动态绿色数据中心解决方案

动态绿色数据中心解决方案艾默生网络能源有限公司吴健Agenda大纲AgendaAgenda大纲大纲z数据中心的现状z数据中心规划z动态绿色数据中心解决方案z案例分析•数据中心宕机超过50%是非IT设备的原因•人为错误操作而宕机比率是环境原因产生宕机比率的３倍•数据中心宕机经济损失•A.50000美金每小时占5%•B.超过50000美金每小时占4%•C.未知占23%•D.1000美金每小时占42%•E.10000美金每小时占26%数据中心宕机产生的原因及危害数据中心的动力现状数据中心的动力现状数据中心的动力现状z数据中心的动力和能耗及安全问题日益突出;z用户对动力支撑系统有较高要求，服务器当机或闪断可能导致巨额赔偿；z数据的价值已远远高于动力设备的价值。“在机架顶部的服务器经常过热；2/3的故障发生在机架的最顶部的1/3”没有空调的情况下,以往25分钟才会引起的设备过热如今只需3分钟!!数据中心功耗增加导致对散热要求的提高数据中心功耗增加导致对散热要求的提高数据中心功耗增加导致对散热要求的提高高热密度服务器（刀片式服务器）制冷问题－传统方式效率极低数据中心对维护扩容管理系统要求数据中心对维护扩容管理系统要求数据中心对维护扩容管理系统要求•动态绿色数据中心要求实现对各设备的不停电维护，扩容•动态绿色数据中心管理要求实现对各设备的安全运行管理•要求机房管理系统提供成本运营的相关数据UPSUPS电池电池输入配电输入配电环境量环境量服务器机柜服务器机柜空调空调服务器电源服务器电源管理系统管理系统EthernetAgenda大纲AgendaAgenda大纲大纲z数据中心的现状z数据中心规划z动态绿色数据中心解决方案z案例分析数据中心规划-美国计算机机房标准（TIA942）数据中心规划数据中心规划--美国计算机机房标准（美国计算机机房标准（TIA942TIA942））–供电系统规划–市电供电系统–备用发电机系统–低压配电系统–电缆及电缆路由–列头柜配电系统–制冷系统规划–服务器机柜–机房空调容量–室外机布置–局部高密度–管理系统规划–安全管理–维护管理–扩容管理–运营管理国际电信联合会TIA规定了IDC四个等级国际电信联合会国际电信联合会TIATIA规定了规定了IDCIDC四个等级四个等级国际电信联合会TIA规定了IDC四个等级国际电信联合会国际电信联合会TIATIA规定了规定了IDCIDC四个等级四个等级国际电信联合会TIA规定了IDC四个等级国际电信联合会国际电信联合会TIATIA规定了规定了IDCIDC四个等级四个等级Agenda大纲AgendaAgenda大纲大纲z数据中心的现状z数据中心规划z动态绿色数据中心解决方案z案例分析动态绿色数据中心的四个核心原素动态绿色数据中心的四个核心原素动态绿色数据中心的四个核心原素AGDC高可用性高灵活性高节能性高可维护性•通过对数据中心整体设计和评估,提高系统可靠性及可用性：使整体系统可用性达到99.99999%。•通过对数据中心整体设计和评估,发现问题并将问题消灭在萌芽状态,并实现整体数据中心节能减排。•通过对数据中心整体设计,可实现系统灵活变更、随需扩展。•实现统一工程维护，把机房系统作为一个整体产品交付，全网动力监控更易实现,提供主动性服务,并实现统一和全面的服务。•统一工程界面清晰，降低工程成本,并大大缩短的工程周期，使网络提早发挥效益。•维护的持续性及连贯性：保障服务提供的连续性，减少维护风险。