绿色IT:从数据中心节能做起

绿化后的节省高达60%的能源成本；

　　动力智能散热可帮助数据中心降低15%至40%的散热成本；

　　和整合将使能耗从500万千瓦降至180万千瓦；

　　数据中心的碳排放量最高可降低40%。

　　一台2003年的台式电脑加老式打印机和2008年最新上市的笔记本电脑加多功能打印传真机连续4小时的电量分别为11.3千瓦时和15.6千瓦时，新比老产品的耗电量增加了38%。仅仅新旧各两台IT设备的能耗差距就有4.3千瓦时，而一般企业少则几十台，多则几千台的IT设备，能耗差距可想而知。

　　从2008年6月1日起，全国所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所一律不得提供塑料袋。与禁塑料袋相比，IT产品环保同样重要，前者是堵住污染源，而后者则是保护能源。能源与环保是两大全球性难题，也是全人类共同面临的两大危机。

　　数据中心面临能耗挑战

　　近几年，我国IT设备数量增长迅速，能耗也在急剧增加。据统计，2007年我国IT设备总耗电量为300亿～500亿千瓦时，而三峡电站2007年的总发电量是770.66亿千瓦时，其中多一半能源被IT设备抢走。

　　2007年我国PC服务器社会保有量约为200万～300万台。以服务器的平均功率350瓦、每天运转24小时并按365天计算，每台服务器的年耗电将超过3000千瓦时，全国服务器将耗电60亿～90亿千瓦时；按照0.7元/千瓦时电费计算，全国服务器的电费将达到42亿～63亿元。

　　2006年，由于建设企业级数据中心所带来的IT投入的市场规模为103.3亿元人民币，比2005年增长了20.1%；2008年的增长速度将是21.5%，市场规模达到150.7亿元人民币。拥有大量服务器的企业数据中心无疑成为IT领域的“电老虎”。

　　在中国，一些数据中心也已经出现“买得起设备，供不起用电”的现象。IT设备的高耗电量也让企业在电费支付上的负担越来越重，IT节能已经成为摆在企业面前必须逾越的鸿沟，降低电子产品能耗、提高电子产品能效迫在眉睫。

　　目前全世界所有数据中心每年的耗电量已达到400亿千瓦时，俨然是一只“电老虎”，吞噬了大量能源。很多企业目前的数据中心随着业务的扩展变得越来越庞大，企业为所拥有的服务器及数据中心每年所支付的电费和维护成本上升得很快，并有进一步加快的趋势。

　　根据美国节能联盟(Alliance to Save Energy)资料显示，以目前的增长速度继续下去，如果数据中心的能效保持不变，那么数据中心的电费和用电需求将在不到10年的时间内翻倍，而且数据中心的电费每年将再增加2亿～3亿美元。

　　到2011年，全美国的数据中心将会消耗电量高达1000亿千瓦时，需新增10个额外的发电厂。

　　电力系统消耗成本和冷却系统消耗成本的迅速增加，使用户在采购IT设备时将首选绿色。与此同时，全球能源日趋紧张、能源成本不断上涨，作为企业最高能耗部门的数据中心正面临着降低能耗、提高资源利用率、节约成本的严峻挑战，构建节能型的绿色数据中心受到越来越多的数据中心人员和IT厂商的关注。对于企业的信息主管们而言，减少数据中心能耗中的浪费部分不仅能提高企业的经济效益，更能提高企业的社会效益，所以下一代数据中心热点离不开“绿色”的主旋律。

　　赛迪顾问分析师李煜对《中国电子报》记者谈道：“2007年中国的数据中心市场以60%的速度在高速增长。虚拟化、自动化、降温等方案成为很多数据中心主打的内容。在企业数据中心里，设备的电力消耗约占整个数据中心的37%～40%，而数据却正以52%的复合年均增长率不断攀升。当多数企业及大中型机构面对呈指数型快速增长的数据量时，他们必须对如何构建环保型、节能型的数据中心予以考虑和足够的重视，企业需要采取的是一个经济、高效、环保并且对社会负责的方式，建立一个绿色的数据中心成为今后必然的选择。”

