數(shù)據(jù)中心是信息社會數(shù)據(jù)存儲、處理的基石，但是相較于信息數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長，其面臨越來越大的挑戰(zhàn)。
當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的困惑
當(dāng)前信息社會的數(shù)據(jù)量在爆發(fā)式增長，帶來的能耗也越來越高，加上相關(guān)節(jié)能政策的出臺、社會責(zé)任的要求等，給數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展帶來不小的挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長
依據(jù)IDC報告，2006年全球的數(shù)字信息量約1610億GB。到2010年，這個數(shù)字達(dá)到9880億GB，年復(fù)合增長率約57%，Cisco更預(yù)計2012年每個月網(wǎng)絡(luò)上視頻流大約為5Exabytes（5000PB）。圖靈獎獲得者Jim Gray提出了一個新的經(jīng)驗定律：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下每18個月產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量等于有史以來數(shù)據(jù)量之和。到目前為止，數(shù)據(jù)量的增長基本滿足這個規(guī)律。而海量的數(shù)據(jù)增長，則意味著巨大的能耗需求。
數(shù)據(jù)中心的能耗越來越高
數(shù)據(jù)中心的功耗一般從幾十kW到幾千kW，甚至更高。單機(jī)架功率密度3kW左右，逐步向6kW乃至10kW以上邁進(jìn)，這對配電和制冷提出了越來越大的挑戰(zhàn)。
相關(guān)政策更嚴(yán)格
工業(yè)和信息部在《工業(yè)節(jié)能“二二五”規(guī)劃》提出，到2015年，數(shù)據(jù)中心PUE值需下降8%。國家發(fā)改委等組織的云計算示范工程要求示范工程建設(shè)的數(shù)據(jù)中心PUE要達(dá)到1.5以下。
社會責(zé)任
數(shù)據(jù)中心的能耗約占全球二氧化碳排放量的2%，其日益增長的能耗及二氧化碳排放量已成為企業(yè)無法逃避的社會責(zé)任。
對于以上的種種挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)中心對單位bit能耗較低的綠色數(shù)據(jù)中心的渴求，也越來越迫切。本文不討論通過虛擬技術(shù)給數(shù)據(jù)中心帶來的效率提升和能耗降低，只討論通過基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)、新材料、新技術(shù)應(yīng)用對數(shù)據(jù)中心帶來的節(jié)能效果。
如何建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心
依據(jù)The Green Grid對綠色數(shù)據(jù)中心的定義，PUE小于1.6是其標(biāo)志之一，理想目標(biāo)是1.5以下。綠色數(shù)據(jù)中心是當(dāng)前數(shù)據(jù)中心發(fā)展到瓶頸后的必然要求，也是社會生產(chǎn)力提高的要求。綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)涉及選址、規(guī)劃、設(shè)計、驗證等多個環(huán)節(jié)，只有整體統(tǒng)籌考慮，才能建設(shè)一座真正的綠色數(shù)據(jù)中心。
在數(shù)據(jù)中心選址上，除去地震、火山等不可抗因素區(qū)域外，客觀上優(yōu)先選擇能源豐沛、可較多利用自然冷源、傳輸資源充足、交通便利的地區(qū)。
在規(guī)劃、設(shè)計上，對于數(shù)據(jù)中心整體建筑，建議多采用節(jié)能環(huán)保材料，有效減少數(shù)據(jù)中心外部的熱傳導(dǎo)和輻射；對于機(jī)架功率密度，建議采取6kW或者10kW及以上，有效節(jié)約機(jī)房面積，減少維護(hù)空間；對于配電系統(tǒng)建議優(yōu)先采用模塊化UPS、高壓直流系統(tǒng)或飛輪系統(tǒng)，這幾種配電系統(tǒng)，系統(tǒng)可靠性高，性能較傳統(tǒng)UPS有較大提升；對于制冷系統(tǒng)，采用良好的氣流組織、提高進(jìn)回風(fēng)溫度、高效的制冷系統(tǒng)，如水平送風(fēng)式的列中制冷、冷水背板，空氣滿足要求時，可以采用新風(fēng)系統(tǒng)。