AGDCAGDC动态绿色数据中心解决方案客户价值动态绿色数据中心解决方案客户价值维护实施解决方案堪测价值设计可用性是数据中心建设中最重要的永远不变的基础可用性是数据中心建设中最重要的永远不变的基础可用性是数据中心建设中最重要的永远不变的基础99.0%99.9%99.99%99.999%99.9999%99.99999%99.999999%99.9999999%99.99999999%87.6小时8.76小时53分钟5.3分钟31.8秒钟3.18秒钟318毫秒31.8毫秒3.18毫秒可靠性等级允许故障时间/年三母线供电可性单机供电可性并机供电可性对称双母线供电可性不对称双母线供电可性原始的数据中心(Tier1)原始的数据中心原始的数据中心(Tier1)(Tier1)Tier1性能:z配电系统的故障会影响数据中心z计划维护需要下电Tier1特点:z非冗余组分z非冗余单功率通路z专用的IT空间z专用的UPSz专用空调z油机系统CB1CriticalLoads1,nGen1,ncoolingSystemCB2MBDCB3UPS1,nMBBMIBPDUs1,nBIBUPSOutputSwitchgearUtility&InputSwitchgearMechSwitchgearMonitoringDataEquipmentKnurrRack3KVAUPSTIA942-TIER1应用场景图TIA942TIA942--TIER1TIER1应用场景图应用场景图机架式数据中心Emerson:ITNest冗余型数据中心(Tier2)冗余型数据中心冗余型数据中心(Tier(Tier22))Tier2性能:z功率环节的故障不会影响数据中心z配电通路的故障会影响，计划维修需要下电Tier2特点:z功率环节冗余z非冗余的单一功率通路z冗余的UPS系统z冗余的空调z油机冗余GennSBBMBBMIBGen+1UOBCB1CB2CB1CB2CB1CB2N+1UPSSystemMBDMBDMBDUPSOutputSwitchgearCriticalLoads1,nUtility&InputSwitchgearMechSwitchgearCoolingSystemPDUs1,nGenSGTIA942-TIER2应用场景图TIA942TIA942--TIER2TIER2应用场景图应用场景图中小型机房式数据中心可并行维护的数据中心(Tier3)可并行维护的数据中心可并行维护的数据中心(Tier(Tier33))Tier3性能:z计划维护不需要下电，每个环节可以下线Tier3特点:z功率环节冗余z多条功率传送通道（只有一条在运行）z冗余的UPS，油机和空调zIT设备由双路电源或者STS馈电GennSBBMBBMIBGen+1UOBCB1CB2CB1CB2CB1CB2N+1UPSSystemMBDMBDMBDAltOutputSwitchgearUtility&InputSwitchgearGenSGCriticalLoads1,nPDUs1,nPDUs1,nUPSOutputSwitchgearMechSGUtility&InputSwitchgearMechSGCoolingSystemTIA942-TIER3应用场景图TIA942TIA942--TIER3TIER3应用场景图应用场景图大型机房式数据中心故障容错型数据中心(Tier4)故障容错型数据中心故障容错型数据中心(Tier(Tier44))Tier4性能:z任何单点故障不会影响数据中心Tier4特点:z冗余的功率环节和系统z多路冗余功率通道z所有的负载都是双电源供电(可以通过STS)z独立的配电通路GennMBBMIBGen+1MBDMBDUPSOutputSwitchgearCriticalLoads1,nPDUs1,nPDUs1,nMBBMIBSBBUOBSBBUOBCB1CB2CB1CB2CB1CB2CB1CB2MBDMBD2NUPSSystemGennGen+1CoolingSystemUtility&InputSwitchgearGenSgrUtility&InputSwitchgearGenSgrMechSgrMechSgrUPSOutputSwitchgearTIA942-TIER4应用场景图------双母线或三母线中每条母线所有设备单独放在一个隔离机房TIA942TIA942--TIER4TIER4应用场景图应用场景图------------双母线或三母线中每条母线所有设备单独放在一个隔离机房双母线或三母线中每条母线所有设备单独放在一个隔离机房超大型数据中心PUE为什么会成为数据中心建设的考量标准?PUEPUE为什么会成为数据中心建设的考量标准为什么会成为数据中心建设的考量标准??z美国环保署报告:–2006年美国的数据中心累计消耗610亿度电（61billionkWh），占全美当年总耗电量的1.5%，电费约45亿美元，超过美国所有电视机耗电总和，约等于580万个家庭用电量。