數(shù)據(jù)中心黃金法則：不要折騰你的電源
風(fēng)能、太陽(yáng)能和其它替代性能源都能收到良好的投資回報(bào)。
如果數(shù)據(jù)中心經(jīng)理有黃金法則的話，那就是：不要折騰你的電源。幾乎對(duì)于所有的數(shù)據(jù)中心，它們的電源都是交流電。交流電不僅適合放在書(shū)房的單臺(tái)PC，還適合擁有大量服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心。
美國(guó)環(huán)境保護(hù)署預(yù)測(cè)未來(lái)五年內(nèi)，數(shù)據(jù)中心的能源需求量將增長(zhǎng)一倍。由于數(shù)據(jù)中心在能源消耗方面的急劇增長(zhǎng)，一些公司開(kāi)始在將目光轉(zhuǎn)向替代能源，如太陽(yáng)能電池陣、天然氣燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池和水力發(fā)電。
最大的問(wèn)題是這些替代能源能否為他們提供預(yù)期的投資回報(bào)，投資回報(bào)率的實(shí)現(xiàn)需要多長(zhǎng)時(shí)間。Nemertes 研究集團(tuán)負(fù)責(zé)綠色I(xiàn)T項(xiàng)目的分析師Ted Ritter稱(chēng)：“投資回報(bào)率是企業(yè)轉(zhuǎn)向替代能源的推動(dòng)力。”
Ritter稱(chēng)許多公司目前對(duì)投資替代能源正在猶豫不決，特別是這是否就意味著替代能源在今后的數(shù)據(jù)中心中將徹底取代可靠的交流電源，還是僅意味著對(duì)交流電源進(jìn)行補(bǔ)充。他稱(chēng)，在考慮轉(zhuǎn)向替代能源方面還需要考慮一個(gè)因素，那就是需要考慮新的可靠的備份電源，而這又將會(huì)增加額外的成本，帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。
在本文中我們將為大家介紹一些具有代表性的機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)都在著手應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，其中的一些在美國(guó)“計(jì)算機(jī)世界網(wǎng)站”最新公布的《頂級(jí)綠色機(jī)構(gòu)》報(bào)告中被收錄。在一些案例中，這些機(jī)構(gòu)希望能夠在15年內(nèi)充分回收投資。
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加利福尼亞政府機(jī)構(gòu)選擇太陽(yáng)能
位于美國(guó)加利福尼亞圣迭戈的北運(yùn)輸區(qū)（NCTD）選擇太陽(yáng)能作為替代能源。盡管NCTD靠近海岸，但是該地區(qū)的風(fēng)力并不能夠作為可靠的替代能源。NCTD的數(shù)據(jù)中心規(guī)模雖然相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，但是它們足以讓該機(jī)構(gòu)每年為大約1200萬(wàn)公共交通工具使用者提供服務(wù)，處理所有的票務(wù)系統(tǒng)和由車(chē)站安全攝像頭拍下的視頻。
NCTD向當(dāng)?shù)仉娏境鍪厶?yáng)能電力以補(bǔ)貼交流電的使用費(fèi)用
NCTD的首席信息官Angela Miller稱(chēng)，她的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為需要向綠色轉(zhuǎn)變，以更好的保護(hù)環(huán)境。作為數(shù)據(jù)中心重新設(shè)計(jì)的一部分，該機(jī)構(gòu)耗資60萬(wàn)美元建造了大約一個(gè)由30塊太陽(yáng)能電池板組成的太陽(yáng)能電池陣列，同時(shí)為現(xiàn)有的服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)配置虛擬化技術(shù)。此外，他們還為機(jī)架配備了新型散熱設(shè)備。NCTD還向當(dāng)?shù)仉娏境鍪厶?yáng)能電力以補(bǔ)貼交流電的使用費(fèi)用（這種作為在加利福尼亞州法律中是被允許的），這意味著太陽(yáng)能發(fā)電成為了一個(gè)新的利潤(rùn)中心。這些太陽(yáng)能電池板不會(huì)直接為建筑提供電力。
