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五大策略助力现代数据中心设施升级

老龄化数据中心可能已无法满足不断发展的技术对能源、冷却和架构的需求,但有时间或者能力建造新数据中心的企业却屈指可数。

幸运的是,企业可以通过花上一点费用或者免费对设施进行改造,来延长这些数据中心的工作寿命。数据中心升级可以让企业业务符合新标准,并改善现有架构对新技术的匹配度,提高性能和能源利用率。

有五项修复和数据中心升级变更策略可以延长老化设施的服务期限。

提升数据中心运行温度

数据中心的工作温度长期以来都被业内神话,并有各种传说流言,但经由美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASRAE),数据中心并不需要像储存冻肉一样将温度调得很低。现代服务器和其他计算设备可以在相对较高的温度下稳定运行。

2008年ASHRAE文档建议一级数据中心设备的工作温度范围在65至80华氏度。2001年的建议文档更新企业级服务器可允许的工作范围在59至90华氏度,设计完善的服务器和其他设备允许的温度范围则在41至113华氏度。

根据ASHRAE标准调高数据中心温度和运维温度不会产生费用。可以为现有的机械冷却系统节约不少硬件磨损开支。此外,温度范围的调整同样使得考虑是否存在现有冷却系统的替换或扩展的冷却方案规划(至少在的某些时间段),如采用自由空气或空气或水省煤器,这些是当年数据中心初建时可能没有考虑到的冷却方案。

升级服务器和系统以获取更高集成度与效率

服务器是数据中心能耗大户,其中又以内存和CPU为重。组织可以通过升级到更高效的服务器来显著节约能源,随着普通技术更新周期不断演进,设备的性能已经有了非常大的提高,如果预算足够,甚至可以考虑采用如Cisco统一计算系统(UCS)来提高能源利用率。

“厂商已经在包括刀片服务器、UCS和其他基础设施系统的功耗和运行性能上获得了重大进展,”Chris Steffen说,他是Kroll Factual Data的首席技术架构师,“而且几乎所有的新服务器都比初期类似独立黑匣子的机架式服务器易于管理”

例如,使用Intel双核Xeon7130M的旧型服务器将消耗150瓦能源,而使用Xeon L7455六核处理器的现代服务器最多只消耗65瓦能源,数据中心内的服务器通过更多核心获得更高计算性能,但处理器消耗占能源总开销的一半以上。新型服务器还提供了改进的冷却部件,如变速风扇,并结合的省电模式,减少能源使用,进一步减少开支。

而且还有其他的考虑。较新的服务器可以提供更大容量的内存,允许服务器虚拟化,相比早期服务器,可以提供更高的整合。这意味着相同数量的计算工作可以在更少的服务器上实现,节约设备投资,并只产生一小部分热量需要数据中心冷却系统处理。

变更系统和机柜布局来提高能源和冷却效率

仔细看看数据中心设备当前的布局,并需找方法来提高功率和冷却效率。

假设你有一个传统数据中心,里面有个很大的机房,由空气制冷单元(CRAC)对房间进行冷却。现在想想服务器已经全部更新为新款产品而且整合项目后,服务器数减少了75%.在本例中,服务器数量变为先前的1/4,这可能需要对现有的服务器进行重新布局,使用更少的机柜并设法提高冷却效率。空气制冷单元在这里存在限制,需要调整来匹配已降低的冷却要求,还可以开始寻找可行的替代技术。

“并排式冷却方法会更加有效,” Robert McFarlane、Shen Milsom 和 Wilke LLC公司的负责人说,该公司位于纽约,从事顾问和技术设计,“冷却可以定位到具体问题点上,这样可以确保装修调整会朝着最终目标发展。”

在其他案例中,地板送风可通过复用地板下的电线、网线和冷却水线槽进行冷却,利用率也可能更有效。

设计不当,杂乱无章的布局可能阻碍冷却空气分布,使得冷却装置需要消耗更多能量来实现效果。此外,任何含水的系统和设施都增加了破坏电气线路和网络布线的潜在风险,所以很多企业选择将电线与网线的布置放到机柜顶上,将水线放在地板下,甚至还可能升级网络布线来满足未来带宽改进的需求。

