绿色数据中心的七个步骤

编者按:我们无意中省略了VMware Inc.产品营销高级总监Bogomil Balkansky的全名和职务。此信息是在4月24日星期二下午5:45左右添加的。Computerworld对此错误表示遗憾。

您的数据中心有多环保?如果你现在不在乎,你很快就会在乎的。大多数数据中心经理没有注意到电力成本的稳步上升,因为他们通常看不到这些账单。但他们确实看到了电力需求激增的征兆。

高密度服务器正在数据中心制造热点,一些高端系统的每机架容量已超过30千瓦。因此,一些数据中心经理发现,他们无法将足够的电力分配给地板上的机架。还有一些人发现,他们无法为大楼提供更多的电力:他们已经耗尽了电力公司向该地点提供额外电力的能力。

这个问题已经引起了马洛里·福布斯的注意。”每年,随着我们修订标准,对电源的要求似乎都在提高,”阿拉巴马州伯明翰Regions Financial Corp.高级副总裁兼主机技术经理福布斯(Forbes)说,“这给数据中心的管理带来了巨大的挑战,因为您必须不断增加电源。”

能源效率节约可以加起来。数据中心节省一瓦特的功耗至少可以节省一瓦特的冷却。着眼长远的IT经理们已经开始关注与购买更节能的设备相关的投资回报。”能源在制定一个持续五年的商业案例中变得非常重要,”宾夕法尼亚州瓦利福吉市Vanguard Group Inc.的技术运营负责人Robert Yale说。他的60000平方英尺的数据中心主要满足基于Web的交易。他说,虽然安全和可用性是第一位的,但先锋“比过去更加关注能源问题”

绿色数据中心不仅能节约能源,还可以减少昂贵的基础设施升级需求,以应对日益增长的电力和冷却需求。一些组织也开始采取下一步行动,从环境的角度审视整个数据中心。(见“绿化不仅仅是能源。”)

遵循这些步骤将使精明的数据中心经理保持领先地位。

整合你的服务器,再整合一些

新墨西哥州圣达菲咨询公司Uptime Institute的创始人兼执行董事肯•布里尔(Ken Brill)表示,现有的数据中心只需做一些基本的改动,就可以实现大幅的节约,整合服务器是一个很好的开始。他说,在许多数据中心,“有10%到30%的服务器死机,可能会被关闭。”

移除物理服务器所节省的成本可以很快累积起来——据估计,每台服务器每年的能源成本高达1200美元。”对于一台服务器,你每年可以节省300到600美元的直接能源成本。PG&E公司客户能源管理高级项目经理Mark Bramfitt说:“你每年还可以节省300-600美元的冷却成本。”这家总部位于旧金山的公用事业公司提供了一个“虚拟化激励”计划,每台因服务器整合项目而退出服务的服务器支付150-300美元。

删除空闲服务器后,数据中心经理应考虑将尽可能多的基于服务器的应用程序移动到虚拟机中。这使得它能够大大减少所需的物理服务器数量,同时提高剩余服务器的利用率。

目前大多数物理服务器的利用率都在10%到15%之间。VMware公司产品营销部高级主管Bogomil Balkansky说,由于空闲服务器在最高利用率时可以消耗多达30%的能源,因此通过提高利用率水平,您可以获得更大的能源回报。

为此,VMwareInc.正在开发一种与其分布式资源调度程序相关联的新功能,该功能将在被视为单个资源池的物理服务器之间动态分配工作负载。Balkansky说,分布式电源管理将“在尽可能少的物理机上挤压虚拟机”,然后自动关闭不使用的服务器。系统会随着工作负载的变化而动态地进行调整。通过这种方式,工作负载可能会在晚上的非工作时间进行整合,然后随着活动的增加,在早上重新分配到更多的物理机器上。

打开电源管理

虽然有电源管理工具,但今天的管理员并不总是使用它们。”在一个典型的数据中心中,用电量几乎没有变化,但IT负载却变化了三倍或更多。这说明我们没有正确地实施电源管理,”科罗拉多州斯诺马斯的能源和可持续性研究公司洛基山研究所(Rocky Mountain Institute)的主席兼首席科学家阿莫里·洛文斯(Amory Lovins)说。

