六种方法 实现数据中心电能管理

3 通过设计达到"紧密结合冷却"并提高灵活性

　　电脑在两件事上是非常有效的：处理数字和将电力转为热量。进入数据中心的电量，大约有百分之三十在服务器内转变成热量。

　　传统的做法是，用设施以外的大型冷却机组冷却水，然后将冷却水注入到在机房地板上的电脑室空调( CRAC )装置。这种做法实质上是使整个房间充满冷空气，但针对具体的热源点，只提供了非常小的灵活性。

　　"紧密结合冷却"的概念已经流行于超级计算中心多年了，我们发现它是有效率的和有效力的。这个想法是把冷却放在非常接近热源的地方，目的是删除热源。这种做法可以有针对性地冷却和控制热源点，并能缩短空气路径，比将冷空气移动到全房间需要更少的风扇电力。"紧密结合冷却"可以使机架密度达到通常情况的4倍。根据客户提高机架密度的需求，所有主要服务器厂商现在都能提供适合"紧密结合冷却"的配置。

　　有许多基于"紧密结合冷却"解决方案的机架和芯片。例如，有将冷却装置安装在一个机架内，横靠在服务器机架侧面的设计，或将其放置在每个机架的顶部的 "自上而下"的冷却办法。也有的解决方案直接将冷却水提供到机架的后门，或将冷却器放置在机架的抽屉内，与电脑抽屉交错安排。

　　以芯片为基础的冷却解决方案有两个基本的形式。最简单的是将冷却水输送到一个或多个位于服务器的热源上方的冷却器中。更为复杂的系统使用惰性液体，直接将其应用于服务器芯片的闭环系统。虽然这项技术最近才被通常的服务器采用，但超级计算机行业一直在使用这项技术，已经几十年了。2006年，ERDC的超级计算中心在它的一些Cray超级计算机上使用了芯片级的汽化热交换冷却系统。

　　所有这些方法都要求冷却水的管道刚好到达计算机机架，你需要在设计你的数据中心的管道时，考虑好这一点。如果将冷却水移动到数据中心的核心区域的这种想法使你的心跳停止、非常害怕的话，这里有大量的、如何最大限度地减少风险的工程方面的知识可以让你放心。你需要采取措施包括：使水管在抬高的地板下面尽可能的低位置，安装检漏仪，将电与水管管道隔离，并提供泄漏控制功能装置，如重力排水管道及接漏水盘。

　　4 地板砖方面的考虑也不容忽视

　　如果您没有规划或不能计划"紧密结合冷却"，这里仍然有一些你可以采取的措施，来提高冷却效率。

　　尽量减少在机房抬高地板下的电缆和管道数量。这是空调装置(CRAC)正在使用的空间，空调装置把冷空气推向您的计算机，并且，如果你能最大限度地减少冷空气在流动过程中与电缆和管道相遇的中断，那么，用于冷却的能源效力将可以大大增加。尽量减少地板下的障碍物，也可以帮助消除数据中心的热源点。

　　另一个措施是：你可以是委托流体动力学研究机构对数据中心进行研究，或购买您需要的软件，自己执行该项研究。这种方法使用了一个计算机模型来模拟围绕数据中心的气流，可以帮助您找出冷却问题的原因和解决办法，包括穿孔地板砖的最佳铺设位置。

　　几年前，ERDC超级计算中心采用了这种方法，以确认我们获得了冷却系统的最大能力。在数据中心，穿孔地板砖往往只是铺设在服务器机架冷通道的前面。数据中心的综合领导Paula Lindsey说："令人惊讶的是，最有效的穿孔地板砖的铺设并非总是在机器的前面。"在流体动力学的研究表明，我们需要在一些地板砖上，增加穿孔直径，在关键位置上，让更多地线缆和管道通过。

　　5 将支持设备移到外面

　　正确选择您的计算机基础设施支持系统的位置将提高数据中心能源效率，并让您在将来更容易扩展规模。其中，您可以采取的最重要措施之一是：尽可能地将电源和冷却设备移到数据中心以外的地方。事实上，如果你有空间，一个好的办法是，将这些设备的大部分移到建筑物以外的地方。

　　下面是一个例子。对于在ERDC的一个新的超级计算中心，我们需要一个短期安装以取得2兆瓦的额外电源。我们发现，需要添加的UPS和发电机设备，不适合安装在放置其余电力基础设施的这个建筑物内。在10年前，我们的数据中心选址在一个陡峭的山坡和道路之间的区域。其解决方案(将设备放置在室外由切割山坡形成的平地区域)是非常昂贵的，并在日程已经很紧迫的情况下，这将增加时间延误。

　　我们新的长期设计是，将这些组件的大部分放置在建筑物以外的一个模块化新规划出的公用设施区域。负责执行升级的工程师Greg Rottman说："当我们需要扩大规模时，这种将设备的移动，消除了建筑物围墙对我们的限制，并在至少另一个10年内，应该能够提供给我们灵活性，满足我们扩容升级的需要。"

　　将传输和外部设备移到室外也有利于环保。在今年早些时候发表的一份报告中， Green Grid(绿色网格)发现，进入数据中心的电力在电力输送的单元、UPS设备和开关设备中，高达百分之二十五转换成为热量。将这些设备的移到数据中心以外，如果可能的话，移到建筑物的外面，这会降低您的整体能源消耗，因为不再需要能量来消除移走由这些设备所产生的热量。