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降低数据中心能耗的8种极端方法

  极端节能方法5:为频繁读取的数据集配置SSD(固态硬盘)。由于读取速度快、功耗低、发热量小,因此SSD在上网本、平板电脑和笔记本电脑上非常流行。SSD也可以使用在服务器上,但是其成本高、可靠性低等缺点阻碍了其在服务器上的部署。幸运的是,SSD的价格在近两年出现了大幅下降,数据中心可通过部署SSD实现快速节能,你只需将一些应用存储在SSD上即可。如果配置合理,SSD可大幅降低磁盘阵列的能源和冷却成本。其大约可以减少50%的电力消耗,发热量几乎为零。

  SSD无法克服的一个问题是写入操作次数有限。目前适合服务器存储的单层单元(SLC)固态硬盘的写入次数约为500万次。低成本的消费级多层单元(MLC)固态硬盘虽然容量比SLC固态硬盘要大,但是寿命仅为后者的十分之一。

  好消息是,你可以从市面上买到接口兼容的固态硬盘,以替代现有的高能耗、高发热量的机械硬盘。为了迅速降低能耗,可将一些通常只需要读取的数据集存储在SSD上,如流视频文件。这样就不会遇到SSD的写入次数限制问题。除了降低能源和冷却成本外,启动速度也将大幅提升。

  此外,在选择固态硬盘时,应当选择服务器专用固态硬盘,而不要选择台式机专用固态硬盘。服务器专用固态硬盘为了提高吞吐量,多采用多通道架构。常用的SATA 2.0接口的固态硬盘传输速率为3Gbps,而日立与英特尔联合推出的Ultrastar高端SAS固态硬盘的传输速率可达到6Gbps,容量可达400GB。尽管SSD 还存在一些设计缺陷,但这主要涉及到台式机和笔记本电脑固态硬盘的BIOS密码和加密问题,而服务器专用固态硬盘根本不存在这方面的问题。

  极端节能方法6:在数据中心使用直流电。是的,重新使用直流电。道理很简单:服务器在内部使用的是直流电,这样可能消除为服务器供电时将交流电转换为直流电这一环节,实现迅速节能。

  在21世纪初,直流电在数据中心中非常流行。因为当时数据中心的服务器电源转换效率仅为75%。但是随着电源转换效率的提高,数据中心开始采用效率更高的208伏交流电。到2007年,直流电已经不再流行。然而在2009年,直流电又重新流行起来,这要归功于高电压数据中心产品的出现。

  在早期的数据中心当中,电力公司输出的 16000伏交流电先被转换为440伏交流电,然后再转换为220伏交流电,最后再转换为110伏交流电后才提供给服务器。每一次变压都会浪费一些电力,由于转换率低于百分之百,损失的电力被转化为热能(由于需要冷却系统将这些热量散掉,因此将导致更多的电费开支)。直接转换为 208 伏交流电可以减少一次变压,当时服务器内置电源最大效率为95%。

  到了2009年,新的数据中心设备可以将电力公司输出的13000伏交流电直接转换为575 伏直流电输入到服务器机架上。服务器机架将575 伏直流电一次性转换为48 伏直流电后直接为机架上的服务器供电。每一次转换时的效率都是老式AC 变压技术的两倍,并且转化的热量也更少。尽管厂商宣称,可以节约50%的能耗,不过大多数专家认为节约能耗25%更为可信。

  这种方法需要一些资金投入,不过所涉及的技术并不复杂,并且已经被证实十分有效。一个潜在的隐性开销是48伏 直流电传输需要较粗的铜电缆。焦耳定律告诉我们,在功率相同的情况下,由于电流更大,低电压比高电压需要更粗的导线。

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