如今的數(shù)據(jù)中心設(shè)計者大多會說,這原本是這樣的,而非追求更好。紐約時代周刊有篇文章的題目是“電源、污染和互聯(lián)網(wǎng)”回顧過去發(fā)生的幾件小事,在20世紀(jì)初,汽車裝配流水線開始批量生產(chǎn)汽車。對此,人們紛紛持否定態(tài)度,認(rèn)為汽車替代馬車和鐵路,無疑會帶來危險、污染和混亂,是不可持續(xù)的。然而,即便如此由蒸汽發(fā)動機(jī)到內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)變的100年中,開關(guān)的能源效率提高了300%,而每英里每加侖油的效率提高了300%。
二次工業(yè)革命,也就是我們所說的互聯(lián)網(wǎng)時代的到來,有上百萬的數(shù)據(jù)中心來支持?jǐn)?shù)據(jù)的革命。數(shù)據(jù)中心行業(yè)在過去的10年里所提高的能源效率大大超過了此基準(zhǔn)。與此同時,互聯(lián)網(wǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施幾乎覆蓋了我們生活的各個角落,從銀行到購物以及我們的溝通方式,已經(jīng)發(fā)生了極大的改變。
就美國而言,每天會產(chǎn)生幾百萬個三次方字節(jié)的數(shù)據(jù)是的,人們需要隨時隨地?zé)o間斷訪問這些數(shù)字內(nèi)容。盡管技術(shù)在不斷改進(jìn),然而服務(wù)器仍然在大量的消耗電力,數(shù)據(jù)中心設(shè)計效率低下,特別是物理基礎(chǔ)設(shè)施:電源和冷卻。該行業(yè)面臨的根本挑戰(zhàn)是要打破這種范式。
古老的傳統(tǒng)
許多行業(yè)仍然把數(shù)據(jù)中心設(shè)計和建設(shè)作為一門手藝,傳給一代又一代的工程師。他們往往會自己的設(shè)計偏好,這樣做得結(jié)果是,沒有兩個數(shù)據(jù)中心看起來很像,沒有兩個數(shù)據(jù)中心可以以同樣的方式操作或保養(yǎng)。很多人極其厭惡風(fēng)險,他們完全沒有接受新事物的勇氣。由于害怕失敗,而忽略創(chuàng)新帶來的回報。
我們常常看到的請求建議書(RFP)或報價,數(shù)據(jù)中心規(guī)范的基礎(chǔ)上有10-,15-,而這些甚至出自一個20歲的設(shè)計。一旦落在紙面,規(guī)格很少質(zhì)疑。接下來便是多層次的實施,從客戶的客戶,給客戶,建筑師,工程師,承包商,最后給供應(yīng)商。質(zhì)疑或項替代性的解決方案則無任何涉及。
不必要的過度配置
舉個例子來說,不間斷電源(UPS),我們要求要提供15分鐘的后備時間??墒牵姓l知道,該要求源自于1952年的IBM701系列大型機(jī)規(guī)范。在這個系列的大型機(jī)中說明中有一條是,主機(jī)需要15分鐘才能正常關(guān)機(jī)。在這種情況下,備用發(fā)電機(jī)一般不會啟動。基于此,大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的RFP都要求備用電源保證15分鐘供電,即使備用發(fā)電機(jī)已經(jīng)部署在中型和大型數(shù)據(jù)中心,只需要五到八秒的啟動時間,大于30秒的備用電源完全沒有必要。
類似的例子不勝枚舉,直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的浪費。對此,數(shù)據(jù)中心行業(yè)稱其為“超額配置”。
在過去的10-15年,成千上萬的發(fā)明帶來了巨大的效率提升。然而,由于大批規(guī)避風(fēng)險拒絕質(zhì)疑的個體存在,使整個行業(yè)的效率只提高增量。
數(shù)據(jù)中心行業(yè)最具前瞻性創(chuàng)新正在改變了傳統(tǒng)的部署范式,通過引入標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化設(shè)計,支持現(xiàn)代精益生產(chǎn)系統(tǒng)來提高能源效率。這些人是擁擠的市場上的新玩家,他們使數(shù)據(jù)中心運營商更快地將服務(wù)推向市場,成功享受部分業(yè)務(wù)的增長率最高。數(shù)據(jù)中心設(shè)計和部署不應(yīng)該是墨守陳規(guī),而應(yīng)精益和快速的提供服務(wù),更加易于管理,避免重復(fù)實施。新鮮、前瞻性思維的數(shù)據(jù)中心設(shè)計方法將減少關(guān)鍵設(shè)施的浪費。這一方向的代表者ActivePower是革新的領(lǐng)導(dǎo)者。他們大膽改變15分鐘乃至更長供電時間。以機(jī)械儲能代替化學(xué)儲能。如果數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)采用1N系統(tǒng),即單路供電,沒有冗余,在滿載狀況下,飛輪UPS可保持15秒待載;采用1N+1系統(tǒng),即單路供電,N+1冗余的話,滿載運行時間為17秒—30秒;采用2N系統(tǒng),即雙路供電,每路無冗余,滿載運行時間為30秒,而2(N+1)系統(tǒng),即雙路供電,每路N+1冗余,滿載運行時間為35~60秒。簡單做一個節(jié)能的分析,按照50%的負(fù)載率來算,飛輪UPS供電效率是96%,傳統(tǒng)UPS為90%。按照10臺來算,因為采用飛輪UPS,空調(diào)節(jié)省了30萬美元,電費節(jié)省了70萬美元,10萬美元的維護(hù)費。傳統(tǒng)UPS蓄電池要更換,更換費用30萬。這是一個保守的計算,一般來說蓄電池需要四年一次性換,其實在兩三年的時候就會更換。這樣算下來,一年有100多萬的節(jié)能的收益,包括電費的收益,還有蓄電池的收益。從經(jīng)濟(jì)角度來看,飛輪ups優(yōu)勢明顯,為用戶獲得豐厚回報。