從柵極到電網(wǎng)——講述英特爾的數(shù)據(jù)中心能效故事
隨著云計算的普及和移動數(shù)據(jù)的爆炸性增長,我們正在面對一個難以支持的用電量快速攀升問題。據(jù)估算,當今數(shù)據(jù)中心消耗了全球約 1.5% 的電能i,年度成本高達 260 億美元ii。從單個晶體管層面到處理器、服務器平臺、數(shù)據(jù)中心和電網(wǎng),英特爾提供了一整套技術來應對這一能源挑戰(zhàn)。今天,英特爾概括介紹了一系列能夠顯著提高數(shù)據(jù)中心能效的創(chuàng)新技術,其中包括英特爾® 智能功耗節(jié)點管理器、英特爾® 數(shù)據(jù)中心管理器、高環(huán)境溫度(HTA)數(shù)據(jù)中心及若干如功耗和散熱感知調度(PTAS)和英特爾® 服務器電池備份解決方案這樣的等未來型技術。
散熱環(huán)境
移動革命加速了云計算的部署,數(shù)據(jù)中心正面臨著空前的電力壓力。受到傳統(tǒng)硬件、現(xiàn)有設置及服務等級協(xié)議(SLA)的影響,數(shù)據(jù)中心通常被冷卻到 64-69°F [18-21 °C]。然而,許多數(shù)據(jù)中心實際上在 80°F [27°C] 或更高的溫度下運行,而無須重大的改造。專用的能承受更高溫度的數(shù)據(jù)中心則能在 104°F [40°C] 甚至更高的溫度下運行。
英特爾解決方案:改變冷卻習慣
英特爾技術能夠通過增加用戶、計算能力和性能來提高效率,同時能夠在眾多不同級別改善數(shù)據(jù)中心的能效:英特爾® 智能功耗節(jié)點管理器和英特爾® 數(shù)據(jù)中心管理器
英特爾® 智能功耗節(jié)點管理器為優(yōu)化和管理數(shù)據(jù)中心中供電和冷卻資源提供了一條智能的途徑。這一服務器功耗管理技術將組件監(jiān)控能力擴展到平臺級別,能讓數(shù)據(jù)中心充分利用其消耗的每一瓦特功率。第二代英特爾® 智能功耗節(jié)點管理器具有兩項核心能力:
1、 提供關鍵信息和控制功能以支持數(shù)據(jù)中心更高效地運行;
2、 報告系統(tǒng)級及處理器級和內存子系統(tǒng)的功耗,并利用 IT 管理人員定義的策略限制系統(tǒng)級、處理器級和內存級功耗。
英特爾® 智能功耗節(jié)點管理器帶來的數(shù)據(jù)中心成效
· 功率和散熱監(jiān)控:取代了 IP 電源板和串行集中,可為每機架節(jié)省約 400 美元iii。
· 提高機架密度:每機架可支持的服務器和性能提升高達 40%iv。
· 工作負載功率優(yōu)化:在不影響性能的情況下實現(xiàn)了高達 30%以上的功率優(yōu)化v。
· 業(yè)務連續(xù)性:在整個電源或散熱運行期間保證連續(xù)的計算可用性。
高環(huán)境溫度(HTA)數(shù)據(jù)中心
平均而言,數(shù)據(jù)中心總功耗中約有 40% 的功耗消耗在將建筑物和服務器冷卻到 64-69°F [18-21°C] 之間。這種低溫環(huán)境主要是針對傳統(tǒng)設備而選擇的。然而以英特爾平臺組件為代表的現(xiàn)代化硬件可比以往任何時候都更好地適應更高的工作溫度。為降低冷卻成本和提高能效而支持更高工作溫度的數(shù)據(jù)中心稱作高環(huán)境溫度(HTA)數(shù)據(jù)中心。在綠色網(wǎng)格聯(lián)盟(GreenGrid)、歐盟(The European Union)、美國采暖、制冷與空調工程師學會(ASHRAE) 和其它組織內,英特爾正在積極領導推動高環(huán)境溫度(HTA)數(shù)據(jù)中心規(guī)范的形成。
HTA 范例
· Facebook對其位于加利福尼亞州圣克拉拉市的數(shù)據(jù)中心進行了重新改造,使其能夠在81°F[27°C]的溫度下進行工作。通過此舉,該公司的年度能源開支下降了229,000美元,并從聯(lián)邦政府獲得了294,761美元的能源補貼vi。
· 英特爾位于新墨西哥州的概念驗證(Proof of Concept)數(shù)據(jù)中心包含 900 臺生產(chǎn)用服務器。這些服務器在高達 92°F [33°C] 溫度下進行 100% 的空氣交換,不含濕度控制和最低限度的空氣過濾。此解決方案節(jié)省了約 67% 的功耗,相當于一個 10兆瓦的數(shù)據(jù)中心可節(jié)省 287 萬美元vii。
· 雅虎計算小屋(Yahoo! Computing Coop),是一個工作環(huán)境中不含冷卻設備的數(shù)據(jù)中心。該數(shù)據(jù)中心每年僅有幾天需要用水對其進行冷卻(PUE指標估計為 1.08)。由于采用 100%的自然氣流,該建筑物的總功耗中平均僅有不到 1%是用于冷卻viii。
功耗和散熱感知調度(PTAS)
基于英特爾® 節(jié)點管理器和數(shù)據(jù)中心管理器,功耗和散熱感知調度可通過平臺提供功耗、散熱和工作負載的智能化以支持動態(tài)的資源管理。該算法可將運營成本降低約 20%,同時恢復高達 50%的未使用的散熱能力,并最大限度地提高了運營效率。
英特爾® 服務器電池備份解決方案
英特爾® 服務器電池備份解決方案將不間斷電源(UPS)相關的資本支出成本降低了多達 5 倍ix,同時恢復了多達 40% 的 UPS 相關功耗損失x,從而顯著降低了數(shù)據(jù)中心的資本成本。
其它值得一提的事實
· 現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心中近 80% 是在 64-69°F [18-21°C] 之間的低溫下運行xi。
· 僅將這些數(shù)據(jù)中心的溫度范圍提高到82-86°F [28-30°C],在大多數(shù)情況下即可節(jié)省大量資金xii。
· Sun觀察到數(shù)據(jù)中心溫度每提高1°C,冷卻設備能源成本可節(jié)省多達 4%xiii。[!--empirenews.page--]
如果全世界數(shù)據(jù)中心的將工作溫度平均提高 5°C,結果會怎樣?
· 立即實現(xiàn)每年 21.6 億美元的能源節(jié)省。
· 全球數(shù)據(jù)中心功耗降低 8%xiv。
· 節(jié)省 243 億度電(千瓦/小時)。-大約相當于西班牙、南非、澳大利亞或中國臺灣超過一個月的用電總功耗xv。
· 減排的二氧化碳等于 170 萬噸。相當于 430 萬棵樹種成長 10 年所吸收的二氧化碳xvi。