节能数据中心优化布局的必要性和可行性


1数据中心概述

数据中心是一个聚集了大量服务器、存储设备、网络设备等IT设备的场所,是实现数据信息的集中处理、存储、传输、交换、管理等业务的服务平台。从物理层次看,数据中心主要由IT设备、配电系统和空调系统3部分构成。IT设备用于数据处理(服务器)、数据存储(存储设备)以及通信(网络设备),是实现数据中心功能的核心部分。配电和空调系统用以保障IT设备系统的正常运行。配电系统用于直流与交流转换,并确保为IT设备提供可靠的电源。空调系统保证IT设备在正常的温度和湿度下工作。

数据中心的发展大致经历了几个阶段。早期,计算机领域巨大的计算机房是数据中心的雏形。20世纪90年代,客户端/服务器的计算模式逐步普及,服务器开始被单独放置,数据中心开始流行。21世纪初,随着互联网的发展,互联网数据中心(InternetData Center,IDC)快速兴起,所能提供的服务不断升级。近年来,气候变暖、能源紧张等问题,使数据中心面临着降低能耗、节约成本的严峻挑战,数据中心节能受到前所未有的关注,“绿色数据中心”的概念应运而生,并将成为数据中心新的发展方向。

2我国数据中心用电迅速增长且布局不尽合理

数据中心用电由IT设备、空调系统和配电系统用电3部分组成。IT设备用电约占数据中心总用电量的50%,其中服务器占40%左右,存储设备和网络通信设备各占5%左右;空调系统用电约占40%;配电系统用电约占10%。

近年来,随着国民经济和社会信息化的快速推进,我国数据中心电耗迅速增长。研究结果表明:2009年,我国服务器保有量约为366万台,数据中心总耗电量约为364亿kWh,占全社会用电量的1%.预测结果表明:未来10年里,我国数据中心很可能呈现爆发式增长。倘若未来数据中心电能利用效率仍维持在目前的水平,2015年我国数据中心用电量将达到1 000亿kWh左右,大体相当于三峡电站一年的发电量,2020年将超过2 500亿kWh.目前,我国数据中心大多集中于北京、上海、广东等电力资源紧缺、电价较高、室外温度较高的地区,一方面加大了当地供电压力,增加了运行成本,另一方面,布局过于集中也埋下了安全隐患。加强数据中心节能和需求侧管理,合理优化布局,是建设资源节约型社会的现实和迫切需要。

3数据中心具有可观的节电潜力

3.1数据中心总体节能潜力

IT行业通常用“电能利用效率”(PUE,指数据中心总用电量与IT设备用电量之比)这一指标来评价数据中心的能效水平。目前,我国各类数据中心的PUE大多在2.0-2.5之间,平均2.2左右,少数采用了节电技术措施的降至1.6-1.8,表明我国数据中心用电具有可观的节电潜力。