–预计到2011年，美国的数据中心将消耗1000亿度电，占全美总耗电量的2.5%，其电费将达约74亿美元。–为满足数据中心耗电需求，美国需要新增10%的发电量才可满足。CHINA:2007年数据中心总能耗达到88.58亿KWH数据来源：计世资讯CCWResearch2008数据中心已经成为能耗大户数据中心能效定量评价指标:PUE/DCE数据中心能效定量评价指标数据中心能效定量评价指标:PUE/DCE:PUE/DCEzPUE意义:–反映为满足IT设备的供电要求,数据机房的总供电率–PUE值越小越好.–PUE的最小趋近1即IT设备能耗zDCE意义:–反映IT设备的能耗占数据中心总能耗的比例–DCE值越大越好–DCE的最大值趋近1终端通信/IT设备节省的每一瓦电能，可导致系统节省2.84瓦电能降低数据中心PUE的路径与方法降低数据中心降低数据中心PUEPUE的路径与方法的路径与方法•数据中心的能耗结构•数据中心能耗瀑布处理器15％处理器电源14％其他15％存储4％通信4％制冷38％配电1％电源5％照明1％建筑其他3％计算设备52％新数据中心建设推荐采用经济性PUE新数据中心建设推荐采用经济性新数据中心建设推荐采用经济性PUEPUEzPUE的曲线z目前国内运行的数据中心PUE基本在2～2.5范围z新设计的数据中心，推荐PUE值:1.8-1.6•降低PUE关系到CAPEX的变化•追求低PUE受数据中心可用性要求的约制•追求低PUE受TCO最低要求的约制zDCE的曲线数据中心节能:在PUE之外的节能努力数据中心节能数据中心节能::在在PUEPUE之外的节能努力之外的节能努力数据中心节能三定律：•IT设备节能是机房节能的基础，采用低能耗主设备是最重要的机房节能措施:•IT设备能耗是数据中心总能耗最主要的决定因数•随着PUE标准的采用,IT设备能耗占数据中心总能耗的比重会越来越高•空调设备节能是机房节能的关键:•消除274W机房热需要消耗107W的电。采用空调系统节能综合方案是机房节能的关键•供电系统节能是机房节能不可缺的要素:•采用高效率的供电系统是机房节能要素PUE=1+制冷能耗因子+供电能耗因子+其它能耗因子提高冷却系统效率的方法与技术提高冷却系统效率的方法与技术提高冷却系统效率的方法与技术©2007EmersonNetworkPower29低功率处理器高效电源电源管理刀片服务器虚拟服务器电源配电架构实施最佳冷却方案动态分配冷量高热密度冷却监控与优化高热密度节能冷却方案高热密度节能冷却方案高热密度节能冷却方案RoomSolutionupto26kWperrackRoomSolutionupto36kWperrackXDHXDHXDHXDO&XDVXDO&XDVXDO&XDV实施最佳冷却方案实施最佳冷却方案Emerson综合节能理念的社会与客户价值：-------节能、节地、环保EmersonEmerson综合节能理念的社会与客户价值：综合节能理念的社会与客户价值：--------------节能、节地、环保节能、节地、环保数据中心维护扩容管理数据中心维护扩容管理数据中心维护扩容管理空调空调蓄电池蓄电池直流电源直流电源UPSUPS服务器电源管理系统服务器电源管理系统SPMSPM高低压配电设备高低压配电设备油机油机环境量环境量防雷防雷动力系统：高低压配电、油机、稳压器、UPS等整流电源、电池组等环境及安全系统：温湿度、烟感、门禁、水浸、红外、系统、语音等空调系统：空调、加湿器、去湿器、