電能的使用不是數(shù)據(jù)中心的典型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有作為一項(xiàng)開支得到有效管理。但在數(shù)據(jù)中心的生命周期內(nèi)，電能成本可能會(huì)超過包括 UPS 在內(nèi)的電源系統(tǒng)的成本，也可能會(huì)超過 IT 設(shè)備的成本。 如果電能成本可以得到有效控制，將幫助客戶節(jié)約大量資金。在設(shè)計(jì)新設(shè)施時(shí)可以實(shí)現(xiàn)的節(jié)約，但現(xiàn)有的和改造的設(shè)施也可以實(shí)現(xiàn)某種程度的節(jié)約。在設(shè)計(jì)新數(shù)據(jù)中心的過程中，只需進(jìn)行簡單且不需成本的決策，便可以節(jié)約20-50%的電費(fèi)；如果系統(tǒng)化進(jìn)行設(shè)計(jì)，則可以減少多達(dá)90%的電費(fèi)。

　　數(shù)據(jù)中心使用的能源只有大約一半甚至不足一半消耗在 IT 負(fù)載上。另一半消耗在包括電源設(shè)備、冷卻設(shè)備和照明設(shè)施在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施 （NCPI） 設(shè)備上。能源消耗降低有兩種形式：一種是只避免能源消耗，但不會(huì)降低功率容量需求；另一種是也會(huì)降低安裝的功率容量。可避免使用能源但不降低安裝功率容量的節(jié)能通常被稱為“暫時(shí)性節(jié)能”，可降低安裝功率容量的節(jié)能被稱為“結(jié)構(gòu)性節(jié)能”。在數(shù)據(jù)中心，結(jié)構(gòu)性節(jié)能效果約為暫時(shí)性節(jié)能的兩倍。

　　事實(shí)上，通過降低能源消耗就可以降低與功率容量相關(guān)的成本以及能源成本。也就是說，如果一種實(shí)施方法在許多情況下可以節(jié)約電能，則它也能夠減少 NCPI 基礎(chǔ)設(shè)施成本（主要由負(fù)載功率需求引發(fā)）。NCPI 的中文意思是“網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施”，是英文的縮寫。NCPI 是次以系統(tǒng)性的思維方式、系統(tǒng)性的研究方法去看待 IT 基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)，它也為學(xué)術(shù)界、提供商、用戶提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，來指導(dǎo)他們的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、維護(hù)、管理及評估行為。暫時(shí)性節(jié)約（例如減負(fù)載或服務(wù)器電源管理）可以降低電力成本，但未必降低 NCPI 系統(tǒng)的額定功率和相關(guān)的 NCPI 基礎(chǔ)設(shè)施成本。

　　IT 設(shè)備能源消耗的降低

　　顯而易見，能耗主要來自 IT 設(shè)備的電能開銷。IT 設(shè)備的能耗直接導(dǎo)致電費(fèi)開支，并由于要求配備同樣消耗相應(yīng)電量的各種電源和冷卻設(shè)備而導(dǎo)致間接的電費(fèi)開支。 用戶可以從運(yùn)營措施和規(guī)劃措施兩方面入手，系統(tǒng)化地降低能耗。

　　運(yùn)營措施：淘汰某些 IT 系統(tǒng)

　　IT系統(tǒng)特點(diǎn)（不引出中性線）－發(fā)生次接地故障時(shí)，接地故障電流僅為非故障相對地的電容電流，其值很小，外露導(dǎo)電部分對地電壓不超過50V，不需要立即切斷故障回路，保證供電的連續(xù)性；－發(fā)生接地故障時(shí)，對地電壓升高1.73倍；－220V負(fù)載需配降壓變壓器，或由系統(tǒng)外電源專供；－安裝絕緣監(jiān)察器。使用場所：供電連續(xù)性要求較高，如應(yīng)急電源、醫(yī)院手術(shù)室等。 IT 方式供電系統(tǒng) I 表示電源側(cè)沒有工作接地，或經(jīng)過高阻抗接地。每二個(gè)字母 T 表示負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)。IT系統(tǒng)的電源不接地或通過阻抗接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分可直接接地或通過保護(hù)線接到電源的接地體上，這也是保護(hù)接地。

