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        據(jù)統(tǒng)計，全美國的服務(wù)器年耗電量超過100億美元，其中三分之一以上的費用用于服務(wù)器的散熱。我們看到，平均每度10美分的電價，使大多數(shù)IT（ITmanagers）敏銳地察覺到公司數(shù)據(jù)中心的電費正在飛速攀升。而在中國有些電力供應(yīng)緊張的城市，電價甚至更高。但有趣的是，大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心卻對這些費用視而不見。對他們來說，zui大的關(guān)注點在于能否為數(shù)據(jù)中心持續(xù)增加的工作量提供充足的電力。同時，設(shè)備們在付電費賬單時也不會關(guān)心這些問題。未來，隨著電源和散熱問題變得更加普遍和突出，能源資源越來越緊迫，降低能耗這是必然的趨勢。

　　據(jù)美國LawrenceBerkeley國家實驗室進行調(diào)查顯示，一個典型的數(shù)據(jù)中心電能消耗比例為：

　　1.IT設(shè)備（服務(wù)器、交換機、路由器等）占44%;

　　2.制冷設(shè)備（機房精密空調(diào)、風機）占38%;

　　3.電源設(shè)備（UPS、SPM等）占15%;

　　4.照明占3%;

　　從上述比例我們不難看出其中制冷設(shè)備的耗電量僅次與IT主設(shè)備的耗電量位于第二位，那么怎樣將這38%的耗電量降至zui低，如何更有效的降低數(shù)據(jù)中心的運營成本，我將從如下幾個問題來探討：

　?。ㄒ唬┱_選配機房IT設(shè)備機柜

　　機柜是什么？很多人把機柜看作是用來裝IT設(shè)備的柜子。機柜是柜子，是IT應(yīng)用中的低值、附屬產(chǎn)品，只是用來容納服務(wù)器等設(shè)備的容器，并不被重視;但并不僅僅如此。隨著計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等IT設(shè)施，正在向著小型化、網(wǎng)絡(luò)化、機架化、刀片化的方向發(fā)展;這都給數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建模式帶來了新的變化。1個42U的機柜可以放置42臺服務(wù)器，這樣就會對我們的機柜帶來新的挑戰(zhàn)：機柜的散熱、線纜管理、機柜監(jiān)控等。

　　機柜的選擇首先需要遵循的規(guī)則是IT設(shè)備的散熱風道設(shè)計理念，目前服務(wù)器、交換機、路由器等IT產(chǎn)品都采用的是前進風后出風的散熱風道設(shè)計理念，所以我們選擇機柜也需要根據(jù)這個理念來設(shè)計機柜散熱風道，見下圖

　　1.機柜的通孔率

　　從圖1-1我們看出空調(diào)的冷風從機柜的正前房進入，從機柜的背部熱風抽出，形成一個風道循環(huán)。在日常的機房管理當中，很多機房管理人員誤認為只要整個機房的溫度降下來，機柜內(nèi)的服務(wù)器溫度也就降下來，但事實上我們會發(fā)現(xiàn)機房總體的溫度降下來了，可機柜環(huán)境管理單元卻報警，機柜溫度超高，這又是為何？其實我們分析一下原因就可以看出問題的所在，在這個問題上我們就將要提到一個機柜上的專業(yè)術(shù)語“通孔率”即機柜前面板上的開孔占有率;從圖1-1看出當冷風從前面送入機柜內(nèi)，當我們的通孔率越高則送進去的冷風就越多，反之由于通孔率低，冷風則有一部分被阻擋在機柜外面，無法充分送入機柜內(nèi)部，則形成了機房溫度低，達到規(guī)定要求，但機柜內(nèi)部環(huán)境管理單元報溫度過高報警;所以在選擇機柜時通孔率是一個重要的參數(shù)，因為通孔率越高，冷風使用率就會越充分，大大降低空調(diào)制冷運行率，有效降低運行成本。

　　2.機柜的線纜管理

　　剛剛我們提到1個42U的機柜可以放置42臺服務(wù)器;且多數(shù)大量采用冗余配件（如冗余電源、存儲陣列等），機柜內(nèi)設(shè)備配置頻繁變換，數(shù)據(jù)線和電纜隨時增減。所以，機柜必須提供充足的線纜通道，和線纜管理附件，能從機柜頂部、底部進出線纜。在機柜內(nèi)部，線纜的鋪設(shè)必須方便、有序，與設(shè)備的線纜接口靠近，以縮短布線距離;減少線纜的空間占用，保證設(shè)備安裝、調(diào)整、維護過程中，不受到布線的干擾;并保證散熱氣流不會受到因為線纜沒有合理排部導致熱氣流無法充分被排出，殘留一部分在機柜內(nèi)部造成氣流短路循環(huán);所以合理的線纜管理可以有效的提高氣流循環(huán)迅速降低機柜內(nèi)部溫度，大大降低制冷設(shè)備運行時間。

