立异引领英特尔下一代数据中心建造

跟着IT技能的不断发展，以及事务与IT日益亲近的联络，当时的数据中心正面对着本钱、整合、能源管理等一系列应战，并正在阅历着巨大的改变。鄙人一代数据中心建造方面，英特尔公司持续立异，用多年活跃的探究获得了许多经历。

选用虚拟化技能，是削减全体IT能耗的好办法。传统的数据中心运用物理服务器均匀运用率在10%，选用了虚拟化和云核算今后，数据中心全体的IT的功率可以进步许多。经过上述手法，英特尔与2005年比较，每年数据中心所用的服务器的开销下降了9000万美元，也即高达50%。

除了虚拟化以外，英特尔关于数据中心的建造还有许多其他探究。比方传统的数据中心的散热运用空调办法，冷热通道没有关闭，该办法一般完结的是2到4个千瓦的每个机架的运用。

现在开端进入云核算今后，一切的服务器，包含一些刀片式服务器，运用密度变得十分高，所以对进步散热功率最好的办法是选用冷热通道别离，然后一起关闭冷热通道，假如更高一级，则需求更紧密的关闭防止冷热空气的混合，比方用烟囱式机柜这样更紧密的关闭办法。

关闭冷热通道今后有会有什么优点？优点在于可以进步全体的空调的功率。英特尔选用了用关闭冷热通道，然后尽可能进步回风温度的办法，完结了冷水机全体能效比系数从0.927进步到1.02，也即进步10%。

在冷凝温度不同的状况下，假如持续进步水，或许每个冷所需求的千瓦时的一个比照，那么从7度到10度的时分，仍是有一个10%的进步。到了12度会到达20%的进步，一起，很好的阻隔冷热通道，获得高的回风温度，可以添加服务器的前后端温度差，这能在相同热负荷的状况下，削减风量，一起也可以削减风机风量和转速，风机的功耗它依据的转速比值是一个立方的联系，当风机转速下降一半的时分，它的功耗只相相当于原本的八分之一；进步回风温度，可以随之进步水温，经过加大进出空调机组的温度差，还可以削减水泵的耗费功率，并能极大的延伸天然冷却的时刻。（可是这个办法并不适于风冷型的散热体系，也即便是直接蒸发式的DX体系，由于这种直接蒸发式的体系，进步回风温度可以适当地进步压缩机的作业功率，可是由于过高的回风温度，可以引起压缩机长时刻的高压的运转，反而简单出毛病。）

在节能方面英特尔还考虑尽可能地运用天然冷源，在全球合适天然冷却的区域，都可以用天然冷源对数据中心进行降温。比方北京,全年均匀气温在16°C，合适天然冷却的时刻超越40%，本年一直到4月底室外还很冷，这个温度可以给数据中心进行天然冷却。

北京年均匀气温散布状况

运用室外冷空气天然冷却，首要分红两种办法，

A 直接天然冷却办法，

直接天然冷却办法，还分为几种办法，

1． 现在常用的是冷冻水机房专用空调体系，合作适用于冬天天然冷却的逆流型大冷却塔（比夏日工况用冷却塔容量要大3-4倍，以便尽可能延伸天然冷却的时刻），及阻隔冷冻水体系及冷却水体系的板式热交换器；

Intel Portland 的数据中心便是选用的这种规划办法。

比方北京，归于典型的温带大陆性气候，冬夏时刻长，且全年大部分时刻，空气枯燥，湿球温度远低于干球温度，抱负的可以运用天然降温的市外干球温度全年均匀12度以下的时刻可以到达45%，假如运用冷却塔加板换的办法，更可以运用市外湿球温度天然冷却，冷却塔规划的容量满足大时，全年天然冷却的时刻更可以到达60%以上；

2．便是用带有天然冷却盘管的干凉气乙二醇办法，它的作业原理是在室内机规划了两套盘管，一个盘管是氟利昂的，一套盘管是可以走冷冻水的，这套体系它有什么特色呢？便是由于冷冻水体系它条件，是你的数据中心规划有满足大，你可以有条件去规划冷水机组，螺杆机也好，可是假如你要是数据中心的规划没有那么大的话，你规划这套冷冻水体系关于整个数据中心的出资造价就太高了。

这种办法可以很好的处理这个问题，便是用传统的机房专用空调，传统的水冷式的机房专用空调，在它的蒸发器盘管上，再并一组冷冻水盘管，到了夏天的时分，它是外边的干式冷却器是起到一个冷却水的作用。

到了冬天的时分，它的干冷器就变成发生冷冻水的作用，然后经过两套两通阀来调节水是经过板式热交换器的冷凝器仍是经过冷冻水盘管，这样的话也可以完结天然冷却办法，并且这种天然冷却办法它有一个很大的优势在于它可以混合制冷，便是说在你温度降的比方说室外温度比方20度，可是机房回风温度是在26度的时分，也可以进行天然冷却，也便是说我的从室外回来的水，可以先经过冷冻水盘管，然后再进行机械冷却，这样的话每年的天然冷却时刻，就拿北京来说，可以到达50%甚至于更高的时刻，那么可以关于你数据中心的年均匀值来说可以降的很低。（很好的关闭冷热通道，进步回风温度，更可以极大的延伸了全年天然冷却的时刻）

