数据中心过度冷却问题令人关注绿色数据中心
2015-08-12 来源：机房360 编辑：Harris
应对天气酷热的最好方法是尽可能少地去做；这个道理连蜥蜴都知道，所以想让数据中心变得更冷的管理人员，采取过度的制冷措施只能是浪费能源。
应对天气酷热的最好方法是尽可能少地去做；这个道理连蜥蜴都知道，所以想让数据中心变得更冷的管理人员，采取过度的制冷措施只能是浪费能源。
然而还是有很多数据中心都在这么做，一直保持过多工作量和过度的制冷。在这个过程中，他们在浪费大量的电能，具有讽刺意味的是，这会导致全球变暖和融化地球的极地冰盖。
磁带时代的冷却
数据中心的制冷历史可以追溯到20世纪50年代，当时磁带驱动器无法忍受高温和高湿环境，在通过穿孔卡时会粘在一起，致使系统崩溃。而我们虽然不再处于那个时代，但目前许多数据中心仍然有过度的冷却措施与不必要的冷却制度，一直将数据中心的环境温度严格控制在21°C（70°F）。
当ASHRAE（美国供暖学会，制冷与空调工程师协会）定义特定推荐的服务器入口温度后，现在设定为27°C（80°F）。如今事情开始改变，并增加了更广泛接受的可靠性套件。
如今，一些大规模数据中心注意到了这一点，并通过了运行在更高的温度的过程试验。但是，大多数的企业数据中心在此方面严重滞后。
2015年初，调查机构IDC在美国调查了404位数据中心经理，这些经理每人至少管理100台物理服务器，并拥有平均120万美元的IT预算。根据调查，75％的数据中心工作温度低于24℃，只有5％的数据中心工作在27℃或27℃以上。
这些数据中心设施的PUE（能源使用效率）为2.4至2.8之间，这意味着IT设备电源的电源消耗没有达到全部设备的60％至65％。
这两个结果令人震惊。IDC发现这些IT管理人员在冷却方面的支出预算为总预算的10％，在电力和冷却方面的预算为24％。因此，各公司每年在冷却方面的支出预算大部分可能是多余的。
其他要考虑的事实是，虽然高效的网络规模云服务提供商获得了媒体的关注，但他们只是全球数据中心的一小部分。至少，目前全球有一半以上的数据中心制冷过度。这些会影响全球的碳排放，而这些都是需要改变的数据中心。
偏执狂，还是只是小心？
那么，为什么数据中心的温度还是那么低？关键设施咨询的伊恩•比特林是毫无疑问知道是恐惧驱使它：“这是偏执狂的想法，人们过度规避风险。”
而下面这种说法可能更加合理，至少有一项研究发现，提高空气入口温度实际上增加了冷却电能消耗。
施耐德电气高级研究分析师维克多•阿弗拉尔对一项研究进行了描述，他比较了芝加哥、迈阿密以及西雅图的数据中心在不同的温度下的冷却电能消耗量。“我们发现，高于27℃的数据中心冷却耗费了更多的能源和资本开支。”
施耐德电气的研究即将公布，这个结果是与一个具有标准的冷水机组数据中心进行比较的，之所得出令人惊讶的结果，也可能与系统的复杂性有关。在较高的温度下，服务器风扇可以发挥作用，让周围的空气流动消耗了更多的电能。
技术选择
如果你看到这一点，你就需要知道你的技术选择。我们都是从使用传统空调压缩机的冷却设备，通常被称为“直接膨胀（DX）单元”来开始认识冷却系统的。
保持入口温度在24°C以下是偏执狂
在大多数地区，没有其他的方式来保持数据中心的低温，许多人仍然认为保持低温是必要的，在许多地方仍有DX与其他制冷方式混合，以保持数据中心极端条件。
如果用户拥有这样的数据中心，在考虑改变冷却技术之前，先要消减能源法案。ASHRAE指出用户可以提高服务器的入口空气温度，从而减少了冷却电能。但如果这样做，用户应该知道服务器的风扇将要做什么。
如果让入口温度上升到27°C，服务器后面的热通道温度将约为35°C。因此要确保所有连接器都在系统的前面，因为没有人考虑在热通道设计上花费更多的时间。
