随着数据需求的不断增长,数据中心在现代社会中变得越来越重要。这些设施对环境产生的巨大影响引起了越来越多的关注。
为了应对这一挑战,可持续数据中心设计应运而生。遵循这些原则可以帮助运营商和企业减少数据中心的环境足迹,同时还促进了成本节约和运营效率的提高。
许多最佳实践可以帮助设计和运营可持续的数据中心。以下是一些关键要点:
可持续数据中心设计的积极影响体现在多个方面:
除了环境效益之外,可持续数据中心设计还可以带来显著的经济效益:
数据中心规划设计绿色节能措施如何打造绿色节能数据中心,解决供电和散热问题,让数据中心管理员不必为节能而困扰?要做到绿色环保、技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,建议采用以下一些绿色节能措施:1、机房最好建在大楼的二、三层,距离大楼配电最近;2、机房尽量避免设在建筑物用水楼层的下方,造成机房水侵;3、机房选在建筑物的背阴面,以减少太阳光的辐射所产生的热量;4、排烟口设在机房的上方,排废气口设在机房的下方;5、主机房区域的主体结构应采用大开间大跨度的拄网;6、充分利用自然冷源,降低机房精密空调的使用率减少耗电;7、选用高效节能型IT设备;8、增加虚拟服务器的使用,便硬件在不增加能耗的情况下处理更多的工作量;9、在服务器不使用时将其自动转换为节能状态;10、只在设备需要时才开启制冷;11、各别地区可利用自然冷源,为机房设备降温,减少机房空调使用率;12、服务器机柜采用“面对面”或者“背对背”的摆放方式,并且封闭冷通道,降低空调冷源额外消耗;13、电力系统的合理分配;14、高可靠性新型技术的利用;总而言之,建设绿色节能高效的数据中心是未来数据中心建设的重点。 能源紧张是目前也是以后世界性的一个问题,建设绿色节能数据中心的一个主要目的也是为了降低设备能耗节省资源,这也符合整个社会发展的潮流,也是节约运营成本最直接的手段。 降低能耗是企业在每一个业务环节必须关注的问题,也是提高企业成本竞争力的有力保障。 在确保业务稳定运营的同时,降低IT长期运营成本是每一个现代企业的任务。
建立绿色IT中心,有五个步骤。 建立一个绿色的数据中心的第一步,就是先要建立一个更好的监控体制。 建立有能效的审计,要知道什么部件消耗多少电力。 建立监控体制就要要制定一个衡量指标,如果没有一个标准的话,就无法进行改良。 因此最重要的一个环节就是是否能够建立一个衡量指标,怎样创建指标。 在整个数据中心当中,要知道能效的目标是什么,比如说它们到底要消耗多少能源才是我们的目标——在美国目前用的最多的指标也正在慢慢地进入亚洲市场。 这个指标是由绿色网格所开发出来的,是在美国建立的,还有EPA。 但是要清楚的明白,到底是有多少能源是由这个数据中心消耗的?到底有多少是由IT设备消耗的?这样就可以计算出电量的使用情况。 在美国的数据中心的效率,大概是在1.2—1.3左右,但在亚太地区大部分的组织都是在3—4的效率性。 建立绿色IT中心的第二步,就是要转变我们的思维。 为人所熟悉的“摩尔定律”说到:“芯片的晶体管数量约每两年就翻一番。 ”处理器芯片是翻一番,可是对于能耗的处理水平是否能够跟上芯片的翻番水平呢?能耗的处理水平虽然是改善了,但它的改善速度跟处理器晶体管的增长速度却没有保持同样的水平,中间有一个段差距。 导致这样的原因,是因为人们更多关注的是性能。 我们总是谈到性能,但人们所看到更多的是怎么把性能和工作联合在一起,即工作效率的问题。 工作性能提高了,工作效率也应该增加,这是我们的思维要转变的一个观点,也是我们改变对数据中心的认识。 在采购IT数据中心的IT设备的时候,不能单单只关注到它的性能,同时还要关注到它的能耗。 第四步就是考虑将来有什么样的创新方式改变数据中心。 可以使用一些新的技术——比如服务器存储虚拟化,还可以借助整合对整个系统进行更新。 采用虚拟化的前后,空间和服务器的数量有一个很大的变化,数据中心电能消耗的也有明显变化。 这就意味着虚拟化的采用,可以有助于碳管理。 在碳消耗方面所获得的利润,可以理解为对环境的改变。 但在选择采用虚拟化的时候,应该考虑到对物理环境和虚拟环境的同时管理的问题。 建立绿色IT中心的第五步,就是组织的整合。 任何一种新的技术在被采用的时候,对整个系统会带来很多新的变化。 这些变化不仅是技术的本身,还包括整个流程以及整个流程如何进行最大化的收益等方面的内容。 从大企业看中国绿色IT的实施“法则”:有100个CIO,就有100种对绿色IT的理解和作为。 CIO心目中对绿色IT的真实看法和实践,为我们揭示了国内绿色IT的实施“法则”。 在“绿色IT”概念纷纷扰扰的今天,中国的首席信息官(CIO)们心里却有着不同的理解和实践蓝图。 尽管严格而言,但是这些CIO的许多尝试,跟绿色概念似乎相去甚远,“绿”得也不够彻底,但这却是中国目前最为鲜活的绿色实践。 毕竟,只有企业的CIO才知道什么是自己最需要的。 不为“绿色”而绿色,恐怕才是绿色IT在中国的发展之道。 双汇实业集团有限责任公司(下称双汇集团)CIO兼双汇计算机软件有限责任公司总裁刘小兵,自2000年进行双汇集团信息化规划时,心里就打好了“绿”主意,尽管当时还不存在“绿色IT”一说。 双汇集团的“五个一工程”——一套程序(双汇集团自行开发的一个双汇软件平台)、一套人马、一套服务器、一个机房、一个数据库的整体IT规划。 双汇集团每天几千种产品的采购,上万个订单的下达,几千吨货物的流向,近亿元的资金流动,库存的动态治理都可以通过电子商务平台来运行。 同时,“五个一”工程还改变了双汇集团传统“沿街串巷”的落后销售模式,“玩转”了双汇集团80多个法人企业、600多个办事处、120多个分公司、40多个工厂和700多家连锁店的日常运营,以及数千个分销商。 而且,双汇集团的销售额从2003年的100亿元快速跃升到了2007年的300亿元,短短4年里飚升了200%,信息化的“五个一”工程功不可没。 