构建绿色数据中心：用电效率才是关键

构建绿色节能的数据中心最关键的问题是什么?每个人都想得很多，实际上，构建绿色节能数据中心最关键的也是最 核心的就是用电效率的问题。只有解决了这个问题，才有可能构建绿色节能的数据中心，如果企图绕过这个问题，那么绿色节能数据中心的目标根本不可能实现。中科院的张广明研究员总结了当前构建绿色数据中心的五大难题。

数据中心当前的问题是什么?有三个，十年前提出的可用性问题，五年前提出的热量管理问题，这个热量管理当 时提的不是节能问题，是密度太高了，制冷系统解决不了IT设备散热的问题，所以矛盾很大。当今提出的是电费的问 题，就是节能问题。有这么三个问题，所以第一个我要讲的，就是当前存在的问题，这三个是并列的，是同时存在的 。而可用性问题，仍然是第一位的问题。

对于新建的数据中心和老的已经运行的数据中心，并没有因为电费要关门，对于这样的数据中心，应该说98%、99%的数据中心，排在第一位的问题仍然是可用性问题。

第二个问题，则数据中心节能降耗面临的困惑。 张广明研究员总结了当前业内面临的五个难题：

　　1、目前没有明确的标准确定数据中心的效率。PUE只是测量的指标，不是标准，没有明确标准，应该怎么做的标准也没有，这是第一个困惑。

　　2、未知的负载构成导致更新周期延长。也就是说不可能单纯的为节能而制订数据中心的改造计划。除非快关门了，否则的话数据中心正常运行的情况下，不会做一个彻底修改和改变的计划。所以，节能的问题已经发现了，认识到严重性了，它的改造还要推迟到生命周期的末尾。可能是5年以后，10年以后，这是一个事实。

　　3、无法衡量不同数据中心之间的效率的差异。现在我们还没有一个统一的标准作为衡量标准，也没有很具体的规范去测量，实施细则并没有，也没有完整的评 估方法。

　　4、大家都在讲节能，但是很多人不了解什么地方在耗电，什么地方可以省电，这个并不是很了解。在你的数据中心里边，哪个环节，或者哪种性质的负载，哪一种系统，供电系统，制冷系统，哪些是用电的大户，哪些有节能的潜力，哪些系统和设备节能是有效的。大家首先想到的，一说节能就说提高设备的工作效率，首先是想到这一点。实际上进一步讲这个问题，设备的功耗，提高设备的效率，可以降低数据中心的功耗，但是数据中心功耗严重到这种程度，根本原因不是设备的效率，就是两方面，它可以提高整个效果。但是做节能的话，光从设备入手效果根本就不明显，并没有什么好的效果。

　　5、不了解运营决策和电费之间的关系。到现在为止，不了解运营决策和电费之间的关系，一谈到节能，首先想到提高设备的效率，有的还简单的是提高机房的温度。提高机房的温度行不行?这是一个很复杂的问题，应该说是不行的。尽管现在机房的房间制冷的浪费非常大，但是降低它或提高它也是不行的，这涉及到别的问题。有的部门说要制订标准，提高2、3度，其实不是这个问题。所以仅从某一个层次孤立的解决节能问题的战略，不但不能使节能效果最大化，相反可以降低基础设施的功能。

第三个问题，就是PUE的问题。

主要是这两个测量实例，大家可能见到过。从这个两个测量实例里边可以得出两个结论：一是用传统设计的，就 是没有刻意的进行节能降耗设计的数据中心，PUE值在3左右。如何测量你的PUE值?我们听到很多计划，说它没有更有 效的措施，就是说我的数据中心，我的数据要求，PUE是1.7或者哪个领导拍板，说要降到2以下，说降到1.5，这是不 行的，缺乏了科学的态度。

涵盖了什么?我要测量什么?有的说我的PUE已经降到1.8、1.7了，结果一看他们忽略了好多能耗，这不行。 你把能耗都忽略掉了，只看某一个环节，这个数字是不可用的。

假如PUE是3的情况下，IT设备的能耗是32%、33%左右。制冷的能耗，制冷、空调、加湿这三方面的能耗占了43%， 本身就是IT能耗的1.2倍左右。UPS配电系统，还有照明，这些总的加起来的能耗是22%。其他的，还有一些辅助的用电 ，还占了2%，这样一看就符合实际情况。这是我讲的第三个问题。

