炎炎夏日，相信今年全國大部分地區的人都經受了一次高溫的煎熬。與我們同樣，機房也是個非常怕熱的地方，避免數據中心“中暑”自然不能怠慢。而當我們走進即使夏季也必須身著厚衣才能進入、空調冷氣森森的數據中心的時候，多數IT主管們卻不得不面對另外一個嚴峻的問題：電力能耗之殤。

制冷與能耗：4.5美分如何擊敗6億美元

3年前，世界上首屈一指的網絡公司Google決定在美國北卡羅來納州花費6億美元建立一個新的數據中心。當時這個選擇是很令人驚訝的：因為Google的總部位于美國西海岸的加利福尼亞，而北卡羅來納則是在美國東海岸。而當被問及這樣做的原因時，Google的答案卻相當之簡潔：“哦，那是因為那里的電費太便宜了。”——北卡羅來納的電費當時為每千瓦小時4.5美分左右，而其他州則需要6-11美分。

市值超過2000億美元的Google，6億美元的造價，就這樣，輕松敗在了4.5美分的電費之下。這不是天方夜譚，而是一個真實的案例。但我們相信，大多數的數據中心規劃者們都會苦笑著認可Google的選擇：因為，他們太過于了解一個數據中心電費能耗預算的力量了。

這樣的情況不僅發生在國外。中國航信數據中心在1999年投入使用，其中的大型機系統和服務器等，支撐著國內所有航空公司的核心訂票業務、機場業務等，因此，不能有片刻的宕機，隨著電力消耗的增加，它曾經一度不得不通過政府有關部門來協調電力供應。

而中國聯通的數據中心，每年的電費已經超過100億元。

隨著新一代數據中心的建設，供電能耗問題，已經成為了所有的數據中心無法回避的問題。

事實上，比起前幾年來，企業在數據中心建設中已經更加注意能耗問題，但是，數據中心仍然和高額的電力和散熱成本相伴難分。主要原因在于，隨著新一代數據中心的建設，網絡、服務器、存儲等設備進一步集中，這就對數據中心的環境管理提出了新的要求。就拿刀片服務器來說，它的設計特點是在狹小的空間內安裝大量的服務器，每平米的功耗大量增加，企業對IT系統的要求愈加提高，電力供應系統密度加大，生產的熱量更加集中和龐大，問題也就變得愈發嚴重。

美國采暖、制冷和空調工程師協會（ASHRAE，American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）曾統計，2006年，一個典型的數據中心，密集的服務器與存儲設備在每平方英寸的設備空間里平均電力消耗達到5000W，而在2002年相同密度的數據中心的每平方英寸的設備空間的平均電力消耗僅為2000W。美國環境保護局在2007年的研究報告表明，2006年，全美數據中心和服務器就消耗了大約610億KWh的電能，企業IT數據中心的這些能耗，已經占全美總耗電量的1.5%。

IDC的統計數據也顯示，在過去的10年里，服務器供電密度平均增長了10倍。

這些都是可怕的數字。但是，這還不是事情的全部。

數據中心綠色節能建設：箭在弦上的考驗

傳統的制冷方式走進了另外一個瓶頸，那就是，一個能耗的惡性循環正在提醒我們綠色節能的重要性。

據統計，維護一個數據中心的能耗中，真實用于IT設備的電力，大約只有1/3左右。維護費用中大約有40%被能耗所占據，在其中，冷卻又占了能耗的50%-70%。能耗的增加帶來了熱量，熱量的增長也擴大了能耗。而另外，更大的熱量密度會增加這些影響。

作為如今業界的熱點，建設新一代數據中心，除了資源整合等之外，實現綠色節能也是時代對企業提出的新的要求。不僅是保護環境的需要，同時，高額的維護和能耗費用也讓這成為企業不得不考慮的問題。

“現代的數據中心，從四大方面，都提出了制冷和綠色的最新要求。” 西門子IT解決方案和服務集團數據中心解決方案部經理程應軍總結道。

首先，新一代數據中心從規劃、建造到管理，其中的復雜程度已經大大提高。傳統的空調制冷是對整個空間進行平均制冷，但現代機房，隨著機架式服務器和刀片服務器的普及，數據中心服務器密度不均衡，產生的熱量也不均衡，溫度梯度變化大，通風降溫處理需要更加復雜的方式。傳統制冷方式容易造成局部過熱等現象，甚至引起宕機。

其次，就是巨大的能耗不僅為能源環境造成了壓力，同時也為企業帶來高額的費用。

第三，就是合規以及安全的要求。建設新的數據中心，必須能夠滿足整個行業的規范和要求。國家頒布的《國內電子計算機機房設計規范》、《電子信息系統機房設計規范》以及審批中的《電子工程節能設計規范》等，都對數據中心的能耗、用電、環境提出了具體的要求。

第四，業務持續性和災難恢復能力也為現代數據中心建設提出了新的要求。目前的企業數據中心，承載著非常多的重要設備其中包括企業的生產系統、財務系統、辦公系統等等，都維系在數據中心的安全運行上。一旦出現宕機等，將對企業的生產和正常運營造成極大的損失。