這就像：當(dāng)?shù)仉娏鞠騈CTD出售交流電，然后NCTD向電力公司出售太陽(yáng)能電力，以抵消數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)。該機(jī)構(gòu)制定了一個(gè)五年計(jì)劃，根據(jù)計(jì)劃他們將用出售的太陽(yáng)能電力抵消建筑物的交流電使用。NCTD的太陽(yáng)能發(fā)電量為15千瓦時(shí)，但是本月他們的發(fā)電量提高到了450兆瓦，他們計(jì)劃在五年內(nèi)讓發(fā)電量達(dá)到1兆瓦時(shí)。
Miller稱(chēng)：“太陽(yáng)能讓數(shù)據(jù)中心重新設(shè)計(jì)項(xiàng)目擁有良好的投資回報(bào)率。”
系統(tǒng)整合商Logicalis集團(tuán)基礎(chǔ)設(shè)施咨詢(xún)部門(mén)管理顧問(wèn)Bob Mobach幫助NCTD重新設(shè)計(jì)了他們的數(shù)據(jù)中心。他稱(chēng)，在替代能源上實(shí)現(xiàn)良好投資回報(bào)率的關(guān)鍵是采用虛擬化技術(shù)。他解釋稱(chēng)，NCTD在采用替代電源之前就已經(jīng)擁有良好的工作效率，在采用了虛擬化技術(shù)后，該機(jī)構(gòu)的效率進(jìn)一步驟得到了提升。目前該機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了80%的虛擬化。這就是太陽(yáng)能成功成為該數(shù)據(jù)中心電力來(lái)源的一個(gè)主要原因。
Miller稱(chēng)：“虛擬化非常重要。”他指出，新調(diào)整將帶來(lái)更高的效率，可更好的利用硬件，減少數(shù)據(jù)中心的占用空間，減少人員數(shù)據(jù)，方便管理。她稱(chēng)：“我的服務(wù)器實(shí)際物理占用空間比調(diào)整前降低了一半，此外安裝的應(yīng)用增加了許多。”
圣迭戈的北運(yùn)輸區(qū)（NCTD）首席信息官Angela Miller。她的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為需要向綠色轉(zhuǎn)變，以更好的保護(hù)環(huán)境。
Miller稱(chēng)：“其中有需要注意的地方。如果你想節(jié)省費(fèi)用，你最好對(duì)性能進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，否則情況不會(huì)有所改觀，你只是在復(fù)制以前出現(xiàn)的錯(cuò)誤。”
分析師們?cè)趯?duì)類(lèi)似NCTD的作法表示贊許的同時(shí)也警告如果太陽(yáng)能并不適合所有的數(shù)據(jù)中心。市場(chǎng)研究公司Forrester Research集團(tuán)負(fù)責(zé)替代能源業(yè)務(wù)的分析師Doug Washburn稱(chēng)：“你能夠獲得多少太陽(yáng)能取決于你的數(shù)據(jù)中心所在的地理位置。如果所在位置陽(yáng)光充足，你就可以進(jìn)行太陽(yáng)能投資。”
對(duì)于為什么太陽(yáng)能可能不是數(shù)據(jù)中心最佳替代能源的一個(gè)原因在于數(shù)據(jù)中心每平方英尺的能耗是普通辦公樓的10倍，甚至是100倍。數(shù)據(jù)中心保持正常運(yùn)行是數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵。他稱(chēng)：“如果你認(rèn)為太陽(yáng)能能夠?yàn)槟愕臄?shù)據(jù)中心提供大部分電力是不明智的。”
此外，Washburn還指出，只能在全天光照充足的地方，太陽(yáng)能才適用于數(shù)據(jù)中心。太陽(yáng)能是“看得見(jiàn)”的能源，在你安裝太陽(yáng)能電池板的同時(shí)，你就在和周邊的社區(qū)表明你正在使用可再生能源，起到了示范作用。Washburn認(rèn)同虛擬化是太陽(yáng)能項(xiàng)目取得成功的關(guān)鍵。他稱(chēng)，隨著每臺(tái)機(jī)器托管數(shù)量的增加，以及存儲(chǔ)和設(shè)備的虛擬化，數(shù)據(jù)中心的效率將進(jìn)一步得到提高。