与双汇集团有着异曲同工之妙的内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司(以下简称蒙牛集团),也成功地推行了“五个一”工程。 蒙牛集团的CIO杨小波告诉记者:“在蒙牛集团进行‘五个一’改造之前,蒙牛集团在全国有5、6个机房,目前只剩下了1个不到10平米的托管机房”。 以前蒙牛集团仅维护机房和服务器就需要7~8名工程师,机房改造完成后,这些网络工程师全部都可以转向系统应用岗位。 在此同时,服务器锐减了40~50台,耗电也随之锐减。 尽管双汇集团、蒙牛、腾讯、复旦大学的实践,均诞生和收效于绿色概念盛行之前。 但是节省机房、节省服务器、节省耗电、甚至节省人力,无一不与绿色相关。 腾讯为中国目前最大的互联网综合服务公司。 腾讯的2007年财报显示,注册账户数超过7亿,其中活跃用户超过3亿,同时在线人数超过3,000 万,网民每天通过QQ发送的信息数量达数10亿条,腾讯网每日页面访问量也达到4亿以上。 每天都在增长的海量用户对服务器平台的性能和功耗产生了越来越高的要求。 而且广东省的限电措施,也迫使腾讯不得不考虑限制能耗的种种有力措施。 该公司联席首席技术官(CTO)熊明华表示:“腾讯目前已经具备支持1亿用户同时在线的能力,且在同等条件下,支持相同数量级用户所需的服务器仅为同行企业的1/4(腾讯目前拥有大约1万台服务器)。 ”尽管如此,腾讯的电费还是占到了整体成本支出的30%。 腾讯期望在提升服务器效率的同时,并且更绿色更节能。 2008年4月,腾讯与英特尔公司(Intel,下称英特尔)建立联合实验室。 根据协议,腾讯不仅可以率先进行英特尔技术的测试,甚至被允许使用并掌握有利于自身业务发展的技术和产品;另一方面,在联合实验室框架下,腾讯将会评估英特尔公司的动态电源管理、数据中心管理工具(DCMI)、固态驱动(SSD)和基于英特尔Nehalem处理器的服务器平台,并根据需要进行部署。 同在4月份,腾讯还作为“首席测试”,测试性地部署了国际商业机器公司(IBM)即将发布的新型高性能互联网数据中心专用服务器。 而中国电信上海公司(下称上海电信)更是被誉为本土绿色IT应用的典范。 对此,拥有众多项目经验的IBM全球信息科技服务部大中华区数据中心及智能化集成服务产品线经理陈亮有她的解释。 中国的企业对于绿色数据中心的建立分为两个层面:一个是建立基础设施的层面,从关注建设一个数据中心开始,如何让数据中心绿色、节能、高效率。 第二个层面是数据中心已建好,比如之前已经自己建立了物理机房,或者出于整合所有业务的需要,或者出于改造数据中心的需要,在基础设施上做一些软硬件的绿色改造。 对于第一层次的应用,陈亮表示,这些客户在中国有很多,他们正在建自己的数据中心,希望在建的同时不要落后,能够有新的节能高效技术应用在数据中心里。 而中国电信上海公司在绿色的道路上步子迈得相对比较大。 因为拥有众多IDC机房的上海电信,电能的消耗在成本里占据很大份额,这样一来“每年节省20%的能耗成为考核总经理的一项指标。 ”因此,上海电信首先选择“云莲”与“同普”两个机房,进行试点性的能源评估和分析,旨在全面掌握准确的能耗数据,看看到底“绿不绿”。 陈亮和她的团队成员们采用IBM绿色数据中心解决方案中的“数据中心能耗评估服务”(EEA,Energy Efficiency Assessment)对其进行了评估。 根据评估,陈亮为云莲与同普开出了“绿色处方”,一共“4味药”:首先,虚拟化技术的应用将发挥神奇功效。 面积相当,都是600多平方米,分别承载着上百个机柜的运营,而采用虚拟化技术后,每个IDC内机柜的数量可以减少到20个,节能效果不言而喻。 其次,新风系统将使数据中心更环保。 鉴于机房一年4季都需要保持18~22摄氏度和40%~60%的相对湿度,夏天时,上海户外空气温度高于22摄氏度,则新风量可以适当调弱;而在春秋季节,户外气温比较适宜,可以直接利用户外新风进行制冷;到了冬天户外气温很低,需要先用排风系统预热新风,再将预热好的新风引入到机房内。 IBM为此设计了搭建新风系统的具体方案,还预估出了建成后的投资回报。 第三,模拟气流分析(CFD)用以提高空调效率。 CFD是一项结合中国特色的气流分析模式。 工程师可以通过电脑模拟出机房内的气流状况、温度、流向,上海电信得以直观地了解节能改造前后的气流变化,从而选择最为适合的排风制冷模式。 最后,数据中心的装修和布置进一步提升绿色水平。 机房内的墙体封堵与线槽走向等装修布置的改善都可以帮助上海电信降低能耗。 “这也是IBM根据中国客户的实际需求,提出的非常具有中国特色的装修改进方式。 ”陈亮称。 预计这两个机房按照以上4个办法会带来至少30%的能源节约。 上海电信正在紧锣密鼓地按照绿色处方切实实施。 无论如何,在绿色的道路上,中国的CIO们已经开始行动。 即便尝试的路径不同,但是殊途同归。 而结合本土特色的各种绿色探索和实践,尤为值得关注和借鉴。
IDC全称为Internet target=_blank>
全球IDC行业建设现状:向着大型化、集约化发展
2010年以来全球数据中心平稳增长,从2017年开始,伴随着大型化、集约化的发展,全球数据中心数量开始缩减。据Gartner统计,截至2020年数据中心共计42.2万个,初步核算2021年全球数据中心数量进一步下降,在41万个左右。
以超大规模运营商的大型数据中心数量角度来看,随着行业集中度的逐步提升,全球超大型数据中心数量总体增长。据Synergy Research Group的最新数据,截至2021年超大规模提供商运营的大型数据中心总数增加到700个左右,较2020年同比增长17.25%。根据Synergy Research Group最新预测,凭借目前已知的314个未来新超大规模数据中心的规划,运营数据中心的安装基数将在三年内突破1000个大关,并在此后继续快速增长。
注:2021年数据截止2021Q3。
