作者：中国惠普有限公司服务器与存储产品事业部产品总监 陈武胜
——从部件到整体，电源管理考虑要全面
根据随着信息化的进一步深入，企业数据中心的应用数量也会随之迅猛增长，而且随着数据中心整合的大趋势愈加明显，小型数据中心势必将被整合为大型数据中心，这不仅使得服务器和存储系统的规模不断扩大，同时也将使数据中心的能耗问题变得愈加突出。数据中心已然成为企业和政府部门实现节能减排的突破点之一。
但要实现绿色的数据中心，并不能通过单一的方式实现，就好像没有一剂良方可以包治百病一样。在数据中心当中，消耗能量的设备多种多样，即包括自身发热耗电，如各种服务器、存储设备等IT设备，也包括以散热为主要功能的大型散热装置，如机房空调等。为此，惠普提出了“从芯片到冷却器的整体节能优化”的解决方案，可以帮助客户从服务器与存储、机箱、管理工具到数据中心与设备以及服务等五大方面，将企业近期绿色目标集中于数据中心的节能，并能够帮助其全面部署、实现数据中心的节能优化，其综合节能贡献可以高达60%，并为企业未来实现整体绿色目标发挥更大的价值。
图 从芯片到冷却器的整体节能优化解决方案
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数据中心能耗分布示意 | ||
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散热成本大于70% |
服务器功耗10%~20% |
存储设备功耗15% |
(一)服务器与存储内置节能技术
服务器作为数据中心的一个重要组成部分，是电源与散热的主要需求设备之一。惠普在服务器中普遍采用了低功耗的处理器、内存和2.5英寸硬盘。除此之外，HP Proliant工业标准服务器采用了全球行业内领先的电源，HP Proliant工业标准服务器电源在标准负荷情况下表现出90%以上的功效。在HP Integrity动能服务器中使用的先进功率变换技术，能将服务器的能源使用效率提升15%以上。
惠普***推出的高扩展性(ExSO)服务器新产品SL6000，就是从服务器端优化改进的代表性产品。从处理器层面上，SL6000基于英特尔Nehalem 至强 5500系列处理器，应用了包括集成功率门限，自动低功耗状态等英特尔智能节能技术，可将闲置功耗降低达 50%。SL 服务器系列使用了“无缝的模块化”系统架构，可以用轻巧的导轨和托盘设计取代传统的底盘和机架外形。因此，客户可以在仅占用数据中心的一小部分空间的同时，实现资本、设施和运输成本的锐减。此外，其超高效的模块化设计能够使客户快捷地构建解决方案，满足超规模横向扩展工作量的要求。
为了适应整合小型数据中心、构建高利用率的大中型数据中心的要求，HP ProLiant SL6000服务器系列在节能降耗方面有两大优势：首先，与传统的机架式服务器相比，它整合能耗和散热基础设施并采用独特的空气流设计，可以节省28%的电耗，相当于每年节省2800万元的能源费用。总体而言，该系统每年可少使用52,000兆瓦电。其次，它的超轻量设计使ProLiant SL服务器中的金属使用量减少31%。
(二)机箱节能技术
服务器从塔式变成机架，从机架变成刀片，体积越来越小，而计算密度却从单处理器单核到双处理器双核，甚至多处理器多核。计算密度的增加对散热的需求也越来越高，散热设备本身所消耗的能量也在增加，并成为数据中心当中不可忽视的一部分。因此，对散热设备本身的电源管理也变成了数据中心电源管理的一个重要组成部分。
1、主动式散热风扇
HP Active Cool风扇是一种创新型设计，可仅使用100瓦电力冷却16台刀片服务器，在产生强劲气流的同时比传统风扇设计耗电量更低。HP Active Cool风扇支持热插拔，可通过添加或移除来调节气流，使之有效地通过整个系统。这就使集中冷却变得行之有效。
HP Active Cool风扇
2、PARSEC机箱散热
HP Parallel Redundant Scalable Enterprise Cooling(PARSEC)体系结构结合了局部与中心冷却特点的混合技术模式，机箱根据温度的不同被分成不同区域，每个区域分别装有风扇，动态地为该区域的刀片服务器提供直接的冷却服务，并冗余地为所有其它部件提供冷却服务。
3、智能热技术(Thermal Logic)
HP Thermal Logic技术通过上述两项创新技术加上动态电源管理器,使得客户能够根据需求监控、整合、共享并匹配电力资源，并根据当前工作负载、供电容量及冷却水平来平衡性能、供电与冷却，从而达到数据中心的***性能。
使用HP Thermal Logic技术以及高密度的刀片系统套件，不仅比相同数量的机架式服务器冷却所需气流降低50%且耗电减少70%，同时还可节省出宝贵的机架空间。
(三)节能管理工具
