极端节能方法2 - 如何降低数据中心能耗?

　　他们往往认为重新启动会降低服务器的平均寿命，因为电压会加载在主板电容器等一些非热拔插组件上。这种想法已经被证明是错误的：实际情况是，服务器的组件与汽车和医疗设备等一些频繁启动的设备所用的组件是相同的。没有证据能够证明频繁启动将降低服务器的MTBF(平均故障间隔时间)。

　　第二个错误认识是，服务器启动需要很长时间。对于这种情况，你可以通过关闭启动时的诊断检查，从硬盘镜像启动，以及利用一些硬件具有的热启动功能缩短启动时间。

　　第三种反对意见是：如果我们必须启动一台服务器以适应增加的负载，这时用户不希望等待——无论启动速度有多快。然而，即使程序申请速度非常慢，大多数应用架构都不会拒绝新用户，这样一来，用户根本意识不到他们是在等待服务器启动。事实证明，当应用受到使用人数限制影响时，只要能够向用户发出“我们正在启动更多的服务器以提高你的申请速度”这一信息，用户是愿意进行等待的。

　　极端的节能方法3：使用免费的外部空气进行冷却。较高的数据中心温度设置将为你使用第二种节能方法做好准备，即所谓的免费空气冷却。这将方法将温度较低的外部空气作为冷却空气来源，不再需要昂贵的冷却器，微软设在爱尔兰的数据中心使用的就是这种方法。如果你试图将温度维持在华氏80度，而外部空气只有华氏70度，只需将外部空气吹入数据中心即可进行冷却。

　　与方法1相比，这种方法需要花费一些精力。你必须重新布置通风管道，以让外部空气吹入数据中心内。此外，还需要安装一些基本的安全设备，如空气过滤器、干燥器、防火风闸和温度传感器，以确保外部空气不会损坏精密的电子设备。

　　在试验中，英特尔通过使用外部空气冷却方法成功的降低了74%的能源消耗。在两组服务器中，第一组使用传统的冷却器进行降温，第二组使用外部空气冷却系统与冷却器联合冷却方式，两组服务器运行了十个月。其中，第二组服务器有91%的时间使用的是外部空气冷却。英特尔发现使用外部空气冷却的服务器上积有大量灰尘，这表明该系统除需要安装大颗粒杂质过滤器外，还需要安装一个细颗粒杂质过滤器。此外，由于需要频繁更换过滤器，因此在实际使用中需要采用易清洁并可反复使用的过滤器。

　　尽管积灰严重，温度变化范围较大，但是英特尔发现使用外部空气冷却的服务器故障率并没有增加。据此，以一个功率为10兆瓦数据中心为例，每年可节约冷却成本300万美元，以及7600万加仑水，在某些地区水的价格非常高。

　　极端节能方法4：用数据中心冷却后产生的热空气为办公室供暖。你可以通过用数据中心冷却后产生的热空气为办公室供暖的办法将节能效果提高一倍。同样，你也可以使用办公室里温度相对低的空气为数据中心降温。在天冷的时候，你可以获得充足的暖气。与此同时，数据中心额外的冷却空气需求可以完全从外部中获取。

　　与外部空气冷却不同，你可能不再需要目前的取暖系统。也就是说，你不再需要一个一人多高的取暖炉。你也不用担心数据中心电子设备在产生的热量时会施放出有害物质。如今符合《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(RoHS)的服务器在生产时已经不再使用污染环境的镉、铅、水银和多溴化合物等材料。

　　与外部空气冷却方法一样，你需要的唯一技术是采暖通风与空调系统(HVAC )方面的经验：风扇、通风管道和恒温器。你会发现你的数据中心可提供足够的热量，能够替代传统的取暖系统。IBM位于瑞士Uitikon的数据中心为当地方居民免费供暖，节约的能源成本相当于80户居民的取暖费用。TelecityGroup Paris甚至将数据中心冷却后产生的热空气常年供应一些温室以支持气候变化研究。

　　重新布置你的取暖系统可能需要花费一周的时间，但是由于成本很低，你在一年内，甚至更短的时间内即可获得收益。

　　极端节能方法5：为频繁读取的数据集配置SSD(固态硬盘)。由于读取速度快、功耗低、发热量小，因此SSD在上网本、平板电脑和笔记本电脑上非常流行。SSD也可以使用在服务器上，但是其成本高、可靠性低等缺点阻碍了其在服务器上的部署。幸运的是，SSD的价格在近两年出现了大幅下降，数据中心可通过部署SSD实现快速节能，你只需将一些应用存储在SSD上即可。如果配置合理，SSD可大幅降低磁盘阵列的能源和冷却成本。其大约可以减少50%的电力消耗，发热量几乎为零。

　　SSD无法克服的一个问题是写入操作次数有限。目前适合服务器存储的单层单元(SLC)固态硬盘的写入次数约为500万次。低成本的消费级多层单元(MLC)固态硬盘虽然容量比SLC固态硬盘要大，但是寿命仅为后者的十分之一。

　　好消息是，你可以从市面上买到接口兼容的固态硬盘，以替代现有的高能耗、高发热量的机械硬盘。为了迅速降低能耗，可将一些通常只需要读取的数据集存储在SSD上，如流视频文件。这样就不会遇到SSD的写入次数限制问题。除了降低能源和冷却成本外，启动速度也将大幅提升。

　　此外，在选择固态硬盘时，应当选择服务器专用固态硬盘，而不要选择台式机专用固态硬盘。服务器专用固态硬盘为了提高吞吐量，多采用多通道架构。常用的SATA 2.0接口的固态硬盘传输速率为3Gbps，而日立与英特尔联合推出的Ultrastar高端SAS固态硬盘的传输速率可达到6Gbps，容量可达400GB。尽管SSD 还存在一些设计缺陷，但这主要涉及到台式机和笔记本电脑固态硬盘的BIOS密码和加密问题，而服务器专用固态硬盘根本不存在这方面的问题。