　　3.盲板的使用

　　在機柜附件的組成中有一個叫盲板的附件，有1U、2U、3U規(guī)格等，在選配中很少有人會選擇盲板這個附件，因為多數(shù)人認為盲板是為了使空缺的U看上去更美觀更整齊才設(shè)計這樣一個附件，來*空缺的U高度。其實人們忽略了這個盲板zui大的作用，其實設(shè)計人員設(shè)計盲板這個附件是為了解決廢氣熱循環(huán);更加有效的將熱空氣和冷空氣阻斷，避免冷熱空氣短路循環(huán)，見下面2組圖：

　　絕大多數(shù)人認為機柜是用來承載物理IT設(shè)備的一個機架，而忽略了它是防止將IT設(shè)備排出的熱空氣阻斷避免進入IT設(shè)備的進氣口，熱氣排出被增壓，加上進氣口冷風的吸力將可能導致熱氣被重新吸入進氣口，從上圖我們可以清楚的看到?jīng)]有盲板排除的熱空氣從空缺的U空間到達進氣口，使進氣口的冷空氣和出氣口的熱氣混合后進入IT設(shè)備，將進氣口的冷空氣溫度提高。具相關(guān)實驗室實得出的參數(shù)顯示，冷熱空氣再循環(huán)會導致機柜內(nèi)的IT設(shè)備溫度將上升8℃，由于無盲板阻擋的機柜大大降低冷空氣的使用率，嚴重浪費了制冷設(shè)備的制冷量;再看有盲板的機柜，有效地將出氣口的熱空氣阻擋，避免了冷熱空氣再循環(huán)。

　　通過上面三點我們不難看出合理的選擇機柜對IT設(shè)備的散熱和制冷效率的充分利用有著很大的作用和經(jīng)濟效益。目前業(yè)界主流的機柜有：EMERSON、APC、威圖等，其中艾默生公司其下的德國Knurr子公司生產(chǎn)的Miracel系列機柜有著業(yè)界zui高的通孔率83%（業(yè)界標準是72%），豐富的電纜管理單元和多樣的附件;是專門為滿足今天及未來數(shù)據(jù)中心環(huán)境需要而設(shè)計的新一代、高品質(zhì)機柜解決方案的*產(chǎn)品。

        （二）合理選擇機房制冷設(shè)備

　　數(shù)據(jù)中心各設(shè)備產(chǎn)生的熱量需采用空氣冷卻的方法去解決，那么數(shù)據(jù)中心的*制冷設(shè)備就是機房精密空調(diào)，但有的客戶會問為什么普通的商用空調(diào)不可以，二者都是用來降低空間環(huán)境溫度的，而且商用空調(diào)要比機房空調(diào)價格便宜許多？其實機房環(huán)境調(diào)控設(shè)備并不是大家想象的那么簡單，只需要將環(huán)境的溫度降低就可以，它需要從多個方面去考慮，比如溫度控制精度、環(huán)境的濕度、潔凈度、控制管理等;機房空調(diào)就是為機房設(shè)備控溫的，而民用空調(diào)都是直接服務(wù)于人的。它們的設(shè)計理念和功能都*不同。設(shè)計理念zui大的區(qū)別在于，機房空調(diào)是大風量，小焓差，高顯熱比（顯熱比的概念是指空調(diào)降溫與除濕兩種功率相對之比）;民用空調(diào)剛好相反，是小風量，大焓差，低顯熱比。

　　數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的IT硬件運行時會產(chǎn)生大量集中的熱量，同時對溫度和濕度的變化也極其敏感，溫度和濕度的輕微浮動，就可能導致系統(tǒng)發(fā)生嚴重問題，輕則系統(tǒng)產(chǎn)生無用信息，重則系統(tǒng)停機;在IT設(shè)備機房中，熱負荷幾乎全部來自IT硬件、照明設(shè)備、支持設(shè)備和發(fā)動機散發(fā)的顯熱，IT設(shè)備機房含有很少的潛熱，因為人員較少，外部空氣有限，物理結(jié)構(gòu)上還往往含有防潮層。用以滿足機房環(huán)境的空調(diào)SHR要求非常高，達到0.95～0.99。精密空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計用于滿足這些顯熱比例*的系統(tǒng)，相比而言，舒適空調(diào)系統(tǒng)的SHR通常為0.65～0.70，從而只能提供較低的顯冷量，同時潛冷量較高。過多的潛熱制冷意味著空氣中大量水分被移除。為了保持所需的35～50%相對濕度范圍，那么就需要空調(diào)設(shè)備連續(xù)進行加濕，從而將會耗費大量能源造成不必要的浪費。