第四个问题，降低能耗要综合的去考虑，这里写的是“综合节能策略”，首先是IT设备如何降低能耗。从这个公 式来看，PUE等于什么呢?分母是IT设备的功耗，分子是总的功耗。所以，数据中心的能耗等于什么呢?IT设备的能耗 乘以PUE值，降低数据中心的能耗，最有潜力的是降低IT设备的能耗，这是我要强调的。

从整个数据中心来讲，怎么降低能耗?先把IT设备能耗降下来。因为现在的IT设备，传统的数据中心的利用率只 有20%，也就是说吃大锅饭很多，大部分人都在那里看报纸、喝茶，真正干活的只有20%的人。但是看报纸和喝茶的人 照样要领工资，这是非常可观的，这是我讲的第四个问题。

第五个问题，关于PUE是什么意思?IT设备功耗是1，PUE就是基础设施功耗的问题，主要是供电制冷的功耗问题。

第六个问题基础设施能耗低下是怎么造成的?是传统设计造成的。不要动不动就说UPS效率低，不是这么回事，是 传统设计造成的。最主要的原因是什么?设备容量利用率低下，是数据中心能耗低的最主要的原因。

有这么一个表，IT设备、制冷设备、供电设备，这三个大项，它有很多相似的地方，我把前面的几个问题说一下。

资源过渡供应，这是一样的。IT设备只有20%的利用率，制冷设备有多大利用率?供电系统，高性能的供电系统有 的低于20%。还有效率，资源利用率很低，就是过渡规划，还有资源的孤岛现象。IT设备就是各管各的，我这个支架只 管自己的，你忙死我也不管你。制冷也有这个问题，还有就是没有测量尺度，还有就是固定的费用，都有很可观的固 定费用，还有应变能力差，所以它们都有共同的特点。

设备容量低下的主要原因就不用说了，为什么设备容量利用率低下?主要是设备的三种损耗，当PUE的效率可能是 95%了，但是系统里的效率只有80-85%，非常的低。空调设备，变压器这些也有同样的问题，效率非常低，这是最主要 的原因。

再讲一下供电系统对PUE的贡献有多大?我这边分析了一下。供电系统总的效率大概是70-75%，怎么供电效率这么 低?就是这么低，因为UPS本身才在8%左右。它的贡献，提高设备的效率，提高设备利用率，总的贡献是0.15-0.24， 很可怜，没有太大的潜力。PUE假如是2，只能降低0.24，就是这个意思。如果它是2.5的话，顶多降低到2.25，降低不 了多少，这是供电系统。

制冷的问题在当前来说，如果说供电系统是核心技术的改进，那么制冷是一种变革， 制冷是在发生着变革的。从设计理念上来说，把空间制冷的理念发展成如何把IT设备产生的热量带走。刚才姚总讲的 都是围绕这个问题，不管是低密度还是高密度，如何把热量带走，这是新的理念。现在数据中心的空调制冷的理念是 如何把IT设备产生的热量带走，发生的变革是巨大的。理念的变化，技术上也是变化非常大，这个就多讲了。

推算一下，假如PUE等于3的情况下，巨大的浪费就在这个地方，100个千瓦的IT负载，100千瓦的热量就需要100千瓦的冷量，提供了345千瓦的冷量，而245千瓦的冷量浪费了，这种浪费有物理结构的浪费，但是绝大部分都是冷 热空气的混合，浪费掉了。

数据中心制冷系统的贡献可以到0.8-1，总的数据中心PUE值，我8推算的结果，传统的设计，如果不用自然冷的话 ，PUE值的极限就是1.7左右，如果已经降到1.5、1.6，那要看你的数据了。如果用自然冷的话，就是1.3左右，如果低于1.3，我就要看你的数据。为什么呢?因为除湿、加湿的功率不能省掉，所以不可能低于1.3，如果你已经1.2了，那就要分析你的数据了。

构建绿色节能的数据中心并不只是降低能耗就能解决的问题，数据中心的首要问题仍旧是可用性问题。构建绿色数据中心，在降低PUE值的同时，还得注意能源是否浪费的问题，仅仅是以为降低PUE值就是构建绿色数据中心，这根本就是一种谬论，我们必须要认清。