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    隨著IT技術的不斷發展，以及業務與IT日益密切的聯系，當前的數據中心正面臨著成本、整合、能源管理等一系列挑戰，并正在經歷著巨大的轉變。在下一代數據中心建設方面，英特爾公司持續創新，用多年積極的探索取得了很多經驗。

    行之有效的方法：虛擬化

   采用虛擬化技術，是減少整體IT能耗的好方法。傳統的數據中心應用物理服務器平均使用率在10%，采用了虛擬化和云計算以后，數據中心整體的IT的效率能夠提高很多。通過上述手段，英特爾與2005年相比，每年數據中心所用的服務器的支出下降了9000萬美元，也即高達50%。

    對于數據中心布局的優化:

    除了虛擬化以外，英特爾對于數據中心的建設還有很多其他探索。比如傳統的數據中心的散熱使用空調模式，冷熱通道沒有封閉，該模式通常實現的是2到4個千瓦的每個機架的應用。

              

    現在開始進入云計算以后，所有的服務器，包括一些刀片式服務器，應用密度變得非常高，所以對提高散熱效率最好的方法是采用冷熱通道分離，然后同時封閉冷熱通道，如果更高一級，則需要更嚴密的封閉防止冷熱空氣的混合，比如用煙囪式機柜這樣更嚴密的封閉方式。

             
         

    進一步降低能耗的非傳統方法

    封閉冷熱通道以后有會有什么好處？好處在于可以提高整體的空調的效率。英特爾采用了用封閉冷熱通道，然后盡可能提高回風溫度的方法，實現了冷水機整體能效比系數從0.927提高到1.02，也即提高10%。

               

    在冷凝溫度不同的情況下，如果繼續提高水，或者每個冷所需要的千瓦時的一個對比，那么從7度到10度的時候，還是有一個10%的提升。到了12度會達到20%的提升，同時，很好的隔離冷熱通道，取得高的回風溫度，可以增加服務器的前后端溫度差，這能在相同熱負荷的情況下，減少風量，同時也可以減少風機風量和轉速，風機的功耗它根據的轉速比值是一個立方的關系，當風機轉速降低一半的時候，它的功耗只相相當于原來的八分之一；提高回風溫度，可以隨之提高水溫，通過加大進出空調機組的溫度差，還可以減少水泵的消耗功率，并能極大的延長自然冷卻的時間。（但是這個方法并不適于風冷型的散熱系統，也即就是直接蒸發式的DX系統，因為這種直接蒸發式的系統，提高回風溫度可以適當地提高壓縮機的工作效率，但是由于過高的回風溫度，可以引起壓縮機長時間的高壓的運行，反而容易出故障。）

    采用自然冷卻技術：

    在節能方面英特爾還考慮盡可能地利用自然冷源，在全球適合自然冷卻的區域，都可以用自然冷源對數據中心進行降溫。比如北京,全年平均氣溫在16°C，適合自然冷卻的時間超過40%，今年一直到4月底室外還很冷，這個溫度可以給數據中心進行自然冷卻。

    北京年平均氣溫分布情況

                

    利用室外冷空氣自然冷卻，主要分成兩種形式，

               

    A 間接自然冷卻方式，間接自然冷卻方式，還分為幾種方式

    1．目前常用的是冷凍水機房專用空調系統，配合適用于冬季自然冷卻的逆流型大冷卻塔（比夏季工況用冷卻塔容量要大3-4倍，以便盡可能延長自然冷卻的時間），及隔離冷凍水系統及冷卻水系統的板式熱交換器；

     Intel Portland 的數據中心就是采用的這種設計方式。

                     

    比如北京，屬于典型的溫帶大陸性氣候，冬夏時間長，且全年大部分時間，空氣干燥，濕球溫度遠低于干球溫度，理想的可以使用自然降溫的市外干球溫度全年平均12度以下的時間可以達到45%，如果使用冷卻塔加板換的方式，更可以利用市外濕球溫度自然冷卻，冷卻塔設計的容量足夠大時，全年自然冷卻的時間更可以達到60%以上；

     2．就是用帶有自然冷卻盤管的干冷氣乙二醇方式，它的工作原理是在室內機設計了兩套盤管，一個盤管是氟利昂的，一套盤管是可以走冷凍水的，這套系統它有什么特點呢？就是由于冷凍水系統它前提，是你的數據中心規模有足夠大，你可以有條件去設計冷水機組，螺桿機也好，但是如果你要是數據中心的規模沒有那么大的話，你設計這套冷凍水系統對于整個數據中心的投資造價就太高了。

                   

     這種方式可以很好的解決這個問題，就是用傳統的機房專用空調，傳統的水冷式的機房專用空調，在它的蒸發器盤管上，再并一組冷凍水盤管，到了夏天的時候，它是外邊的干式冷卻器是起到一個冷卻水的作用。

     到了冬季的時候，它的干冷器就變成產生冷凍水的作用，然后通過兩套兩通閥來調節水是經過板式熱交換器的冷凝器還是經過冷凍水盤管，這樣的話也可以實現自然冷卻方式，而且這種自然冷卻方式它有一個很大的優勢在于它可以混合制冷，就是說在你溫度降的比如說室外溫度比如20度，但是機房回風溫度是在26度的時候，也可以進行自然冷卻，也就是說我的從室外回來的水，可以先經過冷凍水盤管，然后再進行機械冷卻，這樣的話每年的自然冷卻時間，就拿北京來說，可以達到50%甚至于更高的時間，那么可以對于你數據中心的年平均值來說可以降的很低。（很好的封閉冷熱通道，提高回風溫度，更可以極大的延長了全年自然冷卻的時間）

