如今，大量电力用于确保数据中心的高效运行。 2013年，只有美国数据中心 发电量约91亿千瓦时，相当于34个大型燃煤电厂的年发电量。
电力仍然是拥有数据中心的公司的主要支出项目之一，这就是为什么他们正在尝试 计算基础设施的效率。 为此，使用了各种技术解决方案，我们今天将讨论其中一些。
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虚拟化
在提高能源效率方面，虚拟化具有几个引人注目的优势。 首先，将现有服务整合到更少的硬件服务器上可以节省硬件维护费用，这意味着更低的冷却、电力和空间成本。 其次，虚拟化可以让你优化硬件资源的使用，灵活地 虚拟权力就在工作过程中。
NRDC与Anthesis联合举办 并发现，通过用 3100 台虚拟主机替换 150 台服务器，能源成本每年可减少 2,1 万美元。 感兴趣的组织节省了维护和购买设备的费用，减少了系统管理员的人员，在出现任何问题时获得了数据恢复的保证，并且不再需要建立另一个数据中心。
根据结果 Gartner预测，2016年，许多公司的虚拟化水平将超过75%，市场本身价值将达到5,6亿美元，但仍有一些因素阻碍了虚拟化的广泛采用。 主要原因之一仍然是难以将数据中心“重建”为新的运营模式，因为这样做的成本往往超过潜在的收益。
能源管理系统
此类系统可以提高冷却系统的能源效率或减少 IT 设备的能源消耗，最终实现成本最小化。 在这种情况下，一个特殊的 ，它监控服务器活动、能源消耗和成本，自动重新分配负载，甚至关闭设备。
能源管理软件的一类是数据中心基础设施管理（DCIM）系统，用于监控、分析和预测各种设备的能源效率。 大多数DCIM工具并不用于直接监控IT和其他设备的功耗，但许多系统都配备了PUE（电源使用效率）计算器。 根据英特尔和戴尔 DCIM 的说法，此类解决方案 53% 的 IT 经理。
当今大多数硬件已经被设计为节能的，但硬件采购通常更注重初始价格或性能，而不是总拥有成本，因此节能硬件仍然存在 。 除了减少能源费用外，此类设备 还有排放到大气中的二氧化碳量。
数据压缩
还有一些不太明显的方法可以提高数据中心的能源效率，例如减少存储的数据量。 压缩很少使用的数据 即使考虑到压缩和解压缩也会消耗资源，也可节省高达 30% 的能源。 重复数据删除可以显示出更有吸引力的结果——40-50%。 值得注意的是，使用低功耗存储“冷”数据也有助于降低功耗。
禁用僵尸服务器
导致数据中心能源消耗效率低下的问题之一是设备闲置。 专家 一些公司无法实际估计所需的资源量，而另一些公司则着眼于未来购买服务器容量。 结果，近 30% 的服务器闲置，每年消耗 30 亿美元的能源。
与此同时，根据研究，IT 经理 识别 15% 到 30% 的已安装服务器，但不要注销这些设备，因为担心可能产生的后果。 只有 14% 的受访者保留未使用服务器的记录并知道其大致数量。
解决此问题的一种选择是使用公有云，采用即用即付的付费模式，此时公司只需为实际使用的容量付费。 许多公司已经在使用该方案，德克萨斯州普莱诺的 Aligned Energy 数据中心的所有者声称，该方案可以让客户每年节省 30% 至 50%。
数据中心气候控制
论数据中心能源效率 设备所在房间的小气候。 为了使冷却装置高效运行，必须将数据中心机房与外部环境隔离并防止热量通过墙壁、天花板和地板传递，从而最大限度地减少冷损失。 一个很好的方法是防潮层，它还可以调节房间的湿度水平。
湿度过高会导致设备运行出现各种错误，增加磨损和腐蚀，而湿度过低则会导致静电放电。 确定数据中心的最佳相对湿度水平在 40% 至 55% 范围内。
高效的气流分布还可节省20-25%的能耗。 正确放置设备机架将有助于做到这一点：将数据中心计算机房划分为“冷”和“热”走廊。 在这种情况下，需要保证走廊的隔热：在必要的地方安装穿孔板，并在服务器排之间使用空白面板，以防止气流混合。
不仅需要考虑设备的位置，还需要考虑气候系统的位置。 当将大厅划分为“冷”和“热”走廊时，空调应垂直于热气流方向安装，以防止后者随冷空气渗入走廊。
数据中心有效热管理的一个同样重要的方面是电线的放置，它会阻碍气流、减少静压并降低 IT 设备的冷却效率。 这种情况可以通过将电缆桥架从高架地板下方移至更靠近天花板的位置来纠正。
自然冷却和液体冷却
专用气候控制系统的一个绝佳替代方案是自然冷却，可在寒冷季节使用。 如今，技术使得在天气允许的情况下改用节能器成为可能。 根据 Battelle 实验室的一项研究，自然冷却可将数据中心的能源成本降低 13%。
有两种类型的节能器：仅使用干燥空气的节能器，以及在空气未充分冷却时使用额外灌溉的节能器。 有些系统可以组合不同类型的省煤器，形成多级冷却系统。
但由于气流混合或无法利用去除的多余热量，空气冷却系统通常效率低下。 此外，安装此类系统通常需要额外的空气过滤器和持续监控成本。
许多专家认为液体冷却效果更好。 专门为服务器创建液体冷却系统的丹麦供应商 Asetek 的代表 John Hamill， 这种液体在储存和传递热量方面的效率比空气高约 4 倍。 在劳伦斯伯克利国家实验室与美国电力转换公司和硅谷领导小组合作进行的一项实验中， ，由于采用液体冷却和冷却塔供水，在某些情况下，节能达到50%。
其他技术
如今，三个领域的发展将有助于提高数据中心的效率：多核处理器的使用、集成冷却系统和芯片级冷却。
计算机制造商认为，多核处理器通过在更短的时间内完成更多任务，将使服务器能耗降低40%。 Egenera 和艾默生网络能源公司的 CoolFrame 解决方案是集成冷却系统有效性的一个例子。 它吸收从服务器中排出的热空气，进行冷却并将其“扔”到房间中，从而将主系统的负载减少23％。
至于 芯片冷却，它允许热量直接从服务器的热点（例如中央处理单元、图形处理单元和内存模块）转移到机架或机房外部的环境空气中。
提高能源效率已成为当今的一个真正趋势，考虑到数据中心的消耗量，这并不奇怪：所有运营费用的 25-40% 来自支付电费。 但主要问题是IT设备消耗的每一千瓦时都会转化为热量，然后由能源密集型冷却设备带走。 因此，在未来几年，降低数据中心的能源消耗将不会不再重要——将会出现越来越多的提高数据中心能源效率的新方法。
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来源： habr.com