全球IDC行业市场规模体量:数据量的爆发增长带动市场规模发展
随着物联网、电子政务、智慧城市等领域的发展以及云计算的发展也将进一步推动IDC领域的发展。依据IDC发布的《数据时代2025》报告,随着5G、物联网的发展,2010-2021年数据呈现爆发式增长状态,2020年全球数据量为60ZB,初步统计2021年达到70ZB;预计2025年全球数据量将达到175ZB。
数据量的爆发式增长使得市场对IDC行业愈发青睐,据中国信通院的数据显示,2017-2021年间,全球IDC市场规模均保持正增长,且年均增速在10%左右。2021年全球IDC行业市场规模为679.3亿美元,同比增长9.9%。
全球IDC行业市场前景预测:即将迎来其新一轮的发展机遇
可以预见,在未来几年,IDC产业将迎来其新一轮的发展机遇。此外,随着网络系统日趋复杂,伴随网络的带宽逐步提高,用于网络维护的成本投资逐步增加,网络管理难度也在日益加大,在这种情况下,以资源外包的网络服务方式逐渐受到企业重视,并取得长足的发展。另外,各国政府加大了对电信宽带的投资力度,促进电信和互联网的融合。根据中国信通院预测,2022年全球ID行业市场收入将达746.5亿美元,增速总体保持平稳,2022-2027年年复合增长率在10%左右,到2027年行业规模将超过1200亿美元。
—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国IDC(互联网数据中心)市场前瞻与投资战略规划分析报告》
当你的数据中心拥有一两万台服务器的时候,你会发现自己对数据中心的看法和以前截然不同。 数据中心规模越大,对数据中心绿色节能、可靠性、面向业务的灵活性等方面的体验就越深刻,对服务器托管、存储计算、网络带宽、能源消耗、数据安全、管理维护等方面的需求也会发生变化。 为此,从本期开始,企业计算栏目将对全新的企业级数据中心展开系列调查式报道,期待读者深入关注企业级数据中心的变化。 第一期报道从世纪互联开始,在向DaaS(Datacenter as a Service)业务模式演变过程之中,世纪互联迈向了新一代数据中心。 世纪互联创建于1996年,是目前中国规模最大的电信中立互联网基础设施服务提供商之一,主营业务包括互联网数据中心服务(IDC)、互联网内容分发/加速服务(CDN)以及全方位的增值服务和完整的行业解决方案。 现在,世纪互联在国内已经部署了10个以上的绿色独立机房,全网处理能力超过250Gbps,在北京拥有超过一万平方米的电信级数据中心,在华南、华东及全国其他城市也拥有超过五万平方米的大型电信级数据中心。 据记者日常接触的不少全球500强企业用户反映,他们中有不少企业把自己的数据中心托管在了世纪互联。 这些企业的业务需求是国际化的,对数据中心基础架构的灵活性、可靠性、连续性等方面的要求还在不断提升。 因此,这一方面要求世纪互联数据中心的建设标准和服务水平向国际看齐;另一方面,也要求世纪互联在绿色节能、虚拟化资源、自动化管理等方面提升应用水平。 DaaS的驱动力 互联网数据中心的未来业务模式是DaaS,也就是数据中心向公用化发展。 这种业务发展模式要求数据中心必须走全面的资源虚拟化和管理自动化的技术路线,系统必须能够最大限度地进行高可用性和容灾设计,并且向大规模集中化发展。 虚拟化与自动化的技术路线 要实现DaaS模式下数据中心的公用化,必须利用虚拟化和自动化等技术整合网络、存储和计算等资源,并全面提供整个技术环境的IT资源公用化。 另外,互联网数据中心之间的竞争也日趋激烈,利用虚拟化和自动化提供高水平的服务,也成为了互联网数据中心之间的重要竞争手段。 据世纪互联的工作人员介绍,在早期的数据中心里,企业必须为很多应用系统分别部署冗余的服务器资源、冗余的存储资源和带宽资源,用于应付企业应用系统的峰值现象,这就造成数据中心里服务器等资源利用率低下的现象。 现在,只要实现初步的服务器虚拟化,就可以打破不同应用系统之间的隔阂,让不同应用共享虚拟化的冗余资源,应付峰值问题。 在互联网数据中心层面,服务器和存储资源虚拟化了,就可以实现跨数据中心的资源冗余、资源调动和异地容灾,这就进一步提高了数据中心资源的利用率,提高了业务的灵活性和可靠性,并降低了数据中心的运营成本。 在世纪互联的客户中有不少“”公司,以这些公司的网站为例,网站的所有服务在虚拟化之后都按需使用、按需支付。 过去,网站新业务的开展往往意味着一系列资源(服务器、带宽、存储以及与之相关的外围设备等)的成本投入。 而在DaaS的业务模式下,构建在虚拟化和自动化等技术基础上的新一代IDC,客户无需关注资源的物理位置,无需对任何物理设备进行配置、管理和维护,只需通过统一接口根据自身需要提交各项“任务”即可获得快速的、可定制的互联网数据中心服务。 从某种意义上讲,这非常接近IBM曾经提出的“On Demand”模式。 据世纪互联数据中心董事长助理任江介绍,世纪互联并不做单一服务器上的简单虚拟机业务,而看重跨数据中心的全面虚拟化。 目前,世纪互联正处于进入数据中心虚拟化阶段,也就是将服务器资源、存储资源和带宽资源等虚拟化资源作为资源池,通过统一的接口供上层应用按需调用。 世纪互联基于虚拟化的ICS服务与云存储服务已经进入了规模测试阶段,在近期即将推出。 “这样就有效地屏蔽了数据中心的底层复杂性,客户只需去关心商业模式、网站的服务内容,而我们要做的是从技术上、资源上,包括资本投入方面来提供支持。 ”任江说:“站在客户的角度来看,这可为用户实现业务的灵活性以及更短的应用部署时间;从IDC的角度来说,资源利用率大大提高而成本却明显降低。 ” 世纪互联在实现虚拟化方面已经积累了自己的独特经验。 任江指出,虚拟化的投入和回报并不是一条笔直的斜线,而是一条曲线。 虚拟化的规模有一个平衡数值,虚拟化的规模太小价值会有限,虚拟化的规模太大也并不经济,因为虚拟化是有性能开销的。 “抓住了虚拟化规模的平衡数值就可以得到最大的资源利用率,超过了这个数值,效率就会下降。 