【摘 要】如何更有效的降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本，本文將從幾個(gè)問題探討。

【關(guān)鍵詞】使用率;運(yùn)行成本;選配機(jī)房

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全美國(guó)的服務(wù)器年耗電量超過100億美元，其中三分之一以上的費(fèi)用用于服務(wù)器的散熱。我們看到，平均每度10美分的電價(jià)，使大多數(shù)IT經(jīng)理（IT managers）敏銳地察覺到公司數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)正在飛速攀升。而在中國(guó)有些電力供應(yīng)緊張的城市，電價(jià)甚至更高。但有趣的是，大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心經(jīng)理卻對(duì)這些費(fèi)用視而不見。對(duì)他們來說，最大的關(guān)注點(diǎn)在于能否為數(shù)據(jù)中心持續(xù)增加的工作量提供充足的電力。同時(shí)，設(shè)備經(jīng)理們?cè)诟峨娰M(fèi)賬單時(shí)也不會(huì)關(guān)心這些問題。未來，隨著電源和散熱問題變得更加普遍和突出，能源資源越來越緊迫，降低能耗這是必然的趨勢(shì)。

如何更有效的降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本，我將從如下幾個(gè)問題來探討：

１．合理選擇機(jī)房制冷設(shè)備

數(shù)據(jù)中心各設(shè)備產(chǎn)生的熱量需采用空氣冷卻的方法去解決，那么數(shù)據(jù)中心的最佳制冷設(shè)備就是機(jī)房專用精密空調(diào)，機(jī)房專用空調(diào)就是為機(jī)房設(shè)備控溫的，而民用空調(diào)都是直接服務(wù)于人的。它們的設(shè)計(jì)理念和功能都完全不同。設(shè)計(jì)理念最大的區(qū)別在于，機(jī)房專用空調(diào)是大風(fēng)量，小焓差，高顯熱比；民用空調(diào)剛好相反，是小風(fēng)量，大焓差，低顯熱比（顯熱比的概念是指空調(diào)降溫與除濕兩種功率相對(duì)之比）。數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的IT硬件運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量集中的熱量，同時(shí)對(duì)溫度和濕度的變化也極其敏感，溫度和濕度的輕微浮動(dòng)，就可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重問題，輕則系統(tǒng)產(chǎn)生無用信息，重則系統(tǒng)停機(jī)；在IT設(shè)備機(jī)房中，熱負(fù)荷幾乎全部來自IT硬件、照明設(shè)備、支持設(shè)備散發(fā)的顯熱，IT設(shè)備機(jī)房基本不產(chǎn)生潛熱，因?yàn)槿藛T較少，外部空氣有限，物理結(jié)構(gòu)上還往往含有防潮層。用以滿足機(jī)房環(huán)境的空調(diào)顯熱比要求非常高，達(dá)到0.90～0.99。精密空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于滿足這些顯熱比例極高的系統(tǒng)，相比而言，舒適空調(diào)系統(tǒng)的顯熱比通常為0.65～0.70，從而只能提供較低的顯冷量，同時(shí)潛冷量較高。過多的潛熱制冷意味著空氣中大量水分被移除。為了保持所需的50%±5%相對(duì)濕度范圍，那么就需要空調(diào)設(shè)備連續(xù)進(jìn)行加濕，從而將會(huì)耗費(fèi)大量能源造成不必要的浪費(fèi)。

2.正確選配機(jī)房IT設(shè)備機(jī)柜

機(jī)柜是什么?很多人把機(jī)柜看作是用來裝IT設(shè)備的柜子。機(jī)柜是柜子，是IT應(yīng)用中的低值、附屬產(chǎn)品，只是用來容納服務(wù)器等設(shè)備的容器，并不被重視；但并不僅僅如此。隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等IT設(shè)施，正在向著小型化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)架化、刀片化的方向發(fā)展；這都給數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建模式帶來了新的變化。1個(gè)42U的機(jī)柜可以放置42個(gè)服務(wù)器，這樣就會(huì)對(duì)我們的機(jī)柜帶來了新的挑戰(zhàn)：機(jī)柜的散熱、線攬管理、機(jī)柜監(jiān)控等。