不要小看机柜自身空间占用。例如,完全填充机架可以以更小的空间承载更多设备,让所有设备的冷却更有效。而且某些机柜可能深度不够,无法放置新型计算设备。这样可能造成布线混乱和空气流问题。

“数据中心混乱的原因大部分是因为新型服务器更深,需要长线连接,而原来的机柜无法放置这类服务器,”McFarlane说,“所以他们会把机柜门打开,线缆牵出来,空气流被阻挡了。”

考虑补充或者替代的冷却方案

机械加热、通风和空调(HVAC)系统是现代数据中心的主流配置,但它们同样是昂贵,能耗大,在数据中心可用性上还有潜在的单点故障问题。如果冷却系统发生故障,数据中心可以在几分钟之内过热。

数据中心修正的方式往往侧重于补充或利用其他设备和方法取代传统机械式冷却,同时提高数据中心运行温度,抑制设备蔓延,减少设备数量。

替代传统冷却的热门方法包括冷却水热交换器(水节能器)、蒸发冷却,甚至免费空气冷却(空气节能器)。

PTS数据中心解决方案公司正在改造其冷却方式,使其更为高效。“我们正在升级一个非常有效的冷冻水冷却系统,采用并排的方法。”PTS总裁Peter Sacco说。

然而,这些方法需要可以支持这项任务的环境资源,这些资源需要能够满足数据中心一年中大部分时间的使用标准。例如,采用冷湖水源带动水省煤器,需要在附近有一个湖。在许多情况下,这些替代方法被作为传统HVAC的补充方案,降低运行时间和能耗需求。

需要继续使用HVAC的组织,需要重新审视系统的能力与效率。潜在问题是,一个大型,老化的HVAC系统及时很少使用,运行效率也十分低下;降低传统HVAC系统的冷负载,实际上可能花费更多,而且更难维护。这意味着提高工作温度和减少计算机设备数量后,只需要一个更小的冷却系统可以支持制冷需求。

“这通常意味着升级CRAC或[机房空气处理器]单元与变速风扇,而且很可能使用电子换向电机和插头风扇来替代离心风扇,”McFarlane说,“这些调整将在能源效率和散热效果上取得很大的进步。”

考虑配电器的可用性与可靠性问题

数据中心运行的业务必须保证始终可用,所以需要考虑备用电源系统和备用电源设备的容量。

升级不间断电源(UPS)到新型号可以提高UPS能源利用率,提供更智能的电力监测与测量功能,更易于配合数据中心基础设置管理方案。

“当UPS被替换,新的系统更为高效,而且其还可能成为一个冗余[N+1]的配置,甚至还可能是模块化的解决方案,可以根据需求增加容量,” McFarlane说。他警告说,电力设备升级可能会更广泛地影响到旧建筑的布线和机柜配电单元升级。

升级机柜的配电单元(PDU)也是一个好的实践方法,升级后可能获得更加智能的电源管理功能,以及机架温度和湿度监测。将UPS和PDU一起升级,组织可以通过收集能源使用数据,结合数据中心电力成本,做出更明智的决策。

,考虑数据中心电源的可用性。

老化、不可靠或负担过重可能对输电网造成影响,组织可能会考虑本地的热力自发电方案来确保不间断电源。传统柴油发电机迅速让位给更高效和环保的替代品,固体氧化物燃料电池,如Bloom能源服务器或太阳能电池阵列也可以产生一定量的本地电力。如果站点无法安装本地热电设备,那么可以考虑与当地的热电供应商联系,签署电力补充协议来获得备用供电。

这些仅仅是当前指导如何翻新老化数据中心的战术,还有无数其他方面的问题需要考虑,这取决于自己组织的实际情况与业务目标。也许最重要的(也是被忽略的)问题是,在改造数据中心前,请咨询有丰富经验的顾问,以达成延长IT设施寿命的目标。这些专家可以帮助您识别措施,为企业谋取的利益,还可以帮助解决改造装修过程中的技术、法规以及检查等问题。