其次，任何冷却系统更有效地工作时，它是工作在高温差（时间差）。这有些稍微违反直觉，但其基本热力学的原则是热差越大，驱动力更大。
这就是为什么可以很好地遏制服务器背面出来的热风的原因，热通道遏制装置意味着冷却系统的工作就是冷却需要冷却的空气。
比特林表示，一旦用户完成这一切，其DX冷却系统会做更少的工作，就可以得到大约1.16的局部PUE（pPUE）。另外，冷冻水系统（其中制冷机组的冷却水分配使用）的pPUE可以下降到1.12。
不建议采用DX冷却技术
但你真的需要DX吗？根据ASHRAE发布的地图显示，全球各地的气候足够凉爽.因此，外部空气可用于常年来冷却数据中心。美国大部分地区在此区域中，而在英国，其干球温度记录为34℃，最高湿球温度（蒸发）为23℃。
这就是“外部空气”冷却，“自然”的冷却或是“绝热”冷却。这些冷却意味着不使用空调。有时将外界空气过滤，直接通过数据中心（“直接”自由冷却），有时设置一个二级电路（“间接”自然冷却）。当外界温度较高时，加入水蒸发的冷却盘也是是必要的。
比特林表示，采取这些冷却措施可能让数据中心达到1.05的pPUE，但也有一些并发症。一个问题是，PUE取决于数据中心的利用率。如果有闲置的服务器，这样可以提高效率，但绝热冷却有一个相反的趋势：“在部分负荷下，绝热变得更好，”他说。这意味着，如何负载超过一定阈值，追求更低的PUE可能适得其反。
PUE并不是一切
施耐德电气的阿弗拉认为：“PUE是数据中心行业评判能源效率的标准，但重要的是不要盲目追求PUE。”在他给的例子中，当服务器风扇关闭时，即使数据中心整体用于冷却电能消耗不断上升，其效率越来越差，数据中心PUE仍会下降。
阿弗拉尔警告说，绝热冷却套件可能会引发可用性的担忧。在实际的情况下，绝热单元通常又大又重，在改造老旧数据中心时会非常棘手。而新建的数据中心会尽量将其部署在屋顶上。
当服务器变得更加温暖时，其冷却问题看起来很复杂吗？这一切都归结为保持冷静的头脑和精确的计算。
然而还是有很多数据中心都在这么做，一直保持过多工作量和过度的制冷。在这个过程中，他们在浪费大量的电能，具有讽刺意味的是，这会导致全球变暖和融化地球的极地冰盖。
磁带时代的冷却
数据中心的制冷历史可以追溯到20世纪50年代，当时磁带驱动器无法忍受高温和高湿环境，在通过穿孔卡时会粘在一起，致使系统崩溃。而我们虽然不再处于那个时代，但目前许多数据中心仍然有过度的冷却措施与不必要的冷却制度，一直将数据中心的环境温度严格控制在21°C（70°F）。
当ASHRAE（美国供暖学会，制冷与空调工程师协会）定义特定推荐的服务器入口温度后，现在设定为27°C（80°F）。如今事情开始改变，并增加了更广泛接受的可靠性套件。
如今，一些大规模数据中心注意到了这一点，并通过了运行在更高的温度的过程试验。但是，大多数的企业数据中心在此方面严重滞后。
2015年初，调查机构IDC在美国调查了404位数据中心经理，这些经理每人至少管理100台物理服务器，并拥有平均120万美元的IT预算。根据调查，75％的数据中心工作温度低于24℃，只有5％的数据中心工作在27℃或27℃以上。
这些数据中心设施的PUE（能源使用效率）为2.4至2.8之间，这意味着IT设备电源的电源消耗没有达到全部设备的60％至65％。
这两个结果令人震惊。IDC发现这些IT管理人员在冷却方面的支出预算为总预算的10％，在电力和冷却方面的预算为24％。因此，各公司每年在冷却方面的支出预算大部分可能是多余的。
其他要考虑的事实是，虽然高效的网络规模云服务提供商获得了媒体的关注，但他们只是全球数据中心的一小部分。至少，目前全球有一半以上的数据中心制冷过度。这些会影响全球的碳排放，而这些都是需要改变的数据中心。
