近年來,各行各業對信息技術的依賴日益增加,電腦已成為人們工作生活中不可或缺的一部分。而推動信息技術發展的引擎與保證是數據中心。數據中心是21世紀的信息工廠,是實現數據信息的集中處理、存儲、傳輸、交換、管理等業務的服務平臺。從物理層次看,數據中心主要由IT設備、配電系統和空調系統3部分構成。IT設備是實現數據中心功能的核心部分,用于數據處理(服務器)、數據存儲(存儲設備)以及通信(網絡設備)。配電和空調系統則用以保障IT設備系統的正常運行。其中,配電系統用于直流、交流轉換,并確保為IT設備提供可靠、高質量的電源;空調系統保障IT設備在正常的溫度和濕度下工作。
集中式數據中心現已成為數據中心建設的發展趨勢,企業規模越大,建設集中式數據中心的迫切性和重要性越大,企業取得的收益也會越顯著。所以,建立起綠色數據中心勢在必行。
何為標準的綠色數據中心?
綠色數據中心的評估標準是電能利用(PUEPowerUsageEffectiveness),PUE=數據中心的總用電量/IT設備的總用電量。數據中心電能利用率的物理含義是在其總輸入電能中,到底有多少的電能真正被IT設備使用。數據中心的PUE值越小,則表示其用于確保IT設備安全運行所配套的,由UPS供電系統、空調系統、輸入/輸出供配電系統以及照明系統等所組成的動力和環境保障基礎設施所消耗的功耗越小,隨之也就越能體現機房的節能性。

目前國際上普遍的理解是,綠色數據中心是在傳統的數據中心架構基礎上,通過先進的技術和方案以達到最高能效以及最低的環境影響。綠色數據中心通過充分利用虛擬化和云計算等最新信息技術,滿足企業數據安全標準并具有智能管理系統。從綠色數據中心的實現途徑來看,主要有提高能效水平以及利用綠色能源兩方面。

降低PUE提高能效水平
業內常用PUE(Power Usage Effectiveness)作為數據中心的能效指標來評價數據中心是否高效。PUE為數據中心總能耗與IT設備總能耗之比,PUE值越低,能效越高,說明更多的能源被用于IT設備來執行數據中心功能。綠色數據中心必須是高效的數據中心,其PUE通常低于1.6,有的甚至低至1.3.由于存在大量低能效水平的小型數據中心,我國數據中心的能效水平相比歐美發達國家偏低,在2.0～2.5范圍內。以PUE為2的數據中心為例,IT設備是數據中心能耗的主要部分,占到50%,空調設備占到40%,配電系統占剩下的10%.若要達到綠色數據中心的標準,除了要應用高效節能的IT設備外,通過一系列節能措施降低空調系統和配電系統的能耗也極為關鍵。

通過提高能效來建設綠色數據中心在我國面臨多方面的挑戰。首先,標準的缺失帶來了混亂。無論是系統集成商、設備商、建筑商還是解決方案提供商,都缺少整體性的統籌規劃,在宣稱綠色數據中心的同時常會出現“顧此失彼”的情況。其次,對于那些已經建成的小型數據中心,通常不具備用于提高能效的預算及相關人力資源。尤其是那些用于銀行、金融機構、科研機構的數據中心,價格敏感度相比一般企業更低,其對于提高能效所做的努力和投資就更小了。再次,中國幅員遼闊,各地區建成綠色數據中心的難度有較大差異。理想的數據中心應該建立在溫度較低地區,以減少冷卻耗能。

充分利用綠色能源
隨著數據中心的爆發式增長,僅僅通過節能已不能緩解節能減排的壓力。選擇綠色能源作為數據中心的電力來源,承擔更多的社會責任,已成為數據中心發展的新趨勢。尤其在歐美發達國家,數據中心運營商已不僅僅停留在提高能效這一途徑,而開始利用綠色能源,如風能、太陽能、水能等作為綠色數據中心的電力來源。以美國市場為例,各大型IT公司都開始重視綠色能源的利用,雅虎和谷歌作為綠色能源利用的先行者,不斷加大在選址以及綠色能源利用的投資,截至2011年其綠色能源占整個電力消耗的比例分別為56.4%和39.4%.而較為老牌的IT企業如IBM、亞馬遜、蘋果,其數據中心建設較早,未考慮到電力來源的問題,綠色能源在整個供電結構中占比較低,分別為12.1%、13.5%、15.3%.另外,作為擁有8億多在線用戶的全球最大的社交網絡,Facebook的綠色能源占比為36.4%,并且已加大綠色能源的投資,其新建的位于瑞典的數據中心所消耗的電能100%來自風力發電。

利用綠色能源,把數據中心建設在綠色能源豐富地區,如風能豐富的內蒙古地區,是業內公認的美好愿景,但其發展面臨著無法避免的困難和挑戰。首先,統一的電價缺少經濟激勵。在我國,電價統一,無法將來自綠色能源的電與普通燃煤電廠的電區分開來。對于數據中心運營商來說,即使把數據中心建造在內蒙古,消耗來自風能的綠色能源,也只能接受國家電網統一的電價,而不能享受優惠的綠色能源電價。其次,從資產管理和設備維護的角度,大多數運營商不傾向于把數據中心建造得太偏遠。除了那些大型企業,如三大電信運營商,很少有運營商可以做到工作人員可在一兩個小時到達現場。而對于銀行等可靠性要求更高的數據中心,機房與總部分離更是不現實的情況。最后,遠距離數據中心其實是一個云的概念,在美國較為成熟,但在中國還是非常新興的概念,缺乏相應的技術和設施。