數(shù)據(jù)中心冷卻問題讓人關(guān)注

時(shí)間：2018-10-19作者：北京金恒創(chuàng)新科技有限公司瀏覽：60

應(yīng)對(duì)天氣酷熱的較好方法是盡可能少地去做；這個(gè)道理連蜥蜴都知道，所以想讓數(shù)據(jù)中心變得較冷的管理人員，采取過度的制冷措施只能是浪費(fèi)能源。
然而還是有很多數(shù)據(jù)中心都在這么做，一直保持過多工作量和過度的制冷。在這個(gè)過程中，他們?cè)诶速M(fèi)大量的電能，具有諷刺意味的是，這會(huì)導(dǎo)致**變暖和融化地球的較地冰蓋。
磁帶時(shí)代的冷卻
數(shù)據(jù)中心的制冷歷史可以追溯到20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)磁帶驅(qū)動(dòng)器無法忍受高溫和高濕環(huán)境，在通過穿孔卡時(shí)會(huì)粘在一起，致使系統(tǒng)崩潰。而我們雖然不再處于那個(gè)時(shí)代，但目前許多數(shù)據(jù)中心仍然有過度的冷卻措施與不必要的冷卻制度，一直將數(shù)據(jù)中心的環(huán)境溫度嚴(yán)格控制在21°C（70°F）。
當(dāng)ASHRAE（美國(guó)供暖學(xué)會(huì)，制冷與空調(diào)工程師協(xié)會(huì)）定義特定推薦的服務(wù)器入口溫度后，現(xiàn)在設(shè)定為27°C（80°F）。如今事情開始改變，并增加了較廣泛接受的可靠性套件。
如今，一些大規(guī)模數(shù)據(jù)中心注意到了這一點(diǎn)，并通過了運(yùn)行在較高的溫度的過程試驗(yàn)。但是，大多數(shù)的企業(yè)數(shù)據(jù)中心在此方面嚴(yán)重滯后。
2015年初，調(diào)查機(jī)構(gòu)IDC在美國(guó)調(diào)查了404位數(shù)據(jù)中心經(jīng)理，這些經(jīng)理每人至少管理100臺(tái)物理服務(wù)器，并擁有平均120萬美元的IT預(yù)算。根據(jù)調(diào)查，75％的數(shù)據(jù)中心工作溫度**24℃，只有5％的數(shù)據(jù)中心工作在27℃或27℃以上。
這些數(shù)據(jù)中心設(shè)施的PUE（能源使用效率）為2.4至2.8之間，這意味著IT設(shè)備電源的電源消耗沒有達(dá)到全部設(shè)備的60％至65％。
這兩個(gè)結(jié)果令人**。IDC發(fā)現(xiàn)這些IT管理人員在冷卻方面的支出預(yù)算為總預(yù)算的10％，在電力和冷卻方面的預(yù)算為24％。因此，各公司每年在冷卻方面的支出預(yù)算大部分可能是多余的。
其他要考慮的事實(shí)是，雖然高效的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模云服務(wù)提供商獲得了媒體的關(guān)注，但他們只是**數(shù)據(jù)中心的一小部分。至少，目前**有一半以上的數(shù)據(jù)中心制冷過度。這些會(huì)影響**的碳排放，而這些都是需要改變的數(shù)據(jù)中心。
偏執(zhí)狂，還是只是小心？
那么，為什么數(shù)據(jù)中心的溫度還是那么低？關(guān)鍵設(shè)施咨詢的伊恩?比特林是毫無疑問知道是恐懼驅(qū)使它：“這是偏執(zhí)狂的想法，人們過度規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)?！?
而下面這種說法可能較加合理，至少有一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，提高空氣入口溫度實(shí)際上增加了冷卻電能消耗。
施耐德電氣**研究分析師維克多?阿弗拉爾對(duì)一項(xiàng)研究進(jìn)行了描述，他比較了芝加哥、邁阿密以及西雅圖的數(shù)據(jù)中心在不同的溫度下的冷卻電能消耗量?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)，**27℃的數(shù)據(jù)中心冷卻耗費(fèi)了更多的能源和資本開支?！?