　　虚拟化大幅降低能耗

　　目前企业数据中心有45%的电能都是供给了服务器设备。如何减少这些服务器的能耗呢？现在，为了减小服务器在数据中心所占的空间，很多数据中心都在部署刀片服务器，但是刀片服务器又是耗电大户，会严重消耗数据中心的电力和冷却资源。一台标准服务器通常需要120伏的，而一台刀片服务器通常需要280伏的电源。想要刀片服务器节能，除非每架高端刀片服务器运行在40千瓦的低功率下，但显然很多数据中心不能达到这一要求。

　　谷歌公司在数据中心节能方面的做法是“减少自己所有数据中心的数量和提升服务器的使用效率”。完成这个目标必须通过虚拟化进行服务器整合。目前企业IT部门可以借助虚拟化技术把服务器的数量减少50%到75%，能耗将大幅度下降。IBM内部进行的研究也显示，通过使用虚拟和系统管理这样的技术，客户最多可将管理成本减少40%，将IT设备利用率提高25%。Gartner公司指出，虚拟化将成为2008年最具战略意义的十项技术之一。

　　IDC中国计算机系统研究部研究主管崔轶然对《中国电子报》记者谈道：“目前虚拟化的生态链为‘绿色数据中心’提供了必要的条件。从CPU多核，到IT硬件产品的丰富化、多样化，再到厂商多方面的虚拟化支持，这条生态链已经逐渐完善和成熟。通过虚拟化，数据中心可以将现有资源进行整合，提高服务器与存储的利用率，使得用户对新硬件设备增长的需求速度放缓，能源利用率提高。”

　　而构建绿色数据中心就是要让数据中心中的IT系统、机械、照明和电气等取得最大化的能源效率和最小化的环境影响。除了虚拟化，在绿色数据中心改造当中，场地优化、智能冷却和电源改造等优化改造服务对“绿色数据中心”也格外重要。场地优化是通过对数据中心物理环境进行优化，从而改善数据中心因局部温度不均匀而出现宕机的可能性。智能冷却则是对数据中心冷却系统进行优化，实现温度、风量、压力等的动态控制调整，降低IT设备的制冷能耗。而电源改造是通过对数据中心内IT设备的供电系统进行改造，实现电源优化及UPS系统优化，并提高电源系统的可靠性和可扩展性。在实现绿化的同时，数据中心也变得更灵活、更高效、更强大。

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　　主要企业CPU节能举措

　　依照摩尔定律，芯片中的晶体管和电阻器的数量每两年会翻番，显然芯片所耗用的能源也会增加，使得企业在享用高性能IT产品的同时，也要无奈地支付高昂的电费。从运行成本控制的角度看，在IT领域的能源消耗成本已达到其硬件采购成本的25%。

　　英特尔在降低CPU（中央处理器）功耗方面最重要的举措就是改进芯片制造工艺和采用新架构。从之前的286到奔腾4处理器编号变化上可以看出，英特尔已经不再将CPU主频作为衡量产品性能的最重要指标。英特尔现在都是采用增加一个时钟周期内指令执行的个数来保证CPU性能，而不是单纯增加CPU的主频，因为主频越高能耗就越多。

　　AMD公司是最早提出以标称性能来进行CPU标识的，也就是说尽管AMD的芯片主频不如英特尔高，但是性能相当。在后来英特尔推出Mobile芯片时，也推出了类似的概念，比如说1.3GHz的Mobile芯片性能就相当于普通2.6GHz芯片。在AMD推出Opteron核心CPU后，更是凭借着低能耗抢占市场，这也是Sun公司在最初只采用AMD Opteron核心CPU来发布x86服务器产品线的原因。

　　在非x86体系中，Sun公司的Niagara芯片具备了8个内核，但功耗只有70瓦，业内专家表示，这令“英特尔和AMD这两家芯片厂商还需要很长时间才能够赶上”。Sun的TLP(线程级并行处理)是解决芯片能耗的唯一办法，而Niagara是真正采用了TLP技术的芯片。

　　另一家芯片制造商威盛也是一家长期投身绿色环保事业的IT厂商，并且主推产品就是低能耗CPU。目前一些基于“威盛中国芯”平台的超移动设备均采用了威盛低能耗处理器，在1.0GHz主频时，峰值设计功耗仅为3.5瓦，待机功耗为0.25瓦，平均功耗低于1瓦。从年初美国最大的零售商沃尔玛的电脑出货来看，蝉联排行榜的就是节能明显的笔记本电脑产品，这些产品采用了“威盛中国芯”低能耗C7-M处理器。与英特尔和AMD平台下的PC相比，基于威盛平台的PC能耗要低30%～50%。