數據中心過度冷卻問題令人關注

雙擊自動滾屏發布者：精密空調發布時間：2015-08-31 11:27:04 閱讀：次【字體：大中小】

應對天氣酷熱的最好方法是盡可能少地去做；這個道理連蜥蜴都知道，所以想讓數據中心變得更冷的管理人員，采取過度的制冷措施只能是浪費能源。

然而還是有很多數據中心都在這么做，一直保持過多工作量和過度的制冷。在這個過程中，他們在浪費大量的電能，具有諷刺意味的是，這會導致全球變暖和融化地球的極地冰蓋。

磁帶時代的冷卻

數據中心的制冷歷史可以追溯到20世紀50年代，當時磁帶驅動器無法忍受高溫和高濕環境，在通過穿孔卡時會粘在一起，致使系統崩潰。而我們雖然不再處于那個時代，但目前許多數據中心仍然有過度的冷卻措施與不必要的冷卻制度，一直將數據中心的環境溫度嚴格控制在21°C（70°F）。

當ASHRAE（美國供暖學會，制冷與空調工程師協會）定義特定推薦的服務器入口溫度后，現在設定為27°C（80°F）。如今事情開始改變，并增加了更廣泛接受的可靠性套件。

如今，一些大規模數據中心注意到了這一點，并通過了運行在更高的溫度的過程試驗。但是，大多數的企業數據中心在此方面嚴重滯后。

2015年初，調查機構IDC在美國調查了404位數據中心經理，這些經理每人至少管理100臺物理服務器，并擁有平均120萬美元的IT預算。根據調查，75％的數據中心工作溫度低于24℃，只有5％的數據中心工作在27℃或27℃以上。

這些數據中心設施的PUE（能源使用效率）為2.4至2.8之間，這意味著IT設備電源的電源消耗沒有達到全部設備的60％至65％。

這兩個結果令人震驚。IDC發現這些IT管理人員在冷卻方面的支出預算為總預算的10％，在電力和冷卻方面的預算為24％。因此，各公司每年在冷卻方面的支出預算大部分可能是多余的。

其他要考慮的事實是，雖然高效的網絡規模云服務提供商獲得了媒體的關注，但他們只是全球數據中心的一小部分。至少，目前全球有一半以上的數據中心制冷過度。這些會影響全球的碳排放，而這些都是需要改變的數據中心。

偏執狂，還是只是小心？

那么，為什么數據中心的溫度還是那么低？關鍵設施咨詢的伊恩•比特林是毫無疑問知道是恐懼驅使它：“這是偏執狂的想法，人們過度規避風險。”

而下面這種說法可能更加合理，至少有一項研究發現，提高空氣入口溫度實際上增加了冷卻電能消耗。

施耐德電氣高級研究分析師維克多•阿弗拉爾對一項研究進行了描述，他比較了芝加哥、邁阿密以及西雅圖的數據中心在不同的溫度下的冷卻電能消耗量。“我們發現，高于27℃的數據中心冷卻耗費了更多的能源和資本開支。”

施耐德電氣的研究即將公布，這個結果是與一個具有標準的冷水機組數據中心進行比較的，之所得出令人驚訝的結果，也可能與系統的復雜性有關。在較高的溫度下，服務器風扇可以發揮作用，讓周圍的空氣流動消耗了更多的電能。

技術選擇

如果你看到這一點，你就需要知道你的技術選擇。我們都是從使用傳統空調壓縮機的冷卻設備，通常被稱為“直接膨脹（DX）單元”來開始認識冷卻系統的。

保持入口溫度在24°C以下是偏執狂

在大多數地區，沒有其他的方式來保持數據中心的低溫，許多人仍然認為保持低溫是必要的，在許多地方仍有DX與其他制冷方式混合，以保持數據中心極端條件。

如果用戶擁有這樣的數據中心，在考慮改變冷卻技術之前，先要消減能源法案。ASHRAE指出用戶可以提高服務器的入口空氣溫度，從而減少了冷卻電能。但如果這樣做，用戶應該知道服務器的風扇將要做什么。

如果讓入口溫度上升到27°C，服務器后面的熱通道溫度將約為35°C。因此要確保所有連接器都在系統的前面，因為沒有人考慮在熱通道設計上花費更多的時間。

其次，任何冷卻系統更有效地工作時，它是工作在高溫差（時間差）。這有些稍微違反直覺，但其基本熱力學的原則是熱差越大，驅動力更大。

這就是為什么可以很好地遏制服務器背面出來的熱風的原因，熱通道遏制裝置意味著冷卻系統的工作就是冷卻需要冷卻的空氣。

比特林表示，一旦用戶完成這一切，其DX冷卻系統會做更少的工作，就可以得到大約1.16的局部PUE（pPUE）。另外，冷凍水系統（其中制冷機組的冷卻水分配使用）的pPUE可以下降到1.12。

不建議采用DX冷卻技術

但你真的需要DX嗎？根據ASHRAE發布的地圖顯示，全球各地的氣候足夠涼爽.因此，外部空氣可用于常年來冷卻數據中心。美國大部分地區在此區域中，而在英國，其干球溫度記錄為34℃，最高濕球溫度（蒸發）為23℃。

這就是“外部空氣”冷卻，“自然”的冷卻或是“絕熱”冷卻。這些冷卻意味著不使用空調。有時將外界空氣過濾，直接通過數據中心（“直接”自由冷卻），有時設置一個二級電路（“間接”自然冷卻）。當外界溫度較高時，加入水蒸發的冷卻盤也是是必要的。

比特林表示，采取這些冷卻措施可能讓數據中心達到1.05的PUE，但也有一些并發癥。一個問題是，PUE取決于數據中心的利用率。如果有閑置的服務器，這樣可以提高效率，但絕熱冷卻有一個相反的趨勢：“在部分負荷下，絕熱變得更好，”他說。這意味著，如何負載超過一定閾值，追求更低的PUE可能適得其反。

PUE并不是一切

施耐德電氣的阿弗拉認為：“PUE是數據中心行業評判能源效率的標準，但重要的是不要盲目追求PUE。”在他給的例子中，當服務器風扇關閉時，即使數據中心整體用于冷卻電能消耗不斷上升，其效率越來越差，數據中心PUE仍會下降。

阿弗拉爾警告說，絕熱冷卻套件可能會引發可用性的擔憂。在實際的情況下，絕熱單元通常又大又重，在改造老舊數據中心時會非常棘手。而新建的數據中心會盡量將其部署在屋頂上。

當服務器變得更加溫暖時，其冷卻問題看起來很復雜嗎？這一切都歸結為保持冷靜的頭腦和精確的計算。

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