可持續(xù)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的節(jié)能設(shè)計(jì)策略

在當(dāng)今的數(shù)字時(shí)代，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為支持各行業(yè)企業(yè)發(fā)展的高性能引擎。過(guò)去十年，數(shù)據(jù)中心增長(zhǎng)迅速，其占地面積超過(guò)800萬(wàn)平方英尺。預(yù)計(jì)未來(lái)十年將需要近5吉瓦的能源，這將導(dǎo)致全球能源資源的大量使用，并產(chǎn)生大量的溫室氣體。

目前，數(shù)據(jù)中心行業(yè)占全球能源消耗的近1%。在能源危機(jī)、持續(xù)的氣候變化和全球變暖，以及可能的可持續(xù)性監(jiān)管合規(guī)要求的背景下，組織必須討論和實(shí)施當(dāng)前數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的節(jié)能和可持續(xù)的解決方案和替代方案，并努力創(chuàng)建一個(gè)更綠色的未來(lái)。

節(jié)能的IT硬件和物理基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)

IT硬件能耗是節(jié)能設(shè)計(jì)的重中之重，因?yàn)槠鋵?duì)物理基礎(chǔ)設(shè)施的能耗具有級(jí)聯(lián)效應(yīng)。IT能源消耗很大程度上取決于利用率水平。虛擬化旨在通過(guò)允許多個(gè)虛擬服務(wù)器在單個(gè)硬件上運(yùn)行，從而在同一硬件上運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用，從而解決IT硬件利用率不足的問(wèn)題。其還有助于減少數(shù)據(jù)傳輸、復(fù)制和重復(fù)處理所花費(fèi)的時(shí)間和精力。還可以在單個(gè)物理服務(wù)器上處理大量數(shù)據(jù)，不僅優(yōu)化IT硬件的能耗，還可以降低電力和冷卻的容量和能源需求，減少電子垃圾和物理空間。另一種提高IT硬件能源效率的設(shè)計(jì)實(shí)踐是通過(guò)分層存儲(chǔ)優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通過(guò)適當(dāng)?shù)母轮芷谡鲜褂眯乱淮?wù)器的IT硬件，啟用電源管理功能，指定IT硬件的高效電源模塊，推廣使用直流服務(wù)器。

為IT設(shè)備的電氣和熱負(fù)荷調(diào)整數(shù)據(jù)中心的規(guī)模需要仔細(xì)規(guī)劃。在構(gòu)建數(shù)據(jù)中心時(shí)，采用模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)需求靈活擴(kuò)展。這種可擴(kuò)展性確保僅在需要時(shí)分配資源，從而防止過(guò)度配置和能源浪費(fèi)。隨著需求的增長(zhǎng)，可以逐步添加新模塊，從而避免需要為不必要的空間或設(shè)備供電和冷卻。

液體冷卻等替代方法通過(guò)利用環(huán)境自然冷卻來(lái)提供更可持續(xù)的節(jié)能冷卻系統(tǒng)，減少甚至有時(shí)消除電動(dòng)壓縮機(jī)的使用。然而，目前大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都使用風(fēng)冷服務(wù)器。優(yōu)化空氣溫度和濕度控制的供應(yīng)，使用氣流協(xié)議進(jìn)行空氣管理，使用熱/冷通道氣流遏制來(lái)優(yōu)化氣流，使用帶變速風(fēng)扇（EC風(fēng)扇）的計(jì)算空調(diào)，安裝變速風(fēng)扇高速冷卻器和泵以及優(yōu)化冷凍水溫度是降低能耗的一些節(jié)能冷卻策略。

在升級(jí)和維護(hù)數(shù)據(jù)中心時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可以選擇在更新、更節(jié)能的型號(hào)出現(xiàn)時(shí)立即升級(jí)設(shè)備，或者選擇可使用更長(zhǎng)時(shí)間，且在使用壽命結(jié)束時(shí)可以更有效回收的型號(hào)。

通過(guò)清潔能源替代品減少碳排放

集成可再生能源替代方案是提高數(shù)據(jù)中心可持續(xù)性的重要組成部分。太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芎退Πl(fā)電是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商在全球投資的主要可再生能源。

目前，這些可再生能源由于其間歇性，確實(shí)給數(shù)據(jù)中心的可用性帶來(lái)了挑戰(zhàn)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這些能源產(chǎn)生的能量可能會(huì)隨著時(shí)間、天氣和季節(jié)的變化而變化。隨著時(shí)間的推移，可再生能源技術(shù)的不斷創(chuàng)新將解決這些挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，核能也可以作為數(shù)據(jù)中心的一種有效的清潔能源替代品，因?yàn)槠涫且环N碳足跡最小的可靠能源。

使用可再生能源時(shí)，電網(wǎng)電力的有限可用性也可以通過(guò)建設(shè)分布式模塊化數(shù)據(jù)中心來(lái)解決，這種數(shù)據(jù)中心可以以更靈活、更高效的方式利用可再生能源。

通過(guò)軟件解決方案提高工作流程效率和數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)

降低數(shù)據(jù)中心能耗的一種方法是優(yōu)化工作流程、任務(wù)管理和效率。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理(DCIM)系統(tǒng)可以提供有關(guān)能耗、溫度、設(shè)備性能等的實(shí)時(shí)見(jiàn)解。通過(guò)這一點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)商將能夠識(shí)別效率低下的地方，優(yōu)化設(shè)備布局，并更有效地規(guī)劃產(chǎn)能擴(kuò)張。在DCIM中使用人工智能將通過(guò)預(yù)測(cè)分析提高冷卻效率、降低維護(hù)成本并延長(zhǎng)使用壽命、改善數(shù)據(jù)中心環(huán)境并幫助數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)人員。

為了提高數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)性，電力使用效率(PUE)已成為評(píng)估數(shù)據(jù)中心能源效率的廣泛認(rèn)可的指標(biāo)。定期監(jiān)控PUE，并對(duì)其進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試，可以幫助數(shù)據(jù)中心確定需要改進(jìn)的領(lǐng)域，并隨著時(shí)間的推移跟蹤其在提高能源效率方面的進(jìn)展。DCIM使用PUE數(shù)據(jù)，使運(yùn)營(yíng)商能夠識(shí)別未充分利用的設(shè)備，跟蹤能源趨勢(shì)，優(yōu)化資源分配和容量管理，在熱運(yùn)行容差范圍內(nèi)從微觀層面改善IT設(shè)備的環(huán)境條件。此外，PDU可以配置功率上限機(jī)制，限制服務(wù)器的最大功耗，并通過(guò)負(fù)載平衡、遷移和節(jié)流優(yōu)化以最高效工作負(fù)載運(yùn)行的IT硬件的能源需求。

加強(qiáng)對(duì)可持續(xù)性、碳減排、氣候變化以及電網(wǎng)電力有限導(dǎo)致的能源成本增加的監(jiān)管，將要求未來(lái)對(duì)能源和可持續(xù)指標(biāo)提出更嚴(yán)格、更透明的報(bào)告要求。

邁向可持續(xù)的技術(shù)驅(qū)動(dòng)的未來(lái)

隨著數(shù)據(jù)中心行業(yè)的不斷擴(kuò)張，其能源需求也相應(yīng)增加，對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)的需求將變得更加迫切。通過(guò)有效的資源分配、可再生能源的采用以及高效的軟件和硬件解決方案的實(shí)施，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商可以為更加可持續(xù)的數(shù)字未來(lái)鋪平道路。

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