APC谢卫刚：如何提升数据中心效率

　　数据中心作为企业数据的集中地，在企业运营中起到的至关重要的作用，而随着数据中心设备密度快速增长，数据中心的效率问题也越来越受到更多的关注。一方面，数据中心效率的提升可以增强设备的可管理性，并且同时可以为企业降低成本;另一方面，由于效率提升带来的能源节省和碳排放的减少，为我们的绿色生态环境做出了很大贡献。

　　在影响数据中心效率的诸多因素中，电源的提供和制冷是非常关键的因素。传统的冷却系统设计在解决集中热负荷的问题上也日益显得力不从心，找到一个更加科学的制冷解决方案已经刻不容缓。 面对这些问题，APC公司提出了革命性的企业架构Efficient Enterprise(高效企业)：将供电、制冷和管理组件无缝集成，并使其智能高效的运行，从而降低运营费用，让企业获得更多的电力，更有效的控制和更好的收益。今天，记者邀请到了APC公司大中华区市场推广总监谢卫刚先生做客专访间，与各位网友共同分析讨论数据中心效率的提升问题。

　　记者：各位网友大家好!今天，我们讨论的主题是：如何提升数据中心效率?我们非常荣幸的邀请到了APC公司大中华区市场推广总监谢卫刚先生，谢总您好!

　　谢卫刚：大家好。

　　记者：今天，谢总跟我们一起来讨论现有的数据中心的效率问题，以及在降低能耗和效率提升方面的投资回报情况。那么首先有请谢总跟我们各位网友打个招呼。

　　谢卫刚：各位网友大家好，非常高兴能够和大家分享我的一些体会。

　　记者：数据中心现在面临的挑战非常多，比如说IT技术的不断更新，数据中心的搬迁，以及供电需求的动态变化等等，那么这些都对我们数据中心的效率造成了很大的影响。那么请问谢总您认为我们的企业应该如何做才能够更好的迎接这个挑战，建设更高效率的数据中心呢?

　　谢卫刚：实际上来说的话其实我们一提到数据中心的时候大家可能想的就是一个机房，里面摆满了服务器机柜，但实际上所有的人都会注意的是其实数据中心它本身能够满足的应用是什么，就是数据中心的本质是什么，其实是在支撑业务。然而对于业务的支撑来说的话，我们目前所有的业务越来越离不开信息化相应的这一些相应的软件和硬件。对于软件和硬件所有的一些变化呢，直接会施加到数据中心的本身上面。就是说，任何的变化都会带来数据中心变化的一些需求的变化和整个的规划和运营方式上的变化。

　　实际上我们刚刚谈到的服务器的虚拟化啊，IC的动态变化啊，这些都是因为最开始IT的，比如说我们通常讲的摩尔定律，带来的IT技术快速的发展，出现了刀片式的服务器。刀片式服务器的出现呢，意味的是在单位的机架里面，出现的功率密度越来越提升了。

　　但另外一方面，从用户的业务的需求层面来说的话，他需要整个数据中心的可控性不断的提升。因为他的IT应用每天都离不开电，同时整个数据中心也离不开，比如说是互联网的访问，这个时候数据中心就不能够断电。这一系列的需求同时话还有比如说虚拟化带来的在数据中心动态热点的变化，这导致数据中心最终会发展成一个密度会越来越高，同时可控性也不断提高的一个业务支撑的空间。在从另外一个角度来说，整个社会都在倡导绿色、节能。那意味着是说我们每一个企业都应该有他的社会责任去承担这块的义务。这个时候数据中心的节能又是很大的一个部分。所以从这个角度来说的话，我觉得，我在这一段时间跟大家分享的就是数据中心里面提到的一个绿色节能的必要性，还有数据中心从整体上来说的话，需要改变它的运营、设计、规划、管理和构建的思路。

　　记者：您刚才一直在提到绿色和节能的问题，我们了解到在数据中心超过50%的电力都是消耗在供电系统和制冷系统这一块。那么APC公司是如何帮助我们的客户在能耗方面达到降低呢?

