數(shù)據(jù)中心設(shè)計之電源分析

一、過多的電能

當(dāng)系統(tǒng)工程師為整個公司的服務(wù)器設(shè)計供電設(shè)備時，他們使用和土木工程師設(shè)計隧道同樣的方式，建造一個能夠適應(yīng)最大流量的隧道。盡管隧道里大多數(shù)的車輛只是通勤車，工程師們?nèi)匀灰_保隧道能夠容納大型卡車或者油罐卡車。

服務(wù)器也是一樣。通常會指定基于最大的系統(tǒng)配置及負(fù)載需要電源需求。但是系統(tǒng)工程師不需要如此辛苫。他們能夠為不同的設(shè)置配備不同的電力需求。自然地，這將花掉更多的錢，因此他們傾向于在所有的布線模型中配置最大的電能供應(yīng)而不管實際使用的電量。

以圖所示的服務(wù)器為例，兩個服務(wù)器來自同一個系列WasteTech'sEscalenteline。左邊的WasteTech'sEscalente5000SUX配置了足夠的硬件，只需要60W的電能。右邊的6000SUX的最高配置安裝上足夠多的硬件后則要消耗540W的電能。然而兩臺服務(wù)器卻使用了同樣的電源。盡管目前的電源使6000SUX獲得了足夠的電能，但是對于消耗電量較少的服務(wù)器而言，則提供了過多的電能。這種過度供電造成了浪費。

但是問題并不僅限于同一系列的服務(wù)器。很多時候廠商選擇一種能夠適合所有設(shè)備的電源。同樣的，問題在于浪費。雖然廠商選擇同樣的電源應(yīng)用于所有設(shè)備要更便宜一些，而你最終要為低效率供電負(fù)責(zé)。更嚴(yán)重的是，環(huán)境也為此付出代價，因為設(shè)各的低效用電會產(chǎn)生更多的碳排放。

令人感到欣慰的是，許多像戴爾那樣的公司提供了不同的電源配置方案，消費者能夠根據(jù)每臺服務(wù)器的工作情況選擇合適的電源。特別是當(dāng)這種配置方法貫穿服務(wù)器的整個使用壽命時，將大大地降低能耗。

二、效率

電源的效率通常用輸出直流電量除以輸入交流電量來計算。如果一種電源能夠用更少的交流電產(chǎn)生更多的直流電，那么使用更多的交流電將比使用直流電節(jié)能。公式如下

效率=(輸出直流電)/(輸入交流電)

例如，如果有一種電源輸入300W輸出200W，計算起來很簡單，就是用200除以300。

效率越高越好。在這個例子中，66%并不算好。一般來說，一種高質(zhì)量的電源效率在75%~85%。例子中那剩下的34并不僅僅是消失了，而是轉(zhuǎn)化成了熱量，于是不得不再花錢去冷卻這些熱量。

當(dāng)考慮了電源效率和系統(tǒng)冷卻，計算機(jī)有效工作所消耗的電能可能低于驅(qū)動系統(tǒng)總電能的50%。那就意味著超過一半的能耗成了耗盡投資回報率(RDI)的無底洞，這種增長的運營成本對客戶毫無益處。

不同型號與用途的機(jī)器可以使用不同種類的電源。

三、負(fù)載

就效率而言，當(dāng)服務(wù)器閑置時電源是最低效的。那并不是說它們使用了更多的電，而僅僅是他們用電的效率低。就如同一臺摩托車，當(dāng)停在那里踩油門時，雖然消耗了汽油，卻沒有移動。但是當(dāng)把車騎上車道時，最終能到達(dá)某地，那時被浪費的能量的比重要比你將車閑置的時候少?，F(xiàn)在，想想看一臺服務(wù)器配置最小化，但是卻使用一個很大的電源。那個電源將產(chǎn)生許多無用的電。

廠商正在嘗試著解決這個問題。然而就如之前所看到的那樣，這將需要更多的前期投入，特別是使用昂貴的可循環(huán)材料。

四、冗余

數(shù)據(jù)中心常常配置多余的電源，原因顯而易見，如果一個電源壞了，還有其他的能夠保證服務(wù)器運轉(zhuǎn)。事實上，在大型數(shù)據(jù)中心，電源在不同的電網(wǎng)上，所以如果交流電源在某個電網(wǎng)上出了問題，其他的電源與服務(wù)器還將繼續(xù)工作。

冗余的電源配置對于確保設(shè)備正常運行是好的，但是對于能源效率而言則不然。比如，如果服務(wù)器運行需要200W，但是只有1個800W的電源，那么這臺服務(wù)器只能使用25%的供電量。如果添加了1個冗余的電源，能源使用就在這2個電源問被拆分了，從每一個電源上僅能獲取100W。這時將從25%的負(fù)荷、83%的效率，降到12.5%的負(fù)荷、65%的效率。

數(shù)據(jù)中心中的種種問題，歸結(jié)起來其實是一個平衡的問題。系統(tǒng)可用性與降低能源使用和成本，究竟哪個更重要?