目錄數據中心發展回顧基礎建筑電源系統制冷系統數據中心服務器網絡系統其它系統數據中心節能設計照明系統監控系統消防系統302302照明系統302303TIA-942中關于照明的要求：照明設施應滿足在水平面最低500流明（50尺燭光）的亮度，在垂直面最低200流明（20尺燭光）的亮度，要安置在各樓之間通道內側機架之間離已完工的地板至少1米（3英尺）以上。照明設備不應與在機房內的通信設備共用一個配電面板。不應當使用調光開關。應急照明和標志應當按照具備管轄權的當地管理機構的要求妥善放置，這樣即便主照明設備停電也不會妨礙緊急撤離。照明系統GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》中對照明要求：主機房內的主要照明光源應采用高效節能熒光燈；工作區域一般照明的照明均勻度不低于0.7，非工作區的照明照度不低于工作區的1/3。302304照明系統設計302305機房照明是一門電氣和建筑裝修藝術相結合的科學技術，是機房建設的重要組成部分。根據不同機房的建筑要求和環境的特點，照明設計是不一樣的，但都會從一下幾個方面考慮：計算或查表找到合適的照度水平處理好空間亮度分布把握色溫和顯色性對眩光加以有效限制創造正確地投光方向等從而構建完美的造型和立體感，建立良好的視覺環境。照明系統節能設計302306采用了藍色LED燈，不但外觀很酷，而且與Facebook的藍色Logo也很般配。每只藍色LED燈成本為0.07美元，而綠色LED燈只需0.02美元。LED燈比傳統的熒光燈節能接近2/3。HP溫雅的數據中心照明燈管的排列方式不是與設備列平行的方式，而是些交叉斜跨，這樣即使開少量的燈也能照到較大范圍。目錄數據中心發展回顧基礎建筑電源系統制冷系統數據中心服務器網絡系統其它系統數據中心節能設計照明系統監控系統消防系統302307監控要求302308監測和控制主機房和輔助區的空氣質量，應確保環境滿足電子信息設備的運行要求。主機房和輔助區內有可能發生水患的部位應設置漏水檢測和和報警裝置；強制排水設備的運行狀態應納入監控系統；進入主機房的水管應分別加裝電動和手動閥門。機房專用空調、柴油發電機、不間斷電源系統等設備自身應配帶監控系統，監控的主要參數宜納入設備監控系統，通信協議應滿足設備監控系統的要求。級和B級電子信息系統機房宜采用KVM切換系統對主機進行集中控制和管理。監控對象302309許多工程的實踐證明，一個數據中心的環境監控系統要正真起到保障機房良好運行環境的作用，需要監控、監測的環境設備至少要包括如下內容：UPS系統；精密空調系統；供配電系統；接點式漏水檢測系統；溫濕度檢測系統；消防系統監測；常見監控系統302310環境監控系統通常由監控主機、計算機網絡、智能模塊、協議轉換模塊、信號處理模塊、多設備驅動卡及智能設備等組成。目前較流行的環境監控系統，進一步增強了系統的報警功能，除現場的多媒體報警外，可設置電話、短信、E-MAIL通知報警等，能適應現場無人值守的實時監控模式。監控原理各種變送器傳感器電壓電流功率溫度濕度紅外等4

~

20

mA電流信號采集設備傳統設備當已知被監控智能設備的通信協議時用以下方式監控一體化監控設備智能設RS-485/232協議轉換311備311監控內容開關電源監控通訊接口RS232/485遙信量工作狀態均/浮充熔絲告警交流輸入輸出過壓/欠壓模塊狀態開關電源設備遙測量312312遙控量開/關機控制復位控制

均/浮充控制系統電壓系統電流交流電壓交流電流分路電流模塊電流能耗監測外網TCP/IP計量電表直流計量電表照明可編程控制器模塊1以太網關以太網關RS485RS485TCP/IP以太網交換機服務器UPS

打印機內網監控中心WEB方式訪問計量電表直流計量電表精密空調控制器服務器電源監測裝置模塊2以太網關以太網關RS485RS485計量電表直流計量電表服務器電源監測裝置模塊3以太網關RS485UPS室1以太網關RS485插座可編程控制器電能質量監測儀電能質量監測儀UPS室2以太網關RS485電能質量監測儀312313電能質量監測儀能耗監測系統圖能耗監測的主要功能對交、直流配電柜迚行監測，同時具備掉電原因分析功能，實時掌握機房狀態。主線路監控對機房中各機柜回路迚行監測，同時具備掉電原因分析功能，實時掌握機柜狀態。分支線路監控夜間或節假日自勱調節空調溫度，保證室溫正常情況下提升空調室內溫度，減少能源消耗。空調監控監測地插回路的用電狀態，可通過手勱或定時仸務設置回路的通斷狀態，減少能源消耗。地插監控根據監測數據自勱調節照明設備電路電壓，既能正常照明又可節省能源消耗，還可延長設備使用壽命。照明監控根據勱力監測數據分析結果収送定制短信到指定維護人員，相關人員可回復短信對設備迚行操作。短信操控UPS諧波治理312314能耗監測對于節能意義重大312315隨著數據中心規模的不斷擴大，對能耗問題越來越關注，對于節能的需求也越來越大；節能的前提是準確的知道消耗了多少能源，包括所消耗能源的具體組成情況。以前的能耗監測都是很粗略的，安裝的電表數量非常少，甚至有些無法對設備耗電和制冷耗電進行分別的測量，在這種情況下，節能工作是很難真正開展落實的。具備完善能耗監測情況下，能夠實時動態的獲取能耗數據，判斷總體運行狀態；通過進一步的分析則可以梳理出不合理的用能環節，并進行整改。能耗監控系統312316能耗監控系統312317目錄數據中心發展回顧基礎建筑電源系統制冷系統數據中心服務器網絡系統其它系統數據中心節能設計照明系統監控系統消防系統312318消防系統312319