施耐德電氣的研究即將公布，這個(gè)結(jié)果是與一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)的冷水機(jī)組數(shù)據(jù)中心進(jìn)行比較的，之所得出令人驚訝的結(jié)果，也可能與系統(tǒng)的復(fù)雜性有關(guān)。在較高的溫度下，服務(wù)器風(fēng)扇可以發(fā)揮作用，讓周圍的空氣流動(dòng)消耗了更多的電能。
技術(shù)選擇
如果你看到這一點(diǎn)，你就需要知道你的技術(shù)選擇。我們都是從使用傳統(tǒng)空調(diào)壓縮機(jī)的冷卻設(shè)備，通常被稱為“直接膨脹（DX）單元”來開始認(rèn)識(shí)冷卻系統(tǒng)的。
保持入口溫度在24°C以下是偏執(zhí)狂
在大多數(shù)地區(qū)，沒有其他的方式來保持?jǐn)?shù)據(jù)中心的低溫，許多人仍然認(rèn)為保持低溫是必要的，在許多地方仍有DX與其他制冷方式混合，以保持?jǐn)?shù)據(jù)中心較端條件。
如果用戶擁有這樣的數(shù)據(jù)中心，在考慮改變冷卻技術(shù)之前，先要消減能源法案。ASHRAE指出用戶可以提高服務(wù)器的入口空氣溫度，從而減少了冷卻電能。但如果這樣做，用戶應(yīng)該知道服務(wù)器的風(fēng)扇將要做什么。
如果讓入口溫度上升到27°C，服務(wù)器后面的熱通道溫度將約為35°C。因此要確保所有連接器都在系統(tǒng)的**，因?yàn)闆]有人考慮在熱通道設(shè)計(jì)上花費(fèi)更多的時(shí)間。
其次，任何冷卻系統(tǒng)較有效地工作時(shí)，它是工作在高溫差（時(shí)間差）。這有些稍微違反直覺，但其基本熱力學(xué)的原則是熱差越大，驅(qū)動(dòng)力較大。
這就是為什么可以很好地遏制服務(wù)器背面出來的熱風(fēng)的原因，熱通道遏制裝置意味著冷卻系統(tǒng)的工作就是冷卻需要冷卻的空氣。
比特林表示，一旦用戶完成這一切，其DX冷卻系統(tǒng)會(huì)做較少的工作，就可以得到大約1.16的局部PUE（pPUE）。另外，冷凍水系統(tǒng)（其中制冷機(jī)組的冷卻水分配使用）的pPUE可以下降到1.12。
不建議采用DX冷卻技術(shù)
但你真的需要DX嗎？根據(jù)ASHRAE發(fā)布的地圖顯示，**各地的氣候足夠涼爽.因此，外部空氣可用于常年來冷卻數(shù)據(jù)中心。美國(guó)大部分地區(qū)在此區(qū)域中，而在英國(guó)，其干球溫度記錄為34℃，較高濕球溫度（蒸發(fā)）為23℃。
這就是“外部空氣”冷卻，“自然”的冷卻或是“絕熱”冷卻。這些冷卻意味著不使用空調(diào)。有時(shí)將外界空氣過濾，直接通過數(shù)據(jù)中心（“直接”自由冷卻），有時(shí)設(shè)置一個(gè)二級(jí)電路（“間接”自然冷卻）。當(dāng)外界溫度較高時(shí)，加入水蒸發(fā)的冷卻盤也是是必要的。
比特林表示，采取這些冷卻措施可能讓數(shù)據(jù)中心達(dá)到1.05的PUE，但也有一些并發(fā)癥。一個(gè)問題是，PUE取決于數(shù)據(jù)中心的利用率。如果有閑置的服務(wù)器，這樣可以提高效率，但絕熱冷卻有一個(gè)相反的趨勢(shì)：“在部分負(fù)荷下，絕熱變得較好，”他說。這意味著，如何負(fù)載**過一定閾值，追求較低的PUE可能適得其反。
PUE并不是一切
施耐德電氣的阿弗拉認(rèn)為：“PUE是數(shù)據(jù)中心行業(yè)評(píng)判能源效率的標(biāo)準(zhǔn)，但重要的是不要盲目追求PUE?！痹谒o的例子中，當(dāng)服務(wù)器風(fēng)扇關(guān)閉時(shí)，即使數(shù)據(jù)中心整體用于冷卻電能消耗不斷上升，其效率越來越差，數(shù)據(jù)中心PUE仍會(huì)下降。
阿弗拉爾警告說，絕熱冷卻套件可能會(huì)引發(fā)可用性的擔(dān)憂。在實(shí)際的情況下，絕熱單元通常又大又重，在改造老舊數(shù)據(jù)中心時(shí)會(huì)非常棘手。而新建的數(shù)據(jù)中心會(huì)盡量將其部署在屋頂上。
當(dāng)服務(wù)器變得較加溫暖時(shí)，其冷卻問題看起來很復(fù)雜嗎？這一切都?xì)w結(jié)為保持冷靜的頭腦和精確的計(jì)算。


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