绿色电力IT建设初探

凌受水

（深圳能源集团沙角B电厂，广东 虎门 523937）

1.前言

据统计，全球电脑每年向大气层排放约3500万吨废气，全球服务器每年耗电量费用达500亿美元。电力和制冷问题是数据中心面临的一大难题，IT预算中能源方面的费用剧增。在美国3年纯能源成本已经相当于IT设备购置成本，而在欧洲3年的纯能源成本甚至已经2倍于IT设备购置成本。电力消耗已成为IT支出中的龙头老大。在中国，据统计2007年中国IT产品的总耗电相当于三峡电站2006年全年的发电量。这些数字说明，建设绿色IT是节能减排的重要方面，是科学发展的客观需要，对于电力企业而言，绿色电力IT将减少电力企业自身的耗电量，在不增加能耗的情况下扩大电力供应，既具有经济价值，又具有明显的社会效益。

2.绿色电力IT的标准

所谓绿色IT，是指能够达到国际、国内相应标准（尤其是节能、环保标准）并能进一步推进高性能标准的信息产品、信息技术及信息产业。其核心理念是：绿色IT产品必须具备节能、安全、低污染、低辐射、有利于分解和回收以及符合人体工程学等多方面特征。

绿色IT认证指标包含4个部分,一是节能，指通过中国标准认证中心颁发的CSC节能认证。二是低污染，即符合ROHS国际标准，ROHS标准是欧盟在电子产品中限制使用有害物品的规定。三是低辐射，采用EMI密集触点设计，EMI密集触点设计是指机箱内每个构件的连接部位都设置了高质量的EMI弹片或触点，使机箱部件连接更加紧密、牢固，有效防止电磁波泄露。四是易回收的绿色材料，指外包装和部分元件由绿色材料制成，可自然降解或回收再利用。部分元件采用易回收环保材料，能够有效控制环境污染。

3.绿色IT的节能原理

下面是IT设备能源消耗图：

图1 IT设备能源消耗示意图

从这张图可以看出电能在数据中心的流向及损耗比例。电能损耗分为三个部分，输入的电能在经过机房物理层时被损耗达50%左右，然后在硬件设备处损耗剩下的40%，最后是芯片，绝大部分电能转化为热量，总体算来只有0.0003%的输入功率转化为计算应用。这是IT设备能耗的三个组成部分，也是IT设备节能的三个重要方向。

4.IT厂商实施绿色IT的技术措施

目前IT厂商的节能措施主要包括三个层面：

4.1 从关键电源及制冷设施的设计及实施方案开始节能

传统的电源方案更关注UPS的可靠性，随着越来越多的企业重视节能，UPS的效率也成为企业CIO的重要决策因素。UPS运行负载率一般30%左右，UPS的供电效率为50%-60%。采用新技术的UPS在低负载率下也能具有高效率。

机房中空调的冷风不能100%送到服务器，大部分机房空调的效率仅在50%左右。空调的节能一方面可以从气流组织设计进行改进，另一方面可以选择新型的空调。数据中心的机房管理正在向精确化发展。用户可对机房设施进行实时监控，精确了解机房的电流、温度、湿度，控制空调、UPS等设备的运行，达到提高效率、节约能源的目的。

4.2 在IT硬件设备处开展节能工作

服务器的新技术，包括刀片技术，虚拟化技术和服务器整合技术，正成为数据中心的重要节能技术。刀片服务器能耗低体积小只占机架，能节约机房的空间，当然可提高节能效果。服务器虚拟化可以帮助数据中心节约大量投资，提高IT架构的管理效率，降低电力消耗，正成为下一代数据中心重要支撑技术之一。服务器虚拟化的第一个重要应用就是服务器整合。通过虚拟化进行服务器整合，往往可以达到10－15：1的整合比，大大减少物理服务器的数量，使得数据中心的总体拥有成本大大降低，数据中心的耗电量也将大大减少。服务器空闲时仍然消耗大量电能，如果在服务器空闲时将应用负载自动整合到少数几台服务器上，然后将其他无负载服务器置于休眠状态，将进一步节约大量电能。