　　谢卫刚：不知道你是从哪边得到这个50%这个数据的?我觉得这部分的话其实是目前很多客户都没有认识到的。我非常高兴你们媒体这边也有同样的认知。其实说到数据中心的电力的流向的话，我们分析的一个结果其实是有50%，甚至超过50%的的电力消耗是来自于一些固定的消耗。这个固定的消耗包括一些，比如说精密制冷空调，还有气流分配，供电设备，UPS设备，和供电分配设备。所有的供电，配电和制冷这一切的设施，即便是把IT负载都关掉，同样只要输入电力，它都会去消耗。那这一部分来说的话，其实对于企业的意义是在于说如果你想节约整个数据中心的电力的消耗，你必须降低供电，制冷这部分的消耗。那供电和制冷这方面的消耗来说的话，又有很多的途径。但是同时的话有一个前提是必须保证数据中心的正常运营。你可以去节省，但是他的一个根本目的是给数据中心提供物理支撑的。所以这部分来说又是它必须保证的一个前提。就是在不影响可用性的情况下，去提升整体数据中心的供电和制冷设施的效率。

　　那么这里面我刚才也不断提到了数据中心效率这个词，这里面的话我觉得有一个很关键的概念是跟大家分享的就是说数据中心的效率实际上可以把它看成是数据中心基础设施的效率。因为很大一部分消耗是来自固定设备的消耗。那他的一个定义是在于说数据中心基础设施的效率是等于数据中心整体的IT负载占上整体输入功率的百分比。占的百分比越高，数据中心的效率也就越高。

　　当然，全球的一个绿色节能组织叫绿色网络计划，当时提出了两个数据中心效率指标，一个是PUE，也就是电力使用效率。IT设备每消耗一瓦的电力，想应的在数据中心里面所要输入的电力的数量是多少。所以它跟数据中心基础设施的效率是一个倒数的关系。这两个部分的话其实是数据中心里面一个很典型的指标。从这两个典型的指标出发的话我们会发现，IT设备所要消耗的功率是这里面的关键点。因为我们通常来说设计一个数据中心的时候呢，它的分布，这个数值是固定的。如果我们把分子的数值提高，越接近分母，效率肯定会越高。我们的一个终极目标就是要让数据中心里面的供电和制冷的容量越接近IT设备消耗所需要的功率，这样它的效率也就越高。这里边其实有几个关键的点，第一个就是我们要根据我们整体的企业应用或者说是数据中心应用的需要，合理的规划供电和制冷的容量。

　　另外一部分来说的话，刚才也提到了数据中心涉及到的IT密度，功率密度不断的增加，还有IT的功率会随着时间在整个数据中心里面不断的动态的移动。这个时候我们在满足容量的情况下，同时还需要解决在数据中心里面因为高密度所带来的移动热点的问题。另外一个问题，因为我们企业是不断变化的，业务的需求是不断变化的。必然导致了数据中心也是不断变化的。数据中心的不断变化就需要动态的去增加所有的IT设备。比如说，服务器，可能你一两个礼拜不会变动，一个月两个月的情况下可能要增加三到四台服务器。那服务器究竟应该放在哪个位置是最为合理的。这个问题你必须的考虑，所以这部分的话就要涉及到管理的层面。你需要动态的了解数据中心里面哪一个机柜或者哪一个机架里面它所消耗的电力的情况，所消耗的制冷容量的情况，这样的话就可以保证数据中心是一个高可用性的数据中心。同时的话也是一个高效的数据中心。

　　记者：谢谢您，讲的非常的详细。刚才谢总也提到了一些参数，我们判断数据中心效率是否高的一些参数，那么还有其他的参数吗?就是除了您刚才提到的两个。

　　谢卫刚：一个就是数据中心的基础设施的效率，用它来代表数据中心的效率。

　　记者：其他的参数?

