什么是綠色數(shù)據(jù)中心?綠色數(shù)據(jù)中心應(yīng)該參照什么樣的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計?目前，這些問題都還沒有一個標(biāo)準(zhǔn)的答案。行業(yè)內(nèi)對此的認(rèn)識也不夠深入。以前的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)主要針對計算機(jī)信息中心，而機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)只是針對基礎(chǔ)設(shè)備層面的技術(shù)需求提出的�，F(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心不但涉及計算機(jī)設(shè)備，還要應(yīng)對存儲管理和應(yīng)用軟件等方面的挑戰(zhàn)。為適應(yīng)數(shù)據(jù)中心新的發(fā)展形勢，國家有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)盡早出臺綠色數(shù)據(jù)中心的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以此來指導(dǎo)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。

數(shù)據(jù)中心存在的問題

綠色數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)中心發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。它涉及數(shù)據(jù)中心的方方面面，包括整體建筑、機(jī)房、空調(diào)、UPS、服務(wù)器等設(shè)備以及應(yīng)用系統(tǒng)和管理效率等。能源緊張是世界性的一個問題。建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心的一個主要目的也是為了降低能耗，這也符合整個社會發(fā)展的潮流。降低能耗是企業(yè)在每一個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)必須關(guān)注的問題，也是提高企業(yè)成本競爭力的有力保障。在確保業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)營的同時，降低IT長期運(yùn)營成本是每一個現(xiàn)代企業(yè)的任務(wù)。那么，當(dāng)前企業(yè)的數(shù)據(jù)中心主要面臨哪些方面的問題呢?

第一是物理環(huán)境層面的問題。物理層面主要包括機(jī)房、UPS、布線、監(jiān)控、空調(diào)等。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心普遍存在局部過熱導(dǎo)致系統(tǒng)宕機(jī)的問題。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心因設(shè)計不合理，制冷系統(tǒng)不能按實際設(shè)備的需要進(jìn)行分配，導(dǎo)致總體能源浪費(fèi)高且存在局部過熱的問題;機(jī)房空調(diào)設(shè)置不合理，沒有采用機(jī)房專用的精密空調(diào)，而是直接采用了家庭舒適性空調(diào);電源線纜布放過細(xì)，存在重大的安全隱患;由于沒有配備保障電源，機(jī)房的設(shè)備安全運(yùn)行無法保證。

第二是IT設(shè)備層面的問題，主要涉及服務(wù)器和存儲設(shè)備等。為了解決這些問題，可以采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)或提高芯片的性能能耗比等。數(shù)據(jù)中心的電力密度在過去幾年增長了數(shù)倍。在美國，1992年每機(jī)柜的功率為2.1千瓦，到2006年，每機(jī)柜的功率達(dá)到14千瓦。很多企業(yè)經(jīng)常因電力限制而無法充分利用機(jī)柜空間。處理器能力的飛速提高，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施電源需求大幅增加。人們既要用電力來驅(qū)動系統(tǒng)的運(yùn)行，又要用相當(dāng)多的電力來驅(qū)動空調(diào)，以達(dá)到冷卻的效果。

第三是數(shù)據(jù)應(yīng)用管理層面的問題，主要涉及應(yīng)用系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫。為了解決這些問題，可以實施應(yīng)用系統(tǒng)的整合和信息生命周期管理等。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心里，數(shù)據(jù)存儲混亂，沒有達(dá)到服務(wù)器與存儲的最佳效能比，增加了數(shù)據(jù)管理的難度，也導(dǎo)致了許多潛在的危險。很多數(shù)據(jù)中心至今沒有實施合理的災(zāi)難備份，這給突發(fā)事件的處理帶來了很大麻煩。要最大限度地發(fā)揮員工、合作伙伴和客戶的潛力，企業(yè)中的每個員工必須能夠快速查找和訪問信息。IT專業(yè)人員和數(shù)據(jù)庫管理員必須應(yīng)對無計劃的應(yīng)用程序停機(jī)、較差的系統(tǒng)可伸縮性和性能以及對數(shù)據(jù)安全性缺乏適當(dāng)控制等狀況，而過時的或效率低下的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)難以滿足此需求。

綠色標(biāo)準(zhǔn)有待商榷

對于綠色數(shù)據(jù)中心，業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，沒有形成可以參考的規(guī)范。筆者認(rèn)為，綠色標(biāo)準(zhǔn)主要體現(xiàn)在兩個方面。第一，數(shù)據(jù)中心整體設(shè)計的科學(xué)合理和設(shè)備的節(jié)能環(huán)保。綠色應(yīng)該體現(xiàn)在通過科學(xué)的機(jī)房設(shè)計和建設(shè)，形成最優(yōu)化的動力環(huán)境配置，實現(xiàn)初始投入的最小化，在保障機(jī)房設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的同時，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。此外，服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲等設(shè)備也要實現(xiàn)效能比的最大化。第二，滿足系統(tǒng)運(yùn)營的基本要求，同時確�？蓴U(kuò)展性。企業(yè)要合理規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的使用壽命，爭取達(dá)到總體擁有成本(TCO)最小化。