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錫拉丘茲大學(xué)選擇天然氣燃?xì)廨啓C(jī)
錫拉丘茲大學(xué)首席信息官Christopher Sedore稱(chēng)，他們耗資1200萬(wàn)美元建造了一個(gè)數(shù)據(jù)中心，這個(gè)數(shù)據(jù)中心采用了由凱普斯通燃?xì)廨啓C(jī)公司制造的微型天然氣燃?xì)廨啓C(jī)，用天然氣為數(shù)據(jù)中心供電。在微型天然氣燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)的電中，0.5兆瓦的電力供應(yīng)給了大學(xué)的數(shù)據(jù)中心，另外200千瓦的電力供給了其它的用戶。此外，微型天然氣燃?xì)廨啓C(jī)還負(fù)責(zé)為附近的建筑供電。
微型天然氣燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用還使得大學(xué)擁有了熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，這意味著他們同時(shí)為數(shù)據(jù)中心和鄰近的建筑提供熱能和電能。此外，他們還能夠?qū)⑽⑿吞烊粴馊細(xì)廨啓C(jī)發(fā)出的多余電能出售給當(dāng)?shù)氐碾娏尽?/p>
錫拉丘茲大學(xué)耗資1200萬(wàn)美元建造了一個(gè)數(shù)據(jù)中心，其中包括由凱普斯通燃?xì)廨啓C(jī)公司制造的微型天然氣燃?xì)廨啓C(jī)。
燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)150噸重的吸收式制冷機(jī)將燃?xì)廨啓C(jī)熱廢氣變成冷水冷卻數(shù)據(jù)中心。在冬天，大學(xué)使用外部的冷空氣為數(shù)據(jù)中心降溫，燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的熱水用于鄰近建筑的取暖。
Sedore稱(chēng)，他考慮了多個(gè)因素以確定燃?xì)廨啓C(jī)的投資回報(bào)率。其中一個(gè)因素是他曾經(jīng)與IBM合作過(guò)。雖然Sedore拒絕透露詳細(xì)IBM的投資是什么，但是他透露稱(chēng)，在合作中，他們提供部分主體建筑作為研究設(shè)施，而廠商為部分設(shè)備出資。采訪中，他還將發(fā)電成本與從電力公司購(gòu)買(mǎi)電能的成本進(jìn)行了比較，為我們描繪了一個(gè)美好的前景。
在使用微型天然氣燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)前，當(dāng)?shù)氐碾娏Y費(fèi)最低標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦小時(shí)12美分，而天然氣的價(jià)格就顯示得比較“便宜”。在紐約，天然氣的價(jià)格大約為每一千立方英尺16美元。與佛羅里達(dá)和加利福尼亞的天然氣價(jià)格相比，這一價(jià)格要便宜的多。Sedore稱(chēng)：“由于采用熱電聯(lián)產(chǎn)，氣候也是一個(gè)考慮因素。在冬天，你需要使用副產(chǎn)品--熱能，在夏天你需要使用副產(chǎn)品--冷氣，這使用這一方案非?？尚小?rdquo;對(duì)于冬天寒冷，夏天炎熱的州來(lái)說(shuō)，這一方案非常理想，但是對(duì)于那些長(zhǎng)年氣候溫暖的地方，就無(wú)法很好的利用熱能副產(chǎn)品。
他稱(chēng)，除了熱電聯(lián)產(chǎn)外，天然氣燃?xì)廨啓C(jī)還有其他的用途。一些大城市限制設(shè)施的用電量。他解釋稱(chēng)：“安裝在樓頂?shù)奶烊粴馊細(xì)廨啓C(jī)可以提供額外的電能。”
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奧馬哈第一國(guó)民銀行選擇燃料電池
