在 2000 年代中期變得越來越流行之后，云計算徹底改變了數據中心行業。除了提供成本節約、安全性、移動性和可擴展性優勢外，云計算還有望比其他數據存儲和處理方法更加環保。通過提高效率，云運營商可以減少通常會增加數據中心碳足跡的電力和其他材料的使用。

云服務的廣泛使用導致對遍布全球的大型數據中心的需求增加。結合數據的爆炸式增長，對公共云產品的需求導致 AWS、谷歌和阿里巴巴等云服務提供商蓬勃發展。

為了應對政府、行業監管機構和客戶對數據中心和云運營商的可持續性日益增長的擔憂，其中許多組織已經設定了到 2030 年實現凈零碳足跡的目標。

據介紹，數據中心行業整體每年用電量約1500億千瓦時，約占全球用電量的3%。因此，數據中心必須盡可能高效和可持續地運行，以消除對環境的任何潛在危害。

確保更環保的數據中心的一些方法包括：

1. 升級新裝備

雖然設備可能不會被視為損壞 或需要大量維護，因為運行效率似乎是最佳的，但設備越舊，能效可能越低。對于可能無法跟上數據中心技術當前擴展和發展的遺留設備來說尤其如此。這個問題在老式數據中心最為突出，其中核心機械和電氣組件，例如不間斷電源系統 (UPS)、靜態轉換開關 (STS) 和樓宇開關設備，其建議使用壽命已接近尾聲。

雖然定期維護和維修可以改善設備的功能，但隨著時間的推移，設備變得不可靠且維護成本更高。同樣重要的是，不僅要更換更大、更突出的設備，還要更換更小、經常被遺忘的設備，例如電容器和斷路器。通常不鼓勵設備升級以節省資金，但現代設備提供的效率節省往往超過它們。從長遠來看，避免因陳舊和故障設備而導致數據中心停機的代價高昂的風險也更加有益。

2. 盡量減少旁路氣流

數據中心的另一個對能源使用量有很大貢獻的方面是冷卻系統。據估計，數據中心冷卻約占數據中心總能耗的一半，因此優化氣流以提高能效非常重要。旁路氣流是在不帶走任何熱量的情況下返回冷卻裝置的空氣。這會導致冷卻能力損失、冷卻成本增加以及熱點增加。因此，旁路氣流會降低冷卻系統的能效，并且需要額外的冷卻來去除 IT 設備的熱量。

旁路氣流可以通過盲板進行管理，以改善氣流、降低服務器入口溫度并提高機房空調 (CRAC)回風溫度。該解決方案可以減少能源浪費，從而將能源成本降低 1-2%。另一種解決方案是高架地板索環，它可以密封高架地板中的電纜穿孔，并允許在底層地板通風系統中保持最大壓力，同時仍允許電纜進入外殼。另一種解決方案是在 CRAC 裝置上安裝高效罩，通過將裝置延伸至回風室來增加暖空氣的供應。這可以將冷通道溫度降低 1-2 度，從而減少冷卻數據中心所需的能量。

3. 切換到生態模式

不間斷電源 (UPS) 可能會浪費大量能源，盡管它能夠以多種模式運行以減少這種浪費。經濟 (ECO) 模式是一種選項，旨在最大限度地減少與低效能源使用相關的損失，它涉及直接通過 UPS 的輸入功率。在這種模式下，服務器依靠市電運行，但在斷電時仍能受到保護。

然而，ECO 模式并不是一種非常流行的提高能源效率的方法，因為與噪音和其他電源問題相關的風險增加，這些問題可能會導致嚴重的服務器問題。許多數據中心經理不知道的是，在 ECO 模式下，旁路路徑的效率為 98%-99%，而基礎 UPS 的效率為 94%-97%。這可使數據中心能耗降低 2-3%。

4. 使用服務器虛擬化

服務器虛擬化涉及將物理服務器用作邏輯計算容量池。服務器被分成多個“虛擬機”，就像它們在物理上分離的機器一樣運行，因為它們促進了多個系統和應用程序的操作。這是提高服務器利用率、整合空間和設備以及降低能耗的最有效方法之一，因為它減少了數據中心內所需的物理服務器數量。由于使用的服務器數量減少，能源消耗顯著降低，因為對電力和冷卻的需求減少。虛擬化作為空閑服務器（也稱為幽靈服務器）非常有用) 據報道使用其額定功率的 50%。考慮到數據中心中多達 30% 的服務器可能處于閑置狀態，因此通過虛擬化提高效率的機會是巨大的。

由于虛擬化提供了前所未有的可擴展性和靈活性，因此還有技術優勢。此外，管理員需要購買、安裝、配置和維護的物理系統更少，從而保持了數據中心的正常運行時間和運營效率。

5. 回收或再利用設備

除了傳統的紙張和塑料回收箱外，數據中心還需要回收并可能再利用其設備，以減少設備制造過程中釋放到大氣中的不必要排放量。例如，自 2007 年以來，谷歌通過改造過時的服務器以避免購買超過 300,000 臺新機器，從而以重復使用其數據中心設備而聞名。如果谷歌找不到過時或破舊機器的用途，它會轉售這些設備，以便將其用于其他目的。一些可以輕松回收的設備包括發電機、開關設備、自動轉換開關、高架地板、銅、UPS、配電裝置 (PDU)等等。甚至還有Green Recycling Co等公司., 這將毫不費力地處理回收過程。

