六種使數據中心更高效的方法

直到最近，許多機構都沒有斟酌他們的數據中心基礎設施已不止1個10年了。只要有足夠的空間來容納新的服務器機架，現有的冷卻和電力能力和容量暫時還可以滿足新增加的需求。但是，隨著計算能力需求的不斷增加，現在這類狀態不會保持很久，由于在不久的將來，就會出現電力供應得緊張。

據市場調研公司IDC(CIO.com出版商的1個姊妹公司)的調查結果，在數據中心經理所關心的事情中，容納和運行服務器所需要的計算機支持基礎設施是僅次于價格的第2大問題。IDC公司的高性能計算研究部副總裁SteveConway說，“在幾年前，這些問題是排在第12位的，這意味著，在那時它們根本就是不被重視的問題。”

　　這1狀態的改變，優先反應了技術的變化和處理能力需求的急劇增長。虛擬化和多核處理器使我們能夠在1個很小的地方擺放更高密度的計算能力。所有類型企業與日俱增的核心業務處理，對電腦計算依賴的程度的提高，推動企業把愈來愈多的計算機機架放到它們現有的數據中心。與此同時，Gartner預測表示，到2008年底，世界上1半的數據中心的基礎設施將不能滿足最近幾年來的高密度的裝備對電力和冷卻的要求。

這些變化帶給像我自己這樣的(在1個高端科技超級計算機中心的管理者)主流數據中心的管理者，在今后的10年里要面對的1些問題：如何正確選定基礎設施支持裝備，如何優化冷卻為高密度服務器機架服務，如何平衡數據中心的效力與業務需求，和如何跟蹤所有的可能影響履行成敗的細節。

我工作的數據中心(設在美國陸兵工程師研究與發展中心(ERDC)的國防部超級計算機中心)，正處于1個為期兩年的、對數據中心的基礎設施，進行完全完全地檢查進程中。設計1個新的數據中心或改造1個舊的，是1個復雜的進程，但以下的6個想法，可讓您在開始這項工作的早期，就保持1個正確的方向。這6個想法是根據在過去的10年里我們的經驗總結出來的，并且是在陸兵工程師研究與發展中心正在進行的基礎設施現代化的進程中遭到實地檢驗的。

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1 決定您是不是真的需要自己的數據中心

　　愈來愈多的計算機基礎設施是1項具有挑戰性的，投資昂貴的進程。在您決定下次升級前，1定要問問自己，“我是真的需要自己的數據中心嗎?”

　　1個最小的基礎設施將包括電源開關裝備和發機電。但是，幾近沒有1個數據中心的基礎設施僅僅就是這么多。還要增加容錯功能，包括電池或飛輪的不中斷電源(UPS)、后備供水(以防萬1您的市政供水中斷)、冗余組件、乃至多是多個獨立的商業供電的接入。然后，你必須保護自己免受火災和自然災害。1旦數據中心的建成，你需要雇人來監測和保護它。

　　正如Amazon公司首席技術官(CTO)WernerVogels在最近的“下1代數據中心會議”中表示：除非你是在1個具有高效力的行業，運行數據中心的本身就可以直接得到回報，否則，在他人的數據中心運行您的利用程序可能會更好。

這個解決方案不見得對每一個人都是正確的，但是，當公用事業費用上升和緊縮基礎設施的需求不斷增長時，它最少是值得斟酌的。

2 權衡綠色設計的本錢和效益

　　本錢和消費的上升，使得對電力的關注推到數據中心計劃的前面。如變壓器，電線，冷卻系統和UPS，都存在著很大的的、固定的電力消耗，在電力到達第1臺服務器之前將有效功率切割掉1部份。

GreenGrid(綠色網格)，1個旨在提高數據中心能源效力的信息技術公司的協會，推薦通過去除冗余的組件來公道精簡基礎設施，僅僅安裝您需要的、使數據中心目前能夠滿足運行的裝備。跟據該組織的《節能數據中心指南》，公道精簡基礎設施可以節省多達百分之510的電費。

