺点,直到推出更好的替代方案时,它才有可能成为数据中心不再优先选择的标准。
      
      采用模块化UPS提高效率
      
      冷却技术近年来发展迅速,显著提高了效率并减少了能源浪费。而机房空调的能耗占数据中心总功耗的三分之一到一半。
      
      尽管如此,采取这些措施本身还不够。而数据中心基础设施的另一个核心要素也提供了类似的改进空间。
      
      不间断电源(UPS)是数据中心运营的重要组成部分,提供关键的电源保护,并在市电中断发生时提供可靠的备份电源。但正如服务器消耗电力,产生热量,并需要持续冷却得以安全运行一样,UPS设备也是如此。
      
      而在过去,这影响了许多数据中心效率的提高,但在这一领域也取得了有意义的技术进步,即模块化UPS系统的兴起。
      
      以前,数据中心部署最多的UPS电源是大型塔式设备,采用传统技术,只有工作负载达到80%-90%时才能达到最佳效率。这种UPS设备在初始安装时往往部署的容易会过大,以提供必要的冗余,这意味着它们经常在低负载下运行,效率低下,浪费了大量的电能。此外,这些大型塔式UPS也抽出大量的热量,所以需要大量的冷却。
      
      不过,UPS电源都有使用寿命,而行业的最佳实践建议每7-10年更新一次设备。在数据中心发展的繁荣时期安装部署的许多UPS在推出现代化模块化UPS时即将更换,这些UPS电源可提供更高的效率,简单的可扩展性,智能控制,以及系统的互连性。
      
      模块化UPS系统不是一个庞大而低效的独立塔式设备,而是由几个较小的机架安装式单元组成,它们并联在一起提供必要的电源和冗余。其容量与用户的数据中心的负载需求紧密匹配,并且可以在扩展时随时轻松扩展,其他模块也可以在"按需付费"的基础简单地添加。
      
      模块化UPS不含变压器,其本身可提供高达5%的效率提升。而它的负载曲线效率高达96%,这远远超出低效工频UPS的功能。从理论上讲,在经济模式下运行模块化UPS系统甚至可以将其效率提高到99%,但这种性能提升需要可以让关键负载面临市电波动的风险。
      
      模块化UPS设备体积更小,重量更轻,产生的热量更少,因此不需要太多的冷却设备。占用更少的空间,也更容易维护。此外,其模块化设计是"热插拔",所以如果有模块故障或失效,它们可以在没有电源保护系统在线的情况下进行更换。
      
      此类UPS电源系统也很容易与能源管理系统(EMS)或数据中心基础设施管理(DCIM)软件集成,以帮助实现数据中心自动化。这些智能的UPS设备不断收集和处理运行数据,可用于优化性能,并确定未来改进的领域,这意味着追求最高效率成为一个持续的过程。
      
      通过以更小的占地面积提供更高的功率密度和更高的效率,采用模块化UPS可使数据中心能够以更少的钱做更多的事情。而在一个满足人们日益增长的数据需求的时代,超载的电网越来越不堪重负,这种能力将证明是非常宝贵的。采用高效的UPS电源可以做到这一点,同时降低能源成本和减少碳排放。
      
      编辑:Harris
      
      

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