微軟為什么要建水下數(shù)據(jù)中心?據(jù)悉,微軟在數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)上有了個(gè)新的方向,就是把數(shù)據(jù)中心沉入海底:該技術(shù)利用原本為潛艇研發(fā)的散熱技術(shù),利用海底的低水溫來為數(shù)據(jù)中心散熱。計(jì)劃將來建成服務(wù)器農(nóng)場(chǎng),整個(gè)放置在水下以節(jié)約寶貴的電能。數(shù)據(jù)中心制冷花費(fèi)有多高?微軟為什么要這么做呢?這種技術(shù)能節(jié)約多少電能,也就是錢呢?我們今天就來詳細(xì)了解一下。
一、制冷能耗占比
到底制冷所消耗的能源有多花錢呢?我們先來看一下服務(wù)器機(jī)架的總擁有成本(TCO)。TCO可以幫助我們了解服務(wù)器在購(gòu)買和使用中整體的使用成本,有助于了解整體的花銷,而不是僅僅購(gòu)買時(shí)的短暫的肉痛。TCO包括三個(gè)構(gòu)成:投資成本、運(yùn)營(yíng)成本和能源成本。因?yàn)闄C(jī)架里面的服務(wù)器價(jià)格大不相同,我們刨去這部分的成本。據(jù)IDC統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)中心的平均使用年限為9年。然而Gartner的數(shù)據(jù)顯示任何運(yùn)營(yíng)超過7年的設(shè)施都趨于陳舊。為了簡(jiǎn)化,假定使用年限為10年。一個(gè)典型的數(shù)據(jù)中心的TCO構(gòu)成為:
可以看出,電力能耗成本占據(jù)所有成本的20%!是數(shù)據(jù)中心主要的成本。這些電能都去哪里了呢?一個(gè)典型的服務(wù)器機(jī)架,能源消耗構(gòu)成如下圖:
能源消耗大約只有47%的部分進(jìn)入了服務(wù)器(紅框部分),這才是有效的能耗。而41%的部分被散熱消耗掉了!一個(gè)典型的數(shù)據(jù)中心能源和散熱構(gòu)成如下:
散熱部分包括機(jī)架風(fēng)扇,空調(diào)、泵機(jī)和散熱塔。這些部分消耗的能源占據(jù)數(shù)據(jù)中心能源消耗的很大一部分,也在TCO中占據(jù)的很大的比重。
這里要提一下PUE。電能使用效率(PUE)是評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo),它的計(jì)算很簡(jiǎn)單:PUE=總體能耗/IT設(shè)備能耗我們可以看出,PUE值越接近于1,數(shù)據(jù)中心的能源效率越高。我們一起來計(jì)算一下上個(gè)例子中PUE的值。PUE=1/0.47=2.12這個(gè)數(shù)據(jù)怎么樣呢?我們來看一下2011到2014美國(guó)平均PUE是多少:
這個(gè)是廠家自己報(bào)告的,實(shí)際上UptimeInstitute于2012年對(duì)全美1,100家數(shù)據(jù)中心和其運(yùn)營(yíng)主管所做的調(diào)查顯示,數(shù)據(jù)中心PUE平均值為1.8-1.89。而其中,仍有高達(dá)34%的數(shù)據(jù)中心超過2.0,技術(shù)不發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)據(jù)中心的效率只會(huì)更低。我們這個(gè)2.12的數(shù)據(jù)代表了平均水平。
在這里Google做的比較好,它的PUE值相當(dāng)?shù)停?br />
它在2012年P(guān)UE值就已經(jīng)相當(dāng)?shù)土耍@與它持續(xù)不斷的優(yōu)化是分不開的,這也是Google為了自己錢包考慮的必然之舉,詳情見參考資料1。********則宣稱在美國(guó)佛斯特及瑞典呂勒奧數(shù)據(jù)中心的PUE等級(jí)達(dá)到了1.06-1.08。PUE總體評(píng)級(jí)如下:
在我國(guó),按照《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》,到2018年,新建大型云計(jì)算數(shù)據(jù)中心PUE值不高于1.5;到2020年,形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系,新建大型云計(jì)算數(shù)據(jù)中心PUE值不高于1.4。
結(jié)論
制冷消耗的電力占據(jù)服務(wù)器電力消耗相當(dāng)大的比重,進(jìn)而也在數(shù)據(jù)中心TCO中占據(jù)很大部分。而微軟將數(shù)據(jù)中心沉入海底,無疑會(huì)極大的降低制冷消耗的電力,降低PUE,從而為微軟以及購(gòu)買微軟云服務(wù)等的客戶節(jié)約金錢。
隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)趨勢(shì)的發(fā)展,企業(yè)的IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也呈現(xiàn)飛速發(fā)展?fàn)顟B(tài)。服務(wù)器機(jī)柜不斷增加,機(jī)房空間不斷擴(kuò)大,UPS電源、機(jī)房空調(diào)等相關(guān)設(shè)施不斷增加投入,隨之而來是能源利用效率低、耗電量大,電費(fèi)支出超過基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球的
數(shù)據(jù)中心每年消耗的電量占全球總電量的2%左右,調(diào)查顯示能源消耗成本已占到IT行業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的30%到50%。如何降低PUE,進(jìn)而降低TCO,這也是包括微軟外,所有服務(wù)器從業(yè)者的研究方向。我們可以期待,會(huì)有更多更有趣的花式降溫方法!