　　大多數(shù)數(shù)據(jù)中心仍有舊的技術(shù)平臺處于運(yùn)行中，供進(jìn)行存檔或研究之用。實(shí)際上，大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都有一些應(yīng)用服務(wù)器在運(yùn)行，但根本沒有用戶。盤存這些系統(tǒng)并制定淘汰計(jì)劃是很有用的。在許多情況下，即使系統(tǒng)沒有實(shí)際淘汰，也可以使其脫機(jī)并關(guān)閉。用戶可將多個(gè)舊技術(shù)平臺上的應(yīng)用合并到新服務(wù)器上，從而大幅度減少服務(wù)器總數(shù)。這樣做，一般可以降低多達(dá) 20% 的能耗。即使未減少占地面積，但因用戶部署的 IT 設(shè)備密度更高，恢復(fù)的功率容量也非常可觀。

　　運(yùn)營措施：以高效的方式使用現(xiàn)有系統(tǒng)

　　如今，大多數(shù)新服務(wù)器都具有電源管理功能。也就是說，它們可以在計(jì)算負(fù)載下降時(shí)降低能耗。在可能的情況下，應(yīng)在具有電源管理功能的所有設(shè)備上啟用該功能。需要注意的是，許多設(shè)備制造商提供的設(shè)備在默認(rèn)情況下禁用這些功能。這可能需要升級應(yīng)用程序，以確保其地利用電源管理功能。電源管理功能可以降低總用電量，但不能降低功率容量需求。

　　運(yùn)營措施：遷移到更節(jié)能的計(jì)算平臺

　　遷移到電力效率更高的平臺是降低能耗的另一種有效策略。大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都有已投入使用 3 至 5 年的所謂“低密度服務(wù)器”。通常，這些服務(wù)器每臺消耗的電能與如今的刀片式服務(wù)器相當(dāng)或更低，而每臺的體積要大得多。從傳統(tǒng)服務(wù)器逐臺遷移到現(xiàn)代的刀片式服務(wù)器通常并不能降低總能耗，甚至有可能增加能耗。不過，這種遷移可以實(shí)現(xiàn)高得多的服務(wù)器組合密度。刀片式服務(wù)器產(chǎn)生的熱量并不比同等的 1U 服務(wù)器多，但產(chǎn)生熱量的面積更小，這會(huì)導(dǎo)致排熱問題。

　　在規(guī)劃新服務(wù)器部署時(shí)，使用刀片式服務(wù)器而非其他形式的服務(wù)器通常會(huì)降低 20% 的能耗。這是因?yàn)橥ǔ５镀椒?wù)器的電源效率更高，并且能夠共享某些開銷功能，如風(fēng)扇。需要了解的是，與其他服務(wù)器形式相比，在新部署設(shè)備時(shí)選擇刀片式服務(wù)器形式可以降低能耗，但刀片式服務(wù)器的能耗并不一定比舊服務(wù)器低。

　　通過上述討論可以看出，從現(xiàn)有服務(wù)器技術(shù)進(jìn)行逐臺服務(wù)器的遷移并不一定會(huì)明顯降低能耗。若要確定通過逐臺遷移到刀片式服務(wù)器來節(jié)能的可能性，應(yīng)該將現(xiàn)有服務(wù)器的能耗與所提議的任何刀片式服務(wù)器的能耗進(jìn)行比較。而且，還應(yīng)比較兩種服務(wù)器的性能，以便用每瓦性能指標(biāo)加以衡量。不難發(fā)現(xiàn)，遷移通常并不是降低能耗的有效手段。至于新服務(wù)器技術(shù)幫助降低能耗的主要方法，一是通過合并服務(wù)器上的應(yīng)用來減少服務(wù)器總數(shù)，二是對服務(wù)器進(jìn)行虛擬化。

　　規(guī)劃措施：虛擬化

　　虛擬化是指計(jì)算機(jī)元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個(gè)平臺同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。

