從柵極到電網(wǎng)——講述英特爾的數(shù)據(jù)中心能效故事

       隨著云計(jì)算的普及和移動數(shù)據(jù)的爆炸性增長，我們正在面對一個難以支持的用電量快速攀升問題。據(jù)估算，當(dāng)今數(shù)據(jù)中心消耗了全球約 1.5% 的電能i，年度成本高達(dá) 260 億美元ii。從單個晶體管層面到處理器、服務(wù)器平臺、數(shù)據(jù)中心和電網(wǎng)，英特爾提供了一整套技術(shù)來應(yīng)對這一能源挑戰(zhàn)。今天，英特爾概括介紹了一系列能夠顯著提高數(shù)據(jù)中心能效的創(chuàng)新技術(shù)，其中包括英特爾® 智能功耗節(jié)點(diǎn)管理器、英特爾® 數(shù)據(jù)中心管理器、高環(huán)境溫度（HTA）數(shù)據(jù)中心及若干如功耗和散熱感知調(diào)度（PTAS）和英特爾® 服務(wù)器電池備份解決方案這樣的等未來型技術(shù)。

散熱環(huán)境

       移動革命加速了云計(jì)算的部署，數(shù)據(jù)中心正面臨著空前的電力壓力。受到傳統(tǒng)硬件、現(xiàn)有設(shè)置及服務(wù)等級協(xié)議（SLA）的影響，數(shù)據(jù)中心通常被冷卻到 64-69°F [18-21 °C]。然而，許多數(shù)據(jù)中心實(shí)際上在 80°F [27°C] 或更高的溫度下運(yùn)行，而無須重大的改造。專用的能承受更高溫度的數(shù)據(jù)中心則能在 104°F [40°C] 甚至更高的溫度下運(yùn)行。

英特爾解決方案：改變冷卻習(xí)慣

       英特爾技術(shù)能夠通過增加用戶、計(jì)算能力和性能來提高效率，同時能夠在眾多不同級別改善數(shù)據(jù)中心的能效：英特爾® 智能功耗節(jié)點(diǎn)管理器和英特爾® 數(shù)據(jù)中心管理器

       英特爾® 智能功耗節(jié)點(diǎn)管理器為優(yōu)化和管理數(shù)據(jù)中心中供電和冷卻資源提供了一條智能的途徑。這一服務(wù)器功耗管理技術(shù)將組件監(jiān)控能力擴(kuò)展到平臺級別，能讓數(shù)據(jù)中心充分利用其消耗的每一瓦特功率。第二代英特爾® 智能功耗節(jié)點(diǎn)管理器具有兩項(xiàng)核心能力：

       1、 提供關(guān)鍵信息和控制功能以支持?jǐn)?shù)據(jù)中心更高效地運(yùn)行；

       2、 報告系統(tǒng)級及處理器級和內(nèi)存子系統(tǒng)的功耗，并利用 IT 管理人員定義的策略限制系統(tǒng)級、處理器級和內(nèi)存級功耗。

英特爾® 智能功耗節(jié)點(diǎn)管理器帶來的數(shù)據(jù)中心成效

       ·   功率和散熱監(jiān)控：取代了 IP 電源板和串行集中，可為每機(jī)架節(jié)省約 400 美元iii。

       ·   提高機(jī)架密度：每機(jī)架可支持的服務(wù)器和性能提升高達(dá) 40%iv。

       ·   工作負(fù)載功率優(yōu)化：在不影響性能的情況下實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 30%以上的功率優(yōu)化v。

