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數據中心降能耗不能只顧基礎設施 IT系統才是重點

來源:每日經濟新聞 2019-10-09 15:38中投投資咨詢網 A-A+

   “不冒煙的高能耗工廠”“吃電巨獸”,如今,這些詞匯也被用來描述數據中心的高能耗問題。

  隨著國內數據中心數量急速攀升,晝夜不停運行、為用戶提供海量數據服務的數據中心正在吞噬著大量電力。

  今年7月,中國電子節能技術協會數據中心節能技術委員會秘書長呂天文曾表示,目前中國數據中心的耗電量已連續八年以超過12%的速度增長,預計2020年總耗電量將達到2023億千瓦時。

  9月12日,呂天文接受了《每日經濟新聞》記者(以下簡稱NBD)采訪,分析了數據中心能耗的問題,并給出了一些建議。他表示,目前不少地方政府都出臺了相關限制數據中心能耗的措施,以PUE值(電能使用效率)為指標來衡量能耗情況,但從技術的角度看,僅評價PUE值并不夠,降低數據中心IT系統能耗會帶來更好的效果。

  談能耗指標:唯PUE論是不全面的

  NBD:嚴控PUE能不能解決數據中心能耗問題?

  呂天文:其實控制PUE一個指標只控制了數據中心基礎設施的能效,并沒有控制IT系統的能效。IT系統能耗的加大,反而會降低PUE值,但是整體能耗可能上升了。

  這是一個挺有意思的悖論。PUE等于整個數據中心的能耗除以IT系統的能耗,比如說PUE等于1,也就是說我所有的用電都放在IT系統上面,大家便會認為你好先進好厲害。如果PUE等于2,就意味著一半電用在IT系統上面,一半用在了基礎設施上面,這個一般就認為基礎設施費電了。但如果IT系統突然變得很費電,PUE反而下降了,實際上能耗卻上升了。所以PUE只能衡量數據中心基礎設施的能效,如果只唯PUE論的話是不全面的。

  NBD:現在有衡量IT系統能耗的指標嗎?

  呂天文:現在沒有,或者說還不完善。我們今年承接了國家節能中心的數據中心能效評價技術依據課題,我們也想要研究一些針對咱們國家數據中心的評價體系和指標。

  PUE只能是作為其中一部分,它很有效果,但是它只是衡量了基礎設施這一部分的能效,實際上作為一個數據中心整體,大部分的能耗還是在IT系統上邊,那么把這大部分的能耗給放掉了,這是不完善的。

  談節能方法:北方建數據中心有環境優勢

  NBD:針對IT系統方面有什么好的節能方法?

  呂天文:從IT產品角度來看,硬件主要分成兩類:一類是服務器,一類是網絡存儲,其中網絡存儲的能耗更高一些。網絡存儲分成普通機械硬盤存儲,惰性氣體盤的存儲,還有SSD閃存盤的存儲。其中SSD閃存盤存儲可以大幅度降低能耗,能降低百分之六七十。如果用氖氣盤的話,這種惰性氣體盤也能節約10%到20%的能耗。

  服務器的話,這幾年它的能耗不降反升,因為很多服務器原來是用CPU(中央處理器),但現在用GPU(圖形處理器),同等面積來講GPU的發熱量比CPU的發熱量高很多,因為GPU的核數、計算方式都發生了變化。

  NBD:制冷系統方面有什么更先進的節能技術?

  呂天文:比如說曙光節能在研究的液冷技術,液冷能把在基礎設施里面耗能最大一塊的空調給幾乎都節約掉。如果要用純浸沒式液冷系統,可以節約整體數據中心能耗中百分之三四十的能源,這是比較顯著的。

  其次還有蒸發冷卻空調,可把壓縮機冷源這一塊的能耗給節約掉,能節約百分之一二十的能源。此外,在北方地區和高海拔地區使用氟泵型空調也可帶來顯著的節能效果。

  NBD:目前從應用看,業內哪些技術有更好的前景?

  呂天文:液冷技術是未來的冷卻技術之一,但市場需要培養,標準需要制訂。當前液冷數據中心主要用在超算中心或者部分驗證性數據中心里面。對于相對成熟的技術和產品而言,針對大規模部署的數據中心,尤其在北方地區,建議使用蒸發冷卻空調;在北方地區小規模一點的,比如說1萬平方米以下的,建議用帶氟泵的風冷型空調。氟泵空調,相當于是給車加了四驅,可最大限度地利用室外的環境因素,可高效減少能耗,減少壓縮機啟動時間和次數,節能效果非常顯著。

  在南方的話,節能手段類似,需要把整個數據中心系統進行更加精細化的處理。但整體來看,還是在北方建數據中心有更大的環境優勢,可利用自然環境冷卻的技術和手段比較多一些。

  談發展趨勢:2025年或出現能耗拐點

  NBD:預計未來幾年數據中心能耗是否還會保持高速增長?

  呂天文:得看未來幾年數據中心面積和單機柜功率的增長情況。從現在的狀況看,我預計2025年之前還是要持續增長的,但是2020年到2025年,我認為會有一些新技術的爆發。這些新技術的爆發很可能就會把數據中心整體能耗給拉低,一旦節約的能耗超過增加的能耗,就會出現能耗拐點。

  其中,IT系統方面主要是以SSD這種閃存去替換原來機械硬盤的存儲,這會極大減少能耗。制冷方面則是液冷,還有蒸發式冷卻空調會爆發,能極大減少基礎設施的能耗。如果這兩類技術疊加,新建的數據中心能耗可能只是現在同等面積、同等功率數據中心能耗的百分之五十,這樣節約的能源就很多了。

  NBD:國外科技巨頭,像微軟、Facebook為減少冷卻成本,會把數據中心建在水下、北極圈旁,您怎么看待這些方式?

  呂天文:無論是微軟也好,亞馬遜、谷歌、Facebook也好,他們不是專門做數據中心的,他們只是拿數據中心為自己使用,不具有推廣意義和價值。

  從技術的角度看,他們大部分的數據中心都不具有普適性,不具有推廣價值和意義。它(數據中心)建在冰川里,建在海洋里,建在沙漠里,你復制不?而且意義也不大。

  所以說,國內搞技術的千萬不能被他們給帶偏了。因為對數據中心來講,首先是可靠性,然后才是可用性。不能為了突出數據中心系統的創新性來減少可靠性,不然只能是偽創新,除了吸引眼球之外,意義和用處不大。同時要考慮到我們技術的普適性,普適性的技術才具有推廣意義。

關鍵詞:數據中心 IT
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