數據中心是信息社會(huì )數據存儲、處理的基石，但是相較于信息數據的爆發(fā)式增長(cháng)，其面臨越來(lái)越大的挑戰。
當前數據中心的困惑
當前信息社會(huì )的數據量在爆發(fā)式增長(cháng)，帶來(lái)的能耗也越來(lái)越高，加上相關(guān)節能政策的出臺、社會(huì )責任的要求等，給數據中心的綠色發(fā)展帶來(lái)不小的挑戰。
數據量爆發(fā)式增長(cháng)
依據IDC報告，2006年全球的數字信息量約1610億GB。到2010年，這個(gè)數字達到9880億GB，年復合增長(cháng)率約57%，Cisco更預計2012年每個(gè)月網(wǎng)絡(luò )上視頻流大約為5Exabytes（5000PB）。圖靈獎獲得者Jim Gray提出了一個(gè)新的經(jīng)驗定律：網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下每18個(gè)月產(chǎn)生的數據量等于有史以來(lái)數據量之和。到目前為止，數據量的增長(cháng)基本滿(mǎn)足這個(gè)規律。而海量的數據增長(cháng)，則意味著(zhù)巨大的能耗需求。
數據中心的能耗越來(lái)越高
數據中心的功耗一般從幾十kW到幾千kW，甚至更高。單機架功率密度3kW左右，逐步向6kW乃至10kW以上邁進(jìn)，這對配電和制冷提出了越來(lái)越大的挑戰。
相關(guān)政策更嚴格
工業(yè)和信息部在《工業(yè)節能“二二五”規劃》提出，到2015年，數據中心PUE值需下降8%。國家發(fā)改委等組織的云計算示范工程要求示范工程建設的數據中心PUE要達到1.5以下。
社會(huì )責任
數據中心的能耗約占全球二氧化碳排放量的2%，其日益增長(cháng)的能耗及二氧化碳排放量已成為企業(yè)無(wú)法逃避的社會(huì )責任。
對于以上的種種挑戰，數據中心對單位bit能耗較低的綠色數據中心的渴求，也越來(lái)越迫切。本文不討論通過(guò)虛擬技術(shù)給數據中心帶來(lái)的效率提升和能耗降低，只討論通過(guò)基礎設施的改進(jìn)、新材料、新技術(shù)應用對數據中心帶來(lái)的節能效果。
如何建設綠色數據中心
依據The Green Grid對綠色數據中心的定義，PUE小于1.6是其標志之一，理想目標是1.5以下。綠色數據中心是當前數據中心發(fā)展到瓶頸后的必然要求，也是社會(huì )生產(chǎn)力提高的要求。綠色數據中心的建設涉及選址、規劃、設計、驗證等多個(gè)環(huán)節，只有整體統籌考慮，才能建設一座真正的綠色數據中心。
在數據中心選址上，除去地震、火山等不可抗因素區域外，客觀(guān)上優(yōu)先選擇能源豐沛、可較多利用自然冷源、傳輸資源充足、交通便利的地區。
在規劃、設計上，對于數據中心整體建筑，建議多采用節能環(huán)保材料，有效減少數據中心外部的熱傳導和輻射；對于機架功率密度，建議采取6kW或者10kW及以上，有效節約機房面積，減少維護空間；對于配電系統建議優(yōu)先采用模塊化UPS、高壓直流系統或飛輪系統，這幾種配電系統，系統可靠性高，性能較傳統UPS有較大提升；對于制冷系統，采用良好的氣流組織、提高進(jìn)回風(fēng)溫度、高效的制冷系統，如水平送風(fēng)式的列中制冷、冷水背板，空氣滿(mǎn)足要求時(shí)，可以采用新風(fēng)系統。
對于機房溫濕度，GB50174-2008要求溫度22-24℃，RH40-55%，而實(shí)際上服務(wù)器工作環(huán)境可以達到40℃，RH20-80%，建議根據ASHRAE-2010標準，放寬機房的溫濕度范圍，減少制冷和除濕的功耗；對于數據中心管理系統，建議采用具有聯(lián)動(dòng)功能的DCIM系統，通過(guò)內置的專(zhuān)家系統聯(lián)動(dòng)策略，能自動(dòng)化的運轉數據中心設施，高效節能。
在節能效果驗證上，由于每座數據中心的需求都有其特殊性，任何規劃和設計都或多或少會(huì )有待改進(jìn)之處，通過(guò)驗證，我們能對項目前期的規劃和設計的不足之處做出合理的調整和改進(jìn)，以達到項目建設的初衷。
三大產(chǎn)品構建綠色數據中心
對于綠色數據中心的建設，中興通訊提供三種產(chǎn)品系列，分別是集裝箱數據中心USapphire CDC、微模塊數據中心USapphire MDC、微云系統USapphire MINI，三種產(chǎn)品系列全部支持中興通訊iDCIM數據中心智能管理系統。
其中CDC主要應用于無(wú)機房的環(huán)境、應急或短期環(huán)境，無(wú)需大規模土建，移動(dòng)性強；MDC主要應用于機房環(huán)境，適合大規模快速部署、彈性投入；MINI主要應用于機房或者辦公環(huán)境，提供單機柜級的較佳布局，以單機柜為單位，可以任意伸縮。MINI是機架級的整體解決方案，提供7-10KW的配電功率，采取風(fēng)扇背門(mén)制冷（風(fēng)扇出風(fēng)口斜向上），支持380/220VAC輸入或者240VDC輸入，內置240VDC轉12VDC的PSU，內置交換模塊和管理系統。
對于采取集裝箱數據中心USapphire CDC的建設方式—
在配電方面，可以采取動(dòng)力箱的形式，內置柴油發(fā)電機的高壓直流系統或者飛輪系統，與CDC的移動(dòng)性相配套；在制冷方面，可以采用冷水機組+列中制冷空調末端的方式，或者采取冷水機組+冷水背板的方式，其中冷水機組放置在可整體移動(dòng)的制冷箱內，同時(shí)對末端的冷凍水可以通過(guò)冷媒的形式替代，由于兩種制冷方式都采取類(lèi)似的水平送風(fēng)的方法，機柜上下的進(jìn)風(fēng)溫度一致，節省能耗。
對于采取微模塊數據中心USapphire MDC的建設方式—
在配電方面，采用模塊化UPS或者高壓直流系統，對于采用高壓直流系統，微模塊部署采取高壓直流系統內置于微模塊內部的方式，其中開(kāi)關(guān)電源柜輸出240VDC（標稱(chēng)），架頂式PSU提供12VDC輸出，同時(shí)內置電池系統；在制冷方面采用冷水機組+列中制冷空調末端的方式，水平送風(fēng)。冷熱通道封閉，通過(guò)列中空調末端進(jìn)行冷熱交換。
對于采取微云系統USapphire MINI的建設方式—
在配電方面，微云系統MINI支持高壓直流系統，電池統一放置在電池間和配電間的240VDC輸出并聯(lián)，為微云系統配電；在制冷方面，微云系統MINI由于只有風(fēng)扇背門(mén)提供換熱，需要利用環(huán)境冷量制冷。對于多套微云MINI組成的機房，建議采取背對背放置，熱通道封閉的方式。可以采取冷水機組+精密空調的傳統制冷方式，或者采取新風(fēng)系統制冷。對于采取新風(fēng)制冷的方式，在微云系統MINI 27℃進(jìn)風(fēng)溫度的條件下，可以最大利用新風(fēng)等自然冷源，全年綜合PUE能達到1.2左右；同時(shí)建議采取機柜前上送風(fēng)的方式，提供大風(fēng)量的輸出。
