从PUE入手 提高数据中心的能效

目前，PUE（Power Usage Effectiveness，电源使用效率）值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。PUE值是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值与DCIE(Data Center Infrastructure Efficiency，数据中心基础架构效率)值成反比。PUE值越接近于1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。当前，国外先进的数据中心机房PUE值通常小于2，而我国的大多数数据中心的PUE值在2-3之间。

西门子（中国）IT解决方案和服务集团数据中心运营部经理张志国表示：“计算PUE值比较简单，只要知道整个数据中心的能耗，以及通过与各IT设备相连的UPS读出IT负载的能耗值即可。但是，要想改善数据中心的PUE值，提升整个数据中心的能效并非易事。PUE值的改变可谓牵一发动全身。改善PUE值不是一朝一夕的事，而是一个持续的过程，必须持之以恒才能看到效果。”

提升数据中心能效要两手抓

若想提高数据中心的能效，一方面要不断降低数据中心的总能耗，另一方面要使数据中心绿色化，提高IT设备能耗和非IT设备能耗的比率。降低数据中心的总能耗可以从以下两方面入手：第一，降低非IT设备的能耗，比如数据中心的照明、空调.UPS等设备的能耗等，把节省下来的能源更多地用于IT设备；第二，通过一些先进的技术手段，比如服务器虚拟化、存储整合等，减少IT硬件设备的数量，从而节省IT设备的能耗。张志国举例说：“在过去几年中，西门子公司的业务量不断增加，但是整个数据中心的能耗却没有增加，这主要得益于西门子大量采用先进的虚拟化等技术手段，对原有的服务器进行整合，用1台服务器即可支持原来多台服务器上的应用，从而减少了高能耗的IT设备的使用量。”

降低PUE值有很多有效的方法，比如通过优化数据中心的制冷方式，对冷空气通道进行封闭等，可以提高制冷的效率。西门子位于北京的数据中心隔离出参观区域，参观者只能在参观区活动，不能进入数据中心的核心区，从而减少了核心区的热量。

数据中心能效优化不是一次性的，而是处于持续优化的过程中。“很多中国企业已经意识到，不能让企业在一个高能耗的数据中心环境中运行下去。”张志国分析说，“以前，大多数中国企业的技术管理人员对IT设备比较熟悉，因此对IT设备的节能比较重视，但是对IT设备之外的机房基础设施，包括基建、水、电等的节能不太了解。如今，越来越多的中国企业通过投入大量人力和物力以及购买专业服务等，不断对数据中心的基础设施进行优化。”

PUE值没有最好只有更好

从理论上说，PUE值等于1是最理想的，但实际上这是不可能实现的。那么，对于一个绿色数据中心来说，PUE值达到多少才是比较理想的呢？

美国能源局的统计表明，从全球范围来看，PUE值为2.0，表明数据中心的能效保持在一个较好的水平，而PUE值小于2.0，则表明数据中心的能效状况非常好。在中国，大部分的企业数据中心的PUE值为3.0左右。“中国企业数据中心的PUE值这么高，是历史原因造成的。”张志国分析说，“当初，许多中国企业在建造数据中心时，只是关注数据中心的可靠性和安全性等指标，而没有考虑到绿色、环保的需要。此外，中国的数据中心建设水平差次不齐，既有许多超大规模的数据中心，也有一些只有十几台设备的小型数据中心。由于规模有限，这些小型数据中心的IT设备利用率较低，因此导致PUE值较高。反过来说，正是由于现有的数据中心PUE值不是很优的，所以也给了中国企业在提升数据中心能效方面以强大的推动力，让中国企业认识到整合和优化数据中心的重要性，以及建设绿色数据中心的迫切性。”

西门子在建设北京数据中心之初，其PUE值达到2.1。经过近几年的持续改善，其PUE值已经降低到1.7。“这是持续优化的结果。西门子当时在建设北京数据中心时，就使用了很多绿色、节能的技术，使得PUE值达到2.1，这一指标在当时的中国数据中心中算是比较优秀的。”张志国继续说，“比如，我们采取封闭冷通道的方式，提高了冷空气流的效率，进而提高了空调的效率，减少了非IT设备的能耗；去年，我们对风路进行了优化和调整，即对下送风风口位置和尺寸进行了调整，从而降低了空调的能耗；此外，我们还积极采用服务器虚拟化技术对服务器进行大规模整合，从而降低了IT设备的能耗。从我们自身的经验来看，改善数据中心的能效有时候并并是不难，投入也不大，而且具有非常好的投资回报。实践证明，我们的数据中心在绿色节能方面还有很大潜力可挖。”

此外，提高数据中心的空间利用率和设备利用率，也可以明显改善PUE值。比如，将数据中心空间利用率从50%提高到80%，数据中心的PUE还会得到较大降低。

关注数据中心的整体能效

从目前情况看，许多绿色节能产品的初次采购成本较高。对于数据中心用户来说，在提高数据中心能效的同时，如何平衡初次采购成本与整体拥有成本呢？“用户必须关注数据中心的整体能效。用户在设计数据中心之初，就应该采用先进的整体架构设计理念，全面考虑采用什么样的绿色节能技术和材料，比如是否采用封闭式设计，采用何种建筑材料，用不用高架地板，采用什么样的机柜等。”张志国表示，“现在，全社会都在倡导节能环保。政府在节能环保方面会采用许多有效的手段，比如价格杠杆等，推动节能减排工作走向深入。”

在建设绿色数据中心的过程中，用户应该充分考虑一次性采购成本和整体拥有成本，从中找到一个平衡点。张志国以虚拟化为例介绍说：“我们在虚拟化方面受益颇多。通过采用服务器虚拟化技术，我们整合了大量的服务器设备，从而节省了电费，也降低了运营成本。服务器虚拟化软件的初次采购价格可能不比硬件设备的价格低，但是采用虚拟化技术以后，用户很快会看到由此带来的节省电力和降低整体拥有成本的效果。”

从咨询到设计再到建造和运维，数据中心的整个生命周期都需要有计划，并且需要动态进行调整和优化。绿色数据中心的前期设计工作十分关键，尤其是咨询和设计阶段可能会花费很长的时间。张志国表示：“未来，数据中心的发展趋势是大规模、集中化。无论是建设新的数据中心还是对旧数据中心进行改造，都要注意数据中心的可扩展性，以满足业务不断发展的需求；持续进行整合，保证数据中心的可靠、安全和高效率；采用新技术对数据中心架构进行持续优化。”