                   

    3. 使用轉輪式熱交換器的形式，利用轉輪內填料的儲能功能，讓轉輪在兩個封閉的風道內緩慢旋轉，被室外空氣冷卻的填料冷卻室內空氣。Intel協助KPN在歐洲設計世界上第一個利用轉輪自然冷卻的數據中心，每年可以節省8百萬歐元的運行費用。并減少了大量的CO2排放。

    按英特爾的經驗，采用自然冷卻的方式，每年北京大概可以達到40%到60%的時間不需要啟動機械制冷。在保障數據中心相對封閉的環境下應用間接的自然冷卻，該方式還避免了室外空氣的濕度和潔凈度對于室內的影響。

    B .還有一種是直接采用室外新風式的自然冷卻，英特爾在美國新墨西哥州建的數據中心，就是用的這種方式：它直接把室外的空氣送到室內冷卻。這種方式直接利用了室外空氣，可以在24°C以下的全部時間進行自然冷卻，但是這種室外的空氣，含塵量大，需要復雜的除塵處理，并需要專用的空氣處理機來保證足夠的風量供應，所以也通常不能使用傳統的機房專用空調。同時，這種自然冷卻還面臨著相對濕度很難控制在許可范圍內，因此，對服務器的品質會有更高的要求，不適于對數據中心可靠性要求特別高的用戶。

    無論設計采用何種自然冷卻方式，對于用戶來說除了可以減少運行成本，減少炭的排放以外，投資都會增加70%到100%，但是它的運營成本相對會比較低。每年TCO增長會低于傳統數據中心的建設。按照英特爾現有數據中心建設的經驗：如果多投入的錢是在3-5年左右的時間可以通過減少能耗及相關費用的方法收回多投入的話，那么對于數據中心建設，這種投入非常值得的。

                     

               

                 這是全球適合做自然冷卻數據中心設計的區域分布分析

    可以看出在中國，長江以北的地區都可以進行采用自然冷卻的方式，來進行未來的數據中心的設計，比如北京，屬于典型的溫帶大陸性氣候，冬夏時間長，且全年大部分時間，空氣干燥，濕球溫度遠低于干球溫度，理想的可以使用自然降溫的市外干球溫度全年平均12度以下的時間可以達到45%，如果使用冷卻塔加板換的方式，更可以利用市外濕球溫度自然冷卻，冷卻塔設計的容量足夠大時，全年自然冷卻的時間更可以達到60%以上；所以說應用自然冷卻對于英特爾未來的數據中心是一個很好的解決降低能耗的問題。

    目前英特爾還做了一些新的探索，比如英特爾在美國設計了一個實驗機房模型，這個實驗機房模型，英特爾叫雞舍式的數據中心。雞舍式的數據中心的設計靈感來自于養雞舍里面大量的雞自身散熱，使得空氣膨脹，空氣膨脹以后產生向上的動力，驅動整個的空氣在房間里面自然流動，而不需要任何機械的幫助。

    比如在服務器機柜中，因為服務器發熱量非常大，英特爾把熱量收集起來，讓進入數據中心的空氣被這里熱量加熱后自然上升，此時只要蓋一個足夠高的煙囪讓熱空氣往上拔高，帶動空氣流動，完成散熱循環。用這種方式可以在全年里大部分時間，甚至連風無需開啟，直接靠服務器產生的熱能，由這個熱能產生的動力向外自然散熱。這種散熱方式非常適合與我國的東北大部分地區。在設計過程中，要注意處理好除塵，維持數據中心內部含濕量的最低要求。（根據ASHARE2008的最新報告，影響數據中心內設備的空氣水含量指標，是絕對濕度，而不是以前強調的相對濕度，只要露點溫度控制在5.5°C以上，數據中心內的設備都可以保證安全，避免靜電的危害。
參見2008 ASHRAE Environmental Guidelines for Datacom Equipment
-Expanding the Recommended Environmental Envelope-）

    配電環節也省電

    最后英特爾在數據中心上面，對于配件還有一些探索，比如英特爾現在正在探索用一些智能技術給服務器供電，因為在數據中心里大量使用UPS供電，UPS的好處是防止掉電，但是壞處是UPS要進行兩次轉換，每次轉換都有能耗。

    英特爾采用高壓直流的設計，把本來要三次的轉換，只用了一次，節省兩次轉換的能耗。在國內英特爾與一些用戶已經在做一些相關的測試，和應用。一些國內的通訊運營商也在做一些相關的實驗和測試，甚至于已經制訂了數據中心直流供電的標準。

    采用高壓直流供電可以節省7%左右的配電部分能耗，考慮到這部分能耗還要散熱到數據中心內，如果節省下來，將帶來綜合的節能效果12-15%以上。且能夠節省數據中心的占地面積，帶來更多場地利用率。這種技術目前面臨的主要問題是缺少成熟的產業鏈支持，建設成本還比較高。

     目前支持數據中心運行的兩個主要大的基礎設施能耗的部分，是空調和配電，英特爾都在采取節能措施和做相應的探索。其實，真正能耗的根源還是在于服務器本身，在未來更長的時間內，英特爾正在做相關的研究探索就是要把服務器的能耗再降低80%！在創新引領之下，未來越來越多的綠色、低碳的數據中心將在業界出現。