一、數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀與三年展望
根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署的報(bào)告，數(shù)據(jù)中心的能源消耗每五年翻一番。而根據(jù)IBM公司的統(tǒng)計(jì)表明，能源成本占數(shù)據(jù)中心總運(yùn)營(yíng)成本的50%，整個(gè)人類文明所獲得的全部數(shù)據(jù)中，有90%是過去兩年內(nèi)產(chǎn)生的；而到了2020年，全世界所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)規(guī)模將達(dá)到今天的44倍。預(yù)計(jì)當(dāng)前超過一半的首席財(cái)務(wù)官都在積極尋求減少數(shù)據(jù)中心電力消耗的辦法。而中國的數(shù)據(jù)中心能耗也高速增長(zhǎng)，顯著高于世界的平均水平，ICTresearch認(rèn)為一方面是因?yàn)橹袊臄?shù)據(jù)中心建設(shè)如火如荼，另一方面中國的數(shù)據(jù)中心也需要更好的進(jìn)行節(jié)能化處理，向綠色數(shù)據(jù)中心邁進(jìn)。
表1 2009-2011年中國數(shù)據(jù)中心耗電量分析
工信部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所在2011年8月“第13次中國科協(xié)論壇綠色I(xiàn)T與能效通信論壇”上表示，目前中國的數(shù)據(jù)中心的平均PUE值在2.2-3.0之間，而實(shí)際能耗可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這一數(shù)字。而且隨著數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和數(shù)量越來越多，耗電量無疑會(huì)逐步增大。
表2 2012-2014年中國數(shù)據(jù)中心耗電量分析
二、綠色數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)范圍及方向探討
所謂數(shù)據(jù)中心的“綠色”，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，也沒有形成可以參考的規(guī)范。沒有一種單一的方案能完全解決當(dāng)前數(shù)據(jù)中心大幅增長(zhǎng)的能耗成本的問題，只有通過綜合治理才能收到較好的成效。解決能源效率問題，要強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)中心內(nèi)全部的電源和散熱架構(gòu)，小到微處理器芯片大到為數(shù)據(jù)中心提供散熱的空調(diào)系統(tǒng)。ICTresearch認(rèn)為，綠色標(biāo)準(zhǔn)可以體現(xiàn)在兩個(gè)方面：
整體設(shè)計(jì)的科學(xué)合理和設(shè)備的節(jié)能環(huán)保。綠色應(yīng)該體現(xiàn)在通過科學(xué)的機(jī)房配置建設(shè)設(shè)計(jì)或改善，來形成動(dòng)力環(huán)境最優(yōu)化的配置，實(shí)現(xiàn)初始投入最小化；在保障機(jī)房設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能減耗；同時(shí)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等設(shè)備要實(shí)現(xiàn)最大化的效能比。
滿足IT環(huán)境的基本運(yùn)營(yíng)，同時(shí)確保可擴(kuò)展性。要合理規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的使用壽命，爭(zhēng)取達(dá)到總體TCO最小化。
圖1 綠色數(shù)據(jù)中心架構(gòu)圖
綠色數(shù)據(jù)中心的本質(zhì)是一整套設(shè)計(jì)和方法論，而不是簡(jiǎn)單地購買新一代產(chǎn)品，最高效的數(shù)據(jù)中心不一定就是綠色的。ICTresearch認(rèn)為，綠色數(shù)據(jù)中心需要全面的理解和整體認(rèn)識(shí)，這包括位置、環(huán)境、物理建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、員工、系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)等眾多因素。對(duì)于企業(yè)IT負(fù)責(zé)人來說，綠色數(shù)據(jù)中心的效果就像是一條長(zhǎng)尾——曲線靠前的頭部通常由服務(wù)器功耗、體積、空調(diào)功耗、不間斷電源等大指標(biāo)組成，而在曲線的尾部則是由空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)、設(shè)備擺放位置、機(jī)柜和服務(wù)器之間的距離、維護(hù)難易程度等無數(shù)小指標(biāo)組成。如果沒有整體設(shè)計(jì)和方法論，即使抓住了全部的大指標(biāo)，也未必能達(dá)到理想的綠色效果。
圖2 綠色數(shù)據(jù)中心需要考慮的必要條件
