浅谈现代数据中心绿色节能的策略与手法(2)

除了IT设备的检查，对于非IT的基础设施，也必须做定期的检核，例如机房的不间断电源系统(UPS)，有别于传统的工频单机UPS，当前的趋势是采用高频模块化UPS，为了达到机房节能，选用UPS时应该考虑以下两大条件：

1. 随需扩容：模块化UPS可以配合机房扩容的脚步，适时增加电源模块的数量，不需要在机房建置初期投入大量的资金，并且不占据多余的机房空间，使机房业务逐步成长时，UPS电源仍可“无缝接轨”(图2);除了增加电源模块，UPS也必须满足多机并联的需求，以因应机房规模扩大的可能性。

图2：模块化UPS满足机房无缝扩容的需求

2. 轻载高效：一般数据中心为了确保可靠度，会配置电源冗余N+X，甚至配置2N双母线，导致负载率大约在30-40%甚至更低，因此UPS所标榜的“满载”高效率实际上是不太可能实现的。有鉴于此，市场调查机构Gartner在2013年的报告就指出，除了追求UPS满载效率之外，也要关注20-100%负载率区间的效率曲线(如图3)，设法达到“轻载高效”的理想境界。以一台容量200kVA的高效率模块化UPS为例，考虑数据中心日间和夜间负载率的差异，相较于一般传统UPS，高效率UPS可以省电5%左右(表1)。

图3：UPS效率曲线

表1：高效率模块化UPS与传统UPS效率比

策略二：例行测量PUE值

如前所述，PUE是量化能源效率的主要业界标准，大部分原因是其具有简单性及可行性，但是在观察的几个行业中却很少实施。不定期的纪录并无法确实了解实际的能源使用状况，所以业内人士不断建议执行例行性的PUE检测，以便监测数据中心PUE随季节变化及其他因素而波动。此外，为了能实时精确量测总电力，并纪录实际的PUE，必须在关键测量点安装传感器，并记录实际电力(kW及kVA)，并且应该要记录一段时期之内的能源使用状况，才能做出最佳的分析(图4)。

图4：PUE值监测仪表板

策略三：更新硬件，提升服务器效率

服务器效率与PUE直接相关，而且是提升PUE的关键要素，但是想要正确估计服务器效率，还必须考虑几个因素。我们可以从CPU利用率出发，针对能效不佳的CPU，虚拟化技术(virtualization)可以大幅提升CPU能效及服务器的效率，而不需要更新服务器;此外，也应该将每一只机柜的负载能力与消耗电力，列入效率的计算中。采用刀片服务器(blade servers)是提高机柜密度的一种手法(每一机柜最多可容纳1,024 CPU核心)，也可以降低设施的冷却及电力需求。

将实体服务器合并与虚拟化，将可提高数据中心效率，IT管理人员应该在硬件升级时将此列入考虑。根据研究指出，合并服务器的好处有：

- 平均每年每一服务器最多可节省美金560元

- 减少热量的产生及相关的冷却成本

- 释出多余空间并扩大运算能力

值得注意的是，虚拟化技术及刀片服务器会产生一个负面影响，亦即会产生额外的热量及冷却需求。目前有数种解决方案，例如“冷热通道封闭”或是“机柜式空调(列间空调)”等气流管理手段，就是为了处理机房高密度负载的问题，请看以下策略四。

策略四：提升机房冷却效率

冷却是仅次于IT负载之外，最大的耗电来源，因此，安装能源监控及测量机制非常重要，可以了解冷却对于PUE的整体影响与改善的方法。