确保数据中心更环保的8种方法

在 2000 年代中期变得越来越流行之后，云计算彻底改变了数据中心行业。除了提供成本节约、安全性、移动性和可扩展性优势外，云计算还有望比其他数据存储和处理方法更加环保。通过提高效率，云运营商可以减少通常会增加数据中心碳足迹的电力和其他材料的使用。

云服务的广泛使用导致对遍布全球的大型数据中心的需求增加。结合数据的爆炸式增长，对公共云产品的需求导致 AWS、谷歌和阿里巴巴等云服务提供商蓬勃发展。

为了应对政府、行业监管机构和客户对数据中心和云运营商的可持续性日益增长的担忧，其中许多组织已经设定了到 2030 年实现净零碳足迹的目标。

据介绍，数据中心行业整体每年用电量约1500亿千瓦时，约占全球用电量的3%。因此，数据中心必须尽可能高效和可持续地运行，以消除对环境的任何潜在危害。

确保更环保的数据中心的一些方法包括：

1. 升级新装备

虽然设备可能不会被视为损坏 或需要大量维护，因为运行效率似乎是最佳的，但设备越旧，能效可能越低。对于可能无法跟上数据中心技术当前扩展和发展的遗留设备来说尤其如此。这个问题在老式数据中心最为突出，其中核心机械和电气组件，例如不间断电源系统 (UPS)、静态转换开关 (STS) 和楼宇开关设备，其建议使用寿命已接近尾声。

虽然定期维护和维修可以改善设备的功能，但随着时间的推移，设备变得不可靠且维护成本更高。同样重要的是，不仅要更换更大、更突出的设备，还要更换更小、经常被遗忘的设备，例如电容器和断路器。通常不鼓励设备升级以节省资金，但现代设备提供的效率节省往往超过它们。从长远来看，避免因陈旧和故障设备而导致数据中心停机的代价高昂的风险也更加有益。

2. 尽量减少旁路气流

数据中心的另一个对能源使用量有很大贡献的方面是冷却系统。据估计，数据中心冷却约占数据中心总能耗的一半，因此优化气流以提高能效非常重要。旁路气流是在不带走任何热量的情况下返回冷却装置的空气。这会导致冷却能力损失、冷却成本增加以及热点增加。因此，旁路气流会降低冷却系统的能效，并且需要额外的冷却来去除 IT 设备的热量。

旁路气流可以通过盲板进行管理，以改善气流、降低服务器入口温度并提高机房空调 (CRAC)回风温度。该解决方案可以减少能源浪费，从而将能源成本降低 1-2%。另一种解决方案是高架地板索环，它可以密封高架地板中的电缆穿孔，并允许在底层地板通风系统中保持最大压力，同时仍允许电缆进入外壳。另一种解决方案是在 CRAC 装置上安装高效罩，通过将装置延伸至回风室来增加暖空气的供应。这可以将冷通道温度降低 1-2 度，从而减少冷却数据中心所需的能量。

3. 切换到生态模式

不间断电源 (UPS) 可能会浪费大量能源，尽管它能够以多种模式运行以减少这种浪费。经济 (ECO) 模式是一种选项，旨在最大限度地减少与低效能源使用相关的损失，它涉及直接通过 UPS 的输入功率。在这种模式下，服务器依靠市电运行，但在断电时仍能受到保护。

然而，ECO 模式并不是一种非常流行的提高能源效率的方法，因为与噪音和其他电源问题相关的风险增加，这些问题可能会导致严重的服务器问题。许多数据中心经理不知道的是，在 ECO 模式下，旁路路径的效率为 98%-99%，而基础 UPS 的效率为 94%-97%。这可使数据中心能耗降低 2-3%。

4. 使用服务器虚拟化

服务器虚拟化涉及将物理服务器用作逻辑计算容量池。服务器被分成多个“虚拟机”，就像它们在物理上分离的机器一样运行，因为它们促进了多个系统和应用程序的操作。这是提高服务器利用率、整合空间和设备以及降低能耗的最有效方法之一，因为它减少了数据中心内所需的物理服务器数量。由于使用的服务器数量减少，能源消耗显着降低，因为对电力和冷却的需求减少。虚拟化作为空闲服务器（也称为幽灵服务器）非常有用) 据报道使用其额定功率的 50%。考虑到数据中心中多达 30% 的服务器可能处于闲置状态，因此通过虚拟化提高效率的机会是巨大的。

由于虚拟化提供了前所未有的可扩展性和灵活性，因此还有技术优势。此外，管理员需要购买、安装、配置和维护的物理系统更少，从而保持了数据中心的正常运行时间和运营效率。

5. 回收或再利用设备

除了传统的纸张和塑料回收箱外，数据中心还需要回收并可能再利用其设备，以减少设备制造过程中释放到大气中的不必要排放量。例如，自 2007 年以来，谷歌通过改造过时的服务器以避免购买超过 300,000 台新机器，从而以重复使用其数据中心设备而闻名。如果谷歌找不到过时或破旧机器的用途，它会转售这些设备，以便将其用于其他目的。一些可以轻松回收的设备包括发电机、开关设备、自动转换开关、高架地板、铜、UPS、配电装置 (PDU)等等。甚至还有Green Recycling Co等公司., 这将毫不费力地处理回收过程。