　　谢卫刚：另外一个是电力使用的效率。实际上来说的话从业界的整个标准来说，这两个是非常典型的效率。但是至于说到其他的参数来说，我觉得它跟整个数据中心的所有涉及到的设备的参数都有关系。

　　记者：都有相关。

　　谢卫刚：这里面边的话我就提到一个参数，比如说数据中心IT负载占比例最大的部分应该是服务器。服务器其实有一个额定功率。但在服务器占用状态只有2，30%的时候呢，它实际上是一个运行功率，大部分的服务器的额定功率应该是它的峰值。这个部分会影响到数据中心实际最终的效率。因为服务器工作在不同的情况下的时候功率是不断的变化的。这种变化必然导致了IT负载所需要的功率的容量的变化。这种容量的变化最终会作用到数据中心的具体的数据中心的效率数值。就是IT负载占整体的输入功率的百分比。通常来说这个时候我们就希望数据中心里面服务器的占用率越高越好。越接近它的峰值越好。

　　因为我们大部分的数据中心是基于它的功率峰值设计。所以这个时候我会想到用虚拟化这个方法去提高服务器CPU的占用率。但是这个时候它的功率会在数据中心里面动态的变化。这个动态变化比如说早上的时候某一部分的服务器占用率很高，所以它的输入功率很高。这个是一个我刚才讲的服务器的额定功率的参数。如果我们还按照服务器的额定功率来设计整个数据中心容量的话是不科学的。你无法保证数据中心的容量值和IT负载的功率值更加接近。另外一部分来说涉及到数据中心里面的效率，也就是说，很大的因素是固定消耗里面的UPS的效率问题，这个值也会影响到，UPS效率越高，必然它的固定消耗就越少，它转化的IT所需要的功率越多，这时候我们需要考虑的是，我们在使用数据中心构建数据中心时要使用高效的UPS。

　　高效的UPS实际上来说，我们可以定义一下，最早的UPS效率最多可以得到80%或者89%，但这个值大部分是在满载的时候，当整个UPS负载只有20%或30%的时候，这个效率只有20%30%，那大部分的功率就会浪费掉，目前还有一些传统的UPS，它在这部分做了一个很大的改进，半载或者空载的时候效率有很大的提升，传统的UPS改造后最高的效率可以达到92%，半载的时候可以达到80%，或者80%以上。当然，现在最先进的UPS就是高效的模块化的可扩展的UPS，这里我必须得提到我们APS smart ps 160这个产品，它是最高效率可以达到96%，即便是在半载情况下效率也会高于92%，这可以让数据中心效率得到大幅度提升。另外一个它是可扩展的模块化的，一方面它可以降低平均修复时间，另一方面可以提高系统的可用性，让数据中心的容量设计更接近IT负载容量。刚才我提到两个参数，一个是额定功率，还有一个是UPS的效率的影响，另外还有很多的，比如说数据中心的安全级别，就是你的冗余等级，也会对最终的数据中心的效率造成影响。我想后续我们还可以通过很多的时间来交流这个问题。

　　记者：对的，今后我们还有很多的时间跟谢总交流。刚才您分析了很多如何来提高我们数据中心的效率，现在的数据中心很多效率是非常低的，根本原因您能给分析一下吗?

　　谢卫刚：这个部分的原因我觉得80%以上数据中心的效率低下主要原因是原来的设计方式或者布局方式的不合理。传统的数据中心设计的时候，大部分采用的是低密度的，防电级的制冷方式，而且在设计数据中心初期的时候，无法预见数据中心里面未来五年到十年IT负载所需功率的变化，看到未来五年、十年，会预估一个容量，这个容量在使用寿命到了十年、五年的时候都还无法达到最终设计容量值，打个比方，有一个IT负载需要20Kw功率的输入，考虑到未来五年，企业变大了，IT应用也多，数据库也多，IT访问也很多，可能考虑容量达到100Kw，传统的方法是设计100Kw，结果十年后数据中心整体的功率只增长了十千瓦，变成三十千瓦，这个时候数据中心大部分的固定消耗根本没有做任何的工作，反而还要吃粮食，消耗电力，这个部分是一个很关键的因素。另外一个部分，数据中心的电力消耗还有制冷这部分，很多数据中心的制冷设备其实应该有经济运营模式，我们叫节省智能模式，但通常我们不会把这种模式打开，或者有些厂商根本就在模式出厂时作为一个关闭的状态，这样无法让空调在节省的情况下工作。

