顯然，美國(guó)能源部需要提出更好的關(guān)于數(shù)據(jù)中心的建筑倡議，以便使得數(shù)據(jù)中心及其合作伙伴能夠與該機(jī)構(gòu)共同致力于降低能源消耗。該機(jī)構(gòu)的兩大方案包括更好的建筑挑戰(zhàn)，這需要來(lái)自企業(yè)的承諾：在10年內(nèi)，減少20%的數(shù)據(jù)中心總能耗;以及更好的數(shù)據(jù)中心建筑效率加速器，該方案要求企業(yè)承諾在五年內(nèi)減少一處甚至多處數(shù)據(jù)中心能源消耗的25%。

該計(jì)劃的核心是提高數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的效率，其所使用的能源至少與數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)設(shè)備一樣多。對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施所需的能源，建筑物冷卻占了絕大部分。根據(jù)美國(guó)能源部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的能源效率可通過(guò)采用“***管理”的節(jié)能措施和策略，提高20%到40%，通常其收回投資回報(bào)率的回收期都很短。常見(jiàn)的升級(jí)措施包括管理服務(wù)器的冷卻氣流、優(yōu)化制冷系統(tǒng)、并按照由美國(guó)采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(huì)(ASHRAE)所推薦的冷卻空氣供給范圍建議進(jìn)行冷卻空氣供給。

數(shù)據(jù)中心的能源使用效率

鑒于全美有近三百萬(wàn)處數(shù)據(jù)中心，美國(guó)能源部正在積極的鼓勵(lì)這些數(shù)據(jù)中心監(jiān)測(cè)其能源使用效率(PUE)，其是通過(guò)將數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負(fù)載使用的能源之比而計(jì)算得出的。目前，在美國(guó)大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的平均PUE值大約是2。

但是，節(jié)能不僅僅是為了“綠色環(huán)保”。讓數(shù)據(jù)中心變得更富能源效率將有助于長(zhǎng)期地滿足計(jì)算需求的增加和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量需求的不斷增長(zhǎng)。在當(dāng)前投資預(yù)算均相當(dāng)緊張的情況下，投資于有價(jià)值的計(jì)算能力將會(huì)比浪費(fèi)資金用于大量的能源消耗更具深遠(yuǎn)的意義和影響。

優(yōu)先級(jí)沖突

通常情況下，在企業(yè)的IT、基礎(chǔ)設(shè)施及財(cái)務(wù)決策者之間均會(huì)存在沖突，因?yàn)樗麄兏髯缘墓ぷ髂繕?biāo)是內(nèi)在沖突的，同時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)中心的決策過(guò)程也會(huì)存在不同意見(jiàn)。

“如果您數(shù)據(jù)中心的策略與貴公司的目標(biāo)是不一致的，首先，我們會(huì)派出一名商業(yè)顧問(wèn)，以幫助您企業(yè)的IT能夠進(jìn)入公司董事會(huì)。”一家專注于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施解決方案的顧問(wèn)企業(yè)Yttibrium公司的創(chuàng)始人Per Brashers說(shuō)。“IT是一種資產(chǎn)，需要一個(gè)懂得業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)的人士，以便從基礎(chǔ)設(shè)施投資中獲得***的價(jià)值。”

顯然，風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避是經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的一大重要因素。即使服務(wù)器制造商可能保證其設(shè)備在服務(wù)器入口溫度能夠超過(guò)100華氏度，但這依然很難說(shuō)服數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商提高冷通道溫度，哪怕只是達(dá)到80華氏度。

數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的創(chuàng)新

ASHRAE已經(jīng)提議，數(shù)據(jù)中心可以在較高的服務(wù)器的入口溫度下實(shí)施操作，并鼓勵(lì)使用外部空氣和蒸發(fā)冷卻的方式作為最有效的以空氣為基礎(chǔ)的冷卻手段。

直接蒸發(fā)冷卻的方式要比傳統(tǒng)空調(diào)少消耗70%的能源，但這一水平的節(jié)約能源會(huì)存在相對(duì)濕度較高的缺點(diǎn)。有報(bào)告指出，一些***的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商，包括Facebook，使用的是直接蒸發(fā)冷卻。

而替代的方案，包括采用間接蒸發(fā)冷卻，會(huì)降低溫度而不增加水分。該方案被谷歌和亞馬遜所使用，間接方法的冷卻效率稍微比直接方法低，但仍然僅僅只消耗典型的壓縮機(jī)軸承冷卻系統(tǒng)的能量的一小部分。

圖：在間接和間接/直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)中，熱空氣的熱量被水吸收，空氣溫度降低，相對(duì)濕度增大。