A級電子信息系統機房的主機房應設置潔凈氣體滅火系統。

B級電子信息系統機房的主機房，以及A級和B級機房中的變配電、不間斷電源系統和電池室，宜設置潔凈氣體滅火系統，也可設置高壓細水霧滅火系統。C級電子信息系統機房以及上條中規定區域以外的其他區域，可設置高壓細水霧滅火系統或自動噴水滅火系統。自動噴水滅火系統宜采用預作用系統。凡設置潔凈氣體滅火系統的主機房，應配置專用空氣呼吸器或氧氣呼吸器。320本材料僅供學習交流使用，丌得用于仸何商業用途氣體滅火系統氣體滅火系統應用廣泛，特點是對設備沒有明顯的損害，相對簡單、靈活。氣體滅火系統可分為化學氣體滅火劑和惰性氣體滅火劑。化學氣體滅火劑的原理是滅火劑參與燃燒過程，并切斷燃燒的鏈式反應。惰性滅火劑的滅火原理是，降低保護區內氧氣濃度，使之不能支持燃燒物。對于數據中心，惰性氣體的滅火濃度較化學氣體高很多倍，所以鋼瓶較多，占用鋼瓶間面積也比較大，但滅火劑便宜，其綜合造價略高于化學氣體滅火系統。氣體滅火系統的使用應充分考慮到系統的特點。氣體滅火系統應用于規模比較小的機房，也不宜長距離輸送。保護區過大，會使滅火劑很難到達規定的滅火濃度，并且非常不經濟。氣體滅火系統對保護區的密封性有苛刻的要求，在實際工程中很困難做到嚴格地“密閉”。根據美國FM的調查結果，氣體滅火的失敗率是49%，而失敗的絕大多數原因是滅火劑達不到設計的滅火濃度。另外，國內、外還頻繁地發生氣體滅火系統誤噴，甚至傷人事故。因此，處于安全考慮，氣體滅火系統不得用于320有人職守的機房。細水霧系統321321細水霧是高壓水經過特殊噴嘴而產生的及其細小且具有充足動量的水噴霧。該技術滅火、控火的效率遠高于普通水噴淋，高效、環保、節水，在歐洲廣泛地用于數據機房。細水霧技術極大地增加了單位體積水的比表面積，能更高效地吸收熱能，進而冷卻火焰。水霧在吸收熱能后迅速汽化，其體積將增加1650倍。另外，產生的水蒸氣即稀釋了火焰周圍氧氣的濃度，同時又阻值了外部氧氣的補充，進而窒息了燃燒。還具有阻擋輻射熱和“洗滌”煙霧的功能。有利于人員或數據中心的保護。細水霧系統分為高壓、中壓和低壓系統，而用于數據中心的主要是高壓系統。該系統可為開式系統，也可為閉式系統，而在歐洲的大型數據機房，基本上采用的是高壓閉式系統。開式系統由閉式細水霧噴嘴、選擇閥、泵組及水箱等構成，工作原理類似于雨林系統。高壓細水霧消防栓是類似于消防水喉的手持式滅火設備，便于普通工作人員使用，尤其適用于數據機房。細水霧系統可參考的國際標準主要有美國防火協會的《細水霧消防系統規范》和歐盟的《細水霧消防系統設計、安裝規范》。系統的實際除了應執行相關的設計規范外，還應符合由獨立第三方火災實驗室提供的、符合國際上相關測試協議的火災測試報告。小結照明系統在規范要求的基礎上，也可進一步考慮節能；數據中心需要有正的監控管理系統，從節能的角度，需要有完善的能耗監控管理系統；消防系統，傳統機房基本上使用氣滅，但是從人員安全的角度可能以后會更多的使用水霧滅火系統。321322目錄數據中心發展回顧基礎建筑電源系統制冷系統數據中心服務器網絡系統其它系統數據中心節能設計PUE的基本概念PUE

TOPn數據中心分析數據中心節能措施分析模塊化數據中心321323PUE基本概念321324PUE：Power

Usage

Effectiveness的簡寫，是DCIE(Data

CenterInfrastructure

Efficiency)的反比。幾乎每個人都知道，PUE的定義非常簡單，它等于輸送給數據中心的功率除以IT設備真實使用的功率的值。PUE=輸送給數據中心的總功率/IT負載功率PUE如果等于1.0是最佳狀態，這意味著所有輸入功率全部被IT設備使用，也就沒有制冷，沒有照明，甚至沒有布線，因為它們總是會消耗掉一部分電力的，從技術上來說這是不可能的，大多數傳統數據中心的PUE值介于2.5至3.5之間，但新建造的數據中心和集裝箱結構數據中心的PUE通常號稱低于1.1，如果真是這樣那就非常完美了。PUE真實嗎？321325PUE的測量給數據中心對比和改進電力使用提供了一個通用標準，但這個標準提供了大量的解釋空間，許多組織會采用對自己有利的方法來解釋。PUE是評估和跟蹤數據中心電源利用率的一種手段，通過這個指標可以幫助了解設施改進的效果，但很快就陷入了PUE極限運動大賽，可以說，很多廠商宣稱的PUE數值是不可信的，因為沒有一家廠商能提供如何獲取這些數值或如何測量的詳細信息，因此PUE已經成了一個被操縱的數字。那么是什么使PUE的數值變得如此低呢？很簡單，減少分子或增加分母可以使PUE變得更小，PUE的值越小越好，因此近來出現了人為操縱的跡象，例如，有人選擇了最佳的測量時機，選擇戶外很冷，照明系統全部關閉，用戶幾乎不在線時測量，甚至關閉冗余制冷系統才進行測量，這種時候測得的PUE值當然會很低，但它的確已經遠遠偏離了事實。PUE定義等級321326PUE最初并不是為了用來對比數據中心之間的差異的，它只是一個跟蹤獨立數據中心周期時間內的能耗情況，操縱這個數字對數據中心自身而言一點好處也沒有，獲得準確的PUE值也是只為了內部改進，GreenGrid一貫堅稱PUE不應作為數據中心間攀比的指標，但怎么也阻止不了人們比較PUE的好奇心，于是引發了虛假PUE值的橫行，不管怎樣，即使要做比較，也應該有一個統一的基礎，至少測量標準，測量方法應該保持一致。2009年10月29日，Green

Grid發布了PUE白皮書2.1版本，也就是現在人們經常引用的

PUEv2，它提供了一個更準確報告PUE的手段，但仍然存在混亂，2011年5月17日，數據中心效率工作組（DataCenterEfficiencyTaskForce，DCETF），闡述了測量和報告PUE的推薦方法。PUEv2確立了不同類型的PUE測量方法，GreenGrid將其分成了1、2、3三個級，分別對應于基礎級、中級和高級，DCETF增加了更基礎的第4級，以PUE0到PUE3進行標識，級別越高越嚴格。327本材料僅供學習交流使用，丌得用于仸何商業用途327PUE定義PUE0：相當于原來的PUE，它仍然是在離散的時間點測量的數據中心總輸入功率和IT負載功率，主要的改進是現在它規定讀數采用IT設備利用率峰值期間的數值，PUE0不能展現動態負載的影響，因此測量時機的不同，最終的結果偏離很大。IT負載功率采用UPS的輸出、基于功率而非能量、只能用于

100%電力驅動的數據中心，用于跟蹤獨立數據中心各種變化的效果還是很有用的，但不應該用于不同數據中心之間的對比。PUE1：這是第一級基于能源或電源消耗計算的新PUE，它需要過去12個月內的總的千瓦每小時數值，所有燃料類型產生的能量都將轉換成通用值，即千瓦每小時，與PUE0相比，這是最主要的一個改進，但它仍然沿用了UPS輸出作為IT負載能量，因此有可能犯PUE0計算IT負載同樣的錯，根據實際情況，這些錯誤會不同程度影響到PUE的值。如果沒有PDU，沒有機柜風扇，以及其它一切都按照PUE1方法進行測量，最終計算出的PUE值應該非常接近真實值。PUE定義328328PUE2：PUE2和PUE1唯一不同的地方是IT負載能量的測量方法，PUE2是匯總的PDU的輸出，正如前面提到的，如果輸電線路沒有用到PDU，PUE1和PUE2之間的差別就很小了。PUE3：這是最準確的PUE測量方法，最終所有數據中心都會熱切希望采用這種測量方法，它需要精確測量12個月內每個IT設備輸入功率，目前只有少數數據中心有能力做到這一步，但毫無疑問這是最精確的方法。有人認為任何聲稱低于1.3的PUE都是忽悠，除非所有設施設備全部按照PUE3級建造。影響PUE的主要因素328329目錄數據中心發展回顧基礎建筑電源系統制冷系統數據中心服務器網絡系統其它系統數據中心節能設計PUE的基本概念PUE