硬件设计的优化之外，监控管理软件可以根据企业应用的负载组合情况实时管理电源使用情况并实现节能。惠普为企业提供的HP Insight Power Manager技术、虚拟化与IT整合和动态容量管理等数据中心管理技术和工具，可以帮助企业管理、控制、整合数据中心，支持企业以更低的能耗、更高的效率、更高的稳定性支持企业业务的发展。
1、HP Insight Power Manager软件和iLO 2工具
HP Insight Power Manager(IPM)是一款集成的电源监控和管理应用软件，它配合惠普的服务器与存储统一管理软件(HP System Insight Manager)，以图形化界面对服务器的能耗和散热进行方便而统一的管理，并支持基于策略控制能耗，可以有效降低HP ProLiant工业标准服务器和Integrity动能服务器的电源和散热需求，从而增加数据中心的可用容量。
2、虚拟化
前面提到，我国的数据中心处理器利用率较低。出于传统的思路，企业数据中心往往会为每种应用安排一台专门的服务器。而虚拟化技术的出现，正是利用资源池的概念解决处理器及存储器利用率低的问题，将多台未充分利用的服务器的工作负载整合到同一台服务器上，可以***限度地提高利用率，并因此大大节省能源成本。
3、动态容量管理(DCM，Dynamic Capacity Management)
动态容量管理软件是一款企业级存储容量解决方案，使得用户可以按需动态配置磁盘逻辑卷容量和优化磁盘利用，降低能耗，并***限度地减少数据中心存储容量配置管理任务。
4、精简配置&重复数据删除
惠普自动精简配置软件(Thin Provisioning Software)在不影响应用的前提下，可为HP XP存储阵列提供自动根据应用需求从虚拟化存储池里分配和增加额外物理磁盘的能力，从而减少应用对初始磁盘容量的需求，降低能源消耗。
(四)数据中心节能技术
从处理器、内存、磁盘到管理软件的电源管理，只是实现了IT设备的节能与高效。数据中心的节能则实现了系统级散热设备的高效，让不同的散热技术“物尽其用”发挥出自己的功效。
1、动态智能散热
动态智能散热技术借助安装在机柜上热传感器实时收集与传输环境数据的技术及与数据中心制冷设备的动态互动控制，惠普动态智能散热技术可将数据中心的散热成本降低15%到40%，减少了二氧化碳的排放量。这样，数据中心的计算设备就可以与电源和散热设备进行交互。这种更加智能和全面的散热方案，是降低能源成本的重要途径之一。采用动态智能散热，可以使传统数据中心的能耗比值PUE从2.0以上降低到1.6左右。
2、模块散热系统(水冷机柜)
惠普模块化散热系统是一种创新的自散热式机柜。惠普新型模块化散热系统(MCS)达到业界***的散热能力，可用于对高密度部署的服务器和刀片系统进行散热，能够在不增加数据中心散热负载的情况下，提升计算能力，从而提升现有的传统数据中心的散热性能。
图 模块化散热系统
3、配电机柜
惠普新型配电机柜，通过将数据中心的集中配电改为区域配电方式，将配电管理移到“区域”级，解决了从机箱到机架的集成电源管理问题。借助这种分布式的配电方案，可提高电源电缆的管理，大大加强数据中心配电和电源的监控管理，节省配电安装成本和减少发热源，从而节省能源成本，并大大降低系统因过热而出现故障的风险。
4、三相UPS
惠普新型配电机柜采用全冗余三相供电输入，简化了电源分配管理，消除了地板下杂乱的电缆配备，并支持功率的扩展需求，也为未来交直流的电源分配提供了灵活性，而这种惠普的三相UPS配电机柜更是达到了业界***的电源利用率。
5、革命性的性能优化数据中心(POD)
把原来大型建筑中的数据中心，压缩到标准集装箱的规格，使得部署密度大幅提升和能耗比大幅下降，PUE可达1.25，现有HP的POD数据中心可以在40英尺的柜体中容纳3500台以上的服务器，以及多达12000个磁盘的数据容量，并且可以不占用传统的建筑空间，是名副其实的绿色数据中心，大幅节省能源、资金，大大加快数据中心的部署速度。
(五)节能服务
如果说产品与技术是惠普提供给客户的“标准化”菜单，那么服务则是针对每个单独客户的“定制化”菜单。惠普可以根据客户的实际情况与需求，提供从数据中心设计测绘到数据中心建成之后的评估改进的完整服务。惠普用于改进数据中心能源效率的***实践集中于两大方面，即：机房节能设计和机房节能评估。
惠普专家采用先进的建模工具和技术，准确测量数据中心的热区分布和散热情况，评估和分析机房空间和机架配置影响、并引进惠普数据中心的***电源和散热实践，为企业定制详细的能源优化建议和散热节能策略。这些建议和策略可帮助企业更好地规划数据中心机房的空间利用，和推迟成本高昂的设备升级，或大幅降低升级需求。
与先进国家相比，“形势严峻”，仍然是我国目前环境现状的主音，单位GDP产值的能耗是发达国家的3至4倍。它一方面显示出国内节能降耗的路还很长，另一方面则预示着“绿色数据中心”在我国的前景非常广阔。数据中心作为IT基础设施的能耗主要来源，节能降耗领域的技术革新才刚刚开始。
