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節能及增效雙管齊下 提昇機房運作價值

  • DigiTimes企劃

隨著電價開始調漲,對企業IT機房而言,投入節電及能耗控制的工作,已是勢在必行,包括如何減少使用的能源和材料、提高機房設備的使用效率、延長機房的使用壽命、減少配件的更換和浪費等一系列行動,都是不可忽視的工作。

網路應用的急遽增加和對於頻寬需求的增加,在在導致企業機房的數量、規模和密度也隨之擴大,也在不知不覺之中,用完了所有空間、電源或散熱容量。甚至有不少的企業發現,以企業目前對於網路應用等需求的增長速度來看,目前的機房基礎設施如果不做改變,將會不敷使用,尤其是在能源方面的消耗,一旦電價開始大幅調整,將會對於機房投資效益,造成相當大的衝擊。

當今的機房管理必須更專注於能源消耗管理。

當今的機房管理必須更專注於能源消耗管理。

制冷及電源系統是節能關鍵

根據美國環保署去年提交給美國國會的一份研究報告,在機房的電力消耗中,IT設備、整體機房和電源設備分別為「五、四、一」的關係,即伺服器、交換器等主設備的電力消耗占總能源消耗的50%,機房制冷電力消耗占40%,UPS等電力設備消耗占10%。因此,機房若要取得真正的節能效果,必須從這三個方面加以綜合考慮,終端主設備節能是基礎,制冷設備節能是關鍵,供電系統節能則是不可或缺的要素。

以美國為例,目前機房所消耗的電力已占到美國全部電力使用量的2%,預計到2020年,這一數字將激增到9%。雖然IT設備是主要的能耗所在,但為了滿足企業運作需求,想要降低IT設備的能耗,其實有一定程度的困難。此外,這些IT設備所產生的巨大熱量,還會讓IT設備的可靠性大幅降低。據估計,溫度每升高10°C (18°F),電子設備的長期可靠性將降低50%。

因此,機房運行所依賴的核心網路電子設備,其所產生的熱量,正是導致其效率和壽命降低的因素,同時也提高了機房的運作成本。而且隨著刀片伺服器等高密度電子設備的使用越來越普遍,機房的的散熱成本也日漸高漲。

因此,在伺服器等設備用電比較無法削減的情況下,機房要想節電就得從制冷系統和電源系統這兩個方向著手,而且不僅僅只有設備面的改善,空間規劃及線纜布線管理,也都不可輕忽。

空間規劃影響巨大

為了控制空氣流動,機房的空間規劃,應該要採用冷(電子設備)通道和熱(地下佈線和無源佈線)通道的模式。在這種模式中,冷空氣的添加和熱空氣的移除都會受到很好的控制,使得散熱設備的運行效率更高。

此外,由於浪費在散熱上的能源,相當於浪費資源和金錢。為了減少這種浪費,機房應該儘量採用結構化佈線系統,以儘量減少纜線用量,從而緩解通道擁擠和氣流阻塞情況。空氣流動的空間越大,熱空氣移除和冷空氣迴圈所耗費的能源就越少。

事實上,一旦纜線的集中密度過高,不但會對纜線的移動、添加或更改造成問題。IT人員因為不願意冒通信中斷的風險,通常會在需要增加纜線時,直接在舊纜線上再敷設一根新纜線,這將會讓氣流通道堵塞的問題更嘉言重,增加通風空調系統(HVAC)的工作負荷,也讓制冷系統的能耗變得更加嚴重。

一般而言,機房設備和軟體的更換週期是三到五年,佈線系統的更換週期就長得多,由於將纜線從運行中的系統穿入和拉出並不容易,這也意味著機房的佈線系統規劃一定要做好,才能滿足很長一段時間的需要。

智慧電源管理有必要

作為機房的管理者,除了要能掌握機房每個月所花費的電費外,其實還應該要掌握這些電費到底用在哪裡。如制冷的耗電情況、IT設備、伺服器的耗電比例、機房的供電量和伺服器實際的負載關係。

但目前大多數的機房並沒有準確的資料,主因在於目前的機房用電管理,並沒有細緻化的用電測量。雖然現在的機櫃都已經可以提供能源測量,但這些測量方式還是不夠,我們需要捕捉的機房能耗數值,應該是每一種設備末端用電的測量。也就是說,想要降低機房用電,提高用電效率,必須提高末端的用電管理,也就是端到端的用電管理。

此外,機房的規模和活力,不能只是侷限於「速度快」的要求。它還必須是可管理的,能夠支持各種增長和變化。因此,部署智慧電源管理系統,將使IT管理人員能夠更好地瞭解和掌控機房狀況,對網路中的所有可用交換機埠瞭若指掌,從而只需部署最少數量的交換機,減少網路的總體功率消耗,進而更高效地利用能源、網路資產與自然資源,不但可降低機房維護成本,也可以更快地實施變革,減少停機時間,提供更高的服務性能水準,從而提高收益。

節能及增效可兼顧

減少機房的浪費和能源低效使用有很多種途徑,若能在設計過程中就召集綜合佈線廠商與網路設備、能源、通風空調系統(HVAC)等廠商一起討論,打造出高效的設計,更可減少環境廢物,以低成本提供高性能的系統,創造使用壽命長的高效解決方案。

從機房的設計角度來分析,節能和增效兩者應該是可以相輔相成的。事實上,解決高能耗難題必須雙管齊下、同時從這兩方面著手,才能取得最大的成效。企業首先要根據應用需求,確定資料中心的IT設備配置,如伺服器數量、存儲容量等,並為未來發展留有充分的餘地。並在選擇IT設備的過程中,從廠商獲得有關資料、大致估計出IT設備的額定總功耗。

掌握相關數據後,就可以透過選擇高能效伺服器等IT設備、採用虛擬化技術等措施,降低IT設備的總功耗。由於IT設備的發熱量與功耗直接相關,等於也決定機房供電設備的配置及其耗電量、從而估算出當前的PUE值。IT人員此時就可以採用種種有效的技術和最佳實踐來降低供電損失、提高散熱效率,從而降低PUE值、提高資料中心的電能使用效率。