可持續(xù)數據中心運營的節(jié)能設計策略

　　在當今的數字時代，數據中心已經成為支持各行業(yè)企業(yè)發(fā)展的高性能引擎。過去十年，數據中心增長迅速，其占地面積超過800萬平方英尺。預計未來十年將需要近5吉瓦的能源，這將導致全球能源資源的大量使用，并產生大量的溫室氣體。

　　目前，數據中心行業(yè)占全球能源消耗的近1%。在能源危機、持續(xù)的氣候變化和全球變暖，以及可能的可持續(xù)性監(jiān)管合規(guī)要求的背景下，組織必須討論和實施當前數據中心運營的節(jié)能和可持續(xù)的解決方案和替代方案，并努力創(chuàng)建一個更綠色的未來。

　　節(jié)能的IT硬件和物理基礎設施設計

　　IT硬件能耗是節(jié)能設計的重中之重，因為其對物理基礎設施的能耗具有級聯效應。IT能源消耗很大程度上取決于利用率水平。虛擬化旨在通過允許多個虛擬服務器在單個硬件上運行，從而在同一硬件上運行不同的操作系統和應用，從而解決IT硬件利用率不足的問題。其還有助于減少數據傳輸、復制和重復處理所花費的時間和精力。還可以在單個物理服務器上處理大量數據，不僅優(yōu)化IT硬件的能耗，還可以降低電力和冷卻的容量和能源需求，減少電子垃圾和物理空間。另一種提高IT硬件能源效率的設計實踐是通過分層存儲優(yōu)化數據存儲，通過適當的更新周期整合使用新一代服務器的IT硬件，啟用電源管理功能，指定IT硬件的高效電源模塊，推廣使用直流服務器。

　　為IT設備的電氣和熱負荷調整數據中心的規(guī)模需要仔細規(guī)劃。在構建數據中心時，采用模塊化設計，可以根據需求靈活擴展。這種可擴展性確保僅在需要時分配資源，從而防止過度配置和能源浪費。隨著需求的增長，可以逐步添加新模塊，從而避免需要為不必要的空間或設備供電和冷卻。

　　液體冷卻等替代方法通過利用環(huán)境自然冷卻來提供更可持續(xù)的節(jié)能冷卻系統，減少甚至有時消除電動壓縮機的使用。然而，目前大多數數據中心都使用風冷服務器。優(yōu)化空氣溫度和濕度控制的供應，使用氣流協議進行空氣管理，使用熱/冷通道氣流遏制來優(yōu)化氣流，使用帶變速風扇(EC風扇)的計算空調，安裝變速風扇高速冷卻器和泵以及優(yōu)化冷凍水溫度是降低能耗的一些節(jié)能冷卻策略。

　　在升級和維護數據中心時，運營商可以選擇在更新、更節(jié)能的型號出現時立即升級設備，或者選擇可使用更長時間，且在使用壽命結束時可以更有效回收的型號。

　　通過清潔能源替代品減少碳排放

　　集成可再生能源替代方案是提高數據中心可持續(xù)性的重要組成部分。太陽能、風能、地熱能和水力發(fā)電是數據中心運營商在全球投資的主要可再生能源。

　　目前，這些可再生能源由于其間歇性，確實給數據中心的可用性帶來了挑戰(zhàn)，因為通過這些能源產生的能量可能會隨著時間、天氣和季節(jié)的變化而變化。隨著時間的推移，可再生能源技術的不斷創(chuàng)新將解決這些挑戰(zhàn)。與此同時，核能也可以作為數據中心的一種有效的清潔能源替代品，因為其是一種碳足跡最小的可靠能源。

　　使用可再生能源時，電網電力的有限可用性也可以通過建設分布式模塊化數據中心來解決，這種數據中心可以以更靈活、更高效的方式利用可再生能源。

　　通過軟件解決方案提高工作流程效率和數據中心運營

　　降低數據中心能耗的一種方法是優(yōu)化工作流程、任務管理和效率。數據中心基礎設施管理(DCIM)系統可以提供有關能耗、溫度、設備性能等的實時見解。通過這一點，運營商將能夠識別效率低下的地方，優(yōu)化設備布局，并更有效地規(guī)劃產能擴張。在DCIM中使用人工智能將通過預測分析提高冷卻效率、降低維護成本并延長使用壽命、改善數據中心環(huán)境并幫助數據中心運營人員。

　　為了提高數據中心的可持續(xù)性，電力使用效率(PUE)已成為評估數據中心能源效率的廣泛認可的指標。定期監(jiān)控PUE，并對其進行基準測試，可以幫助數據中心確定需要改進的領域，并隨著時間的推移跟蹤其在提高能源效率方面的進展。DCIM使用PUE數據，使運營商能夠識別未充分利用的設備，跟蹤能源趨勢，優(yōu)化資源分配和容量管理，在熱運行容差范圍內從微觀層面改善IT設備的環(huán)境條件。此外，PDU可以配置功率上限機制，限制服務器的最大功耗，并通過負載平衡、遷移和節(jié)流優(yōu)化以最高效工作負載運行的IT硬件的能源需求。

　　加強對可持續(xù)性、碳減排、氣候變化以及電網電力有限導致的能源成本增加的監(jiān)管，將要求未來對能源和可持續(xù)指標提出更嚴格、更透明的報告要求。

　　邁向可持續(xù)的技術驅動的未來

　　隨著數據中心行業(yè)的不斷擴張，其能源需求也相應增加，對節(jié)能設計的需求將變得更加迫切。通過有效的資源分配、可再生能源的采用以及高效的軟件和硬件解決方案的實施，數據中心運營商可以為更加可持續(xù)的數字未來鋪平道路。