重復使用設備也是減少數據中心碳足跡的好方法。然而，許多數據中心經理將不得不改變他們對二手設備的看法，因為許多人反對這個想法。即使這臺機器的成本是全新設備的三分之一，而且它的剩余使用壽命超過了設施的預期壽命，但缺乏對機器歷史的了解是許多管理人員不愿意承擔的風險。歸根結底，這取決于數據中心經理對環境可持續性的奉獻，因為重復使用設備存在風險，但如果大規模進行，影響可能是巨大的。

6. 實施綠色建筑認證體系

有許多綠色建筑認證計劃可用于幫助指導、展示和記錄為實現更可持續、高性能的數據中心所做的努力。最引人注目的是美國綠色建筑委員會 (USGBC) 制定的能源與環境設計領導力 (LEED) 認證。它是一套針對綠色建筑的設計、建造、運營和維護的評級體系，認證級別包括銀級、金級和白金級。白金數據中心是具有最高水平的環保建設和資源高效利用的數據中心。一些特點獲得 LEED 認證的數據輸入包括提高冷卻效率、降低能耗、使用清潔備用電源系統、使用可再生能源和綠色建筑。

雖然數據中心獲得此認證不是強制性的，但越來越多的數據中心正在獲得 LEED 認證，以響應人們對數據中心引起的環境問題的認識不斷提高。LEED 認證的主要好處之一是許多州和地方政府作為獎勵授予的稅收抵免。例如，按照每平方英尺 1.80 美元的減免，一個 147,000 平方英尺的金牌 LEED 數據中心可能有資格獲得 264,600 美元的 EPAct 稅收減免。這也是獲得相對于其他數據中心的競爭優勢的機會，因為同樣重視環境可持續性的客戶會傾向于選擇 LEED 認證的數據中心，而不是那些可持續發展努力可能沒有那么突出的競爭對手。

7. 使用可再生能源

雖然上述做法有助于降低數據中心整體的能耗和碳足跡，但數據中心直接解決問題的根源也很重要。太陽能電池板、風力渦輪機和水力發電廠都是可以替代傳統化石燃料的可再生能源的例子。截至 2018 年，一些最大和最知名的公司，包括蘋果、亞馬遜、塔吉特和谷歌，在其設施中安裝的太陽能容量處于行業領先地位。

IRENA 的 2019 年報告表明，新安裝的可再生能源發電容量甚至比最便宜的化石燃料發電方案便宜得多。例如，“2019 年新增的可再生能源產能中，有一半以上的電力成本低于新增煤炭。新的太陽能和風能項目也在削弱成本最低的現有燃煤電廠。” 這主要歸因于使用現場可再生能源來管理需求和/或減輕高峰時段對主要公用電網的依賴。除了成本之外，可再生能源最明顯的好處之一是資源極不可能耗盡或變得不可用。

8. 使用 DCIM 軟件降低能耗

領先的數據中心專業人員利用數據中心基礎設施管理 (DCIM)軟件來監控和管理能源消耗，以促進更高效的運營。DCIM 應與上述節能方法結合使用，因為它提供了最大限度地減少能源消耗同時最大限度地利用現有數據中心足跡所需的功能和信息。

DCIM 軟件允許您：

• 設計物理數據中心以提高效率。借助 DCIM 軟件，您可以在物理擴建之前對數據中心平面圖進行建模。這使您可以可視化地板 PDU、冷卻系統元件、熱/冷通道遏制和分離等的布局，以確保有足夠的空間、電力和網絡容量來運行設備，而不會過度配置容量。
• 通過虛擬化整合資源。服務器虛擬化減少了數據中心所需的物理服務器數量，DCIM 軟件可以幫助跟蹤應用程序在整合系統中的位置。它還可以幫助您可視化使用了多少物理空間以及如何將容量分配給虛擬機。
• 監控能源消耗。電力監控是確保數據中心盡可能環保的重要組成部分。通過收集直至插座級別的實時電源數據，您可以識別幽靈服務器和耗電大戶。您還可以為收集的數據設置閾值，以便在超過這些閾值時通知您。
• 監測溫度和濕度。內置的 ASHRAE 冷卻圖表和 3D 熱圖視頻讓您可以直觀地了解設備可能過冷和浪費能源的位置。有了這些信息，就可以很容易地知道在不引入風險的情況下將溫度設定點提高多少來提高效率。
• 促進節能行為。DCIM 軟件收集的重要數據包括按客戶、業務部門或應用程序跟蹤的能源和成本數據。該數據可用于鼓勵客戶的節能行為，客戶將按實際能耗付費。

匯集一切

對云計算和數據中心不斷增長的需求將不可避免地導致它們消耗的能源增加，但可以通過高度可持續的方式實現。雖然數據中心是高度依賴互聯網和技術的社會中極其重要的機構，但數據中心經理必須鼓勵環保實踐。

數據中心能效不僅對環境健康至關重要，而且還提供許多與降低成本和提高設備性能有關的好處。人們通常對更環保的數據中心實踐持負面態度，因為它們看起來很復雜、耗時且昂貴。雖然按原樣繼續數據中心運營似乎更容易，但數據顯示，綠色數據中心的成本更低，性能更高效，并且總體上對可能也重視環境可持續性的消費者更具吸引力。