筆者認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心的綠色化標(biāo)準(zhǔn)可以參考如下指標(biāo)。

數(shù)據(jù)中心能源效率指標(biāo)

該指標(biāo)用于評估一個數(shù)據(jù)中使用的能源中有多少用于生產(chǎn)，還有多少被浪費(fèi)。在這方面，綠色網(wǎng)格組織的電能利用率PUE(Power Usage Effectiveness)指標(biāo)影響力較大。PUE=數(shù)據(jù)中心的總用電量/IT設(shè)備的總用電量。數(shù)據(jù)中心電能利用率的含義是在用戶總輸入的電能中，到底有多少電能被饋送到IT設(shè)備上。

數(shù)據(jù)中心機(jī)房的PUE值越大，表明為確保 IT設(shè)備安全運(yùn)行所配套的由UPS供電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、輸入/輸出供配電系統(tǒng)及照明系統(tǒng)等組成的動力和環(huán)境保障基礎(chǔ)設(shè)施的功耗越大。因此， PUE值越小，意味著機(jī)房的節(jié)能性越好。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心PUE值為3左右，而歐美一些國家數(shù)據(jù)中心的PUE平均值為2左右。

IT設(shè)備的能效比

IT設(shè)備能效比=IT設(shè)備每秒的數(shù)據(jù)處理流量或每秒的數(shù)據(jù)吞吐量/IT設(shè)備的功耗。IT設(shè)備主要是指服務(wù)器、存儲等設(shè)備。用戶選用的IT設(shè)備的能效比越高，意味著IT設(shè)備每消耗1W的電能，所能處理、存儲和交換的數(shù)據(jù)量越大。較高的IT設(shè)備能效比帶來的另一個好處是，可以大幅度地降低與數(shù)據(jù)中心機(jī)房配套的UPS和空調(diào)系統(tǒng)的容量及功耗，從而達(dá)到節(jié)能、節(jié)省投資和節(jié)省機(jī)房安裝面積的目的。因此，當(dāng)用戶選擇服務(wù)器或存儲設(shè)備時，不僅需要了解各種產(chǎn)品在滿負(fù)荷運(yùn)行時的功耗大小和效率高低，還要了解這些設(shè)備在輕負(fù)荷運(yùn)行時的實際功耗大小和效率高低。

很多國家都有關(guān)于消費(fèi)電子產(chǎn)品的能耗標(biāo)準(zhǔn)。我國已將服務(wù)器的節(jié)能指標(biāo)納入到國家節(jié)能規(guī)劃體系中。從某種意義上講，它標(biāo)志著我國在推進(jìn)服務(wù)器的節(jié)能方面已進(jìn)入一個嶄新的階段。近年來，許多知名的IT廠商，如IBM、惠普、Dell、Sun和Cisco等，也紛紛推出各自的綠色數(shù)據(jù)中心解決方案。

IT設(shè)備的工作溫度和濕度范圍

如果用戶選用了對工作溫度和濕度都很敏感的IT設(shè)備，就不得不再花費(fèi)大量的人力、物力去建立和維護(hù)耗能很大的空調(diào)保障系統(tǒng)。因此，用戶應(yīng)盡量選用具有較寬工作溫度和濕度范圍的IT設(shè)備。對于空調(diào)系統(tǒng)而言，在其他運(yùn)行工況條件保持不變的情況下，如果將空調(diào)機(jī)的運(yùn)行溫度(例如回風(fēng)口的溫度)提高 1℃，就可將其運(yùn)行效率提高3%左右。

機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的利用率指標(biāo)

機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的利用率指標(biāo)主要包括關(guān)鍵電源及制冷設(shè)備的綜合利用率、布線的合理程度、管理的人性化程度等。在機(jī)房的基礎(chǔ)設(shè)施方面，與UPS相關(guān)的電源設(shè)備也是節(jié)能需要重點考慮的環(huán)節(jié)。

調(diào)查顯示，盡管機(jī)房UPS的購買成本約占整個機(jī)房投入的5%左右，但是其電源消耗則占到機(jī)房總電耗的10%以上。要降低數(shù)據(jù)中心制冷的能耗，最根本的辦法是減少外界的熱量進(jìn)入，同時減少內(nèi)部熱量的產(chǎn)生。為了減少外界的熱量，要求數(shù)據(jù)中心建筑物必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，比如符合《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)的要求。