更先進(jìn)的系統(tǒng)使用直接和間接蒸發(fā)冷卻的混合，結(jié)合了先進(jìn)的監(jiān)測(cè)和控制。例如，一臺(tái)由達(dá)拉斯的制造商Mestex公司所生產(chǎn)的間接/直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)Aztec，將僅僅只使用類似規(guī)模大小的風(fēng)冷式屋頂設(shè)施或冷卻器系統(tǒng)約三分之一的能量。進(jìn)一步使用外部空氣冷卻可以減少能源消耗，所消耗的能源還不到傳統(tǒng)系統(tǒng)所需的四分之一。

已經(jīng)部署這些技術(shù)的較為先進(jìn)的企業(yè)可以定期的且絕對(duì)敢宣稱其PUE值在1.1上下，而無(wú)疑與美國(guó)數(shù)據(jù)中心的平均性能度量2.0的PUE值形成了鮮明的對(duì)比。 “一瓦特每年的成本約為1.90美元，含稅。”Brashers說(shuō)。“例如，一個(gè)1兆瓦的設(shè)施，PUE值為1.90的話，其每年的能源花費(fèi)將超過(guò)100萬(wàn)美元，而PUE值為1.07的設(shè)施每年的能源花費(fèi)則僅為14.8萬(wàn)美元。”

靈活、可擴(kuò)展、節(jié)能的選項(xiàng)

“模塊化的數(shù)據(jù)中心是一種新興的用以替代傳統(tǒng)的磚和砂漿結(jié)構(gòu)制式數(shù)據(jù)中心的方案。” 根據(jù)全球第二大市場(chǎng)研究咨詢公司Markets and Markets在2015年六月公布的一份市場(chǎng)報(bào)告顯示：模塊化數(shù)據(jù)中心是一系列各種預(yù)先設(shè)計(jì)的自定義模塊，包括IT、電力、冷卻發(fā)電機(jī)，預(yù)計(jì)該市場(chǎng)到2020年將增加三倍，達(dá)到350億美元。

暖通空調(diào)機(jī)組(HVAC)是按照“即插即用”的模式設(shè)計(jì)的，為數(shù)據(jù)中心提供了一種經(jīng)濟(jì)的方式，用以增加了計(jì)算能力和制冷量。這種類型的HVAC系統(tǒng)的可擴(kuò)展性有助于消除資源過(guò)度配置，及浪費(fèi)比實(shí)際冷卻需求更多的能源成本。

總結(jié)

對(duì)于間接/直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)能夠利用外部更冷的空氣，以支持室內(nèi)的制冷，已被證明較之傳統(tǒng)的空調(diào)(包括***一代的計(jì)算機(jī)房空調(diào)單元，或稱CRAC)可降低電力消耗。當(dāng)系統(tǒng)的數(shù)字控制與其他樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)集成時(shí)，甚至可以進(jìn)一步帶來(lái)能源成本的節(jié)省。

“在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，HVAC的購(gòu)買決策將基于其降低能耗和成本的能力。”Per Brashers說(shuō)。目前在數(shù)據(jù)中心提升能源效率的***做法，包括采用節(jié)能暖通空調(diào)技術(shù)(購(gòu)買新的或改造冷卻設(shè)備)，能夠提供以下優(yōu)勢(shì)：

ü高性能的空氣處理效率：通過(guò)采用直接驅(qū)動(dòng)增壓風(fēng)扇的變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)控制，通常保持在95%以上的時(shí)間能夠降低能耗，控制設(shè)備在部分負(fù)荷下運(yùn)行。

ü制冷蒸發(fā)冷卻技術(shù)，該技術(shù)被證明較之傳統(tǒng)空調(diào)能夠降低功率***達(dá)70%。

ü直接數(shù)字化控制，有助于監(jiān)控和調(diào)整HVAC系統(tǒng)的舒適性，成本和能源效率(包括PUE)。這些控件應(yīng)該能夠通過(guò)Web界面實(shí)現(xiàn)24/7全天候遠(yuǎn)程訪問(wèn)，以及在本地通過(guò)一個(gè)新的設(shè)備或墻壁安裝式數(shù)字儀表板訪問(wèn)。

通過(guò)采用***實(shí)踐方案，如本文中所描述的，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能源高效率。特別是那些大型巨頭企業(yè)，如亞馬遜，F(xiàn)acebook和谷歌，均已采取了相關(guān)節(jié)能措施。但是，在美國(guó)遍布著300萬(wàn)處數(shù)據(jù)中心，對(duì)于很多的中小型甚至有更大的機(jī)會(huì)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能和節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本費(fèi)用，他們可以通過(guò)采用可擴(kuò)展的，即插即用式HVAC為其間接/直接蒸發(fā)冷卻提供經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇，進(jìn)而能夠隨著您數(shù)據(jù)中心計(jì)算業(yè)務(wù)的發(fā)展打造模塊化數(shù)據(jù)中心和新的數(shù)據(jù)中心建筑設(shè)施。