　　服務(wù)器虛擬化可大幅降低 IT 功率需求。虛擬化幾乎總是能夠大幅度減少所安裝的服務(wù)器數(shù)量。消除一臺服務(wù)器可以產(chǎn)生約 200 至 400 瓦的結(jié)構(gòu)性節(jié)能，具體取決于所使用的技術(shù)。因此，每消除一臺服務(wù)器，每年可節(jié)約能耗約為 380 美元，這一結(jié)構(gòu)性節(jié)約在10年內(nèi)節(jié)約的總TCO成本約為每臺服務(wù)器7680美元。這一節(jié)約數(shù)額明顯大于服務(wù)器本身的成本。

　　規(guī)劃措施：標(biāo)準(zhǔn)化

　　即使未使用虛擬化，對節(jié)能服務(wù)器實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化也是一種非常有效的方法。如今，刀片式服務(wù)器是電力效率的服務(wù)器形式。不過，一個(gè)刀片式服務(wù)器系統(tǒng)可以使用的刀片形式在性能和能耗方面差異巨大。基于服務(wù)器的應(yīng)用的性能需求往往難以事先預(yù)測，因此，用戶往往會(huì)以大量增加能耗為代價(jià)來指定盡可能高的性能。

　　如果服務(wù)器已經(jīng)虛擬化，那么使用性能的服務(wù)器的策略一般是地降低總體能耗的途徑。不過，如果根據(jù)應(yīng)用來部署服務(wù)器，則應(yīng)當(dāng)使服務(wù)器的性能與應(yīng)用需求相匹配，這樣才可以做到節(jié)能。

　　對刀片式服務(wù)器系統(tǒng)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化并根據(jù)應(yīng)用來部署服務(wù)器的用戶，可以選擇對兩臺刀片式服務(wù)器實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化，即一臺高性能/高功率刀片式服務(wù)器和一臺低性能/低功率刀片式服務(wù)器。能耗范圍可以大于 2:1。合乎邏輯的策略是，默認(rèn)情況下，在低性能刀片式服務(wù)器上部署應(yīng)用，而僅在需要時(shí)，才遷移到高性能刀片式服務(wù)器上。刀片式服務(wù)器便于預(yù)配置，這使上述過程變得很容易。

　　NCPI設(shè)備能源消耗的降低

　　根據(jù)負(fù)載適度規(guī)劃 NCPI 系統(tǒng)的規(guī)模，使用高效的 NCPI 設(shè)備，以及設(shè)計(jì)節(jié)能的系統(tǒng)，可以降低 NCPI 設(shè)備的能源消耗。在采購過程中，用戶可能會(huì)對 NCPI 設(shè)備的電力效率有所了解，但實(shí)際情況是，制造商提供的數(shù)據(jù)一般不足以用來確定實(shí)際的能源消耗差異，而且，與選擇合適的NCPI設(shè)備相比，適度規(guī)劃系統(tǒng)規(guī)模和系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩者對耗電量的影響都要大得多。

　　適度規(guī)劃規(guī)模

　　在可供用戶使用的所有方法中，根據(jù)負(fù)載適度規(guī)劃 NCPI 系統(tǒng)的規(guī)模對 NCPI 的耗電量影響。一旦 NCPI 系統(tǒng)規(guī)模過大，固定損耗占總電費(fèi)的比例就會(huì)提高。對于其負(fù)載僅為額定負(fù)載的 30% 的典型系統(tǒng)，每千瓦 IT 負(fù)載每年的電力成本約為 2,300 美元。如果根據(jù)負(fù)載適度規(guī)劃系統(tǒng)的規(guī)模，每千瓦IT負(fù)載每年的電力成本降至大約1440美元，電力成本節(jié)約38%。

　　在實(shí)際安裝中，適度規(guī)劃規(guī)模有可能減少多達(dá)50%的電費(fèi)開支。適度規(guī)劃規(guī)模所具有的突出經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢是業(yè)界紛紛采用模塊化、可擴(kuò)充的NCPI解決方案的主要原因。