TOPn數據中心分析數據中心節能措施分析模塊化數據中心328330最節能的數據中心序號公司地點PUE主要應用技術1Facebook俄勒岡普林維爾1.07100%新風自然冷源，市電+電池系統備用，定制服務器，太陽能，提高設備運行溫度2Yahoo紐約洛克港1.08100%新風自然冷源，YCC（YahooComputing

Coop）技術，氣流驅動監控管理控制器提高散熱效率3Google比利時1.16定制服務器，市電+板載電池，集裝箱，自然水冷風冷4HP英國Winyard1.16自然冷源+專用空調，模塊化過濾器除塵，地板下送風，通道封閉5Microsoft都柏林1.25新風冷源+冷水機組，封閉熱通道6PairNetworks拉斯維加斯（建設中）0.96采用廢熱發電供應設施和屋頂太陽能陣列聯合供電的方式，電力公司供電則作為備用電源使用；兩側空氣節能方式，及一些新的節能設計331331(本So材ur料ce僅:供w學ww習.交jif流an使g3用6，0.丌co得m用)于仸何商業用途Facebook俄勒岡數據中心PUE=1.07主要應用技術及特點：電力供應：一個277V高效的電力引入系統，避免轉換損耗；備用電源：電源模塊附帶提供有

48V直流備用電池供電系統，摒棄傳統UPS，避免UPS損耗制冷散熱：100%采用外部空氣進行冷卻，利用當地干燥空氣，夏季有效進行噴淋加濕降溫；不需傳統空調。服務器：完全定制化的服務器設備。全部采用藍色LED照明。三聯機柜維持傳統服務器機房布局機箱332332主板電源俄勒岡州新數據中心Yahoo紐約洛克港口數據中心PUE=1.08主要應用技術及特點：設備節能：使用YCC(YahooComputing

Coop)技術使耗電量大大減少提供了一套額外的氣流驅動監控管理控制器，在散熱效率方面有了很大提高。模塊化百葉窗，能夠讓新鮮空氣進入數據中心。在設備區域，新鮮空氣進入前面的服務器，散熱后進入到一個熱走廊熱通道封閉隔離333333Google比利時數據中心PUE=1.16主要應用技術及特點：自己修建水處理廠，再將處理后的運河水給數據中心提供冷量，只采用冷卻塔來散熱，無制冷設備，實現了100%水側自然冷機房比利時布魯塞爾每年平均約有7天室外的溫度高于自然冷卻可接受的范圍。可關閉在比利時的設備，并把運算負荷轉移到其它的數據中心。在次基礎上Google也將提高數據中心工作溫度。334334HP英國溫雅德數據中心PUE=1.16主要應用技術及特點：自然風冷卻與傳統冷卻器結合；冷空氣首先進入一個15英尺高的地板空間，之后再導入IT設備中。這一系統可以將大廳的溫度保持在24攝氏度的恒溫狀態。使用白色機柜安置服務器（如下圖）。選擇白色機柜和地板能夠節約能源，因為白色可反射更多光線，這有助于室內照明，可使數據中心減少強光的使用。334335微軟都柏林數據中心PUE=1.25主要應用技術及特點：自然風冷卻，都柏林年平均溫度在-5到27攝氏度之間，基本上他們全年都可以采用free-cooling為數據中心降溫；分離新風與廢熱，熱通道控制系統使用固定的結構，在側面安裝了一些大小合適的格子。熱通道有一個入口(綠門)，有需要的時候管理員可由此進入。334336Pair

Networks拉斯維加斯數據中心PUE=1.25主要應用技術及特點：拉斯維加斯附近的沙漠地帶；將采用廢熱發電供應設施和屋頂太陽能陣列聯合供電的方式，電力公司供電則作為備用電源使用；是兩側空氣節能方式，除此之外還有一些新的節能設計；“計算出的PUE值為0.96”，“我們相信，最終的數值會低于

1.0”334337節能數據中心節能設計目錄………PUE的基本概念PUE

TOPn數據中心分析數據中心節能措施分析模塊化數據中心節能總體分析設備節能供電系統節能制冷散熱節能提升IDC溫度334338能源成本提升驅動變革334339--來自IBM的一個報告能耗對環境的影響政府的目標2009年底，中國政府總理溫家寶正式對外宣布控制溫室氣體排放的行動目標—-到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比

2005年下降40%~45%。國家“十二五”期間，確立了單位國內生產總值能耗降低16%的總體節能目標。2010年數據中心能耗已經占全球總能耗的1.3%。云計算使數據中心向大型化發展340，也帶來節能的迫切需求。--來自IBM的一個報告340數據中心能耗情況PUE=數據中心總能/IT設備能=（制冷用電負荷+供配電能+

IT設備能 ）

/IT設備能

=CLF+PLF+1.0上式中主要的兩部分：CLF：cooling

load

factor

（優化的制冷系統設計和管理）數據中心中主要的能

包括IT設備能和機房設施的保障能

，PUE充分體現了機房能源的利用率。PUE值的大小，直接體現一個機房的節能效率，理想的PUE

=

1.3-1.6，當前的PUE =

2.0

to

3.0甚至更高Chiller

33%Humidifier

3%CRAC

9%IT

Equipment

30%PDU

5%UPS

18%Lighting

1%Main

switchgear

/

Generator

1%WasteHeatOUTINDOORDATACENTERHEATElectricalPowerIN制冷系統IT系統供配電系統典型數據中心能耗分布圖（Source：Inter

Developer

Forum，2008）PUE=2.04，CLP=0.90，PLF=0.14341?PLF：power

load

factor（優化的電源系統設計和管理）本材料僅供學習交流使用，丌得用于仸何商業用途341①（Source：APC技術白皮書）PUE=3.33，CLP=1.5，PLF=0.77（PUE=2.86，CLP=1.29,PLF=0.51）②要節能除了降低設備本身能

，就得丌斷降低CLF、PLF！節能環節分析從前面分析的目前全球最節能的數據中心的PUE以及所采用的主要實現技術，給我們的啟示：配電：高效的配電系統--Facebook制冷：Free-Cooling的充分使用,充分的氣流組織—MS，HP，Google，Facebook，Yahoo提高溫度：大幅度提高機房溫度(設備進風溫度)—Facebook，Google配套管理技術：先進的能耗監控及優化系統—Facebook，yahoo5.

定制化IT設備：Facebook、Google(Source:

The

Green

Grid

Forum

2012)2011年統計我們的數據中心

該從那些方面節能？342342節能數據中心節能設計目錄………PUE的基本概念PUE

TOPn數據中心分析數據中心節能措施分析模塊化數據中心節能總體分析設備節能供電系統節能制冷散熱節能提升IDC溫度342343IT設備是數據中心節能的根本342344IDC機房的能耗大戶是服務器、數據存儲器等數據處理設備，數據設備的用電量大，就需要更多的UPS來供電，UPS在電能轉換中需耗費一定的能量，電能在傳遞分配中也有損失。數據設備的用電，90%以上最終轉變為熱量，就需要更多的空調來散熱。據統計，數據設備的功耗每增加100W，在電能轉換和分配傳遞上會損耗