要達(dá)到綠色數(shù)據(jù)中心的要求，我們需要在以下三個(gè)方面著重發(fā)力： {$page$}
（1）模塊化
模塊化數(shù)據(jù)中心（MDC）和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心好比筆記本和臺(tái)式機(jī)的區(qū)別。模塊化數(shù)據(jù)中心帶來了全新的可管理性和效率，通過容量擴(kuò)展可以滿足傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的需求，因此模塊化數(shù)據(jù)中心已經(jīng)逐漸成為滿足不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求的解決方案之一。大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的使用時(shí)間在10年到15年之間，核心設(shè)備需要5-8年進(jìn)行更換新產(chǎn)品。模塊化數(shù)據(jù)中心可以更大自由的進(jìn)行擴(kuò)展和更換。尤其是對(duì)于中小企業(yè)來說，資金相對(duì)較少，如果未來模塊化數(shù)據(jù)中心價(jià)格大幅度下降的話，是他們的參考選擇之一。
（2）小型化
IT設(shè)備將進(jìn)一步小型化，所有設(shè)備都將進(jìn)入機(jī)架，機(jī)架成為機(jī)房IT設(shè)備的主體；具有更合理的可用性設(shè)計(jì)，更高的實(shí)用性、先進(jìn)性、靈活可擴(kuò)展性、可管理性、可維護(hù)性，并且設(shè)備更加標(biāo)準(zhǔn)化；加強(qiáng)了對(duì)數(shù)據(jù)保存環(huán)境的重視，對(duì)機(jī)房建設(shè)進(jìn)行更加嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)與監(jiān)督；IT設(shè)備的工作時(shí)間基本上是連續(xù)的，保持24小時(shí)不關(guān)機(jī)。隨著IT設(shè)備的發(fā)展，機(jī)房一體化理念應(yīng)運(yùn)而生，并成為未來機(jī)房的發(fā)展趨勢(shì)。
（3）自動(dòng)化
可追溯性，即數(shù)據(jù)中心中的任何一個(gè)設(shè)備都是可以進(jìn)行維修、跟蹤的，用以確保數(shù)據(jù)中心的易操作性；
動(dòng)態(tài)性，即可以對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行動(dòng)態(tài)且自動(dòng)化的管理（能夠?qū)崿F(xiàn)工作負(fù)載移動(dòng)性、自動(dòng)管理以及高可用性）。
兼容性，要求設(shè)備之間、數(shù)據(jù)群組之間、數(shù)據(jù)中心群之間完美切換、連接、通信。
連續(xù)性，即要求數(shù)據(jù)中心既滿足短期內(nèi)（5-10年）企業(yè)的需求，又要求具有可擴(kuò)展性，滿足企業(yè)中（10-20年）、長(zhǎng)（20-30年）期需求。
三、綠色數(shù)據(jù)中心評(píng)價(jià)方法論和指標(biāo)體系
企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心評(píng)價(jià)方法論，就是人們認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)中心、改造數(shù)據(jù)中心、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心的一般通行方法。企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心評(píng)價(jià)方法論主要解決如何評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心的問題。ICTresearch認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建涵蓋了設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等三個(gè)主要階段。在構(gòu)建完成的數(shù)據(jù)中心中，建筑體、IT設(shè)備、基礎(chǔ)物理設(shè)施構(gòu)成了數(shù)據(jù)中心的主要載體；在此載體的基礎(chǔ)上運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)軟件，支撐企業(yè)的主要業(yè)務(wù)和海量數(shù)據(jù)。
圖3 數(shù)據(jù)中心建設(shè)邏輯架構(gòu)圖
對(duì)企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心的評(píng)價(jià)主要集中在建筑體評(píng)價(jià)、設(shè)備評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、業(yè)務(wù)評(píng)價(jià)四大方面。ICTresearch認(rèn)為，施工與驗(yàn)收僅僅是過程與手段，故不列入評(píng)價(jià)模型中來。企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心四維評(píng)價(jià)模型如下圖所示。