　　另外一个气流的无序的组织也是数据中心里面的问题，因为数据中心每天都在增加IT设备，如果在数据中心里面有个机柜某一个U空间里面没有装服务器的时候，通常大家都会把那个地方空着。但这样会带来一个很严重的后果就是气流的混合，冷空气应该从机柜的前部进入到机柜里面，制冷服务器，从机柜的后部排出来。如果在一个U的空间里面没有装服务器的时候，后面的热空气就很容易和前面的冷空气混合，这样不仅对制冷容量是一个浪费，同时对电力也是一个巨大的浪费，因为空调也是需要耗电的，同时还有目前因为机房的动态变化，越来越多的送风的高架地板被线缆所阻塞了，我们布了很多线在高架地板里面，即便把空气送到打孔地板里面，因为线缆的阻隔，不能传输大量需要制冷的冷空气到服务器端。这样也对带来整个效率的低下，大部分都是采取的更大风量，把数据中心温度设定的值调的更低，结果本身不需要那么多的制冷，造成了浪费。

　　另外一种浪费是空调，因为空调是通过房间级这种制冷方式的，有的地方需要更多的制冷，有的地方不需要更多的制冷，空调还有一个功能就是排湿功能，加湿和除湿功能，因为两个地方温度不一致，有的地方需要加湿，有的地方需要除湿，结果又造成了一个电能浪费，造成电能低效还有很多的原因，还有一个重要的原因就是管理部分，因为管理不当，根本不知道哪些地方在浪费电力。甚至不知道哪个服务器，哪个UPS或者哪个制冷空调是干什么的。总结一下，就是这几个方面的原因，第一个是整个前期的规划，无序的管理，从制冷端来说是冷空气和热空气的混合，气流传输的阻塞，空调的节能模式，机架里面有一部分没有安装服务器，又没有使用盲板，最终导致了冷热空气的混合。

　　记者：非常详细，谢总非常详细的跟我们分析了数据中心低效的原因，都是非常重要的。作为全球领先的关键电源和制冷设备提供商，我们相信APC公司肯定有自己非常独特的方式来帮助我们客户优化现在的数据中心，那么谢总来讲一下如何优化我们的数据中心呢?

　　谢卫刚：我刚才谈到的是数据中心的问题，优化数据中心应该分两个部分来讲，一个是我有一个数据中心，但又没有预算把这个数据中心推倒重建，这样就涉及到数据中心的改造。有一个很重要的借鉴在于我们在改造数据中心的时候应该尽可能的利用数据中心现有的容量，对数据中心的变动也不要做大规模的改动。同时又能满足业务的需要，这是一个根本的原则。从业务的角度来说，需要高密度的设备，因为它又便宜，密度也大，又省地方，这样就涉及到在原来传统的低密度数据中心里面构建高密度应用的区域，建议的方法是在原来低密度数据中心里面插入高密度岛的这样一个方式，让高密度岛自己去为这部分动态的提供供电和制冷，这样也不影响原来低密度整个数据中心的运作，从而避免因为数据中心的改造而带来的可用性的降低。

　　另外一部分就是新建一个数据中心，新建数据中心开始容量的规划很重要，包括供电和制冷容量的规划，要准确的了解IT功率负载对容量的要求。先从业务的需求着手去了解IT所需要的参数，基于参数制定一个完整的规划，去合理规划容量。这个部分我们也确实有解决方案。而且这个解决方案对大家都是免费的。有在线的设计的工具可以帮助我们的客户如何去规划数据中心，知道数据中心里面具体需要多少容量，而且数据中心应该采取什么样的布局方式，如果在现有的数据中心里面加入一个高密度的情况下，应该按什么方式来布局这样一个高密度的区域，对于每一个供电，分配，制冷，所需要的容量都可以根据IT的要求帮助进行一个规划。最关键的是可以帮你设计一个需要的效率的值，比如说你需要数据中心的效率达到65%。这时会根据65%的这个目标，让整个数据中心在设备和规划方式的选择上面做一个权衡，最终实现高效，这部分建议大家去访问APC.com/cn的网站去了解在线使用的工具，另外在全球也有100多本白皮书，关于数据中心规划，供电和制冷设计。可以供大家下载使用。

　　记者：刚才谢总非常详细地讲解了怎样去优化我们的数据中心，而且还提供了很多免费的信息，对各位网友肯定是非常有用的。刚才谢总也提到了我们在原来低密度的数据中心情况下可以加入高密度岛，使数据中心密度提高，同时也可以实现高效率。那么想请教一下，您刚才介绍到了一个工具，使数据中心效率提高的工具，碳排放的问题也非常重要，您能给介绍现在可以使用的管理碳排放的工具有哪些呢?企业怎么根据自己的情况去选择这些工具?