10~20W，空調制冷增加功耗120W，因此數據設備的能耗被放大了數倍。在滿足業務需求或同樣處理存儲能力的設備中，選用低功率無疑是節能減排的關鍵。前面關于PUE的定義中，也可以看出，PUE是個相對的概念。PUE低的數據中心是否就一定節能呢？不一定！還得看數據中心是用的計算存儲等設備本身是否節能。能耗分析處理器-1.0WDC-DC-1.18WAC-DC-1.49W配電系統-1.53WUPS-1.67W制冷-2.74W變壓器/切換降低耗電1W節省0.18W節省0.31W節省1.07W節省0.04W按照能源瀑布圖的能消邏輯，設備（通信設備、服務器）處于瀑布圖最上端，根據設備自身能耗對機房整體節能的影響，設備芯片每節省1W電能，能345-2.84W345源系統總體可節省2.39W電能，比例約為2（如果扣除AC-DC和UPS的影響）這就意味著服務器本身的節能事關總體節能.節省0.14W芯片節能346346芯片節能是從設備的根源開始節能。這里的芯片含義是廣義的，包括幾乎所有半導體器件級別的產品，都可稱為芯片，不論是做數據處理的CPU還是僅僅顯示用途的LED。以Intel服務器CPU為例：自動化能效——集成功率門限(IntegratedPowerGates)：可將個別閑置內核的功耗降低至接近于零的狀態，而不受其它運行內核的影響，相比以前的至強服務器處理器來說可使閑置功耗降低達50%以上；智能電源管理——英特爾智能節能技術：自動低功耗狀態(AutomatedLowPower

States)可以自動將處理器和內存置入最低功耗狀態，從而在不影響性能的情況下滿足當前工作負載的運行需求。Intel服務器CPU功耗一般在80-130W之間，低功耗版本的一般在60W左右。ARM架構的CPU一直以低功耗見長，今后也可能會應用到數據中心服務器中。2011年已經有首款服務器CPU發布，4*1.1~1.4GHz，單芯片功耗僅幾瓦。板卡節能346347板卡級的節能，主要體現在通過集成度更高，處理能力更強的芯片的使用，大大提高但板卡的處理能力，一塊新板卡可以替換多塊舊板卡，或者一臺新設備從處理能力或容量上可以替換多臺原有的老設備，從而達到節能的效果。比如高速板卡替換低速率板卡：高轉發速率IP業務板卡比同等容量的低速板卡要更節能，以各個主流廠家10G單板功耗和40G單板功耗比較為例，隨著板卡處理能力的增加，每40G板卡的功耗比4個每10G板卡的功耗要小得多。板卡類型功耗廠商1廠商2廠商3廠商4每10G板卡功耗140W/10Gbps200W/10Gbps90W/10Gbps100W/10Gbps每40G板卡功耗318W/40Gbps371W/40Gbps301W/40Gbps375W/40Gbps每40G板卡功耗比4個每10G板卡功耗降低值-242W-229W-59W-25W服務器節能346348CPU芯片：單顆至強處理器的功耗在80W、95W，有的達130W。芯片廠商一改之前提高運算速度的策略，轉而增加內核數。即采用多核的X86芯片技術提升處理能力，從而降低芯片數量的增加。電源方面：服務器廠商采用超過"80PlusGold"的高效電源。如戴爾采用Energy

Smart(智能節能)技術，可在性能增加的同時降低能耗。風扇方面：IBM引入了高效率的雙段式對轉風扇，它比傳統的風扇設計更為節能，配合IBM獨有的高度計設計，可以保證在海拔高的地區，仍能保證充足的空氣流通量。在硬盤方面，機架服務器更多采用的是HDD

2.5英寸小硬盤，相比3.5寸大硬盤，有近一半電能的節省。不僅如此，SSD(固態硬盤)開始在服務器中亮相，與普通HDD硬盤相比，具有功耗低、穩定性好、運行速度快等特點。在能耗上，SSD硬盤的能耗僅有3~4W，如英特爾X25-E

Extreme

SSD(工作負載2.4W，閑置狀態0.06W)，要比HDD(15~17W)低4/5。Facebook服務器的節能設計高效的電源模塊：正常時市電直供，不用UPS；一個模塊負責提供設備的全部負載，可以讓電源模塊工作在較高的負載率下，電源模塊的效率較高。機箱服務器節點66mm高度的設計，這種尺寸可容納性能更好的60mm風扇，CPU可使用更高的散熱片另機箱外形是傳統與google服務器之間的半開放式。定制的主板AMD主板：內存插槽則是24條，按照目前的內存密度可以達到384GB，CPU目前標配的是皓龍6100，總計24顆物理核心，后續估計會達到32顆物理核心的高度。6個硬盤接口，單北橋，單PCI-E插槽。Intel主板使用Xeon

5500系列和5600系列兩種處理器，內置英特爾5500

I/O

Hub芯片，有18個內存插槽，內存最大可擴展至144GB。349349Google服務器349350每臺服務器都有一顆12V電池，確保萬一主斷源斷電時還可持續供電，同時避免大容量UPS損耗。（Google專利）從05年起Google數據中心加入了標準運輸貨柜，每個都有1160臺服務器，耗電量可達250千瓦。（Google專利）單臺厚度2U，兩顆AMD或英特爾的x86處理器、兩個硬盤、八個內存插槽。在網絡設備中也采用電池設計。簡約實用實用至上，面向大規模部署優化組件，節約成本遠程部署和管理低碳節能優化系統供電，避免電能消耗多種架構部署方式標準機架式或者托盤式部署--整體而言，Google的作法與選擇都是經過成本（含軟、硬件與設備）精算的考量。機群式服務器的節能統一的電源：以機架為單位配置電源模塊，為每個服務器節點提供12V直流電源，單個服務器節點不再配置電源模塊；提高電源效率。統一的風扇：在服務器背面統一配置散熱風扇，每個服務器節點上不再配置獨立的風扇；能提供更好的散熱能力的同時總體節約能耗。可集成電池：機架內配置蓄電池，實現斷電保護。正常時市電直供，同樣可避免UPS的損耗。349351虛擬化節能349352通過設備虛擬化創建一個全局共享的資源池，可從根本上擺脫煙囪式架構的約束，并解決在空間，電力和冷卻等方面的問題。對于服務器虛擬化的節能主要體現在兩個方面：可將眾多零散的負荷很低的服務器，通過虛擬化技術，集中到少量的處理能力較高的設備，提高資源池中服務器的負荷，減少低負載服務器電源的損耗，同時服務器數量的減少也有的減少了一些低負荷服務器的基礎固有能耗。通過虛擬化技術，可以方面的實現業務在具體物理設備的遷移，從而可以根據業務的峰谷情況，動態的調整業務分布，主動休眠部分無業務設備，達到節能目的。節能數據中心節能設計目錄………PUE的基本概念PUE

TOPn數據中心分析數據中心節能措施分析模塊化數據中心節能總體分析設備節能供電系統節能制冷散熱節能提升IDC溫度34935350%55%60%65%70%75%80%90%85%100%95%0%10%20%30%40%60%70%80%90%