此外,实现虚拟化,也是在业务上实现SOA的基础。 就像SaaS的概念一样,DaaS是我们的业务目标,就是把服务器、存储和带宽资源虚拟化,把数据中心作为一种服务来向用户提供。 ”任江在介绍虚拟化情况时说道。 容灾不如避灾 任何企业都不希望自己的关键业务系统宕机,也不希望自己的业务数据发生丢失。 在虚拟化基础上实现服务器的高可靠性并不困难,数据保护和快速恢复成为了业务可靠性的关键环节。 世纪互联要向托管的企业承诺服务质量,势必要在容灾和避灾方面下足工夫。 否则,一旦托管客户业务中断,其损失是无法估量的。 关于数据备份方面的服务,任江介绍到,世纪互联对于其关键业务引进了一套避灾系统。 一般来讲,初级数据备份和进一步的灾难备份是一般用户的备份手段,但是这些都是在发生了数据损失之后进行恢复。 因此,这些备份方法还是对业务的连续性有影响,只是程度不同而已。 世纪互联目前与供应商合作,运行了一套避免数据损失的“避灾”存储系统。 这套存储系统已经经过国外一些航空航天系统的运行测试,它把数据在存储的时候切分成碎片,以20%左右的冗余度分散存储在不同数据中心的多个存储服务器上,因而没有单点失效的问题。 这一技术进步源于网络带宽和存储成本的降低。 在目前数据中心非常发达、高速网络成本越来越低的情况下,这样把数据切碎后分散放置,既保护了企业的隐私,其成本上升也能接受,还大大增加了数据的安全性。 IDC能源问题凸显 在很多国外的企业数据中心里,管理维护成本居首位,设备采购成本是第二位,能源成本位列第三位。 在国内的大型数据中心,由于规模效益以及国内人员成本略低,管理维护成本退居第二位。 如果数据中心的设备以用户托管为主,那么设备采购成本也不是首位。 能源成本已经高居国内众多大型数据中心成本首位,世纪互联也是如此。 如今,在能源价格急剧攀升的严峻形势下,能源成本日益受到世纪互联的重视。 对于一般的企业数据中心而言,电力成本高低无关企业核心竞争力。 但在IDC行业,能源成本已经成为世纪互联树立核心竞争力的重要手段。 因此,从数据中心建设环节开始,世纪互联就格外注重绿色环保。 采用多项技术降低能耗 由于世纪互联的大量客户来自国外跨国企业,这些企业对数据中心的标准有严格的要求,所以世纪互联数据中心的建设也严格遵循了国际上的相关标准。 近期全面投入使用的世纪互联2号数据中心是参照ANSI(美国国家标准协会)&TIA(美国电信产业协会)-942 T4级主要标准设计建设的,数据中心所在的楼为五层建筑,按抗震8级设计,其中一层和二层用于数据中心。 在供电方面,世纪互联2号数据中心采用双路冗余电力系统,同时,还采用了柴油发电机组,可在公共电网断电时支持机组满载运行24小时。 在制冷方式上,2号数据中心采用的是水冷式空调系统。 据统计,通常情况下,在一个6000平方米的机房中所需的总冷量约为6000kw,以此为基数计算,风冷空调系统的电源输入总功率比水冷系统的电源输入总功率高33%,也就是功耗高33%。 水冷式空调不仅单位冷量所耗费的电力比风冷空调要低,并且机房内的回风还会送回到空调重新进行冷却处理,不会对周围环境造成影响。 当然,水冷式空调系统的结构要比风冷式空调复杂。 在世纪互联2号数据中心使用的水冷式空调系统中,包括冷冻水生产系统(冷水机组+冷却塔)和水冷型精密空调,以及监控冷水机组的控制系统,此外还有较为复杂的传送冷水的管路系统。 世纪互联2号数据中心还有另外一个节能秘笈――板式换热器。 板式换热器是利用冬天室外的冷空气为数据中心散热的。 在北京,每年冬天室外温度低于5℃的时间有3个月以上,这是板式换热器发挥作用的绝佳时期。 据测算,在6000平方米的机房中,如果使用板式换热器,在室外温度低于5℃时,可以关掉冷水机组,此时,风冷空调系统比水冷系统的电源输入总功率高215%。 此外,世纪互联2号数据中心还使用了湿膜加湿器。 精密空调当然可以为机房加湿,但代价要大得多,而湿膜加湿器的功率消耗仅是空调加湿器的5%左右。 根据使用经验,3000至5000平方米以上的机房用水冷空调较为合算;如果机房较小,用水冷式空调就不太划算了,因为其系统较为复杂。 设计和管理决定节能成败 机房设计和建造中的许多细节也可以对节能起到巨大作用。 例如,在世纪互联2号数据中心机房中就采用了冷热走廊设计,即机柜是面对面、背对背安装的,所有冷风从地板下吹出来,送到服务器的正面,经过服务器后的热空气吹到热通道,然后传输到天花板的热风口,最后经天花板上面的空间送到空调的回风口。 这就减少了冷热空气混合的机会,大大提高了制冷效率。 此外,世纪互联还自己设计机柜,增大机柜门上的通风网孔,以提高通风率;机柜的前后门和侧板均可快速拆卸,这样,在功率高于每机柜4KVA时,可拆除机柜的后门,并安装将空气水平吸入柜内的抽风组件(ARU)。 还有地板也是节能设计的一个关键环节。 世纪互联2号数据中心机房的地板高度远高于我国2000年修订的机房建设标准中规定的300毫米,这就减少了空调冷风传送过程中的阻力;同时其还使用了通风率可调节的高压铸铝地板,并且可以根据机柜负荷的高低来调节通风地板的面积。 除了在硬件上采购绿色节能的基础设施以外,在管理上世纪互联也充分考虑了如何提高节能效率、可靠性和高可用性。 使用机房监控系统,把机房管理带向精确化和自动化,也是节约机房运维费用的一个良方,因为数据中心的成本不仅包括电力,人员成本同样是重要的费用支出项目。 并且,使用机房环境监控系统可以更全面、更及时地监控机房中的各种安全因素。 世纪互联2号数据中心机房使用的机房监控系统,通过安置在热点上的传感器,可以对安防系统、消防系统、综合布线和机房内各种设备(包括UPS、配电柜、PDU、发电机组、精密空调等)的运行状态进行监控,包括漏水、漏油、温湿度、机柜电流、配电柜等各项参数的情况,这为数据中心的运维管理提供了极大的帮助。 比如,机柜断电以前要靠人为巡视发现,现在监控系统会在第一时间自动报警,并会把信息发送到值班运维人员的手机上。 