　　節(jié)能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)對數(shù)據(jù)中心的電力消耗具有巨大的影響，由相同設(shè)備組成的兩個(gè)數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)開支可能會(huì)有明顯的不同。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)在決定數(shù)據(jù)中心效率方面所起的作用甚至超過了電源和冷卻設(shè)備的選擇。與空調(diào)相關(guān)的問題通常會(huì)使數(shù)據(jù)中心在NCPI上的能耗為所需的兩倍。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)獲得完整的NCPI系統(tǒng)，包括預(yù)先設(shè)計(jì)、預(yù)先測試并指定規(guī)格的模塊，將成為未來規(guī)劃和建設(shè)數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)方法。

　　使用高效的NCPI設(shè)備

　　盡管與 IT 架構(gòu)、NCPI 適度規(guī)劃或 NCPI 系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比 NCPI 設(shè)備（比如電源和冷卻設(shè)備）的選擇對系統(tǒng)總耗電量的影響較小，但在設(shè)計(jì)節(jié)能高效的數(shù)據(jù)中心時(shí)，設(shè)備的選擇仍然是一個(gè)重要因素。 即使是在相同條件下運(yùn)行的相同類型的 NCPI 設(shè)備，彼此的電力損耗也存在巨大差異。例如，美國電力研究所的一篇論文稱，在 30% 額定負(fù)載條件下工作的不同 UPS 系統(tǒng)的損耗介于 4% 到 22% 之間，相差達(dá) 500%。

　　IT基礎(chǔ)架構(gòu)是一個(gè)相對的綜合的概念，相對性：企業(yè)要實(shí)施信息化戰(zhàn)略來提高市場反應(yīng)速度，就要部署一系列的信息化軟件，比如bi系統(tǒng)、erp系統(tǒng)、網(wǎng)站系統(tǒng)等，這些系列軟件就構(gòu)成了it應(yīng)用架構(gòu)，這些應(yīng)用架構(gòu)必須在一定的基礎(chǔ)架構(gòu)上面才能運(yùn)行。所以基礎(chǔ)架構(gòu)是相對于應(yīng)用架構(gòu)而言，是個(gè)相對概念。綜合性：為了確保應(yīng)用架構(gòu)的可靠運(yùn)行，基礎(chǔ)架構(gòu)必須包含網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、操作系統(tǒng)，還有一些中間件。一個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)可能包含了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、不同的服務(wù)器及操作系統(tǒng)，有了這些基礎(chǔ)架構(gòu)，應(yīng)用架構(gòu)才能運(yùn)行并提供信息服務(wù)。所以基礎(chǔ)架構(gòu)是一個(gè)綜合的概念。

　　降低總能源消耗的可行方法

　　適度規(guī)劃NCPI、服務(wù)器虛擬化、更高效的空調(diào)架構(gòu)、空調(diào)的“自然冷卻”模式、更高效的地板布局、更高效的電源設(shè)備、合理調(diào)配空調(diào)、正確布置通風(fēng)地板磚、安裝節(jié)能照明設(shè)施以及安裝擋板，以上10種措施均可用于數(shù)據(jù)中心降低電能消耗。其中，部署更高效的電源設(shè)備可助力企業(yè)數(shù)據(jù)中心節(jié)約成本高達(dá)4-10%。在典型負(fù)載下，全新的UPS系統(tǒng)比傳統(tǒng)UPS的損耗低70%。