偏执狂，还是只是小心？
那么，为什么数据中心的温度还是那么低？关键设施咨询的伊恩•比特林是毫无疑问知道是恐惧驱使它：“这是偏执狂的想法，人们过度规避风险。”
而下面这种说法可能更加合理，至少有一项研究发现，提高空气入口温度实际上增加了冷却电能消耗。
施耐德电气高级研究分析师维克多•阿弗拉尔对一项研究进行了描述，他比较了芝加哥、迈阿密以及西雅图的数据中心在不同的温度下的冷却电能消耗量。“我们发现，高于27℃的数据中心冷却耗费了更多的能源和资本开支。”
施耐德电气的研究即将公布，这个结果是与一个具有标准的冷水机组数据中心进行比较的，之所得出令人惊讶的结果，也可能与系统的复杂性有关。在较高的温度下，服务器风扇可以发挥作用，让周围的空气流动消耗了更多的电能。
技术选择
如果你看到这一点，你就需要知道你的技术选择。我们都是从使用传统空调压缩机的冷却设备，通常被称为“直接膨胀（DX）单元”来开始认识冷却系统的。
保持入口温度在24°C以下是偏执狂
在大多数地区，没有其他的方式来保持数据中心的低温，许多人仍然认为保持低温是必要的，在许多地方仍有DX与其他制冷方式混合，以保持数据中心极端条件。
如果用户拥有这样的数据中心，在考虑改变冷却技术之前，先要消减能源法案。ASHRAE指出用户可以提高服务器的入口空气温度，从而减少了冷却电能。但如果这样做，用户应该知道服务器的风扇将要做什么。
如果让入口温度上升到27°C，服务器后面的热通道温度将约为35°C。因此要确保所有连接器都在系统的前面，因为没有人考虑在热通道设计上花费更多的时间。
其次，任何冷却系统更有效地工作时，它是工作在高温差（时间差）。这有些稍微违反直觉，但其基本热力学的原则是热差越大，驱动力更大。
这就是为什么可以很好地遏制服务器背面出来的热风的原因，热通道遏制装置意味着冷却系统的工作就是冷却需要冷却的空气。
比特林表示，一旦用户完成这一切，其DX冷却系统会做更少的工作，就可以得到大约1.16的局部PUE（pPUE）。另外，冷冻水系统（其中制冷机组的冷却水分配使用）的pPUE可以下降到1.12。
不建议采用DX冷却技术
但你真的需要DX吗？根据ASHRAE发布的地图显示，全球各地的气候足够凉爽.因此，外部空气可用于常年来冷却数据中心。美国大部分地区在此区域中，而在英国，其干球温度记录为34℃，最高湿球温度（蒸发）为23℃。
这就是“外部空气”冷却，“自然”的冷却或是“绝热”冷却。这些冷却意味着不使用空调。有时将外界空气过滤，直接通过数据中心（“直接”自由冷却），有时设置一个二级电路（“间接”自然冷却）。当外界温度较高时，加入水蒸发的冷却盘也是是必要的。
比特林表示，采取这些冷却措施可能让数据中心达到1.05的pPUE，但也有一些并发症。一个问题是，PUE取决于数据中心的利用率。如果有闲置的服务器，这样可以提高效率，但绝热冷却有一个相反的趋势：“在部分负荷下，绝热变得更好，”他说。这意味着，如何负载超过一定阈值，追求更低的PUE可能适得其反。
PUE并不是一切
施耐德电气的阿弗拉认为：“PUE是数据中心行业评判能源效率的标准，但重要的是不要盲目追求PUE。”在他给的例子中，当服务器风扇关闭时，即使数据中心整体用于冷却电能消耗不断上升，其效率越来越差，数据中心PUE仍会下降。
阿弗拉尔警告说，绝热冷却套件可能会引发可用性的担忧。在实际的情况下，绝热单元通常又大又重，在改造老旧数据中心时会非常棘手。而新建的数据中心会尽量将其部署在屋顶上。
当服务器变得更加温暖时，其冷却问题看起来很复杂吗？这一切都归结为保持冷静的头脑和精确的计算。