100%50%LoadEfficiencyAPC

Symmetra

MW

1000kVA

Delta

Conversion

AC

UPSAPC

Symmetra

PX

160kVA

Double

Conversion

AC

UPSAPC

Smart-UPS

VT

40kVA

Double

Conversion

AC

UPSSatCon

AE-75-60-PV-A

75

kWDC

UPSLBNL

Typical

EfficiencyDouble

Conversion

AC

UPSLBNL

Low

est

Efficiency

Double

Conversion

AC

UPSSymmetra

MW的效率為

96.2%傳統的數據中心大都通過UPS來實現掉電保護，通常所有IT負載都要經過UPS來供電，對于采用2N或2（N+1）的UPS系統，考慮到滿足主備系統容量的要求，單臺UPS的負載不能超過50%，實際中很多UPS長期工作在20%-40%的負載情況下，低負載率導致UPS的效率不到，往往不到80%。AC

and

DC

UPS

Efficiency

Comparison提高UPS的效率349354提高UPS的效率349355如何提高UPS的效率呢？UPS建設容量規劃合理，避免配置容量過大的UPS系統，導致UPS長期低負荷運行。利用UPS的在線并機擴容功能，根據業務的發展逐步盡快擴容。盡量采購效率更高的UPS，效率高低需要根據UPS的實際工作負載來判定，比如1+1并機的UPS，應該選擇負載30-50%時效率較高的產品，否則即使滿載效率達到95%以上，也是沒有意義的。在市電條件比較好的情況下，UPS可運行在ECO的靜態旁路模式，提高效率；UPS對于電網是非線性負載，應選擇諧波小的設備；并機共用電池組，電池智能管理技術等。356356推廣新的UPS技術模塊化UPS模塊化能夠提高系統的可靠性和可用性，一個模塊出現故障并不影響其他模塊的正常工作，并且可熱插拔特性能夠大大縮短系統的安裝和修復時間。模塊化UPS能夠給用戶帶來更好的可擴展性。同時較傳統UPS來看，模塊化UPS還具有便于安裝運輸、便于售后維護、高效節能、冗余性好等諸多優勢，系統本身熱損耗更低，節電率更高（約在20%以上）。高壓直流減少DC-AC-DC變化級數，整體效率更高；電池直掛在輸出母線上，相當于提供另外一路備份，可靠性更高；同容量、同后備時間的240V直流系統比傳統UPS的總投資低10％左右。再次，相比UPS供電技術更節能，平均節能約為20%。飛輪UPS效率高，壽命長，在本油材料機僅條供學件習好交流的使情用，況丌下得用可于引仸何入商。業用途市電直供+電池備份357357在前面PUE

TOPn的數據中心介紹中，采用市電直供+電池備份的供電系統幾乎成了主流的模式。Google：每個服務器都立配置一塊電池作為備用Facebook：沒兩組三聯機柜，共用一個電池機柜，提供-48V直流電源作為備用機群式服務器，很多廠商已經推出了自己的設計方案或產品，部分廠商的設計已經包含了備用電池的集成設計。國內某互聯網公司2011年新建的IDC采用了市電+UPS的方案相信以后市電直供+電池備份的電源方案將被越來越多的數據中心所采用，拋棄傳統的UPS，提高能源利用效率。358358節能數據中心節能設計目錄………PUE的基本概念PUE

TOPn數據中心分析數據中心節能措施分析模塊化數據中心節能總體分析設備節能供電系統節能制冷散熱節能提升IDC溫度359359Facebook自然空氣冷卻的詳細分析①②Removed：集中冷卻系統HVAC管道制冷參考標準：ASHRAE天氣數據TC9.9

2008推薦溫度范圍設計和建立一套雨棚空氣處理系統設備廢熱用于辦公環境叏暖100%自然風引入混風廊回風熱通道(丌通風)公共回風熱廊熱通道公共冷通道送風廊服務器機服務器機柜熱通道數據中心

柜過濾墻薄霧系統 風扇墻排風熱通道(丌通風)排風廊排風風扇垂直可排風籬木外部新風引入走廊混風區域過濾墻冷卻加濕系統薄霧風扇墻入風走廊蒸發冷卻/加風濕扇走墻廊出冷風通/送道風加走壓廊無管道送風排風走廊360360新風冷源Facebook

Prinaville數據中心18.3-29.4°C的送風溫度65%的最大相對濕度5.5°C的最小露點溫度夏天（可適應）溫度：43.4°C濕度：12,32%21.28°C，100%--43.4°C，12,32%--26.01°C，65%冬天（可適應））-0.67°C（

30.8

°F

DB50%

DH空氣等焓加濕降溫是解決夏季高溫問題的主要方法43.4℃,12.32%21.28℃,100%26.01℃,65%等焓加濕冷卻設備后升溫新風冷源在中國是否適用？以北京的氣候溫度來分析（參考2010年氣溫數據）151050-5-10-15204035302545溫度區間小時數分區段占比<-5℃529582766.5%-5~0℃10920~5℃10765~10℃95210~15℃94515~20℃123320~25℃1458145816.6%25~30℃1060106012.1%30~35℃3834154.7%35~40℃32>40℃0合計87608760100.00%平均氣溫最低氣溫最高氣溫

27℃25℃36136120℃氣溫情況分析2010年全年低于20℃的時長比例達到66%，從溫度角度考慮，這部分時段新風制冷將非常適合機房20~25℃的環境溫度要求的。如果適當提高機房設備（主要是服務器）的運行環境溫度，如設備進風口溫度提高到25℃則適宜的時長比例達到82%。如果進風口提高到27℃，并且考慮到新風系統的水簾加濕降溫效果，將有超過90%的時長可采用新風制冷（<

30

℃

），完全代替傳統空調。362623途新風冷源在中國是否適用？全年空氣質量數據（參考2010年北京、濟南數據）122954453232561782

41

02

2050100150200250300濟南北京空氣質量分析山東某運營商在多個核心機房應用了新風冷源，因此對比北京與濟南的空氣質量情況，空氣質量變化趨勢基本一致，但北京總體稍差。北京全年超過80%的時間空氣質量為良或優；三月和十月可能出現比較極端的沙塵天氣，此時將不適于新風冷源的使用。本材料僅供學習交流使用，丌得用于仸何商業用5004504003503002502001501005002010/1/12010/2/202010/4/112010/5/312010/7/202010/9/82010/10/282010/12/175004504003503002502001501005002010/1/1

2010/2/20

2010/4/11

2010/5/31

2010/7/20

2010/9/8

2010/10/28

2010/12/17山東北京空氣質量狀吸入顆粒物分類標準：0-50

優

51-100

良101-150輕微污染151-200輕度污染201-300中度污染300以上重度污染優15%良64%輕微15%輕度5%中度1%中度重0%北京新風冷源在中國是否適用？363363中國幅員遼闊，但從氣溫的角度來看，適合利用自然空氣冷源的區域很廣，但是也必須看到，由于環境污染導致較多的時候空氣質量較差，室外冷空氣需要進行多級有效過濾，才能用于冷卻數據中心設備。空氣過濾將帶來新風系統能耗增加，同時也帶來更高的投資建設成本，因此需要綜合考慮。目前即使是新風設備廠商對于北京的氣候條件是否能采用新風冷源，意見也不盡一致。個人意見：在保證良好的過濾效果的情況下，可應用新風冷源，但需要根據氣候變化情況制定良好的新風系統和精密空調的聯動調度方案。同時對于新風過濾系統的維護需要有更多的積累。新風系統的設計案例例:某設備托管區機房：約224m2計劃機柜數量:12KW/架18個6KW/架30個4KW/架12個假定機架設備統計功耗峰值為額定功耗的60%，發熱系數取1環境熱負荷:100w/m2照明熱負荷：10w/m2不考慮人員散熱。363364新風散熱設備主要特點：G4板式、F5袋式、電子過濾器、濕膜四級過濾電動調節控制混風，實現入風恒溫可與機房空調聯動過濾效率：歐洲標準歐洲標準是依據EUROVNT4，EN779來制定的。主要級別：EU1~EU17美國標準美國標準依據ASHRAE制定的，主要是DOP。級別：初效：G1~G4中效：F5~F9高效：H10~H14超高效：U15~U17我國的標準國內現行的沒有統一的標準，都是根據歐美復制過來的，略微有修改。級別：初效，中效，亞高效，高效。初效和中效分類遵從歐標，用G1~G4，F5~F9。亞高效、高效和超高效遵從美標用百分比表示。袋式過濾混風電子過濾濕膜加濕363365新風設備計算363366風量計算公式根據Q=m3c3△t，m＝ρ3V其中：Q---------制冷換熱量，1470kWc---------比熱容，取1.004kJ/(kg3K)△t-------設備換熱溫差，取12℃m--------單位時間機房內可提供的攜帶冷量的氣體的質量

