數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)之電源問(wèn)題解析

?一、過(guò)多的電能
當(dāng)系統(tǒng)工程師為整個(gè)公司的服務(wù)器設(shè)計(jì)供電設(shè)備時(shí)，他們使用和土木工程師設(shè)計(jì)隧道同樣的方式，建造一個(gè)能夠適應(yīng)最大流量的隧道。盡管隧道里大多數(shù)的車(chē)輛只是通勤車(chē)，工程師們?nèi)匀灰_保隧道能夠容納大型卡車(chē)或者油罐卡車(chē)。
服務(wù)器也是一樣。通常會(huì)指定基于最大的系統(tǒng)配置及負(fù)載需要電源需求。但是系統(tǒng)工程師不需要如此辛苫。他們能夠?yàn)椴煌脑O(shè)置配備不同的電力需求。自然地，這將花掉更多的錢(qián)，因此他們傾向于在所有的布線模型中配置最大的電能供應(yīng)而不管實(shí)際使用的電量。
以圖所示的服務(wù)器為例，兩個(gè)服務(wù)器來(lái)自同一個(gè)系列WasteTech""sEscalenteline。左邊的WasteTech""sEscalente5000SUX配置了足夠的硬件，只需要60W的電能。右邊的6000SUX的最高配置安裝上足夠多的硬件后則要消耗540W的電能。然而兩臺(tái)服務(wù)器卻使用了同樣的電源。盡管目前的電源使6000SUX獲得了足夠的電能，但是對(duì)于消耗電量較少的服務(wù)器而言，則提供了過(guò)多的電能。這種過(guò)度供電造成了浪費(fèi)。

圖不同電力需求的服務(wù)器經(jīng)常配置同樣的電源導(dǎo)致能源利用的低效率

但是問(wèn)題并不僅限于同一系列的服務(wù)器。很多時(shí)候廠商選擇一種能夠適合所有設(shè)備的電源。同樣的，問(wèn)題在于浪費(fèi)。雖然廠商選擇同樣的電源應(yīng)用于所有設(shè)備要更便宜一些，而你最終要為低效率供電負(fù)責(zé)。更嚴(yán)重的是，環(huán)境也為此付出代價(jià)，因?yàn)樵O(shè)各的低效用電會(huì)產(chǎn)生更多的碳排放。
令人感到欣慰的是，許多像戴爾那樣的公司提供了不同的電源配置方案，消費(fèi)者能夠根據(jù)每臺(tái)服務(wù)器的工作情況選擇合適的電源。特別是當(dāng)這種配置方法貫穿服務(wù)器的整個(gè)使用壽命時(shí)，將大大地降低能耗。
二、效率
電源的效率通常用輸出直流電量除以輸入交流電量來(lái)計(jì)算。如果一種電源能夠用更少的交流電產(chǎn)生更多的直流電，那么使用更多的交流電將比使用直流電節(jié)能。公式如下
??? 效率=(輸出直流電)/(輸入交流電)
??? 例如，如果有一種電源輸入300W輸出200W，計(jì)算起來(lái)很簡(jiǎn)單，就是用200除以300。
??? 200/300=66%
效率越高越好。在這個(gè)例子中，66%并不算好。一般來(lái)說(shuō)，一種高質(zhì)量的電源效率在75%~85%。例子中那剩下的34并不僅僅是消失了，而是轉(zhuǎn)化成了熱量，于是不得不再花錢(qián)去冷卻這些熱量。
當(dāng)考慮了電源效率和系統(tǒng)冷卻，計(jì)算機(jī)有效工作所消耗的電能可能低于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總電能的50%。那就意味著超過(guò)一半的能耗成了耗盡投資回報(bào)率(RDI)的無(wú)底洞，這種增長(zhǎng)的運(yùn)營(yíng)成本對(duì)客戶毫無(wú)益處。
??? 不同型號(hào)與用途的機(jī)器可以使用不同種類(lèi)的電源。
?三、負(fù)載
就效率而言，當(dāng)服務(wù)器閑置時(shí)電源是最低效的。那并不是說(shuō)它們使用了更多的電，而僅僅是他們用電的效率低。就如同一臺(tái)摩托車(chē)，當(dāng)停在那里踩油門(mén)時(shí)，雖然消耗了汽油，卻沒(méi)有移動(dòng)。但是當(dāng)把車(chē)騎上車(chē)道時(shí)，最終能到達(dá)某地，那時(shí)被浪費(fèi)的能量的比重要比你將車(chē)閑置的時(shí)候少?，F(xiàn)在，想想看一臺(tái)服務(wù)器配置最小化，但是卻使用一個(gè)很大的電源。那個(gè)電源將產(chǎn)生許多無(wú)用的電。
?廠商正在嘗試著解決這個(gè)問(wèn)題。然而就如之前所看到的那樣，這將需要更多的前期投入，特別是使用昂貴的可循環(huán)材料。
?四、冗余
數(shù)據(jù)中心常常配置多余的電源，原因顯而易見(jiàn)，如果一個(gè)電源壞了，還有其他的能夠保證服務(wù)器運(yùn)轉(zhuǎn)。事實(shí)上，在大型數(shù)據(jù)中心，電源在不同的電網(wǎng)上，所以如果交流電源在某個(gè)電網(wǎng)上出了問(wèn)題，其他的電源與服務(wù)器還將繼續(xù)工作。
冗余的電源配置對(duì)于確保設(shè)備正常運(yùn)行是好的，但是對(duì)于能源效率而言則不然。比如，如果服務(wù)器運(yùn)行需要200W，但是只有1個(gè)800W的電源，那么這臺(tái)服務(wù)器只能使用25%的供電量。如果添加了1個(gè)冗余的電源，能源使用就在這2個(gè)電源問(wèn)被拆分了，從每一個(gè)電源上僅能獲取100W。這時(shí)將從25%的負(fù)荷、83%的效率，降到12.5%的負(fù)荷、65%的效率。
?數(shù)據(jù)中心中的種種問(wèn)題，歸結(jié)起來(lái)其實(shí)是一個(gè)平衡的問(wèn)題。系統(tǒng)可用性與降低能源使用和成本，究竟哪個(gè)更重要?