機(jī)柜的選擇首先需要遵循的規(guī)則是IT設(shè)備的散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)理念，目前服務(wù)器、交換機(jī)、路由器等IT產(chǎn)品都采用的是前進(jìn)風(fēng)后出風(fēng)的散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)理念，所以我們選擇機(jī)柜也需要根據(jù)這個(gè)理念來設(shè)計(jì)機(jī)柜散熱風(fēng)道。

2.1機(jī)柜的通孔率

一般空調(diào)的冷風(fēng)從機(jī)柜的正前方進(jìn)入，從機(jī)柜的背部熱風(fēng)抽出，形成一個(gè)風(fēng)道循環(huán)，在日常的機(jī)房管理當(dāng)中，很多機(jī)房管理人員誤認(rèn)為只要整個(gè)機(jī)房的溫度降下來，機(jī)柜內(nèi)的服務(wù)器溫度也就降下來，但事實(shí)上我們會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)房總體的溫度降下來了，可機(jī)柜環(huán)境管理單元卻報(bào)警機(jī)柜溫度超高，這又是為何，其實(shí)我們分析一下原因就可以看出問題的所在，在這個(gè)問題上我們就將要提到一個(gè)機(jī)柜上的專業(yè)術(shù)語“通孔率”即機(jī)柜前面板上的開孔占有率；在選擇機(jī)柜時(shí)通孔率是一個(gè)重要的參數(shù)，因?yàn)橥茁试礁?，冷風(fēng)使用率就會(huì)越充分，大大降低空調(diào)制冷運(yùn)行率有效降低運(yùn)行成本。

2.2機(jī)柜的線攬管理

剛剛我們提到1個(gè)42U的機(jī)柜可以放置42個(gè)服務(wù)器；且多數(shù)大量采用冗余配件(如冗余電源、存儲(chǔ)陣列等)，機(jī)柜內(nèi)設(shè)備配置頻繁變換，數(shù)據(jù)線和電纜隨時(shí)增減。所以，機(jī)柜必須提供充足的線纜通道，和線攬管理附件，能從機(jī)柜頂部、底部進(jìn)出線纜。在機(jī)柜內(nèi)部，線纜的敷設(shè)必須方便、有序，與設(shè)備的線纜接口靠近，以縮短布線距離;減少線纜的空間占用，保證設(shè)備安裝、調(diào)整、維護(hù)過程中，不受到布線的干擾；并保證散熱氣流不會(huì)受到因?yàn)榫€攬沒有合理排部導(dǎo)致熱氣流無法充分被排出，殘留一部分在機(jī)柜內(nèi)部造成氣流短路循環(huán);所以合理的線攬管理可以有效的提高氣流循環(huán)迅速降低機(jī)柜內(nèi)部溫度，大大降低制冷設(shè)備運(yùn)行時(shí)間。

2.3盲板的使用

在機(jī)柜附件的組成中有一個(gè)叫盲板的附件，有1U、2U、3U規(guī)格等，在選配中很少有人會(huì)選擇盲板這個(gè)附件，因?yàn)槎鄶?shù)人認(rèn)為盲板是為了使空缺的U看上去更美觀更整齊才設(shè)計(jì)這樣一個(gè)附件，來填補(bǔ)空缺的U高度；其實(shí)人們忽略了這個(gè)盲板最大的做用，其實(shí)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)盲板這個(gè)附件是為了更加有效的將熱空氣和冷空氣阻斷，避免冷熱空氣短路循環(huán)。