       ·   業(yè)務(wù)連續(xù)性：在整個電源或散熱運(yùn)行期間保證連續(xù)的計(jì)算可用性。

高環(huán)境溫度（HTA）數(shù)據(jù)中心

       平均而言，數(shù)據(jù)中心總功耗中約有 40% 的功耗消耗在將建筑物和服務(wù)器冷卻到 64-69°F [18-21°C] 之間。這種低溫環(huán)境主要是針對傳統(tǒng)設(shè)備而選擇的。然而以英特爾平臺組件為代表的現(xiàn)代化硬件可比以往任何時候都更好地適應(yīng)更高的工作溫度。為降低冷卻成本和提高能效而支持更高工作溫度的數(shù)據(jù)中心稱作高環(huán)境溫度（HTA）數(shù)據(jù)中心。在綠色網(wǎng)格聯(lián)盟（GreenGrid）、歐盟（The European Union）、美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會（ASHRAE） 和其它組織內(nèi)，英特爾正在積極領(lǐng)導(dǎo)推動高環(huán)境溫度（HTA）數(shù)據(jù)中心規(guī)范的形成。

HTA 范例

       ·   Facebook對其位于加利福尼亞州圣克拉拉市的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了重新改造，使其能夠在81°F[27°C]的溫度下進(jìn)行工作。通過此舉，該公司的年度能源開支下降了229,000美元，并從聯(lián)邦政府獲得了294,761美元的能源補(bǔ)貼vi。  

       ·   英特爾位于新墨西哥州的概念驗(yàn)證（Proof of Concept）數(shù)據(jù)中心包含 900 臺生產(chǎn)用服務(wù)器。這些服務(wù)器在高達(dá) 92°F [33°C] 溫度下進(jìn)行 100% 的空氣交換，不含濕度控制和最低限度的空氣過濾。此解決方案節(jié)省了約 67% 的功耗，相當(dāng)于一個 10兆瓦的數(shù)據(jù)中心可節(jié)省 287 萬美元vii。

       ·   雅虎計(jì)算小屋(Yahoo! Computing Coop)，是一個工作環(huán)境中不含冷卻設(shè)備的數(shù)據(jù)中心。該數(shù)據(jù)中心每年僅有幾天需要用水對其進(jìn)行冷卻（PUE指標(biāo)估計(jì)為 1.08）。由于采用 100%的自然氣流，該建筑物的總功耗中平均僅有不到 1%是用于冷卻viii。

功耗和散熱感知調(diào)度（PTAS）

       基于英特爾® 節(jié)點(diǎn)管理器和數(shù)據(jù)中心管理器，功耗和散熱感知調(diào)度可通過平臺提供功耗、散熱和工作負(fù)載的智能化以支持動態(tài)的資源管理。該算法可將運(yùn)營成本降低約 20%，同時恢復(fù)高達(dá) 50%的未使用的散熱能力，并最大限度地提高了運(yùn)營效率。

英特爾® 服務(wù)器電池備份解決方案

       英特爾® 服務(wù)器電池備份解決方案將不間斷電源（UPS）相關(guān)的資本支出成本降低了多達(dá) 5 倍ix，同時恢復(fù)了多達(dá) 40% 的 UPS 相關(guān)功耗損失x，從而顯著降低了數(shù)據(jù)中心的資本成本。

其它值得一提的事實(shí)

       ·   現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心中近 80% 是在 64-69°F [18-21°C] 之間的低溫下運(yùn)行xi。

       ·   僅將這些數(shù)據(jù)中心的溫度范圍提高到82-86°F [28-30°C]，在大多數(shù)情況下即可節(jié)省大量資金xii。

       ·   Sun觀察到數(shù)據(jù)中心溫度每提高1°C，冷卻設(shè)備能源成本可節(jié)省多達(dá) 4%xiii。[!--empirenews.page--]

如果全世界數(shù)據(jù)中心的將工作溫度平均提高 5°C，結(jié)果會怎樣？

       ·   立即實(shí)現(xiàn)每年 21.6 億美元的能源節(jié)省。

       ·   全球數(shù)據(jù)中心功耗降低 8%xiv。

       ·   節(jié)省 243 億度電(千瓦/小時)。-大約相當(dāng)于西班牙、南非、澳大利亞或中國臺灣超過一個月的用電總功耗xv。  

       ·   減排的二氧化碳等于 170 萬噸。相當(dāng)于 430 萬棵樹種成長 10 年所吸收的二氧化碳xvi。