探索中国CIO人才现状 | 第四季调研报告
解析华为模块化数据中心高能效设计方案
2013-06-21  作者:企业网 

  华为自2004年开发并应用数据中心集成解决方案,通过多年的技术和经验积累,结合自身对通信网络和IT基础设施的深刻理解,于近年推出全新的绿色数据中心基础设施解决方案——“高效模块化”数据中心。模块化数据中心将节能理念贯穿于技术开发和工艺设计的全部过程,在核心部件、系统搭配和运维管理等方面,钻研节能改进的每个细节,实现系列方案PUE小于1.5。按上述的200千瓦的数据中心为例,PUE从2.0降到1.5,每年节省电力消耗约90万元。


  系统节能:模块化设计,合理资源配置、有序平滑演进


  云计算技术的快速发展带来了IT行业的新变革,要求业务能够实现合理规划、快速上线、高密运算。而传统数据中心由于基础设施的建设要求一步到位、前期投入较大、工程复杂、建设周期漫长,且每个数据中心均为定制化设计、无法复制,导致过渡建设现象普遍,制冷负载经常超过实际业务需求,造成制冷浪费。同时,随着业务拓展,IT设备不断增加,传统数据中心的制冷系统却难以及时响应需求,局部低效制冷的手段也将造成进一步能耗浪费。


  华为高效模块化数据中心采用标准化的接口和模块化架构,组件批量标准化生产,柔性架构、按需扩容、支持分期部署,匹配可预测性业务增长,有效避免过度投资。这为系统性节能设计提供了便利,每套模块化数据中心均有独立的、适配的制冷系统,可有效避免过渡制冷现象的发生,柔性架构也无需另外辅助制冷系统而产生额外的浪费。


  风道节能:冷热通道隔离,有序气动保障冷媒高效利用


  数据机房内部普遍存在热岛问题,局部冷热空气的混合,严重影响制冷效率,IT设备得不到需求的冷量,因此对空调提出更高要求,造成恶性循环。华为采用冷热通道密闭隔离方案,设计专门冷空气或热空气通道,并在冷热气流交织处安装拦阻设备,基于冷热空气分离有序流动的原理,隔离方案可将冷风全部用于设备散热,基本避免风量和冷量的损耗,从而大幅提高制冷的效率。


  空调节能:高效的制冷系统


  传统数据中心大多采取房间级制冷设计,这种情况下,空调提供原始制冷量的同时还要充当一个大型混合器,在机房内不断搅拌冷热空气,防止热点出现。数据仿真和实验表明,当数据中心的平均功率密度为每台机柜1-2kW量级时房间级制冷才相对有效。华为采用行级制冷解决方案解决上述问题。与房间级制冷架构相比,行级制冷空调气流通路较短,且冷媒投放更为精确,气流可预测性较好,机房空调的全部额定制冷量均可得到高效利用,超过7kW的高密度布局也能适用。此外,针对传统数据中心空调的低能效问题,华为开发NetCol精密空调解决方案。


  NetCol高度集成高效工业用直流变频涡旋压缩机、EC风机、高效蒸发器等高效部件,结合最优系统匹配和高效制冷盘管设计、变频温控算法、CAN总线组网、电机软启动、CFD与场协同等先进的技术,实现全年能效业界同类最优,大大降低数据机房制冷部分能耗,帮助客户节约运行成本,堪称高效制冷的动力心脏。


  UPS节能:低负载不失高效率


  UPS是数据中心的标配核心部件,UPS的效率直接关系着数据中心的用电损耗,高能效UPS将大大降低数据机房供电部分能耗。采用在线式双变换、部件模块化冗余设计、DSP全数字化控制和功率模块智能休眠等先进技术,华为UPS系统效率可高达96%。相比效率为88%的传统UPS,以负载200KW计算,华为UPS每年可省电约16万度。事实上,UPS的负载率一般为30%~40%,在这种情况下,传统UPS效率会低至82%左右,而华为UPS系统效率仍然可高达95%,节能贡献更加明显。


  运维管理节能:实时能耗监控,指导节能改造


  基于多年的数据中心建设经验,以及对现代数据中心发展趋势的理解,华为开发专用NetEco数据中心管理系统管。NetEco通过对基础设施的IT设备、空调设备、照明设备、电源等系统的用电情况进行实时监测,对设备耗电情况进行精细化的统计和分析,实时提供机房能效关键指标(PUE值),并依据具体问题给出节能改造建议,提高资源利用率和未来平滑演进后的节能设计。


  华为一直重视节能环保,公司2008年正式加入全球ICT行业最有影响力的环保行业组织GeSI(Globale-SustainabilityInitiative,全球电子可持续发展推进协会),致力于为ICT产业提供绿色环保的解决方案。在未来,数据中心大型化、高密化成为大势所趋,高能耗问题已经成为社会关注的普遍认知,华为将在数据中心领域不断投入,紧跟时代和产品发展,为客户“节”尽所能,建设绿色、安全、高效的数据中心。