　　谢卫刚：说到碳排放，我也很惊喜大家能越来越多的关系碳排放。说到碳排放也是说二氧化碳的排放，我们知道所有的数据中心都是耗电的，电力的产生，中国电力的产生80%是来自于火力发电，火力发电就必然产生二氧化碳，二氧化碳是导致全球变暖的一个重要的元凶，防止气候带来的灾难必须要防止全球气候变暖，最终要降低碳的排放，也就是二氧化碳的排放，所以说数据中心和二氧化碳的关系就是电力消耗的关系，数据中心电力消耗降的越低，二氧化碳的排放的量也会降的越低，数据中心每节省1Kw的电力，就减少了5吨二氧化碳的排放，相当于1000美金经费的节省，对于企业来说这部分钱不算什么，但对于整个社会，如果每个企业都来做这样的事情的时候就非常重要，我们有一个碳排放的计算器去帮助企业，如果数据中心的效率提升了10%的时候，对整个社会的贡献是什么样子呢，可以从马路上减少多少辆汽车，可以减少多少面积森林的毁坏，对于企业来说节约多少运营成本，甚至说节约多少电力的消耗。在线我们有这个计算碳排放的计算器。核心指标是根据数据中心里面不同效率的值，去计算出来数据中心里面能源的节省，根据美国能源部检测的数据在中国每一度电所需要的花费，每一度电产生的二氧化碳，最后是企业在运营部分的电力支出的成本，另一部分可以映射到数据中心节省了电力以后可以节省二氧化碳的排放，这个也是在线免费的工具。

　　记者：刚才谢总又给我们提供了一个免费的工具，希望大家有机会能够去使用一下，刚才谢总也提到了减少碳排放，同时也可以减少企业的成本。现在经常会提到一个词就是金融危机，当前的经济情况也不是特别的乐观，企业对于成本的使用也是非常的谨慎，提高数据中心的效率是非常重要的，但是投资回报也是企业非常关心的一个因素，那么您能给我们大家分析一下，提高数据中心的效率和投资回报之间的关系，就是企业能不能尽快看到效果呢?

　　谢卫刚：效果并不意味着带来企业运营的成本的节省就不需要花钱去买这些设备，这个是必须澄清的一点，那怎么去实现收益呢?或者说通过节省去回收前期投入的成本，主要来自于对于能源、电力的节省部分，通常来说的话一个典型的数据中心购买了全新靠近热源制冷的设备，再加上可扩展的高效率的UPS，以及按照我们相应的方式进行布局的情况下，所有购置设备的成本在四年能就能收回回报，而且这个部分在电力节省的来说，相对于传统的应用，我们在电力节省可以节省30%，甚至更高，这部分就可以帮助企业在两三年里面就能看到收益，接下来一般一个典型数据中心的寿命至少是五年，更多的情况下可能是运行十年，剩下的部分就是你的利润，可以通过数据中心高效的运营，合理的规划，同时满足对现有业务可用性要求的情况下，得到一部分利益的回报，这对所有的企业来说都是最重要的，很多公司的首行执行官或者总经理都会觉得IT部门是一个花钱的部门，如果合理的运用解决方案，对数据中心进行有效地管理，可以让IT部门变成一个盈利的部门。

　　记者：不仅仅是省钱的，而且是盈利的。那么各位网友也听到，刚才谢总跟我们分析了如果是采用新的数据中心，采用高密度的，高效率的数据中心，可以让IT部门不仅仅是一个省钱的，而且是一个盈利的部门，这是非常好的。时间总是过的很快，今天的讨论就到此结束了，非常感谢谢卫刚先生跟我们分享这么多有意义的资料，还提供了很多免费的工具和白皮书，想必今天的讨论肯定给各位网友对数据中心有了理解和了解。大家对数据中心效率问题增加了了解。如果还有什么问题呢可以通过电话或者邮件跟我们联系，我们相信谢总会给大家一个详细的回答，再次感谢谢总。

　　谢卫刚：也谢谢大家，大家有任何问题也欢迎拨打APC的技术支持热线，8008100160，谢谢大家。