ρ---------空氣密度，取1.29kg/m3V---------單位時間內向冷通道提供氣體的體積風量測算：機房總的制冷換熱需求為335.8KW按入風25℃，出風37℃，溫差12℃，冗余系數1.2，則所需總風量為78000m3/h按單臺風機風量20000

m3/h，則需要配置4臺，如考慮冗余則配置5臺（4+1）新風系統的基礎配套如，進風出風管道等需按終期設計，新風機可分期建設注：在新風系統+機房空調的模式下，新風系統可不考慮冗余。新風設備參數說明367367型號FCX-50BFCX-75BFCX-100BFCX-150B風量m3/h500075001000015000余壓Pa75757575功率kw1.11.62.43.2過濾等級EU5EU5EU5EU5加適量kg15223445噪音dB65657070重量kg250290430580體積cm108*90*200137*90*200210*90*200280*90*2500實際上從目前的實際應用來看，新風系統很少有直接使用標準產品的，大部分都需要根據機房具體情況，如設備安裝位置、進風口位置等進行定制。新風設備一般均需要與機房精密空調聯動，根據室外空氣溫度和潔凈度情況決定是否啟用。參考某廠商新風機參數新風設備應用實例圖367368節能十大技術之1：自然冷源引入技術

367369智能熱交換智能換熱是一種通過換熱器間接利用室外空氣冷量對室內降溫從而降低空調能耗的方法。當室外空氣和室內空氣達到一定條件的時候，通過進風風機將室外低溫空氣輸送至換熱器，與室內的高溫空氣及設備進行熱交換成為高溫空氣，再通過排風風機將高溫空氣排出室外，從而達到降低機房溫度，減少空調能耗的目的。智能換熱采用間接換熱的方式效率難免低于智能通風，但由于不將新風引入室內，對室外空氣的要求降低，擴大了使用范圍和可使用時段。367370智能熱交換367371智能換熱適用于晝夜溫差大、過渡季節長、室內外溫差大于10℃時段較長的區域，智能換熱設備與智能通風相比效率稍低，但室外空氣的濕度和潔凈度對室內空氣影響不大，可在室外空氣質量稍差的區域使用，或應用在對室內空氣品質要求較高的機房中。嚴重的揚沙、沙塵暴等現象的環境，而且不具備人工定時清理換熱器的條件，可能造成換熱器風口阻塞時，不宜采用智能換熱設備。373373熱管空調熱管空調就是利用熱管原理，利用室內外溫差形成無需壓縮機的制冷循環，從而用最低的電力消耗將室外冷量轉移到室內的室外冷源利用設備。一般使用中熱管空調冷凝器需安裝在室外較高位置，蒸發器安裝于室內較低位置。制冷劑蒸發器中吸收機房室內熱量蒸發為氣體，在壓差作用下沿管路上升至室外的冷凝器；蒸汽在冷凝器中放熱冷凝成液體，并在重力作用下沿管路向下流動，回到室內蒸發器。室內外溫差引起的冷凝器內蒸汽冷凝為液體并受重力影響向下流動，使冷凝器內形成低壓，成為整個制冷劑循環的源動力。熱管/制冷復合型空調：將熱管空調與蒸氣壓縮式制冷技術有機融合，兼具熱管自然冷卻、空調主動制冷、熱管制冷交替運行三種模式，可一次性解決高溫時期制冷和當室外溫度較低時的自然冷源利用問題。本材料僅供學習交流使用，丌得用于仸何商業用途374本材料僅供學習交流使用，丌得用于仸何商業用途熱管空調的適用場景熱管空調主要優點：相比普通空調機組，在室外溫度較低時無壓縮機運行，節約了大量能耗，相比智能換熱設備，可以在較小的室內外溫差下實現較高的傳熱效率，并且無需在墻面開很大的進、排風孔洞，是一種高效、安全的室外冷源利用設備。適用場景：由于熱管空調采用熱管原理，利用重力使冷凝水自然回流，室外換熱器必須安裝在較高位置，并要保證較好的散熱條件，對室外機安裝空間要求相對較高，因此一般而言主要適用于小規模機房。也可采用一體式的熱管換熱器，冷凝段用利用外部空氣散熱制冷，蒸發段則吸收室內空氣熱量，次方式的使用與智能換熱器基本一致，但是換熱效率更高。熱管空調室內外機僅以冷媒管空洞相連，無新風引入、不需大面積墻面開孔，保證了室內潔凈度和安全性，在具備室外機安裝條件的情況下基本均374可以使用。熱管空調375375376376轉輪換熱原理轉輪型全熱交換器的基本構造，在一個被分隔成兩個區的殼體中，具有蜂窩狀結構的熱交換器轉輪在電機的驅動下，以大約l0～20

rpm的回轉速度在殼體中轉動。由于全熱交換器轉輪的芯材是由帶有吸濕性涂層、導熱性很高的鋁箔等材料加工而成。來自室內被污染的排風空氣從裝置的上半部通過轉輪向室外排風時，排風空氣中所含熱量和水分(顯熱和潛熱)的絕大部分將蓄積在轉輪中。隨著轉輪的轉動，新風空氣從裝置下半部通過轉輪時吸收蓄積在轉輪中的全熱能，實現熱能回收。譬如在冬季，室外新風在通過蜂窩狀轉輪時由于溫度差、水蒸氣分壓力差的存在，蓄積在轉輪里的顯熱和潛熱(水分)會放出，使新風被預熱和加濕變為溫暖、濕潤的空氣后供給到室內。同樣原理，在夏季可以實現連續地向室內供給經過預冷和被除濕后的涼爽干燥的新風。因此，使用全熱交換器可以降低新風熱負荷，實現節能。377377轉輪換熱應用空氣間接交換，對空氣質量要求低；占地面積大，投資高；該方案在某設備商的解決方案中心已經采用，在冬季可實現PUE小于1.15。室外冷空氣引入冷空氣與轉盤進行熱交換熱空氣排出室外轉輪旋轉板式換熱、熱管、轉輪比較（1/2）378378熱管換熱器翅片為光滑表面，氣流左右逆流通過，可以得到最大的換熱效果，換熱效率60～70％。結構上不受氣流速度的限制，不容易臟堵，換熱效率穩定。進、排氣流分隔嚴密，完全沒有交叉污染。沒有運行費用，基本無需維修，壽命長（12年以上）。但是目前成本較高。板式換熱器氣流是單數層進氣，雙數層排氣，氣流在層之間流動，會使換熱膜片擾動，氣流大時，產生強大的阻力和噪聲，甚至吹破膜片，結構受氣流限制，只能做成叉流（降低阻力和噪聲），并限制在低風速下使用。缺點：在大風量下，廠家很難保證按國家標準的尺寸制作。逆流：叉流：順流的換熱效率＝1：0.75：0.5。板式換熱、熱管、轉輪比較（2/2）378379轉輪換熱器轉輪為接觸式換熱，每分鐘轉動10～12圈，轉輪在高溫區中吸收熱量，轉到冷區中放出熱量，為了提高換熱效果，就要使膜片做成波紋狀（不利于灰塵的清除），需要動力裝置，換熱效率=熱交換效率+混合效率-耗功≌