再比如,机柜需要的冷量和通过的电流成正比,使用带电流显示的PDU之后,可以根据电流大小来调节出风口的大小,以达到节能效果。 据了解,世纪互联的其他自有机房的绿化改造也在按照计划积极开展。 任江表示,从更长远来看,未来数据中心的发展趋势是集中化,向大型规模化的数据中心发展才能实现更绿色,分散的数据中心将被淘汰。 IBM专家点评 世纪互联是我国较早建设大型数据中心的企业,存在典型的早期大型数据中心特性,这些数据中心的通病就是缺乏对绿色节能的考虑。 伴随着业务的高速扩展,电力消耗、机房散热和有效利用空间成为了企业越来越急需解决的严重问题。 具有国内领先的数据中心运营经验和水平的世纪互联,对未来数据中心的建设有着领先的认识。 “全新企业级数据中心”理念在其新数据中心的建设中得到了充分的体现。 首先,“全新企业级数据中心”是绿色设计的数据中心,也就是所谓的“Green by Design”。 世纪互联认识到数据中心的“绿色”是从设计到实施再到综合治理才能实现的。 他们采用了诸如水冷式空调、板式换热器、冷热走廊和提高机房地板等设备和设计,以此来有效地提高电能利用率,并降低散热效率。 IBM在绿色数据中心建设方面,也有着全面的解决方案和领先的技术,尤其是绿色数据中心节能服务和高性能虚拟化技术产品引领行业节能减排技术的发展。 其次,世纪互联在数据中心如何利用虚拟化技术实现降低成本、提高利用率,并灵活和快速应用部署方面有着很高的认识和前瞻性,这与IBM不谋而合。 “全新企业级数据中心”所谈及的未来虚拟化技术,已经不再是简单的单机上的虚拟化,而是整个数据中心,乃至跨数据中心的虚拟化。 所有服务器、存储和网络等均被虚拟化作为共享资源。 所有计算资源的虚拟化,不仅更进一步提高资源的利用率,并降低运营成本,同时,任何应用均被配置了相应的服务器、存储和网络资源,可以被快速地部署实施。 数据中心也因此转变为高效的服务实体(即所谓的公用化),以灵活快速地响应市场变化。 不仅如此,世纪互联根据其自身的业务特点,兼顾到数据中心的安全可靠性,利用国外先进成熟的技术和方案,为实现“全新企业级数据中心”打下了坚实的基础。 总之,世纪互联由于其领先的实践和高瞻远瞩的理念,其数据中心的建设正朝着正确的方向,引领国内高端数据中心建设的发展。
为了能以更加可持续的方式运营企业,企业对数字基础设施的要求也越来越高,不止是出于成本和效率的考量,从环境的角度也是如此。
Equinix全球IBX运营工程副总裁Arno van Gennip表示:“从设计到施工再到设施管理,数字孪生正成为提高数据中心效率和减少客户碳排放的关键。”
数字孪生有助于将来自不同重点领域的数据集中到共享环境中,这使得IT、工程、财务、采购、施工团队能够在流程中,更早地 探索 和模拟性能、财务和环境等各种因素之间的权衡。设备和空间利用方面的各种效率提升,带来的直接影响就是降低能耗和减少碳排放。数字孪生还有助于提高建设和运营效率,减少浪费、降低人员配备要求和相关环境影响。
很多企业和数据中心运营商(例如Nvidia)可能会从各种结合了工程、cad和数据中心信息管理(DCIM)功能的仿真建模工具中打造出数字孪生工作流。越来越多的DCIM厂商(例如施耐德电气)将数字孪生功能直接引入他们的工具中。达索系统和Future Facilities等厂商为数据中心提供了集成度更高的数字孪生。Nvidia等厂商也开始推出Nvidia Air这样用于优化数据中心物理和逻辑布局的新工具。
投入运营中
Equinix与Future Facilities展开合作,面向企业数据中心构建数字孪生。数字孪生可以帮助工程师确保冷却系统和连接生态系统提供所需的容量和最佳效率。工程师可以对比数据中心的预期行为和实际行为,以及能源使用的情况。
“这让我们能够深入了解有关维护和优化能源效率的各种可能性,”van Gennip说。
Equinix工程师和合作伙伴一起构建了物理数据中心的3D模型。这种数据中心孪生模型是基于各种因素建模的,例如数据中心内计算设备的容量和密度,以及冷却系统的路径。集中式数字孪生平台可以帮助工程师使用实时数据(例如功率和温度)预测预计的变更对配电、空间利用和冷却路径可能带来的影响,这些实时数据整合到现有模型中,用于进行准确的分析和预测,从而使数据中心孪生可以通过预测能源需求提高效率。
达索和很多领先的超大规模数据中心企业展开合作,设计和建造下一代数据中心。
“他们面临的最大挑战就是如何缩短项目准备时间,以跟上不断增长的需求,以及如何通过减少建设和运营期间的能源、水消耗和浪费,让数据中心更具可持续性,”达索公司架构、工程和建筑(AEC)行业销售战略总监Marty Rozmanith这样表示。
让管理更轻松
数据中心房地产投资信托公司Digital Realty的全球建筑管理优化总监Kasper Dessing认为,以前数据中心管理被分成多个孤岛,每个孤岛都专注于管理设施的某一个方面。
因此,不同领域的管理者可能无法看到更大的格局。无论是现在还是将来,在考虑设施维护的时候,这一点都尤为重要。数据中心会产生大量的数据,而人类无法很好地捕获、汇集和管理这些数据。随着数字服务变得越来越复杂,这种情况只会变得越来越糟糕。
Dessing说:“通过数字孪生,我们能够以虚拟的方式呈现设施内的各种元素和各种动态,以及在各种操作场景下实时模拟实际行为。”
Digital Realty发现,由于数据量庞大,并且不同组件之间存在相互依赖性,因此通用数据中心的运营情况还不够好。正因为如此,Digital Realty将他们的设施数字孪生和专有的人工智能和机器学习平台进行集成,分析数千个数据流,从而能够跟踪设施内的所有组件并进行实时调整,还可以对未来行为进行预测,从而展开预测性维护,节省时间和降低成本。
这种对设施和不同组件之间关系的可见性,有助于改进新的设施设计,使其更高效。不仅如此,Digital Realty还利用数字孪生和他们的人工智能平台来优化能源消耗。