　　但是，還有1個日漸衰老的能源故事，在數據中心的升級計劃剛剛嶄露頭角時，美國的公用事業基礎設施已開始顯示出衰老的跡象，由于，電力供應似乎總是有問題。

　　在Minneapolis的大橋坍塌和近10年內最初幾年的大范圍停電，這些都是國家的重要基礎設施迅速降落的征象。2003年8月14日，停電造成GreatLakes附近，大約5000萬人沒有電力供應，像這樣的事件預計在未來幾年內，將變得更加普遍，除非采取重大措施來抑制需求，并增加老化電網的可靠性的能力。

　　根據最近的1份北美電力可靠性委員會(NorthAmericanElectricReliabilityCouncil)的關于長時間電力可靠性的報告指出，在未來10年，對電力的需求預計將增長19%，但是，發電能力預計將僅能增長6%。這意味著供電的余量正在降落，每一年激增的需求或區域性氣候事件，極可能比以往任什么時候候都更容易造玉成國各地的停電事故。

　　隨著在短時間內，市政電力中斷的可能變得更加頻繁，數據中心管理人員應當積極地設計自己的基礎設施以保證電力的可靠性，包括冗余電源散布和發電系統，以避免在商業電力中斷時，系統出現故障。

明顯，你需要將你的基礎設施設計成盡量地高效力(乃至可以把基礎設施的高效力當做設計要求)。但是，電力分配基礎設施節能的程度將取決于機構對延續可用性和增加能力的本錢評估。例如，在ERDC，我們的超級計算任務需要非常強大的電腦可用性。我們的電力分配基礎設施包括：有冗余的開關、電池和發機電。這些使我們能夠在進行平常保護時，不用中斷運行。在組件產生故障時，也能夠繼續長時間地緊急運行。這些冗余的裝備雖然增加了我們固定的電力消耗，但是也斟酌到我們的業務不能中斷的需求。

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3 通過設計到達“緊密結合冷卻”并提高靈活性

　　電腦在兩件事上是非常有效的：處理數字和將電力轉為熱量。進入數據中心的電量，大約有百分之310在服務器內轉變成熱量。

　　傳統的做法是，用設施之外的大型冷卻機組冷卻水，然后將冷卻水注入到在機房地板上的電腦室空調(CRAC)裝置。這類做法實質上是使全部房間充滿冷空氣，但針對具體的熱源點，只提供了非常小的靈活性。

“緊密結合冷卻”的概念已流行于超級計算中心多年了，我們發現它是有效力的和有效率的。這個想法是把冷卻放在非常接近熱源的地方，目的是刪除熱源。這類做法可以有針對性地冷卻和控制熱源點，并能縮短空氣路徑，比將冷空氣移動到全房間需要更少的風扇電力。“緊密結合冷卻”可使機架密度到達通常情況的4倍。根據客戶提高機架密度的需求，所有主要服務器廠商現在都能提供合適“緊密結合冷卻”的配置。

　　有許多基于“緊密結合冷卻”解決方案的機架和芯片。例如，有將冷卻裝置安裝在1個機架內，橫靠在服務器機架側面的設計，或將其放置在每一個機架的頂部的“自上而下”的冷卻辦法。也有的解決方案直接將冷卻水提供到機架的后門，或將冷卻器放置在機架的抽屜內，與電腦抽屜交錯安排。

　　以芯片為基礎的冷卻解決方案有兩個基本的情勢。最簡單的是將冷卻水輸送到1個或多個位于服務器的熱源上方的冷卻器中。更加復雜的系統使用惰性液體，直接將其利用于服務器芯片的閉環系統。雖然這項技術最近才被通常的服務器采取，但超級計算機行業1直在使用這項技術，已幾10年了。2006年，ERDC的超級計算中心在它的1些Cray超級計算機上使用了芯片級的汽化熱交換冷卻系統。

　　所有這些方法都要求冷卻水的管道恰好到達計算機機架，你需要在設計你的數據中心的管道時，斟酌好這1點。如果將冷卻水移動到數據中心的核心區域的這類想法使你的心跳停止、非常懼怕的話，這里有大量的、如何最大限度地減少風險的工程方面的知識可讓你放心。你需要采取措施包括：使水管在抬高的地板下面盡量的低位置，安裝檢漏儀，將電與水管管道隔離，并提供泄漏控制功能裝置，如重力排水管道及接漏水盤。