對于機(jī)房溫濕度，GB50174-2008要求溫度22-24℃，RH40-55%，而實際上服務(wù)器工作環(huán)境可以達(dá)到40℃，RH20-80%，建議根據(jù)ASHRAE-2010標(biāo)準(zhǔn)，放寬機(jī)房的溫濕度范圍，減少制冷和除濕的功耗；對于數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)，建議采用具有聯(lián)動功能的DCIM系統(tǒng)，通過內(nèi)置的專家系統(tǒng)聯(lián)動策略，能自動化的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)中心設(shè)施，高效節(jié)能。
在節(jié)能效果驗證上，由于每座數(shù)據(jù)中心的需求都有其特殊性，任何規(guī)劃和設(shè)計都或多或少會有待改進(jìn)之處，通過驗證，我們能對項目前期的規(guī)劃和設(shè)計的不足之處做出合理的調(diào)整和改進(jìn)，以達(dá)到項目建設(shè)的初衷。
三大產(chǎn)品構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心
對于綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，中興通訊提供三種產(chǎn)品系列，分別是集裝箱數(shù)據(jù)中心USapphire CDC、微模塊數(shù)據(jù)中心USapphire MDC、微云系統(tǒng)USapphire MINI，三種產(chǎn)品系列全部支持中興通訊iDCIM數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)。
其中CDC主要應(yīng)用于無機(jī)房的環(huán)境、應(yīng)急或短期環(huán)境，無需大規(guī)模土建，移動性強；MDC主要應(yīng)用于機(jī)房環(huán)境，適合大規(guī)模快速部署、彈性投入；MINI主要應(yīng)用于機(jī)房或者辦公環(huán)境，提供單機(jī)柜級的較佳布局，以單機(jī)柜為單位，可以任意伸縮。MINI是機(jī)架級的整體解決方案，提供7-10KW的配電功率，采取風(fēng)扇背門制冷（風(fēng)扇出風(fēng)口斜向上），支持380/220VAC輸入或者240VDC輸入，內(nèi)置240VDC轉(zhuǎn)12VDC的PSU，內(nèi)置交換模塊和管理系統(tǒng)。
對于采取集裝箱數(shù)據(jù)中心USapphire CDC的建設(shè)方式—
在配電方面，可以采取動力箱的形式，內(nèi)置柴油發(fā)電機(jī)的高壓直流系統(tǒng)或者飛輪系統(tǒng)，與CDC的移動性相配套；在制冷方面，可以采用冷水機(jī)組+列中制冷空調(diào)末端的方式，或者采取冷水機(jī)組+冷水背板的方式，其中冷水機(jī)組放置在可整體移動的制冷箱內(nèi)，同時對末端的冷凍水可以通過冷媒的形式替代，由于兩種制冷方式都采取類似的水平送風(fēng)的方法，機(jī)柜上下的進(jìn)風(fēng)溫度一致，節(jié)省能耗。
對于采取微模塊數(shù)據(jù)中心USapphire MDC的建設(shè)方式—
在配電方面，采用模塊化UPS或者高壓直流系統(tǒng)，對于采用高壓直流系統(tǒng)，微模塊部署采取高壓直流系統(tǒng)內(nèi)置于微模塊內(nèi)部的方式，其中開關(guān)電源柜輸出240VDC（標(biāo)稱），架頂式PSU提供12VDC輸出，同時內(nèi)置電池系統(tǒng)；在制冷方面采用冷水機(jī)組+列中制冷空調(diào)末端的方式，水平送風(fēng)。冷熱通道封閉，通過列中空調(diào)末端進(jìn)行冷熱交換。
對于采取微云系統(tǒng)USapphire MINI的建設(shè)方式—
在配電方面，微云系統(tǒng)MINI支持高壓直流系統(tǒng)，電池統(tǒng)一放置在電池間和配電間的240VDC輸出并聯(lián)，為微云系統(tǒng)配電；在制冷方面，微云系統(tǒng)MINI由于只有風(fēng)扇背門提供換熱，需要利用環(huán)境冷量制冷。對于多套微云MINI組成的機(jī)房，建議采取背對背放置，熱通道封閉的方式�？梢圆扇±渌畽C(jī)組+精密空調(diào)的傳統(tǒng)制冷方式，或者采取新風(fēng)系統(tǒng)制冷。對于采取新風(fēng)制冷的方式，在微云系統(tǒng)MINI 27℃進(jìn)風(fēng)溫度的條件下，可以最大利用新風(fēng)等自然冷源，全年綜合PUE能達(dá)到1.2左右；同時建議采取機(jī)柜前上送風(fēng)的方式，提供大風(fēng)量的輸出。