Dessing说:“可持续性是我们的首要任务,优化每个设施的能耗有助于我们在降低成本的同时,减少对环境的影响。”
并非所有人都具备在决策的同时进行模拟的这一技术专长,因此,Digital Realty将一种推荐引擎集成到了他们的数字孪生平台中。
“这样就可以让更多的人使用该技术,而不必一直依赖专家。”
把碎片组合在一起
设计、建造和运营数据中心的过程中会产生大量的数据,这些数据被保存为不同的格式,存储在不同的系统中。Rozmanith说,通过适当的访问控制和变更管理来管理和组织数据,这非常有挑战性。数字孪生可以带来多个学科、不同发展水平(LOD)和多个维度的数据,这让不同利益相关者可以实时地围绕单一事实来源展开协作。那些更为复杂的数字孪生技术则结合了各种技术,使用一种集成数字孪生来模拟热、结构、电气、控制和监控、制造和组装等过程。
埃森哲云首席技术专家Teresa Tung表示:“随着我们整合更多数据和模拟来连接工程设计、施工调度和运营流程,不同的数字孪生之间的互操作性已经变成了一大挑战。”
Tung的团队正在与数据中心厂商展开合作,将数据和领域专业知识应用于分析过程中,以确定驱动假设预测所需的模拟数量和配置,他们使用领域知识图(和用于互联网搜索中的技术相同)来捕获这些需求并映射不同元素之间的关系。
施耐德战略计划总监和解决方案架构师Carsten Baumann表示,提供商越来越多地向DCIM工具中添加数字孪生功能,以便在实际实施部署之前对基础设施升级可能带来的影响进行模拟。他认为,开放标准可以简化数据中心设备和管理工具之间的集成,从而可以更轻松地将数字孪生作为日常数据中心工作流程的一部分。
下面就让我们来详细看一看,数字孪生提高设计、施工、运营和规划可持续性的19种方式:
设计
放置新服务器
“也许在数据中心行业,使用数字孪生技术带来的最大影响就是气流管理和IT设备放置问题了,”Baumann说。
部署计算、存储和网络资源的需求快速增长,随之而来的是基础设施上的巨大挑战。特定机架或者特定位置还有物理空间,并不意味着有足够的电源、接入和散热能力。
看似简单的安装部署,可能需要对电源进行重大升级或者更好的替代方案时,数字孪生就可以帮得上忙了。
增加密度
增加数据中心的设备密度,可以减少新设施对气候带来的影响。
Information Services Group(ISG)企业敏捷性总监Loren Absher表示,数字孪生有助于优化数据中心设计,改善电源、布线、冷却要求、气流甚至活动地板完整性等所有相关元素,以防止灾难性故障的发生,此外还可以为增加密度所需的物理工作流程变更提供帮助。
提高热性能
冷却是数据中心的第二大能源消耗因素,仅次于设备本身。现代数据中心的冷却系统包括冷却器、管道和HVAC设备。
数字孪生可以使用热模拟来了解冷却系统的行为并提高其性能。
Rozmanith说,有些经常将代表冷水机组数量和管道尺寸变化的设备链的1D模拟,与气流的3D计算流体动力学(CFD)分析结合起来,找到冷空气和设备冷却之间的最佳平衡,以优化能源消耗。
评估季节性影响
Techstrong Research董事总经理、联合创始人Dan Kirsch表示,数字孪生还可以帮助数据中心设计师更好地规划季节性气候变化,让设计师可以根据外部季节性气候变化的影响提前规划,以降低总体运营成本和能耗。
“数字孪生让我们可以根据客户的特定需求和现场条件进行真正的定制和优化设计,而无需进行实地实验,”Kirsch说。
创建模块化组件
达索与大型数据中心运营商展开合作,打造了可以在不同数据中心设计中重复使用的模块化组件。
Rozmanith表示,数字孪生可以帮助企业定义和配置这些模块的属性,从而通过按订单配置的方法,缩短设计、采购和安装时间,从而有助于减少新建数据中心的环境影响。
测试和验证设备
NTT全球数据中心美洲产品高级副总裁Bruno Berti表示,他们正在使用数字孪生来测试和验证设备,然后再将其部署到数据中心内。
这些新的工作流程让他们可以构建和测试电气和发电机模块,这样工程师就可以在产品投入生产之前发生任何潜在的过程故障,减少了废弃物对环境的影响并改进了风险评估,加速了新产品的开发,提高了数据中心的可靠性和弹性。此外,数字孪生还有助于安排预测性维护,降低维护成本。
优化电池性能
数据中心设备生产企业Vertiv的首席创新官Greg Ratcliff表示,数字孪生可以用于建模和设计系统,以改善电池 健康 状况和预期寿命,从而减少制造新电池带来的环境影响。在这种情况下,数字孪生可以帮助团队使用电池 健康 测量和设施详细信息,来模拟不同的设计选择,预测每个电池的 健康 状况和使用寿命。
Ratcliff表示:“如果电池组中的单个电池出现故障,那么整个电池组都会出现故障,所以监控每个电池的运行状况是至关重要的。”
评估环保型替代品
数据中心运营商可以利用数字孪生技术来评估新方法的性能、环境效益和潜在缺陷。
例如,Kao Data利用数字孪生工具来虚拟地测试和部署无制冷剂间接蒸发冷却(IEC)系统,该系统使用水蒸发代替机械系统在炎热天气冷却空气。这种方法帮助Kao Data提高了电力利用效率,减少了对环境的影响。
建筑
精简施工
数字孪生可以模拟复杂的任务、装配、设备使用和人身安全,还可以改善供应商、集成商和承包商在设计和施工生态系统中的协作,以消除流程中的摩擦。
Rozmanith说,更好地模拟和协作,可以缩短施工时间、减少问题发生、避免返工、以及减少信息请求和安全事故的数量,这帮助达索的客户将面市时间平均缩短了10-15%,减少了与施工时间较长可能带来的环境影响。
减少建筑废品
数据中心设计师正在使用数字孪生来更好地规划施工,以便工作人员可以更高效地工作,减少浪费,缩短不同施工阶段之间的时间。
Kirsch说:“通过创建数据中心的虚拟模型以及完整的材料清单,设计人员可以优化施工人员组装数据中心的每一个细节。”