我們不難看出合理的選擇機(jī)柜對(duì)IT設(shè)備的散熱和制冷效率的充分利用有著很大的作用和經(jīng)濟(jì)效益，目前業(yè)界主流的機(jī)柜有：EMERSON、APC、威圖等，其中艾默生公司旗下的德國(guó)Knurr子公司生產(chǎn)的Miracel系列機(jī)柜有著業(yè)界最高的通孔率83%，豐富的電纜管理單元和多樣的附件；是專門為滿足今天及未來數(shù)據(jù)中心環(huán)境需要而設(shè)計(jì)的新一代、高品質(zhì)機(jī)柜解決方案的最佳產(chǎn)品。

3.正確的機(jī)柜布局和IT設(shè)備的擺放

3.1機(jī)柜布局

在現(xiàn)代機(jī)房的機(jī)柜布局中，人們?yōu)榱嗣烙^和便于觀察會(huì)將所的的機(jī)柜朝同一個(gè)方向擺放，那么如果按照這種擺放方式，我們上面提到到的機(jī)柜盲板有效阻擋冷熱空氣的效果將大大折扣，為什么會(huì)這樣說？當(dāng)我們的機(jī)柜朝統(tǒng)一方向擺放時(shí)就形成了第一排機(jī)柜背面正對(duì)著第二排機(jī)柜的正面；這樣2排機(jī)柜中間的通道就會(huì)出現(xiàn)冷熱氣流混合循環(huán)，形成冷熱氣流短路致使第二排機(jī)柜的冷風(fēng)進(jìn)口溫度大大提高，嚴(yán)重破壞了冷風(fēng)通道的的環(huán)境溫度；我們正確的擺放方式應(yīng)該是將服務(wù)器機(jī)柜面對(duì)面或背對(duì)背的擺放方式擺放，這樣變形成了冷風(fēng)通道和熱風(fēng)通道，機(jī)柜之間的冷熱風(fēng)不會(huì)混合在一起，形成短路氣流，大大提到了制冷效果，保護(hù)好了冷熱通道不被破壞，就要選擇正確的擺放方式。

3.2 IT設(shè)備擺放

隨著服務(wù)器的小形化、高密度化、刀片式服務(wù)器的產(chǎn)生，這些服務(wù)器擺放的位置越來越不容IT管理者的忽視，我們大家都知道高功率設(shè)備有一個(gè)最顯著的特點(diǎn)就是發(fā)熱量大，比普通IT設(shè)備可能要高1倍或更多，如果將這些高功率負(fù)載和高密度的服務(wù)器組合擺放在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，這樣便會(huì)出現(xiàn)一個(gè)高密設(shè)備度群形成了一個(gè)巨大的發(fā)熱群體，這種情況最容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的局部熱點(diǎn)，通常IT管理人員將這些設(shè)備擺放在一起是為了美觀和便于管理，但從上面的分析顯然這中擺放是錯(cuò)誤的，他是需要付出相應(yīng)的成本來換取的，因?yàn)闉榱私鉀Q這個(gè)局部的熱點(diǎn)，IT管理人員不得不降低整個(gè)機(jī)房環(huán)境的溫度或是添加專門的制冷設(shè)備，來處理這個(gè)局部發(fā)熱點(diǎn)；其實(shí)針對(duì)這樣的問題我們完全可以將這些高功率設(shè)備和高密度服務(wù)器均分在每個(gè)機(jī)柜內(nèi)，這樣就不會(huì)出現(xiàn)高功率高密度設(shè)備群，也無法形成數(shù)據(jù)中心的熱點(diǎn)和冷卻的難點(diǎn)，將大大降低制冷設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用和采購費(fèi)用。

由于過去可能我們的IT設(shè)備功率密度低，不正確的氣流擺放不會(huì)造成嚴(yán)重的問題，但隨著現(xiàn)在的IT設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)為高密度、高功率化，這些問題以不容我們IT管理部門人員的忽視，正確的選擇制冷設(shè)備和機(jī)柜，以及合理的機(jī)柜布局大大提高了我們的制冷效率充分利用，同時(shí)也大大降低了我們IT設(shè)備運(yùn)行的總擁有成本，相信這是我們數(shù)據(jù)中心未來設(shè)計(jì)發(fā)展的方向和趨勢(shì)。 [科]