　　APC公司提供的英飛中央管理器為企業(yè)提供了一個(gè)用戶友好的環(huán)境來監(jiān)測全公司范圍內(nèi)多個(gè)不同供應(yīng)商的物理基礎(chǔ)設(shè)施，包括供電，制冷，物理威脅以及樓宇控制等；英飛中央管理器的實(shí)時(shí)監(jiān)測、用戶自定義以及即時(shí)故障通知和升級功能使得運(yùn)維人員能夠迅速對可能影響IT系統(tǒng)可用性的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施事件做出評估和決策；對于英飛中央管理器關(guān)鍵信息的集中存儲(chǔ)，允許從網(wǎng)絡(luò)上任何地方由多個(gè)用戶同時(shí)訪問，并生成一個(gè)物理基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一視圖；通過添加設(shè)備許可證、附加的視頻監(jiān)視、容量管理和變更管理模塊，以及與企業(yè)和樓宇管理系統(tǒng)的集成，英飛中央管理的開放和靈活的架構(gòu)允許企業(yè)隨著業(yè)務(wù)的變化而進(jìn)行擴(kuò)展。這款軟件還集成了全面的軟件開發(fā)套件（SDK），能夠盡可能靈活地讓用戶與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成。

　　InRow SC集成冷凝器和蒸發(fā)器于一體，作為室內(nèi)機(jī)的兩個(gè)部分分別獨(dú)立工作，安裝時(shí)，省略了傳統(tǒng)空調(diào)安裝室外機(jī)的部分工作，因此安裝十分便捷。另外，整個(gè)系統(tǒng)在出廠時(shí)已經(jīng)完成系統(tǒng)測試并充注制冷劑，因此，安裝和移機(jī)將十分便捷。整個(gè)安裝過程可分為就位擺放，機(jī)械連接，電氣連接和啟動(dòng)測試幾個(gè)部分。

　　APC 總部位于美國羅得島西金斯敦，在擁有銷售分部并在三大洲擁有制造廠。同時(shí)，APC 的工作團(tuán)隊(duì)在努力工作贏得客戶滿意。為完成這一使命，公司集中在四個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域展開工作：家庭/小型辦公室；商務(wù)網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)中心和設(shè)施；接入供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)。以提供優(yōu)質(zhì)、創(chuàng)新產(chǎn)品及業(yè)內(nèi)服務(wù)和技術(shù)支持著稱，APC 可能是業(yè)界獲獎(jiǎng)多的公司。APC 并不滿足已有的成績，仍在加倍努力工作來完成公司的使命：通過迅速提供解決用戶的實(shí)際問題的創(chuàng)新解決方案，來改善信息和通信系統(tǒng)的可管理性、可用性和性能，從而使用戶滿意。

　　企業(yè)通過使用APC公司的英飛中央管理器，可以提高管理數(shù)據(jù)中心的綜合能力，強(qiáng)大的管理、計(jì)算、監(jiān)控、報(bào)警和智能報(bào)表生成功能可以有效的提高數(shù)據(jù)中心管理效率，比如通過實(shí)施掌握機(jī)房服務(wù)器負(fù)載強(qiáng)度，配合APC InRow智能制冷系統(tǒng)，根據(jù)“熱點(diǎn)”的熱度和轉(zhuǎn)移情況，實(shí)現(xiàn)“按需制冷”，節(jié)省大量電力。通過對數(shù)據(jù)中心各項(xiàng)工作進(jìn)行高效的管理，多可謂用戶節(jié)省三分之一的電力成本。可以說，低碳現(xiàn)在就是成本優(yōu)勢，就是生產(chǎn)力優(yōu)勢。 另外，英飛中央管理器可以通過郵件和短信的形式向數(shù)據(jù)中心管理人員報(bào)警，提示機(jī)房潛在或存在的問題，在一些情況下可以實(shí)現(xiàn)無人值守，降低了人工成本的同時(shí)，也提高了管理效率。

　　數(shù)據(jù)中心的電力成本是一項(xiàng)巨大的運(yùn)營成本，這一成本可以管理，也應(yīng)該加以管理。現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的電力消耗可以通過各種低成本方式加以降低，但主要還是通過遷移到更節(jié)能的計(jì)算平臺這一手段。對于新的數(shù)據(jù)中心，在IT架構(gòu)和NCPI架構(gòu)方面還可有其他選擇，從而獲得更大的節(jié)約效果。事實(shí)表明，與數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，成本節(jié)約機(jī)會(huì)非常巨大，而實(shí)現(xiàn)這些節(jié)約所需要的投資卻很少，在某些情況下甚至無需投資。■