3. 运用转轮式热交换器的办法，

运用转轮内填料的储能功用，让转轮在两个关闭的风道内缓慢旋转，被室外空气冷却的填料冷却室内空气。

Intel帮忙KPN在欧洲规划世界上第一个运用转轮天然冷却的数据中心，每年可以节约8百万欧元的运转费用。并削减了很多的CO2排放。

按英特尔的经历，选用天然冷却的办法，每年北京大约可以到达40%到60%的时刻不需求发动机械制冷。在确保数据中心相对关闭的环境下运用直接的天然冷却，该办法还防止了室外空气的湿度和洁净度关于室内的影响。

B .还有一种是直接选用室外新风式的天然冷却，英特尔在美国新墨西哥州建的数据中心，便是用的这种办法：它直接把室外的空气送到室内冷却。这种办法直接运用了室外空气，可以在24°C以下的悉数时刻进行天然冷却，可是这种室外的空气，含尘量大，需求杂乱的除尘处理，并需求专用的空气处理机来确保满足的风量供给，所以也一般不能运用传统的机房专用空调。一起，这种天然冷却还面对着相对湿度很难控制在答应范围内，因而，对服务器的质量会有更高的要求，不适于对数据中心牢靠性要求特别高的用户。

不管规划选用何种天然冷却办法，关于用户来说除了可以削减运转本钱，削减炭的排放以外，出资都会添加70%到100%，可是它的运营本钱相对会比较低。每年TCO增加会低于传统数据中心的建造。依照英特尔现有数据中心建造的经历：假如多投入的钱是在3-5年左右的时刻可以经过削减能耗及相关费用的办法回收多投入的话，那么关于数据中心建造，这种投入十分值得的。

这是全球合适做天然冷却数据中心规划的区域散布剖析

可以看出在我国，长江以北的区域都可以进行选用天然冷却的办法，来进行未来的数据中心的规划，比方北京，归于典型的温带大陆性气候，冬夏时刻长，且全年大部分时刻，空气枯燥，湿球温度远低于干球温度，抱负的可以运用天然降温的市外干球温度全年均匀12度以下的时刻可以到达45%，假如运用冷却塔加板换的办法，更可以运用市外湿球温度天然冷却，冷却塔规划的容量满足大时，全年天然冷却的时刻更可以到达60%以上；所以说运用天然冷却关于英特尔未来的数据中心是一个很好的处理下降能耗的问题。

现在英特尔还做了一些新的探究，比方英特尔在美国规划了一个试验机房模型，这个试验机房模型，英特尔叫鸡舍式的数据中心。鸡舍式的数据中心的规划创意来自于养鸡舍里边很多的鸡自身散热，使得空气胀大，空气胀大今后发生向上的动力，驱动整个的空气在房间里边天然活动，而不需求任何机械的协助。
比方在服务器机柜中，由于服务器发热量十分大，英特尔把热量搜集起来，让进入数据中心的空气被这儿热量加热后天然上升，此刻只需盖一个满足高的烟囱让热空气往上提高，带动空气活动，完结散热循环。用这种办法可以在全年里大部分时刻，甚至连风无需敞开，直接靠服务器发生的热能，由这个热能发生的动力向外天然散热。这种散热办法十分合适与我国的东北大部分区域。在规划过程中，要注意处理好除尘，保持数据中心内部含湿量的最低要求。

（依据ASHARE2008的最新陈述，影响数据中心内设备的空气水含量目标，是绝对湿度，而不是曾经着重的相对湿度，只需露点温度控制在5.5°C以上，数据中心内的设备都可以确保安全，防止静电的损害。
拜见2008 ASHRAE Environmental Guidelines for Datacom Equipment
-Expanding the Recommended Environmental Envelope-）

英特尔选用高压直流的规划，把原本要三次的转化，只用了一次，节约两次转化的能耗。在国内英特尔与一些用户现已在做一些相关的测验，和运用。一些国内的通讯运营商也在做一些相关的试验和测验，甚至于现已制订了数据中心直流供电的规范。

选用高压直流供电可以节约7%左右的配电部分能耗，考虑到这部分能耗还要散热到数据中心内，假如节约下来，将带来归纳的节能作用12-15%以上。且可以节约数据中心的占地面积，带来更多场所运用率。这种技能现在面对的首要问题是短少老练的产业链支撑，建造本钱还比较高。

现在支撑数据中心运转的两个首要大的基础设施能耗的部分，是空谐和配电，英特尔都在采纳节能办法和做相应的探究。其实，真实能耗的本源仍是在于服务器自身，在未来更长的时刻内，英特尔正在做相关的研讨探究便是要把服务器的能耗再下降80%！在立异引领之下，未来越来越多的绿色、低碳的数据中心将在业界呈现。

英特尔职业及处理方案部资深工程师　张敬