目前,PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率)值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。PUE值是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值与DCIE(Data Center Infrastructure Efficiency,数据中心基础架构效率)值成反比。PUE值越接近于1,表示一个数据中心的绿色化程度越高。当前,国外先进的数据中心机房PUE值通常小于2,而我国大多数的数据中心的PUE值在2～3之间。

据数据中心行业专家表示:“计算PUE值比较简单,只要知道整个数据中心的能耗,以及通过与各IT设备相连的UPS读出IT负载的能耗值即可。但是,要想改善数据中心的PUE值,提升整个数据中心的能效并非易事。PUE值的改变可谓牵一发动全身。改善PUE值不是一朝一夕的事,而是一个持续的过程,必须持之以恒才能看到效果。”

提升数据中心能效要两手抓

若想提高数据中心的能效,一方面要不断降低数据中心的总能耗,另一方面要使数据中心绿色化,提高IT设备能耗和非IT设备能耗的比率。降低数据中心的总能耗可以从以下两方面入手:第一,降低非IT设备的能耗,比如数据中心的照明、空调、UPS等设备的能耗,把节省下来的能源更多地用于IT设备;第二,采用一些先进的技术手段,比如服务器虚拟化、存储整合等,减少IT硬件设备的数量,从而节省IT设备的能耗。专家举例说:“在过去几年中,用户的业务量不断增加,但是整个数据中心的能耗却没有增加,这主要得益于大量采用先进的虚拟化等技术手段,对原有的服务器进行整合,用一台服务器即可支持原来多台服务器上的应用,从而减少了高能耗的IT设备的使用量。”
降低PUE值有很多有效的方法,比如通过优化数据中心的制冷方式,对冷空气通道进行封闭等,可以提高制冷的效率等等。如在数据中心隔离出参观区域,参观者只能在参观区活动,不能进入数据中心的核心区,从而减少了核心区的热量。

数据中心的能效优化不是一次性的,而是处于持续优化的过程中。“很多中国企业已经意识到,不能让企业在一个高能耗的数据中心环境中运行下去。”专家分析说,“以前,大多数中国企业的技术管理人员对IT设备比较熟悉,因此对IT设备的节能比较重视,但是对IT设备之外的机房基础设施,包括基建、水、电等的节能不太了解。如今,越来越多的中国企业通过投入大量人力和物力以及购买专业服务等,不断对数据中心的基础设施进行优化。”

PUE值没有最好  只有更好

从理论上说,PUE值等于1是最理想的,但实际上是不可能实现的。那么,对于一个绿色数据中心来说,PUE值达到多少才是比较理想的呢?

据美国能源局的统计表明,从全球范围来看,PUE值为2.0,表明数据中心的能效保持在一个较好的水平,而PUE值小于2.0,则表明数据中心的能效状况非常好。在中国,大部分的企业数据中心的PUE值为3.0左右。“中国企业数据中心的PUE值这么高,是历史原因造成的。”专家分析说,“当初,许多中国企业在建造数据中心时,只是关注数据中心的可靠性和安全性等指标,而没有考虑到绿色、环保的需要。此外,中国的数据中心建设水平参差不齐,既有许多超大规模的数据中心,也有一些只有十几台设备的小型数据中心。由于规模有限,这些小型数据中心的IT设备利用率较低,因此导致PUE值较高。反过来说,正是由于现有的数据中心PUE值不是最优的,所以也给了中国企业在提升数据中心能效方面以强大的推动力,让中国企业认识到整合和优化数据中心的重要性,以及建设绿色数据中心的迫切性。”

某公司在建设北京数据中心之初,其PUE值达到2.1。经过近几年的持续改善,其PUE值已经降低到1.7,而这是持续优化的结果。当时该公司在建设北京数据中心时,就使用了很多绿色节能的技术,使得PUE值达到2.1,这一指标在当时的中国数据中心中算是比较优秀的。例如采取封闭冷通道的方式,提高了冷空气流的效率,进而提高了空调的效率,减少了非IT设备的能耗;并对风路进行了优化和调整,即对下送风风口位置和尺寸进行了调整,从而降低了空调的能耗;此外,还积极采用服务器虚拟化技术对服务器进行大规模整合,从而降低了IT设备的能耗。从自身的经验来看,改善数据中心的能效有时候并不是很难,投入也不大,而且具有非常好的投资回报。实践证明,数据中心在绿色节能方面还有很大潜力可挖。

此外,提高数据中心的空间利用率和设备利用率,也可以明显改善PUE值。比如,将数据中心空间利用率从50%提高到80%,数据中心的PUE还会得到较大降低。

关注数据中心的整体能效

在建设绿色数据中心的过程中,用户应该充分考虑一次性采购成本和整体拥有成本,从中找到一个平衡点。以虚拟化为例,用户在虚拟化方面受益颇多。通过采用服务器虚拟化技术,整合大量的服务器设备,节省了电费,也降低了运营成本。服务器虚拟化软件的初次采购价格可能不比硬件设备的价格低,但是采用虚拟化技术以后,用户很快会看到由此带来的节省电力和降低整体拥有成本的效果。

从咨询到设计再到建造和运维,数据中心的整个生命周期都需要有计划,并且需要动态进行调整和优化。绿色数据中心的前期设计工作十分关键,尤其是咨询和设计阶段可能会花费很长的时间。未来数据中心的发展趋势是大规模、集中化。无论是建设新的数据中心还是对旧数据中心进行改造,都要注意数据中心的可扩展性,以满足业务不断发展的需求;持续进行整合,保证数据中心的可靠、安全和高效率;采用新技术对数据中心架构进行持续优化。■