4 地板磚方面的斟酌也不容忽視

　　如果您沒有計劃或不能計劃“緊密結合冷卻”，這里依然有1些你可以采取的措施，來提高冷卻效力。

　　盡可能減少在機房抬高地板下的電纜和管道數量。這是空調裝置(CRAC)正在使用的空間，空調裝置把冷空氣推向您的計算機，并且，如果你能最大限度地減少冷空氣在活動進程中與電纜和管道相遇的中斷，那末，用于冷卻的能源效率將可以大大增加。盡可能減少地板下的障礙物，也能夠幫助消除數據中心的熱源點。

　　另外一個措施是：你可以是拜托流體動力學研究機構對數據中心進行研究，或購買您需要的軟件，自己履行該項研究。這類方法使用了1個計算機模型來摹擬圍繞數據中心的氣流，可以幫助您找出冷卻問題的緣由和解決辦法，包括穿孔地板磚的最好鋪設位置。

幾年前，ERDC超級計算中心采取了這類方法，以確認我們取得了冷卻系統的最大能力。在數據中心，穿孔地板磚常常只是鋪設在服務器機架冷通道的前面。數據中心的綜合領導PaulaLindsey說：“使人驚訝的是，最有效的穿孔地板磚的鋪設并不是總是在機器的前面。”在流體動力學的研究表明，我們需要在1些地板磚上，增加穿孔直徑，在關鍵位置上，讓更多地線纜和管道通過。

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5 將支持裝備移到外面

　　正確選擇您的計算機基礎設施支持系統的位置將提高數據中心能源效力，并讓您在將來更容易擴大范圍。其中，您可以采取的最重要措施之1是：盡量地將電源和冷卻裝備移到數據中心之外的地方。事實上，如果你有空間，1個好的辦法是，將這些裝備的大部份移到建筑物之外的地方。

　　下面是1個例子。對在ERDC的1個新的超級計算中心，我們需要1個短時間安裝以獲得2兆瓦的額外電源。我們發現，需要添加的UPS和發機電裝備，不合適安裝在放置其余電力基礎設施的這個建筑物內。在10年前，我們的數據中心選址在1個峻峭的山坡和道路之間的區域。其解決方案(將裝備放置在室外由切割山坡構成的平地區域)是非常昂貴的，并在日程已很緊急的情況下，這將增加時間延誤。

　　我們新的長時間設計是，將這些組件的大部份放置在建筑物之外的1個模塊化新計劃出的公用設施區域。負責履行升級的工程師GregRottman說：“當我們需要擴大范圍時，這類將裝備的移動，消除建筑物圍墻對我們的限制，并在最少另外一個10年內，應當能夠提供給我們靈活性，滿足我們擴容升級的需要。”

將傳輸和外部裝備移到室外也有益于環保。在今年早些時候發表的1份報告中，GreenGrid(綠色網格)發現，進入數據中心的電力在電力輸送的單元、UPS裝備和開關裝備中，高達百分之2105轉換成為熱量。將這些裝備的移到數據中心之外，如果可能的話，移到建筑物的外面，這會下降您的整體能源消耗，由于不再需要能量來消除移走由這些裝備所產生的熱量。

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6 電源管理的監控

　　你知道您的數據中心使用了多少電力嗎?您的服務器用電量比供應商所說的用電量是多了，還是少了?明年裝備升級的耗電量與您的設施電容量是否是很接近?

　　1個用于電源和冷卻系統基礎設施監測的系統，必須是你對數據中心任何升級計劃的1部份。對能源使用積極的管理和監控將幫助您計劃未來和評估您為提高數據中心的能源效力所采取措施的有效性。

　　對要說服不直接收理數據中心業務的高級管理人員，讓其投資數據中心的升級，可以說是1種挑戰。您可以1點1滴地，在可以負擔得起的情況下，逐漸建立數據中心的電源監控系統。并視察節儉能源和提高效力的措施是不是有效和成心義。這將有助于您建立1個長遠電源改進評價體系，并更有效地計劃未來。

本文關鍵詞：秦安、Kinan 、 kvm切換器、 kvm 、 LCD KVM

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