當前,數據中心業界進行能耗的分配、估計和測量有很多種方式。而在本文中,我們就將與廣大讀者朋友們共同探討進行數據中心功耗測量的原因、功耗的測量情況、數據收集后應當如何處理、并還將為大家介紹當前一些可用的新興技術。
為什么要測量數據中心的功耗?
假設您作為貴公司數據中心經理接到CIO的電話詢問您說:“我們在數據中心的功耗方面做了哪些工作?”您會怎么回答?通常情況下,數據中心經理們并不擔心功耗的問題。畢竟,下午7點以后,企業的其他領域可能在沒有空調的情況下是可以運轉的,但數據中心卻是絕對不行的。如果企業需要額外的基于IT的服務,則需要購買并安裝必要的硬件。這種方法正在迅速改變,因為1)額外的電力資源通常不可用,2)電力成本正在成為運營數據中心的重要成本, 3)當下,越來越多的企業對于綠色環保舉措的采用高度重視,以便被社會認可為優秀的企業,肩負起社會責任,并為遵守各項環保法律法規做好準備。
很顯然,您企業無法對沒有測量的東西實施有效的管理。對于能耗來說尤其如此。因為在這種情況下,單憑經驗法則所進行的估計結果很可能是錯誤的,從而會導致不必要的,有時甚至是相當可觀的成本損耗。被認為只會消耗很少能量的設備所消耗的能量往往可能會很多,即使這些設備只是出于閑置狀態,并沒有執行任何實質的工作任務。
第一步是為企業數據中心當前的功耗定下基準。在理想情況下,這將通過提供有用的歷史統計數據來進行比較。早期的測量和估計可能很粗糙,但隨著時間的推移,數據中心內部和外部的功率部署逐步得到了更好地理解,并且使得測量質量逐步得到改善,因此得以隨著時間的推移而改進。
管理數據中心功耗的方法有很多種,但如果缺乏一些基準測量,就很難知道從哪里開始著手或采取哪些措施能夠產生最大的影響。另外,如果沒有基線測量,則不可能顯示企業數據中心過去對于能源消費水平的管理以及您企業數據中心能耗的改進情況。
效率指標
當下,數據中心業界最受關注的能源效率度量指標顯然是電源使用效率(PUE)。這是數據中心(包括IT設備在內)所消耗的所有能源量與IT設備所消耗的能耗量之比。總能耗量包括照明、冷卻和氣流管理設備以及數據中心內部電力分配單元的能耗量。IT設備部分是執行計算任務的設備。
PUE = 數據中心總設備能耗/IT設備能耗
僅向IT設備供電的數據中心將達到PUE = 1.0,因為分子和分母均為IT設備功率。這顯然不符合現實數據中心的運營情況。即使在數據中心的照明系統全部關閉的情況下,也會消耗相應的電力資源以便提供冷卻和空氣流管理的所需,并且會導致配電效率低下。
而企業平均數據中心效率(CADE)這一指標則考慮到了數據中心設施的能源效率、使用率和服務器利用率。
CADE =(設施效率)x(IT資產效率)
設施效率=向IT設備所提供的能源量/從公共供電公司所獲取的能源量
IT資產效率=所有服務器中央處理器(CPU)的平均利用率(其通常是一個很小的百分比,例如5%),直到實施了虛擬化等效率工作。
在哪里以及如何測量
在數據中心,有多處位置可以測量功率。從最粗略的測量逐步晉級發展到最詳細的測量,首先是在電源進入數據中心的位置進行測量。如果數據中心是一處獨立的結構,并且只是單純的依靠公共電力公司的供電。那么,這一測量值將是PUE計算公式中的總功率數。
但在很多時候,這并不容易。企業數據中心可能僅僅只占某建筑物中的幾層樓層。在這種情況下,應該為數據中心所在樓層或房間單獨安裝電表。如果數據中心不共享電力或建筑物內的相關設施(如冷卻設備)的話,則該電表將記錄總功率數量。如果設施和電力是共享的(在城市數據中心尤其如此),那么數據中心管理人員至少需要估計數據中心的總功耗,其可能來自幾個不同的來源(例如,由電表所測量的進入數據中心的總供電量,加上建筑物冷卻設備所使用的功率的一定百分比)。
經常進行功率測量的下一處位置是不間斷電源(UPS)。如果其只是為IT設備供電,那么可以將此數據用于PUE計算的分母。但是,UPS也可能為機架式制冷設備供電。
測量功率的第三處位置是機架本身,其本身就帶有計量機架配電單元(PDU)的功能。這些測量數據通常被認為代表了整合到機架的IT設備,除非有風扇或機架側制冷單元。