綠色數(shù)據(jù)中心的評估

綠色數(shù)據(jù)中心的本質(zhì)是一整套設(shè)計和方法論，而不是簡單地購買新一代產(chǎn)品。最高效的數(shù)據(jù)中心不一定就是綠色的。建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心需要從整體上把握，考慮位置、環(huán)境、物理建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、員工、系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)等眾多因素。對于企業(yè)的IT負(fù)責(zé)人來說，綠色數(shù)據(jù)中心的效果就像是一條長尾–曲線的前端通常由服務(wù)器功耗、體積、空調(diào)功耗、不間斷電源等"大指標(biāo)"組成，而曲線的尾部則由空氣動力設(shè)計、設(shè)備擺放位置、機(jī)柜和服務(wù)器之間的距離、維護(hù)難易程度等無數(shù)"小指標(biāo)"組成。如果沒有整體設(shè)計和方法論，即使抓住了全部的"大指標(biāo)"，也未必能達(dá)到理想的綠色效果。

1.基礎(chǔ)設(shè)施與動力環(huán)境設(shè)計、安裝合理，達(dá)到最優(yōu)化

第一，數(shù)據(jù)中心應(yīng)配置保障電源，至少配置N+1的UPS電源，確保市電中斷以后，設(shè)備能正常運(yùn)行。如果條件允許，應(yīng)該再配置一臺發(fā)電機(jī)，以避免因市電中斷時間過長造成的不良后果。

第二，數(shù)據(jù)中心要配置機(jī)房專用的精密空調(diào)，并做好整體監(jiān)控，并能根據(jù)機(jī)房環(huán)境和濕度的變化，隨時對空調(diào)的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié)。

第三，數(shù)據(jù)中心要建設(shè)專用的送風(fēng)通道。數(shù)據(jù)中心的設(shè)備能耗大，發(fā)熱量也大。在機(jī)房設(shè)置地板，建立專用的下送風(fēng)通道是一種解決方案。

第四，要進(jìn)行專門的規(guī)劃。企業(yè)不僅要對業(yè)務(wù)的發(fā)展做好長期規(guī)劃，還要對機(jī)房進(jìn)行全面規(guī)劃，然后再根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要分步實施。只有這樣，機(jī)房的建設(shè)才能更規(guī)范，才不會出現(xiàn)電源線纜發(fā)熱等情況。

2.重點關(guān)注耗能的各個部分，層層把關(guān)，嚴(yán)防超標(biāo)

第一，要關(guān)注IT設(shè)備系統(tǒng)。據(jù)ICTresearch的統(tǒng)計，服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)通信等設(shè)備產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總功耗的50%左右。其中，服務(wù)器所占的總功耗約為40%，另外約10%的功耗由存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備均攤。

第二，要關(guān)注空調(diào)系統(tǒng)。據(jù)ICTresearch的統(tǒng)計，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總功耗的37%左右。其中，約25%來源于空調(diào)制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的功耗，另外約12%來源于空調(diào)送風(fēng)和回風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的功耗。

第三，要關(guān)注UPS供電系統(tǒng)。據(jù)ICTresearch的統(tǒng)計，UPS供電系統(tǒng)的功耗約占機(jī)房總功耗的10%左右。其中，約7%是UPS供電系統(tǒng)產(chǎn)生的功耗，另外約3%來源于UPS輸入供電系統(tǒng)產(chǎn)生的功耗。

第四，要關(guān)注照明系統(tǒng)。據(jù)ICTresearch的統(tǒng)計，照明系統(tǒng)的功耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總功耗的1%左右。

3.關(guān)注數(shù)據(jù)中心的整體成本和環(huán)保措施，達(dá)到最大效用比

當(dāng)前，建造綠色數(shù)據(jù)中心和建造普通數(shù)據(jù)中心的成本相差無幾。許多所謂的綠色實施計劃，比如采用更高效的服務(wù)器，實現(xiàn)更好的系統(tǒng)整合，采用虛擬化技術(shù)以及高效的冷卻設(shè)備等，都已經(jīng)成了當(dāng)前數(shù)據(jù)中心建設(shè)事實上的標(biāo)準(zhǔn)。從這個角度講，綠色數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在建設(shè)成本上的差別并不明顯。

建設(shè)綠色中心還有一個關(guān)鍵問題，就是環(huán)保。數(shù)據(jù)中心的建設(shè)不僅僅是服務(wù)器、存儲等設(shè)備要節(jié)能環(huán)保，數(shù)據(jù)中心本身的建設(shè)也要遵循環(huán)保規(guī)范。一提起數(shù)據(jù)中心的綠色環(huán)保措施，人們首先想到的是減少能耗，提高能效，盡量減少空調(diào)數(shù)量，以便節(jié)省能源等。上述措施基本都集中在對硬件設(shè)備的改造上。