实施节能的数据中心的114号白皮书

表 1 – 典型高可用性数据中心

　 在上面的示例中，数据中心采用 2N 冗余结构，并在典型的 30% 负载下工作。需要注意的是，对于非冗余数据中心，节约效果会大打折扣，仅为上面所示的节约额的一半左右。还应注意的是，在一般情况下，进行结构性削减并不能消除所有已安装的电源和冷却容量的需求，因此节约效果还会进一步降低。不过，总的来说，可以将结构性节能的效果合理地估计为暂时性节能的两倍。

　　此处应该了解的重要一点是，能源消耗降低有两种形式：一种是只避免能源消耗，但不会降低功率容量需求;另一种是也会降低安装的功率容量。我们将可避免使用能源但不降低安装功率容量的节能称为"暂时性节能"，将可降低安装功率容量的节能称为"结构性节能"。另外，数据中心的一个普遍规则是，结构性节能效果约为暂时性节能的两倍。

　　IT 设备能源消耗的降低

　　显而易见，能耗主要来自 IT 设备的电能开销。IT 设备的能耗直接导致电费开支，并由于要求配备同样消耗相应电量的各种电源和冷却设备而导致间接的电费开支。因此，所有 IT 人员均应注意控制 IT 设备的能耗。

　　用于控制 IT 能耗的手段一直以来都效果不佳。例如，IT 设备供应商没有提供充分的信息，而使用户无法根据用电量作出决策。用户通常不知道他们可以有不同的 IT 选择，相应的能耗也不同。不过，情况正在好转，用户现在可以从运营和规划两方面入手，系统化地降低能耗。

　　降低 IT 系统能耗有多种方法：

　　· 运营措施：淘汰某些系统、以高效的方式使用现有系统，以及迁移到更节能的平台

　　· 规划措施：虚拟化和标准化

　　下面依次讨论每种方法。

　　运营措施：淘汰某些 IT 系统

　　大多数数据中心仍有旧的技术平台处于运行中，供进行存档或研究之用。实际上，大多数数据中心都有一些应用服务器在运行，但根本没有用户。盘存这些系统并制定淘汰计划是很有用的。在许多情况下，即使系统没有实际淘汰，也可以使其脱机并关闭。

　　一种相应的方法是，将多个旧技术平台上的应用合并到新服务器上，从而大幅度减少服务器总数。这种类型的合并不需要虚拟化，这将在后面加以讨论。

　　一般情况下，可以降低多达 20% 的能耗。即使未减少占地面积，但因用户部署的 IT 设备密度更高，恢复的功率容量也非常可观。

　　运营措施：以高效的方式使用现有系统

　　如今，大多数新服务器都具有电源管理功能。也就是说，它们可以在计算负载下降时降低能耗。这在几年前是不可能的事情，那时，几乎所有 IT 设备的能耗都是恒定不变的，且与计算负载无关。用户应当了解 IT 技术的这一变化，并了解其 IT 系统上电源管理功能的状态。在可能的情况下，应在具有电源管理功能的所有设备上启用该功能。需要注意的是，许多设备制造商提供的设备在默认情况下禁用这些功能。这可能需要升级应用程序，以确保其最大程度地利用电源管理功能。电源管理功能可以降低总用电量，但不能降低功率容量需求。

　　运营措施：迁移到更节能的计算平台

　　迁移到电力效率更高的平台是降低能耗的另一种有效策略。大多数数据中心都有已投入使用 3 至 5 年的所谓"低密度服务器"。通常，这些服务器每台消耗的电能与如今的刀片式服务器相当或更低，而每台的体积要大得多。从传统服务器逐台迁移到现代的刀片式服务器通常并不能降低总能耗，甚至有可能增加能耗。不过，这种迁移可以实现高得多的服务器组合密度。刀片式服务器产生的热量并不比同等的 1U 服务器多，但产生热量的面积更小，这会导致排热问题，因此会使人觉得刀片式服务器产生的热量过多。

　　在规划新服务器部署时，使用刀片式服务器而非其他形式的服务器通常会降低 20% 的能耗。这是因为通常刀片式服务器的电源效率更高，并且能够共享某些开销功能，如风扇。需要了解的是，与其他服务器形式相比，在新部署设备时选择刀片式服务器形式可以降低能耗，但刀片式服务器的能耗并不一定比旧服务器低。

　　通过上述讨论可以看出，从现有服务器技术进行逐台服务器的迁移并不一定会明显降低能耗。若要确定通过逐台迁移到刀片式服务器来节能的可能性，应该将现有服务器的能耗与所提议的任何刀片式服务器的能耗进行比较。而且，还应比较两种服务器的性能，以便用每瓦性能指标加以衡量。如今，主要的 OEM(例如 Dell、HP 和 IBM)均为用户提供配置工具，这些工具可以准确地报告各种刀片式服务器配置的实际能耗。若要确定传统服务器的能耗值，唯一现实的方法是使用瓦特计测量示例服务器的能耗。通过比较以这种方法获得的值，可以估算出大型服务器迁移的节能效果。不过，以下迁移策略通常是最有效的：

　　· 用一台双向服务器或一台单处理器双核服务器替换 2 台或更多旧服务器

　　· 用一台基于低电压或中电压处理器的刀片式服务器替换一台旧服务器

　　· 对于具有专用磁盘驱动器的服务器，用低功率企业级 2.5 英寸驱动器替换 3.5 英寸驱动器

　　· 用一台双核处理器服务器替换一台双处理器服务器

　　· 用一台双向双核服务器替换一台四向服务器

　　通过上述讨论可以看出，迁移通常并不是降低能耗的最有效手段。至于新服务器技术帮助降低能耗的主要方法，一是通过合并服务器上的应用来减少服务器总数，二是对服务器进行虚拟化。