近年来，IBM在服务器、散热、数据中心供电管理工具等领域推出的新成果有：热诊断（Thermal Diagnostics）工具、Power Executive、后门热交换器（Rear Door Heat eXchanger）、矢量校准冷却技术（Calibrated Vector Cooling）和能量配置软件（Power Configurator）等，在不降低性能和效率的情况下，为用户采用清洁技术和保持健康环境提供了一条新途径。其他著名IT厂商也推出了一系列绿色IT解决方案，不再列举。

4.3 从芯片着手降低能耗

目前芯片市场上最富竞争性的两个厂商是英特尔和AMD。这两个厂商的产品在速度和性能上基本接近各有千秋，为了抢占市场取得竞争优势，它们在节能技术上展开了白热化的竞争。从迅驰技术，到双核技术，再到DPC技术，应用范围从笔记本电脑，到台式机再到服务器，这些技术的推广应用使IT设备的能耗进一步降低。与性价比一样，能耗已成为用户选择IT产品时的重要决策因素。

5.沙角B电厂建设绿色IT的探索

近年来，沙角B电厂有意识地在信息化建设中开展节能工作，建设绿色电力IT，从IT规划开始，一直到实施、运行，都渗透绿色IT意识，取得了较好的效果。

1)、规划阶段估计数据中心的设备设计机房。根据小型机、中心交换机和服务器的数量设计机房大小，机架和服务器的摆放尽可能紧凑合理，在满足工作需求的前提下机房面积尽可能小。机柜采用质量上乘的系统组件，通风性能好。

2)、在采购UPS时不仅考虑可靠性，更注意比较各厂家UPS产品的效率，选用采用新技术厂家的产品，减少在电源环节的能耗。事实上，UPS一般也放在机房内，如果效率低，则散发热量多，又进一步提高了制冷负载，所以选择高效率的UPS是非常必要的。

3)、IT设备排放大量的热量，制冷功耗在数据中心能耗中的比重越来越大。采用高效的制冷系统，在机房中采用合理的冷却方式，制冷设备的风口对着IT设备，距离尽可能近，实现有效制冷，提高冷却效率。同时，制冷设备的取风口与排风口距离尽可能远，避免冷热空气混合。机房办公区与IT设备区分隔开，中间设密封和绝热效果较好的玻璃门，平时使玻璃门处于关闭状态。

4)、空调设备的设定温度适当，不使机房处于过冷状态，机房温度保持在20℃至22℃左右就可以了。如气温降至20℃以下，则停用空调设备，南方的气温不会太低。

5)、整合服务器，让每台服务器均承担相应的负载，负载过轻的服务器进行合并。新增的服务器则选用刀片式或机架式服务器，以节省能耗和空间。以前每台服务器都配备一台显示器，后来我们引进了KVM切换器，所有的服务器联接到KVM切换器，通过一套控制终端（显示器，键盘，鼠标）操作所有的服务器，节省了大量显示器，机房显得更加简洁和宽敞，能耗也降低了。

6)、采用绿色照明设施。绿色照明设施包括使用高效荧光灯、运动传感器和日光明暗传感器等。与常规照明设施相比，这些设施能减少照明用电。

7)、在所有的计算机上开启屏保程序，屏保程序使系统在不经过使用一定时间后进入休眠状态；对服务器和PC机操作系统的电源管理选项作合理的设置，使系统根据负载选择节能模式。这些都有助于节省电力。

6.结语

能源问题是我国经济社会发展的重要制约因素，电力系统既是能源的供应者，又是能源的消耗者。建设绿色电力IT既能提高IT系统的效率，又能节约能源的使用，从而增加对社会的电力供应，而且有利于在社会上作出节约能源的表率。对于电力系统IT部门而言，绿色电力IT能提高可靠性降低故障率，节约用于IT维护的人力物力，可将IT预算更多地用于创新或推动新计划，IT基础设施维护越少，企业创新的机会就越多。建设绿色电力IT也是一个不断探索的过程，依赖于技术进步和管理创新，只有持续地在两方面下功夫，才能逐步实现绿色电力IT的理念。

[1]王珅.奏响绿色IT主旋律.

[2]李胜永.计算机行业劲刮绿色节能风.中国电力报.

[3]张振伦.服务器虚拟化为绿色电力加油.http://bbs.it0411.com/?495/viewspace-809.

[4]星云.追本溯源寻找数据中心的绿色大道.http://power.intozgc.com/134/134736.html.

[5]边凯.电力消耗开支增多，节能应从IT规划开始.