　　在IDC機房里空氣的循環(huán)次數(shù)會達到每小時30次左右，即每兩分鐘對機房的空氣處理一遍。民用空調(diào)的風量則會很小，處于空調(diào)出風口的位置，IT設(shè)備散熱很好，但離空調(diào)出風口位置越來越遠的IT設(shè)備散熱效果會越來越差，甚至出現(xiàn)無法冷卻空氣導致IT設(shè)備過熱而宕機;機房空調(diào)的風量會很大，嚴格按照機房環(huán)境設(shè)計的出風量，不會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。另外機房空調(diào)的連續(xù)運行能力更強，使用壽命也更長。比如艾默生的機房空調(diào)（DataMate3000系列、PEX系列、高熱密度XD系列）能夠提供24小時、365天連續(xù)10年以上不間斷地連續(xù)運行。而對于民用空調(diào)來講，如果保持24小時，365天運行，那么這臺民用空調(diào)的壽命不會超過三年，所以在選擇機房制冷設(shè)備時，需要嚴格的按照機房環(huán)境的要求去選擇制冷設(shè)備，而不是為了初期投資的“蠅頭小利”茫然選擇非機房制冷設(shè)備。

　?。ㄈ┱_的IT設(shè)備的擺放和機柜布局

　　1.IT設(shè)備擺放

　　隨著服務(wù)器的小型化、高密度化、刀片式服務(wù)器的產(chǎn)生，這些服務(wù)器擺放的位置越來越不容IT管理者的忽視，我們大家都知道高功率設(shè)備有一個zui顯著的特點就是發(fā)熱量大，比普通IT設(shè)備可能要高1倍或更多。如果將這些高功率負載和高密度的服務(wù)器組合擺放在一個機柜內(nèi)，這樣便會出現(xiàn)一個高密度設(shè)備群，形成了一個巨大的發(fā)熱群體，這種情況zui容易導致數(shù)據(jù)中心的局部熱點。通常IT管理人員將這些設(shè)備擺放在一起是為了美觀和便于管理，但從上面的分析，顯然這種擺放是錯誤的，它將需要付出相應(yīng)的成本來換取。為了解決這個局部的熱點，IT管理人員不得不降低整個機房環(huán)境的溫度或添加專門的制冷設(shè)備，來處理這個局部發(fā)熱點。其實針對這樣的問題，我們*可以將這些高功率設(shè)備和高密度服務(wù)器均分在每個機柜內(nèi)，這樣就不會出現(xiàn)高功率、高密度設(shè)備群，也無法形成數(shù)據(jù)中心的熱點和冷卻的難點，將大大降低制冷設(shè)備運行費用和采購費用。

　　由于過去可能我們的IT設(shè)備功率密度低，不正確的氣流擺放不會造成嚴重的問題，但隨著IT設(shè)備發(fā)展趨勢為高密度、高功率化，這些問題已不容IT管理部門人員忽視。正確的選擇制冷設(shè)備和機柜，以及合理的機柜布局將大大提高制冷效率，同時也將大大降低了IT設(shè)備運行的總擁有成本，相信這必將是我們數(shù)據(jù)中心未來設(shè)計發(fā)展的方向和趨勢。

　　2.機柜布局

　　在現(xiàn)代機房的機柜布局中，人們?yōu)榱嗣烙^和便于觀察會將所有的機柜朝同一個方向擺放，那么如果按照這種擺放方式，我們上面提到的機柜盲板有效阻擋冷熱空氣的效果將大大折扣。為什么會這樣說？當我們的機柜朝統(tǒng)一方向擺放時就形成了*排機柜背面正對著第二排機柜的正面;這樣2排機柜中間的通道就會出現(xiàn)冷熱氣流混合循環(huán)，形成冷熱氣流短路致使第二排機柜的冷風進口溫度大大提高，嚴重破壞了冷風通道的環(huán)境溫度;我們正確的擺放方式應(yīng)該是將服務(wù)器機柜面對面或背對背的方式擺放，這樣便形成了冷風通道和熱風通道。機柜之間的冷熱風不會混合在一起，形成短路氣流，大大提到了制冷效果，保護好了冷熱通道不被破壞。正確擺放方式見示意圖。

　　以上是機房制冷節(jié)能問題的探討和解決，只要你能按照上文的介紹去做，相信一定會降低你的機房制冷設(shè)備成本。