数据中心服务器功耗模型研究进展

岳天亮， 朱 兵， 苗益川， 吕 丽

（贵州大学电气工程学院， 贵阳 550025）

0 引 言

数据中心不仅是实现多种数字化技术的重要基石，更是推动国家经济转型升级的重要动力。 伴随全球数据中心产业的快速发展，中国数据中心产业发展也在不断提升，同时数据中心能源和运营损耗也日渐增加。 2019 年，中国云计算整体市场规模达1 334亿元，增速38.6%［1］；2019 年中国大数据产业规模为5 397 亿元，预计到2022 年大数据产业规模将突破万亿，未来将成为世界第一数据资源大国和全球数据中心［2］；2018 年数据中心总用电量为1 608.89 亿千瓦时，预计到2023 年数据中心总用电量将增长到2 667.92 亿千瓦时时，数据中心的电费占数据中心运维总成本60%以上［3］。

数据中心由4 大部分组成：电源设备、冷却设备、IT 设备和其他辅助组件。 IT 设备和冷却设备是两个主要组成部分，约占数据中心总能耗的90%［4］。 典型数据中心的热流和能流图如图1 所示，服务器消耗电力并向热环境散热，决定了制冷系统的制冷负荷，进而影响制冷设备的用电量。 而改变冷却系统运行参数会影响服务器的进气温度和气流，影响服务器的能耗。 因此，服务器是数据中心热流和能流的基本单元，IT 设备和冷却设备因热环境耦合。 由于设备效率的不断提高，IT 设备和制冷设备的节能将获得最大化，能源转换潜力体现在能源和热管理上。 数据中心执行这两个管理功能的必要条件是准确的服务器功耗模型。 功耗模型有助于识别优化机会和预测决策的后果，并益于更有效的管理／控制，可最大程度地节约能源。……