60～70％。缺點為：在熱區中吸收熱量的熱輪轉到冷區時，由于速度較快，露水不一定釋放完畢，與灰塵易形成灰垢附著在換熱器表面，增大阻力，降低回收效率。氣流與轉動方向成90度夾角，產生不平衡力矩，轉輪兩側在過渡季節灰塵附著不一樣，使重量不一樣，轉輪在向上轉和向下轉時重量也不一樣，使電機受力不平衡，容易燒毀電機。380本材料僅供學習交流使用，丌得用于仸何商業用途380水冷空調自然冷卻采用水冷空調系統，當室外環境溫度較低時，可以關閉制冷機組，采用板式換熱器進行換熱，稱為水冷自然冷卻。這樣減少了開啟冷機的時間，減少大量能源消耗。濕球溫度在4℃以下時可以滿足完全自然冷卻，在濕球溫度4到10℃之間可是實現部分自然冷卻。在北京，一年內平均有5個月左右可以實現完全自然冷卻，有2個月左右可以實現部分自然冷卻。節能效果將是非常明顯的。水冷自然冷卻由于只需要增加一臺不需要動力的板式換熱器，投資和占地都比較少，是大型數據中心的免費制冷節能方案381381自然冷卻水冷空調系統三種工作方式夏天完全靠冷凍機制冷，通過閥門控制使得板式換熱器不工作；冬天完全自然冷卻，冷凍機關閉，通過閥門控制冷凍水和冷卻水只通過板式換熱器。春秋季節部分自然冷卻。這時冷卻水和冷凍水要首先經過板式換熱器，然后再經過冷凍機組，阻力要大一些，水泵的揚程在設計時相應要大一些。382382精確送風送風方式與機房的整體規劃建設相關，在建筑設計之初就需要做好規劃。目前最為流行的是機柜前進風/封閉冷熱的方式。據有關測算，冷熱通道隔離可提高空調制冷效率12%以上。但是對于是否應該采用地板下送風，大家的意見并不統一。序號機柜/送風方式主要特征單機柜功耗常見機柜規格1傳統機柜上下開孔，四周通風1~2KW600*800*20002下進風機柜前板門后網孔，底部入風口可調節并且配置導流板，設備與前柜門距離應大于20cm；假面板、立柱兩側密封4~6KW600*1200*20003上進風機柜新建機柜要求基本與下進風相同；傳統機柜改造，可通過增加凸形門形成冷通道4

KW600*1200*20004前進風機柜前后門均為網孔；假面板、立柱兩側密封2.5KW600*1000*20005前進風+過道冷池前進風，機柜列面對面，采用密閉空間倉將冷氣聚束在列間過道空間中，等待服務器吸入4~6KW600*1000*20006Google服務器機柜定制，無柜門；服務器定制，無機箱，無風扇；集裝箱用；集裝箱內部形成冷池5KWN/A7Facebook服務器機柜定制，三聯，無柜門，前進風；定制機箱前面板開放，風扇配置力求大、多。9

KW1713*914*2000三聯8一體式服務器機柜前進風，集中設置大風扇在機柜背面；服務器前面板網孔12

KW600*1200*2000序號機柜/送風方式主要特征單機柜功耗常見機柜規格1傳統機柜上下開孔，四周通風1~2KW600*800*20002下進風機柜前板門后網孔，底部入風口可調節并且配置導流板，設備與前柜門距離應大于20cm；假面板、立柱兩側密封4~6KW600*1200*20003上進風機柜新建機柜要求基本與下進風相同；傳統機柜改造，可通過增加凸形門形成冷通道4

KW600*1200*20004前進風機柜前后門均為網孔；假面板、立柱兩側密封2.5KW600*1000*20005前進風+過道冷池前進風，機柜列面對面，采用密閉空間倉將冷氣聚束在列間過道空間中，等待服務器吸入4~6KW600*1000*20006Google服務器機柜定制，無柜門；服務器定制，無機箱，無風扇；集裝箱用；集裝箱內部形成冷池5KW7Facebook服務器機柜定制，三聯，無柜門，前進風；定制機箱前面板開放，風扇配置力求大、多。9

KW1713*914*2000三聯8一體式服務器機柜前進風，集中設置大風扇在機柜背面；服務器前面板網孔12

KW600*1200*2000精確送風是最易于實現的節能措施之一383383精確送風是最易于實現的節能措施。不涉及任何新的制冷技術；大部分的現有機房具備改造條件；改造實施影響小；成本低；封閉冷通道、封閉熱通道的比較383384特性冷通道遏制熱通道遏制說明效率提高提高提高HACS比CACS效率更高，原因是熱空氣與機房其他部分的隔離使得HACS通常會以更高的回風溫度運行對機房其它環境的影響非密閉空間溫度提高僅密閉通道溫度提高HACS與機房無關，即它不會以任何方式影響密閉空間外的機房溫度。CACS將使密閉空間之外的空氣更熱。故障容忍弱相對強在HACS解決方案中，設備進風口不被密閉，因此可以在制冷故障時從機房內抽取制冷氣流。這樣就為切換至發電機供電贏得了更長的時采用行級制冷架構的HACS效率和靈活性都更高，可提供更高的穿越能力，而且可以更容易應對更高的IT密度要求，而不需要提高整個數據中心的溫度。對于多數用戶而言，非密閉操作空間的額外升溫是一種不可接受的條件，這就使得CACS不能作為備選方案。鑒于以上原因，大多數高效率、高密度數據中心項目，不管是新建機房還是老機房改造，大都采用了某種形式的熱通道遏制系統。節能數據中心節能設計目錄………PUE的基本概念PUE

TOPn數據中心分析數據中心節能措施分析模塊化數據中心節能總體分析設備節能供電系統節能制冷散熱節能提升IDC溫度383385設備運行溫度要求383386序號廠商設備型號溫度要求備注1HPDL385G710~35°C與海拔有關，且30度以上將引起部分性能下降2IBMX3850

X510~35°C3浪潮NF52205~35°C4浪潮NX560T5~35°C服務器對環境溫度要求：存儲設備對環境溫度要求：10~35°C，部分廠商要求更寬松；UPS對運行環境溫度要求：一般5~40°C電池組對環境溫度要求 ：25℃左右通信設備對運行環境要求：一般0~40°C設備運行環境要求383387指標GB

50174-2008《電子信息系統機房設計規范》YD/T

1821-2008《通信中心機房環境條件要求》A級B級C級一類二類三類IDC溫度23±123±118~2810~2610~2810~3020~25濕度40%~

55%40%~

55%35%~

75%40%~

70%20%~

80%20%~

85%40%~

70%當前丐界最先迚的數據中心，都采用寬溫限的設計方式，其直接帶來節能效果非常明顯。寬溫限下的數據中心節能研究已是當前業界重要熱門研究課題，引起廣泛的關注指標ASHRAETC9.9標準《Thermal