在為數(shù)據(jù)中心提供替代能源的方案中最具發(fā)展?jié)摿Φ氖菤溲跞剂想姵?。氫氧燃料電池不?huì)產(chǎn)生任何有害氣體排放，所以Verizon、全食超市公司和谷歌等公司都選擇了該方案作為辦公室或賣(mài)場(chǎng)的替代能源。
由于該方案成本過(guò)高，僅有少數(shù)機(jī)構(gòu)使用燃料電池為數(shù)據(jù)中心供電。不過(guò)由于這一系統(tǒng)非常可靠，美國(guó)奧馬哈第一國(guó)民銀行在1999年就出資建造了一個(gè)20萬(wàn)平方英尺的由燃料電池供電的數(shù)據(jù)中心。這個(gè)數(shù)據(jù)中心有足球場(chǎng)大小，四周被溝環(huán)繞，看起來(lái)像一個(gè)城堡。這個(gè)數(shù)據(jù)中心的電能完全來(lái)自四臺(tái)200千瓦的燃料電池發(fā)電機(jī)。如果數(shù)據(jù)中心遭遇停電，這種情況幾乎沒(méi)有可能，UPS系統(tǒng)將會(huì)提供短時(shí)間內(nèi)的用電。
在2006年美國(guó)氫能源協(xié)會(huì)于加利福尼亞長(zhǎng)灘召開(kāi)的年會(huì)上展示的燃料電池。
奧馬哈第一國(guó)民銀行子公司第一國(guó)民物業(yè)公司總裁Brenda Dooley稱(chēng)：“在使用燃料電池的過(guò)程，我們的數(shù)據(jù)中心一年的宕機(jī)時(shí)間只有2秒或3秒。” 第一國(guó)民物業(yè)公司主要從事房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施管理。他稱(chēng)：“我們的系統(tǒng)擁有備份的電池。當(dāng)我們?cè)庥鐾ｋ?，電池就?huì)啟動(dòng)，這就是我們的可靠性的來(lái)源。”
Dooley稱(chēng)，信用卡處理需要數(shù)據(jù)中心擁有極高的可靠性，宕機(jī)一小時(shí)將會(huì)造成600萬(wàn)美元的損失。
第一國(guó)民銀行知道使用燃料電池供電非常昂貴。在內(nèi)布拉斯加州，每千瓦小時(shí)的交流電收費(fèi)大約為5美分，而燃料電池的供電成本約為每千瓦小時(shí)12美分。建造一個(gè)使用交流電的數(shù)據(jù)中心需要耗資220萬(wàn)美元，而建造一個(gè)同等規(guī)模的使用燃料電池的數(shù)據(jù)中心需要耗資340萬(wàn)美元。Dooley稱(chēng)，這樣的投資是值得的，由于銀行不會(huì)丟失任何一筆交易，因此投資回報(bào)率是可觀的。
當(dāng)然，并不是所有的企業(yè)都會(huì)為獲得高可靠性而耗費(fèi)巨資。
Nemertes分析師Ritter稱(chēng)：“目前燃料電源技術(shù)還無(wú)法支持更大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心。但是順著這條道路發(fā)展下去，燃料電池?fù)韺碛凶鳛閭浞蓦姵氐木薮髢?yōu)勢(shì)，因?yàn)橐恍?shù)據(jù)中心規(guī)模必須為交流電源配備備份電源”
Ritter稱(chēng)，在采用替代電源的考慮中，你需要考慮的一件事是當(dāng)?shù)氐碾娏臼欠衲軌蛱峁┛煽康姆?wù)。他稱(chēng)，奧馬哈第一國(guó)民銀行希望確保他們不會(huì)遇到停電的情況，他們?cè)敢鉃楦呖煽啃噪娏I(mǎi)單。實(shí)際上，Dooley承認(rèn)他們過(guò)去在一年內(nèi)會(huì)遇到一到兩次停電，停電時(shí)間會(huì)持續(xù)數(shù)分鐘，停電會(huì)導(dǎo)致交易丟失，為此她們會(huì)蒙受數(shù)千美元的損失，她們采用燃料電池就是會(huì)為終結(jié)這種情況。
數(shù)據(jù)中心替代能源的前景是光明的。Ritter稱(chēng)，如果傳統(tǒng)能源價(jià)格繼續(xù)飚升，今年采用替代能源將成為必然。無(wú)論是太陽(yáng)能、天然氣燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池還是諸如潮汐能等其它的能源方案，很明顯，新能源將在數(shù)據(jù)中心的發(fā)展中占據(jù)重要地位。
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