圖4 數(shù)據(jù)中心四維評(píng)價(jià)模型圖
下面分別列出企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心建筑體評(píng)價(jià)、設(shè)備評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、業(yè)務(wù)評(píng)價(jià)方面的指標(biāo)體系。
圖5 綠色數(shù)據(jù)中心評(píng)價(jià)指標(biāo)分解
1、建筑體評(píng)價(jià)
本評(píng)價(jià)采用了LEED™評(píng)價(jià)體系，主要用于評(píng)價(jià)建筑在其全生命周期中的環(huán)境性能表現(xiàn)，由五大方面、若干指標(biāo)構(gòu)成其技術(shù)框架：可持續(xù)建筑場(chǎng)址、水資源利用、建筑節(jié)能與大氣、資源與材料和室內(nèi)空氣質(zhì)量。通過以上五個(gè)方面對(duì)建筑進(jìn)行綜合考察、評(píng)判其對(duì)環(huán)境的影響，并根據(jù)每個(gè)方面的指標(biāo)進(jìn)行打分，以反映建筑的綠色水平。 {$page$}
2、設(shè)備評(píng)價(jià)
設(shè)備主要包含基礎(chǔ)物理設(shè)施、IT設(shè)備以及軟件運(yùn)行系統(tǒng)。基礎(chǔ)設(shè)施主要指UPS、電池、機(jī)柜(機(jī)架)、監(jiān)控、空調(diào)等基礎(chǔ)設(shè)備。軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)倉庫管理、數(shù)據(jù)分析及挖掘、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理和數(shù)據(jù)備份管理等子系統(tǒng)。IT設(shè)備(硬件)系統(tǒng)由承載數(shù)據(jù)中心軟件的各類服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等組成。
表3 數(shù)據(jù)中心設(shè)備評(píng)價(jià)細(xì)分和內(nèi)容
表4 數(shù)據(jù)中心設(shè)備評(píng)價(jià)指標(biāo)與詳解
3、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)
企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)要符合國家相關(guān)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并滿足數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展原則。設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)要考慮數(shù)據(jù)中心的整合與集中、未來數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢(shì)與方向等問題。
表5 數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)與詳解
4.業(yè)務(wù)評(píng)價(jià)
數(shù)據(jù)中心建設(shè)的終極目的是為了運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)平臺(tái)，支撐企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展。一個(gè)合格的數(shù)據(jù)中心應(yīng)該滿足維持企業(yè)業(yè)務(wù)的速度，業(yè)務(wù)連續(xù)性等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)評(píng)估更多的是要考慮數(shù)據(jù)中心能為企業(yè)業(yè)務(wù)的可靠性、連續(xù)性、響應(yīng)速度等因素進(jìn)行評(píng)估。
(1)是否滿足當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求，包含業(yè)務(wù)的可靠性、連續(xù)性、響應(yīng)速度等因素。
(2)在滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，是否考慮了未來業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，留下可以擴(kuò)容的空間，以便使業(yè)務(wù)的連續(xù)性得到保障。
(3)是否便于硬件服務(wù)人員的維護(hù)，以及軟件服務(wù)人員的平臺(tái)操作。
通過四維評(píng)價(jià)模型對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行全面細(xì)致的評(píng)價(jià)和問題識(shí)別，綜合分析數(shù)據(jù)中心以往設(shè)計(jì)、建設(shè)及設(shè)備選擇中存在的不足，為數(shù)據(jù)中心后續(xù)的建設(shè)和優(yōu)化改進(jìn)指明方向。
（文章圖表數(shù)據(jù)來源：ICTresearch 2012,08）