这种规划方法可以减少一个团队在其他团队完成任务等候的时间。而通常来说,减少数据中心建设过程中的浪费并非易事,Kirsch说,这个过程中很多组件是无法重复使用或者回收的,最终只能进入废品填埋场。
运营
提供维护建议
数字孪生有助于确定问题的根本原因,并为快速修复提供维护建议,以减少能耗。
例如,Equinix位于阿姆斯特丹的工厂采用了一种数字孪生模型,根据模型显示,他们必须清洁冷却塔和调整风扇,以前这两项维护的能耗都要高于模型预期的水平。van Gennip表示,数字孪生让已经比较高效的数据中心IBX能源效率进一步提高了10%。
延长资产寿命
达索的虚拟数字孪生可以将人工智能和机器学习算法的操作数据情境化,用于改进预测性维护。Rozmanith说,这延长了设备的使用寿命,从而减少了电子废品。而且,虚拟孪生还可以通过提高冷却和电力系统的效率来优化能源和水的使用。
提高维护和维修效率
数字孪生可以对维护、维修和翻新所需的所有信息访问进行简化,包括访问文档、用户手册、维护手册、材料供应商信息和备件清单等信息。Vertiv定制空气处理和模块化解决方案副总裁Lorenz Hofmann表示,这可以节省时间和减少工作量,从而减少二氧化碳的排放量。
数据中心流程自动化
流程挖掘功能的改进,可以帮助数据中心领导者了解他们的团队如何与应用进行交互,并对数据中心环境的变化做出反应。
ABBYY流程智能高级总监Ryan Raiker表示,使用数字孪生理解和记录程序,有助于数据中心团队发现候选的自动化方法,还可以实施不同的协议,以便在故障实际发生时采取行动,确保数据中心正常运行并减少故障和浪费的发生。
改善托管服务提供商和企业之间的协作
托管数据中心可以让多个企业共享同一个数据中心,但是当企业客户决定安装新设备的事后,可能会对周边其他企业的设备产生电力、热量和重量上的影响。
法国Thésée DataCenter与Future Forward展开合作,在云中部署每个设施的数字孪生,这种数字孪生让客户能够通过Web服务端模拟他们自己或者附近设备预期变更可能带来的影响,从而有助于Thésée的工程师与客户展开协作,提高他们的数据中心空间使用率,减少建设新数据中心的需求。
规划
确保满足合规性要求
NTT正在研究通过数据孪生帮助企业收集与业务相关的数据,并对这些数据实施标准化。数据孪生将企业数据源及其相互关系复制为标准格式,为分析和报告提供一个集中的位置。
NTT Data Services SMART解决方案副总裁Bennett Indart表示,这将有助于提供数据中心在实现可持续发展目标方面取得的进展,以及发现新的机会进行改善。
改善财务决策
NTT公司的Berti表示,NTT已经开始把财务数据整合到他们的数字孪生中,这有助于NTT在计划过程中使用实时数据和高级分析功能来审查材料和人工成本。
此外,这还有助于确定调整制造价值链从财务方面看是否合理,以及预期结果是否会降低数据中心的运营成本。
评估数据中心迁移带来的影响
埃森哲与卡内基梅隆大学合作开发了一个名为myNav Green Cloud Advisor的数字孪生模型,该模型让企业可以衡量数据中心和云提供商之间迁移的可持续性影响。
埃森哲的Tung表示,该项目最开始是一个数字孪生,以当前数据中心的能源消耗、计算要求和可持续发展目标为基准,让企业可以规划和对比各种云解决方案,包括碳排放目标、位置、能源和向清洁能源过渡的准备情况。
了解实质性的影响
Kirsch说,在建设完成之前,通常很难知道数据中心内的实际材料清单。在数据中心建设期间,团队会遇到各种可能需要偏离最初设计的情况。设计团队可以使用数字孪生规划所有现场条件,并指定所需的材料。
Kirsch说:“通过制定准确的材料清单,数据中心创建者和最终用户可以在施工开始之前就充分地了解需要使用的材料,以及对整体可持续性目标的影响。”
近日,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合发布《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》的通知指出,在交通、能源、工业和市政等基础设施的规划和建设中同步考虑5G网络建设,优化数据中心建设布局,新建大型、超大型数据中心原则上布局在国家枢纽节点数据中心集群范围内。
方案提出,到 2025 年,数据中心和 5G 基本形成绿色集约的一体化运行格局。数据中心运行电能利用效率和可再生能源利用率明显提升,全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下,国家枢纽节点进一步降到1.25以下,绿色低碳等级达到4A级以上。全国数据中心整体利用率明显提升,西部数据中心利用率由30%提高到50%以上。
零碳未来(重庆)能源发展有限公司采用生物 科技 和相变技术,运用多年 科技 成果,成功研制谷电通系列产品。其主要技术是采用 正温度“结冰” 的相变材料作为蓄冷介质,在夜间用电低谷期,利用电力制冷储存在蓄冷装置 中,在白天峰电时段将储存的冷量释放出来,满足数据中心的降温需求,减少空调电力负荷。实践表眀,蓄冷技术可以转移尖峰时段40%~50%的空调制冷负荷,大幅减少了白天高峰电价时段用电量,既降低了空调系统的整体运行费用,又有效助力电力负荷移峰填谷。同时,夜间制冷将有助于实现绿色电力的使用,减少用能过程中二氧化碳排放,降低数据中心的PUE值,满足绿色机房标准,实现数据中心空调系统减碳降 费的目标。
对于新建数据中心,可以通过对项目所在地自然资源进行充分评估及论证,有条件的地区可以充分利用风力、太阳能、自然冷却等技术为数据中心提供冷源。同时,采用天然气冷热电三联供作为系统的补充,以此构成以可再生能源为主、天然气分布式能源为辅、市电协同的多能互补综合能源系统,提高能源综合利用效率。实现数据中心的能源低成本、低排放、自主管理的能源体系,助力数据中心实现绿色低碳转型。