他补充说,只要充分利用电源管理功能并关闭未使用的服务器,数据中心的能源需求就可以减少20%左右。

Christian Belady说,现在很多数据中心都没有出现这种情况,因为管理员几乎只关注正常运行时间和性能,而IT员工对可用的电源管理工具还不满意,惠普公司(Hewlett-Packard Co.)的杰出技术专家。他认为,通过降低数据中心电源和冷却系统的压力,开启电源管理实际上可以提高可靠性和正常运行时间。

AdvancedMicroDevicesInc.服务器团队的Opteron产品经理BrentKerby说,供应商还可以做更多的工作来促进电源管理功能的使用。虽然AMD和其他芯片制造商正在实施新的电源管理功能,“在微软Windows中,支持是固有的,但你必须调整电源方案以利用它,”他说。Kerby说,这应该在默认情况下打开电源管理技术没有得到应有的利用,”他补充道。

利用最新处理器实现电源管理的潜在节约是巨大的。AMD的最新设计将在每个核心的基础上缩减电压和时钟频率,并将降低内存的功耗,这是另一个快速增长的功耗在50%的CPU利用率下,您将看到65%的功耗节省。即使在80%的利用率,你会看到25%的节省电力,“只要打开电源管理,Kerby说。其他芯片制造商也在研究类似的技术。

爱达荷州博伊西市信息物流服务提供商DigiTar的首席技术官杰森•威廉姆斯(Jason Williams)说,在某些情况下,电源管理可能会带来更多问题,而不是解决问题。他在AMD64服务器上运行Linux。”他说:“我们使用了大量的Linux,[电源管理]会在操作系统中造成一些非常糟糕的行为。”我们主要看到了随机内核崩溃。有些系统在打开ACPI的情况下似乎可以运行Linux,而其他系统则不行。这真的很难预测,所以我们通常会关闭它和其他电源管理。”

ACPI是一种高级配置和电源接口,由惠普、英特尔公司、微软公司和其他行业公司共同开发。

升级到节能服务器

第一代多核芯片设计显示总体功耗显著下降。”Intel的Xeon 5100以40%的功耗提供了两倍的性能,”Intel服务器技术和计划市场总监Lori Wigle说。转移到基于这些设计的服务器应该可以提高能源效率。

然而,未来的收益可能会更加有限。太阳微系统公司(sunmicrosystems)、英特尔公司(Intel)和AMD公司(AMD)都表示,他们预计服务器的功耗在短期内将保持平稳。AMD目前提供的处理器从89W到120W不等。AMD的Kerby说:“这就是我们的优势所在。”。Wigle也认为英特尔的下一代产品不会重蹈5100的覆辙。”她说:“在向45纳米产品过渡的过程中,我们会看到一些稍微温和一些的东西。”。

芯片制造商也在将I/O和内存控制器等功能整合到处理器平台上。Sun的Niagra II包括一个外围组件互联快桥、万兆以太网和单芯片上的浮点功能。”我们已经在芯片上创建了一个真正的服务器,”Sun首席架构师兼杰出工程师Rick Hetherington说。

但IBM SystemX平台组的一位不愿透露姓名的工程师表示,这种整合并不一定意味着芯片级服务器的总体功耗会降低。他说,总的来说,净功耗不会改变。”整合的收益。。。被更新更快的互连所抵消,比如PCIe Gen2、CSI或HT3、FBDIMM或DDR3。

搭配高效电源

John Koomey说,电源是服务器市场上缺乏对总体拥有成本关注的一个主要例子,因为如今许多服务器所提供的低效设备比数据中心的任何其他组件都浪费更多的能源,斯坦福大学的咨询教授和劳伦斯伯克利国家实验室的职员科学家。他带领业界开发了一个服务器能量管理协议(下载PDF)。

在改进设计方面进展缓慢。”英特尔的Wigle说:“供电效率每年提高了约1.5%。较新的设计效率更高,但在卷服务器市场上,它们并没有普遍实施,因为它们更昂贵。

由于许多商品服务器中的电源效率较低,在利用率为100%时,效率峰值为70%到75%,但在利用率为20%时,效率降至65%的范围,平均服务器负载在10%到15%的范围内。这意味着,低效的电源设备可能会在电力到达IT设备之前浪费掉近一半的电力。问题更为复杂的是,每一瓦特的能源浪费的电源需要另一瓦特的冷却系统电源,只是为了消除产生的废热从数据中心。