重复使用设备也是减少数据中心碳足迹的好方法。然而，许多数据中心经理将不得不改变他们对二手设备的看法，因为许多人反对这个想法。即使这台机器的成本是全新设备的三分之一，而且它的剩余使用寿命超过了设施的预期寿命，但缺乏对机器历史的了解是许多管理人员不愿意承担的风险。归根结底，这取决于数据中心经理对环境可持续性的奉献，因为重复使用设备存在风险，但如果大规模进行，影响可能是巨大的。

6. 实施绿色建筑认证体系

有许多绿色建筑认证计划可用于帮助指导、展示和记录为实现更可持续、高性能的数据中心所做的努力。最引人注目的是美国绿色建筑委员会 (USGBC) 制定的能源与环境设计领导力 (LEED) 认证。它是一套针对绿色建筑的设计、建造、运营和维护的评级体系，认证级别包括银级、金级和白金级。白金数据中心是具有最高水平的环保建设和资源高效利用的数据中心。一些特点获得 LEED 认证的数据输入包括提高冷却效率、降低能耗、使用清洁备用电源系统、使用可再生能源和绿色建筑。

虽然数据中心获得此认证不是强制性的，但越来越多的数据中心正在获得 LEED 认证，以响应人们对数据中心引起的环境问题的认识不断提高。LEED 认证的主要好处之一是许多州和地方政府作为奖励授予的税收抵免。例如，按照每平方英尺 1.80 美元的减免，一个 147,000 平方英尺的金牌 LEED 数据中心可能有资格获得 264,600 美元的 EPAct 税收减免。这也是获得相对于其他数据中心的竞争优势的机会，因为同样重视环境可持续性的客户会倾向于选择 LEED 认证的数据中心，而不是那些可持续发展努力可能没有那么突出的竞争对手。

7. 使用可再生能源

虽然上述做法有助于降低数据中心整体的能耗和碳足迹，但数据中心直接解决问题的根源也很重要。太阳能电池板、风力涡轮机和水力发电厂都是可以替代传统化石燃料的可再生能源的例子。截至 2018 年，一些最大和最知名的公司，包括苹果、亚马逊、塔吉特和谷歌，在其设施中安装的太阳能容量处于行业领先地位。

IRENA 的 2019 年报告表明，新安装的可再生能源发电容量甚至比最便宜的化石燃料发电方案便宜得多。例如，“2019 年新增的可再生能源产能中，有一半以上的电力成本低于新增煤炭。新的太阳能和风能项目也在削弱成本最低的现有燃煤电厂。” 这主要归因于使用现场可再生能源来管理需求和/或减轻高峰时段对主要公用电网的依赖。除了成本之外，可再生能源最明显的好处之一是资源极不可能耗尽或变得不可用。

8. 使用 DCIM 软件降低能耗

领先的数据中心专业人员利用数据中心基础设施管理 (DCIM)软件来监控和管理能源消耗，以促进更高效的运营。DCIM 应与上述节能方法结合使用，因为它提供了最大限度地减少能源消耗同时最大限度地利用现有数据中心足迹所需的功能和信息。

DCIM 软件允许您：

• 设计物理数据中心以提高效率。借助 DCIM 软件，您可以在物理扩建之前对数据中心平面图进行建模。这使您可以可视化地板 PDU、冷却系统元件、热/冷通道遏制和分离等的布局，以确保有足够的空间、电力和网络容量来运行设备，而不会过度配置容量。
• 通过虚拟化整合资源。服务器虚拟化减少了数据中心所需的物理服务器数量，DCIM 软件可以帮助跟踪应用程序在整合系统中的位置。它还可以帮助您可视化使用了多少物理空间以及如何将容量分配给虚拟机。
• 监控能源消耗。电力监控是确保数据中心尽可能环保的重要组成部分。通过收集直至插座级别的实时电源数据，您可以识别幽灵服务器和耗电大户。您还可以为收集的数据设置阈值，以便在超过这些阈值时通知您。
• 监测温度和湿度。内置的 ASHRAE 冷却图表和 3D 热图视频让您可以直观地了解设备可能过冷和浪费能源的位置。有了这些信息，就可以很容易地知道在不引入风险的情况下将温度设定点提高多少来提高效率。
• 促进节能行为。DCIM 软件收集的重要数据包括按客户、业务部门或应用程序跟踪的能源和成本数据。该数据可用于鼓励客户的节能行为，客户将按实际能耗付费。

汇集一切

对云计算和数据中心不断增长的需求将不可避免地导致它们消耗的能源增加，但可以通过高度可持续的方式实现。虽然数据中心是高度依赖互联网和技术的社会中极其重要的机构，但数据中心经理必须鼓励环保实践。

数据中心能效不仅对环境健康至关重要，而且还提供许多与降低成本和提高设备性能有关的好处。人们通常对更环保的数据中心实践持负面态度，因为它们看起来很复杂、耗时且昂贵。虽然按原样继续数据中心运营似乎更容易，但数据显示，绿色数据中心的成本更低，性能更高效，并且总体上对可能也重视环境可持续性的消费者更具吸引力。