零碳未来(重庆)能源发展有限公司系京天集团旗下企业,主要经营智慧能源、移动热能配送、光储采暖、谷电通、碳咨询、脱碳技术等项目的技术研发、产品制造、运营管理等业务,国家级高新技术企业、国家知识产权试点单位、国家知识产权优势企业、拥有100余项国家专利成果。公司致力于零碳能源融合式发展,积极打造 “零碳酒店、零碳小镇、零碳园区、零碳数据中心、零碳医院”等“零碳”品牌 。未来,公司将以先进的技术、过硬的产品服务于众多企业,帮助企业高效实现零碳转型发展,助力实现碳中和目标。
云计算是利用IT资源整合,通过分布式处理方式向用户提供按需服务的一种新的商业模式,并且云安全、云存储及云软件都是基于这个理念来提供个性化的IT服务。 然而云计算服务所涉及的服务器、存储、备份、网络等设备,以及核心的技术虚拟化、自动化都归属数据中心范畴,所以云计算也被视为新一代数据中心的一个延伸方向。 如今,在新一代数据中心建设中,包括数据中心选址、建筑物选择和设计、数据中心的平面布局、机房装修、制冷与散热系统、通风系统、电气系统、布线系统、机柜的布局、环境监控系统、运营监控中心、安防系统以及整体气流的组织,微环境控制等一系列的子系统都属于基础设施的建造的范畴,所以新一代数据中心被看作是一个广泛而完整的系统工程。 华胜天成面向云计算的绿色机房解决方案华胜天成绿色数据中心解决方案服务项目分为数据中心的规划、咨询、工程设计、工程施工、工程监理、验收检测、问题诊断等。 在数据中心的设计中,采用计算流体力学的工具对数据中心的气流组织、温度、气压分布进行计算,可以模拟仿真实际投产后的制冷效果,预测、发现问题。 思科数据中心解决方案思科数据中心3.0核心是整合、虚拟化和自动化,通过使用现有的基础设施和集成新兴技术、平台,来满足业务需求。 能够降低总拥有成本(TCO;提高资产利用率,降低电源和冷却需求,并提高运营效率),通过一系列已定义的重叠阶段,提供数据中心基础设施的发展计划。 尽管各阶段目标十分明确,但企业实施各阶段的速度却是根据企业具体的业务需求而定。 惠普绿色数据中心改造解决方案该解决方案采用惠普能量智控技术(Thermal Logic)和惠普实验室前沿研究成果,提供评估和站点规划服务,使企业数据中心更高效的规划和利用现有资源,实现数据中心的能耗降低至少10%~25%,帮助企业促进能源节约,确保IT系统稳定运行。
揭示绿色数据中心的绿色秘密:绿色节能与创新技术
绿色数据中心,即Green Data Center,是信息科技领域的一股清新之风,它以高效能源利用和最小环境影响为目标,将IT系统的运行、照明和电力等关键环节提升到前所未有的节能高度。其核心在于通过绿色节能技术的运用,衡量数据中心的“绿色”程度,这成为了评判数据中心是否真正环保的关键指标。
在实现绿色数据中心的道路上,创新技术扮演着至关重要的角色。比如,运用绿色环保材料和低耗能设备,如采用高效处理器和节能服务器电源,不仅降低了能耗,还实现了资源的高效利用。同时,虚拟化和自动化技术的引入,使得数据中心能够动态调整计算资源,灵活应对工作负载变化,确保响应时间敏感任务的同时,大幅度降低整体能耗。
在建设策略上,优化管理计算工作负载是关键一环。通过智能调度,合理分配服务器资源,避开高峰时段,确保所有计算任务,特别是对时间敏感任务的快速响应。同时,提升服务器能源效率,无论是硬件升级还是算法优化,都旨在减少不必要的能源消耗。
降低数据中心的制冷能耗,热量管理和热力学优化是必不可少的。通过改进冷却系统,减少热点,保持机房温度在适宜范围内,这不仅有利于设备的稳定运行,还显著减少了能源浪费。
最后,集成可再生能源是绿色数据中心的长远目标。例如,利用太阳能或风能建立分布式电站,为数据中心供电,不仅有助于减少碳排放,还能降低运营成本,展现数据中心的可持续性承诺。
总结来说,绿色数据中心不仅仅是一个概念,更是对科技与环保和谐共生的实践。通过一系列创新技术和科学管理,绿色数据中心正在引领数据中心行业的绿色革命,为我们的数字时代打造一个更加可持续的未来。
绿色数据中心(Green target=_blank>
采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚胺酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料。
墙体采用岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚胺酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保温绝热材料以及复合墙体,降低外墙传热系数。采取增加窗玻璃层数、窗上加贴透明聚酯膜、加装门窗密封条、使用低辐射玻璃(low-E玻璃)、封装玻璃和绝热性能好的塑料窗等措施,改善门窗绝热性能,有效阻挡室内空气与室外空气的热传导。
采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、浮石沙保温屋面和倒置型保温屋面等节能屋面。在南方地区和夏热冬冷地区屋面的采用屋面遮阳隔热技术。适当的外遮阳布置,会比内遮阳对减少日射得热更为有效,可以减少日射热量的70%——80%。
扩展资料:
1、可以从建筑节能、运营管理、能源效率等方面来衡量一个数据中心是否为“绿色”。绿色数据中心的“绿色”具体体现在整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备、管理软件应用上,要具备节能环保、高可靠可用性和合理性。
2、用于存储、管理和传播数据的储存库,其中的机械、照明、电气和计算机系统旨在将能源效率最大化和环境影响最小化。建立并运行一个绿色数据中心包括先进的技术和策略。
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