Guidelines

for

Data

Processing

Environments-Expanded

Data

Center

Classes

and

Usage

Guidance》200420082011（R）2011（A）溫度20~2518~2718~2715~32濕度40%~

55%5.5°C

DP

,

60%&15°C

DP5.5°C

DP

,

60%&15°C

DP20%~

80%提升溫度的節能效果383388大多數數據中心溫度都保持在22至25攝氏度（68至72華氏度）之間，因為通常認為在更高溫度下設備不能正常工作，但事實并非如此。Facebook對其位于加利福尼亞州圣克拉拉市的數據中心進行了重新改造，能夠在27oC

的高溫環境中工作，每年在能源開支上能節省22.9萬美元，并且還能獲得聯邦政府近30萬美元的能源補貼。雅虎計算小屋(Yahoo!ComputingCoop)也用到了HTA技術，它是一個工作環境中不含冷卻設備的數據中心。該數據中心每年僅有幾天需要用水對其進行冷卻(PUE指標大概為1.08)。由于采用100%的自然氣流，平均算下來，該建筑物的總功耗中僅有不到1%是用于冷卻。微軟都柏林數據中心的服務器吊艙，該公司的服務器運行高達95華氏度。戴爾在大概一年前驗證了其服務器能夠最高工作在華氏115度的環境。英特爾在新墨西哥州的數據中心采用自然風制冷，溫度保持在92華氏度左右，這并沒有增加服務器失效幾率。提升溫度的節能效果383389保持機房更加涼爽需要耗費更多的電力，而據統計，數據中心每提升一度，大約會節省4%的能源費用。天津某互聯網公司的數據中心設備入風溫度從22

℃（冬季）提高到25℃/27

℃（初夏），總體節能超過10%。提升溫度的節能效果，在理論上很難以準確測算，目前只能根據具體的應用情況進行統計對比得出。如果有興趣，可以嘗試建立模型進深入分析。高溫服務器設計383390高溫服務器設計383391高溫服務器設計383392HTA服務器為什么沒有成為主流？究其原因，從熱投影到分布式設計，技術上是有難度的。在分類上，雙路屬于對稱多處理服務器，通過增加處理器來提升處理能力，其中，2個處理器共享全部內存。Intel從Nehalem架構開始，在處理器中內建了內存控制器，多核心獨立訪問內存。為了保證2個處理器的多個核心平等訪問內存和I/O，這不是一件容易的事情。在走線上，熱投影設計有其合理之處。如果采用分布式設計，走線有一定的難度，PCB就需要更多層設計，從而導致成本增加，這也許是分布式方案沒有普及的原因。如果拋開局部利益，HTA服務器更加合理。如果從數據中心的角度，還有更多的選擇。以散熱風扇為例，可以從機架、機柜、數據中心的角度考慮，而不是一對一的配備，如此，具有更高的效率。Facebook服務器的HTA設計383393目錄數據中心發展回顧基礎建筑電源系統制冷系統數據中心服務器網絡系統其它系統數據中心節能設計PUE的基本概念PUE

TOPn數據中心分析數據中心節能措施分析模塊化數據中心383394數據中心模塊化的背景383395隨著云計算應用的迅速普及，各類基于云計算的業務模式得到了快速的發展，但無論哪種云計算業務模式，如果希望提供大規模、高可靠、具有市場競爭力的IT服務，都亟需有規模化、彈性化、低成本的數據中心來支持。傳統的數據中心通常是根據已有大樓的條件來劃分各類功能分區的，在當時發展前景不明，只能通過小步走，試探性的建設方式，后期逐步調整。因此往往在實際使用過程中逐漸暴露出諸多問題。云計算帶來了規模、成本、彈性三大挑戰，粗放的IDC模式具體表現為建設周期長、彈性差、管理手工化、部署項目化、資源利用率低能耗高等諸多問題，因此傳統的IDC逐漸向大型數據中心轉型，而模塊化設計又是大型數據中心的必然選擇。傳統數據中心存在的問題383396

電信/互聯網行業IDC業務大都為機房或機架租用模式，對入駐的客戶和業務量，與傳統業務相比，沒有較為明確的滾動性規劃；金融行業數據中心的發展由業務主導，當業務方向及發展前景不明時，在遠期規模預估上存在較大的困難。從電信和銀行業來看，具備極大的靈活性和可擴展性已成為新一代數據中心所必須考慮的點位。依據數據中心的重要程度，在機房建設等級、系統配置、管理及維護上均有不同的差別，再加上設備廠家和種類繁多，常常會導致建設和管理的復雜化，因此需要耗費大量的人力資源成本。傳統數據中心的能源消耗極高，據不完全統計，傳統數據中心設備實際能耗約占總能耗的42%，而制冷、供電及照明等的耗能約占58%，有效提高能源利用率，達到綠色節能是需要解決的又一重要課題。數據中心模塊化的概念383397為有效避免早期和目前數據中心存在的問題，符合國際、國內標準的要求，從項目實戰經驗得出：采用模塊化數據中心的理念將是解決傳統數據中心存在的問題較為理想的方式之一。所謂模塊化數據中心是指每個模塊具有獨立功能、統一的輸入輸出接口、不同區域的模塊可以互相備份，通過相關模塊的排列組合形成一個完整的數據中心。各模塊中可以包含子模塊，各模塊功能的綜合構成了系統功能，而子模塊的功能應該是父模塊的基本功能。模塊層次越多建設、管理的難度越大，當模塊層次劃分過多，就與非模塊化的結構沒有差異。為構建模塊化數據中心，可從功能分區模塊化和基礎設施系統模塊化兩方面著手，通過建立模塊化數據中心模型，感知模塊化帶來的顯著特點和巨大優勢。數據中心模塊化的概念383398為有效避免早期和目前數據中心存在的問題，符合國際、國內標準的要求，從項目實戰經驗得出：采用模塊化數據中心的理念將是解決傳統數據中心存在的問題較為理想的方式之一。所謂模塊化數據中心是指每個模塊具有獨立功能、統一的輸入輸出接口、不同區域的模塊可以互相備份，通過相關模塊的排列組合形成一個完整的數據中心。各模塊中可以包含子模塊，各模塊功能的綜合構成了系統功能，而子模塊的功能應該是父模塊的基本功能。模塊層次越多建設、管理的難度越大，當模塊層次劃分過多，就與非模塊化的結構沒有差異。為構建模塊化數據中心，可從功能分區模塊化和基礎設施系統模塊化兩方面著手，通過建立模塊化數據中心模型，感知模塊化帶來的顯著特點和巨大優勢。模塊化的分類現在的模塊化數據中心產品有三種基本類型。集裝箱式數據中心：模塊化數據中心的概念是重新配置的集裝箱，通常被稱為“pod”，廠商通常裝配好IT設備后，即可在客戶選定的位置交付。預制結構：通過采用供預制結構數據中心在內部空間和布局配置方面提供更大的靈活性。就像是組合式房屋，房屋的部分或全部先在廠里做好，再運到客戶指定的地方，然后現場完成建造。第三種是結合了模塊化設計特點和傳統設計特點的混合模式。廠商向客戶出租那些可以迅速配置和擴建的模塊化空間，這些空間位于大型辦公樓或類似廠房的設施里399399。功能分區模塊化400400通常數據中心需要具備的主要功能分區為：高壓進線室、高低壓配電室、油機房(日用油箱/油庫)、冷水機組房、接入室、光纜進線室、監控維護區域、數據機房、電力電池室、空調區域、新風室、鋼瓶間、儲藏室、拆箱區、吊裝平臺、值班室及各類管井，功能分區可根據實際情況選擇