這就致使今天的數據中心規劃者，必須做出新的決策：如何在保證IT設備正常運轉的情況下，來降低制冷系統的能耗。而這，也將成為企業數據中心綠色節能建設的突破口。

解決：敲響綠色警鐘

作為世界工業的領先者，西門子在數據中心的建設上也不落人后，而它在制冷與綠色節能方面的措施，足以成為業內的范例。

西門子北京綠色數據中心于2008年投入運營，一期占地面積超過 490平米，擁有100個機柜和630臺服務器，能夠提供所有IT和語音服務。而在此之前，由于西門子中國業務的快速發展，西門子北京數據中心也曾面臨了巨大的挑戰，龐大的IT系統和能耗，也曾成為原有數據中心的困擾。然而，西門子新數據中心，通過對冷卻系統的綠色改革，成功解決了以上的問題。

首先，利用冷熱通道設計，優化機房冷卻效果。優化IT機房冷卻效果的常用方式是將 IT設備背靠背排列。來自冷通道的冷風從 IT設備的進風口進入，并排向熱通道，以最大限度減少再循環。IT設備從前部吸入冷風，從后部排出熱風。服務器合理布置在機柜里，機柜前部和服務器前部保持方向一致，以確保機柜冷卻通道的暢通。然而，如果多排機柜以同一方向布置，就會出現效率問題。第一排機柜排出的熱風被第二排機柜的進風口吸入。對于一排排機柜而言，隨著熱風從一排服務器流向另一排服務器，空氣溫度會越來越高。為了解決這個問題，各排機柜的布置方向應為服務器前部相向布置。此外，各排機柜的后部也應相向布置。這種排列方式就形成了“冷熱通道”布局。這種布局如果合理組織，可大大降低能量損耗，并可延長服務器壽命。

其次，在閉合式機柜冷卻中，利用空白面板填補機柜安裝設備之間的空隙，改善冷卻效率。西門子采用了不同的控制和分隔技術來最大限度減少冷熱風的交匯，比如在某些非標準機柜中利用空白面板和基板對設備頂端、底部和側面進行封閉。這樣可使氣流更可控制，并由此取得更好的冷卻效果，從而實現更高的功率密度。

西門子還利用某些機柜的封閉式前門形成人工通風管道，利用機柜內部閉合氣流改善機柜的冷卻效率。

再次，采用節能解決方案，以及自然冷卻方式，降低能耗。講到散熱，其實大自然本身就是一個不耗電、零成本的散熱系統，冷熱空氣互相對流，直至溫度達到平衡狀態。換句話說，只要把戶外空氣引入數據中心，空氣溫度自然得到調節。

西門子的新風冷卻系統有兩種工作模式：在冬季，把室外冷空氣抽進機房，過濾后用于設備降溫；在夏季，進行能量交換，縮短空調工作時間，同時降低空調工作負荷。

第四，架空布線和1米高架空地板下無障礙風冷通道；統一整個數據中心的氣壓。在許多老式數據中心，地板下空間通常被設計為通風管道，然而，大量線纜同時也穿行其中。這影響了冷風在地板下的流動和進入服務器進風口。制冷系統為了達到相同的制冷效果，必須消耗更多能量。而西門子的綠色解決方案采用架空走線方式，消除了纜線障礙。

第五，建立了獨立的熱分區。西門子數據中心獨立的熱分區采用獨立的冷卻系統，來滿足不同功能區和主數據中心的不同冷卻需求。

第六，綠色環保材料以及地板和隔斷保溫層，有效減少了冷氣浪費。同時，西門子數據中心內使用的綠色環保材料也可確保最大限度降低對環境的負面影響，體現了一個大型跨國企業的企業社會責任。

“我們真實體驗到了綠色數據中心的益處。” 西門子IT解決方案和服務集團數據中心運營部經理張志國說。“我們的IT能耗確實降到了非常低的水平，過去兩年中，我們的業務仍在增長，但是電力增長卻能依舊保持持平和小幅增長，能耗費用大大減少了。”

另外，張志國也提到，西門子數據中心的PUE值得到了大大降低。“中國的平均數據中心PUE值在2.5左右。而目前，西門子中國數據中心的PUE值為1.72，大大低于國內平均水平，而且，預計在最近兩年內會降低到1.4。如果我們整個數據中心的利用率提高到80%的話，我們一定可以實現這個目標！”

雖然目前中國的眾多數據中心中仍然存在老舊技術的遺留問題，但是，也正因為如此，我們的數據中心更加易于改造。在數據中心能耗和綠色問題在全球、在中國敲響警鐘的同時，國內的CIO們，也應該為自己的機房，做出更成熟的考慮。如今，西門子中國公司，也正在將自己建設新型數據中心的技術對外服務，相信，這也將會為國內企業的CIO們，提供一個更好的升級機會與體驗。