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盡量節(jié)省能源，并且更有效地利用計(jì)算機(jī)：這是IBM位于紐約州波基普西的研究實(shí)驗(yàn)室遵循的兩大準(zhǔn)則。這些準(zhǔn)則既適用于IBM部署到數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)備，又適用于硬件設(shè)備的配套基礎(chǔ)設(shè)施。該公司希望，結(jié)果就是打造既節(jié)省能源又節(jié)省資金的數(shù)據(jù)中心；它在探究似乎每一條切實(shí)可行的途徑，以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。

企業(yè)如何讓自己的數(shù)據(jù)中心更順暢地運(yùn)行，同時(shí)又節(jié)省資金？在IBM位于紐約州北部地區(qū)的研究實(shí)驗(yàn)室和數(shù)據(jù)中心，IBM人員最關(guān)注的是這三個(gè)方面：能源效率、監(jiān)控和利用率。

盡量節(jié)省能源，并且更有效地利用計(jì)算機(jī)：這是IBM位于紐約州波基普西的研究實(shí)驗(yàn)室遵循的兩大準(zhǔn)則。

這些準(zhǔn)則既適用于IBM部署到數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)備，又適用于硬件設(shè)備的配套基礎(chǔ)設(shè)施。該公司希望，結(jié)果就是打造既節(jié)省能源又節(jié)省資金的數(shù)據(jù)中心；它在探究似乎每一條切實(shí)可行的途徑，以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。

IBM研究員兼負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心能源效率的首席工程師羅杰。施密特（Roger Schmidt）說(shuō)：“如果你看一下表明數(shù)據(jù)中心中使用了多少能源的餅狀圖，就會(huì)發(fā)現(xiàn)大概一半能源用于基礎(chǔ)設(shè)施，另一半用于IT系統(tǒng)。這不是什么好事。完成工作的是IT系統(tǒng)，不是嗎？所以，你希望讓基礎(chǔ)設(shè)施消耗的這部分能源盡可能少。我們正在努力把設(shè)備更緊密地與自然環(huán)境結(jié)合起來(lái)，那樣我們就能節(jié)省能源。”

對(duì)IBM來(lái)說(shuō)，這意味著重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)方面：空氣冷卻和水冷卻。這在這家公司建在波基普西的“綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心”（見(jiàn)上圖）體現(xiàn)得尤為明顯：該數(shù)據(jù)中心一側(cè)采用空氣冷卻，另一側(cè)采用水冷卻。

機(jī)房的空氣冷卻一側(cè)依靠像打開(kāi)窗戶這么簡(jiǎn)單的原則。施密特說(shuō)：“機(jī)房外面很冷，”他手指著覆蓋IBM停車(chē)場(chǎng)大片平地的暴風(fēng)雪。“只要打開(kāi)這些窗戶。我們干嘛不這么做呢？”他表示，事實(shí)上，業(yè)界正在這么做：使用自然環(huán)境的空氣來(lái)冷卻數(shù)據(jù)中心的設(shè)備。好處就是，可以關(guān)掉空調(diào)系統(tǒng)，從而省電、減少碳排放量。

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當(dāng)然，不是每一個(gè)數(shù)據(jù)中心都可能建在氣候寒冷的地方。施密特說(shuō)：“延遲或延誤是個(gè)問(wèn)題。許多公司不得不把數(shù)據(jù)中心建在靠近工作場(chǎng)所的地方，而且是建在本國(guó)內(nèi)。”比如說(shuō)，出于保護(hù)數(shù)據(jù)方面的考慮，有些地方要求數(shù)據(jù)不得離開(kāi)本國(guó)。

但即使公司位于氣候較暖和的地方，其數(shù)據(jù)中心仍可以充分利用周邊環(huán)境，一方面是由于業(yè)界正在擯棄這種概念：數(shù)據(jù)中心必須保持相當(dāng)?shù)偷臏囟?。施密特表示，IBM設(shè)計(jì)的芯片在高達(dá)85攝氏度的環(huán)境下也可以正常工作。只要將設(shè)備控制在這個(gè)溫度以下，芯片應(yīng)該可以順暢運(yùn)行。

因此，你可以使用環(huán)境溫度下的外面的水來(lái)冷卻數(shù)據(jù)中心，由此帶來(lái)了看似矛盾的“熱水冷卻”概念。施密特說(shuō)：“就像空氣冷卻……我們干嘛不利用外面的水來(lái)冷卻呢？”當(dāng)然優(yōu)點(diǎn)在于，如果你能夠利用環(huán)境溫度下的水，就可以不必先耗費(fèi)能源來(lái)冷卻了。

這家公司的X系列大型機(jī)有些采用了內(nèi)置的水冷卻技術(shù)，水溫是45攝氏度；IBM正努力把用于冷卻的水溫提到更高的溫度：65攝氏度左右。“我們一直在談?wù)撌褂盟畞?lái)冷卻芯片，水流經(jīng)系統(tǒng)，出來(lái)時(shí)溫度更高，也許有70攝氏度。我們利用這更熱的水為建筑物和城鎮(zhèn)的中央配熱系統(tǒng)供暖，”施密特說(shuō)。“大家對(duì)此頗有興趣，因?yàn)槲覀儚膩?lái)沒(méi)有真正能夠解決數(shù)據(jù)中心的廢熱問(wèn)題。所以，現(xiàn)在我們使用更熱的水，我們可以將這廢熱變廢為寶。”

這個(gè)原則如上圖所示：左邊表盤(pán)顯示了從哈得遜河進(jìn)來(lái)的就在IBM工廠外面的水的溫度。右邊表盤(pán)顯示了出來(lái)后的已從數(shù)據(jù)中心收集廢熱的水的溫度。

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上圖是IBM建在波基普西的數(shù)據(jù)中心的水冷卻系統(tǒng)。

綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心是一套投入使用的設(shè)施，為IBM的客戶和藍(lán)色巨人自己處理工作。

三年前，該數(shù)據(jù)中心的可用場(chǎng)地快沒(méi)了，還遇到了冷卻問(wèn)題。于是，IBM召集一批設(shè)計(jì)人員為場(chǎng)地重新建模，而不是新建數(shù)據(jù)中心，并且在此過(guò)程中設(shè)立了一個(gè)展廳，旨在著重展示數(shù)據(jù)中心的最佳實(shí)踐。

IBM采取的措施有些科技含量實(shí)在很低：比如說(shuō)，管道周?chē)乃⒆涌梢苑乐箍諝庖萆?；易彎曲的地板下管道意味著，可以隨時(shí)改變水冷卻系統(tǒng)的布局；針對(duì)空氣冷卻一側(cè)和水冷卻一側(cè)的地板上通風(fēng)口大小不一，可以根據(jù)需要，加大通風(fēng)量。

后面的機(jī)房有一個(gè)變電所，不用轉(zhuǎn)換，就可以將直流電直接輸送到設(shè)備。施密特說(shuō)：“業(yè)界在進(jìn)行激烈討論：我們?yōu)槭裁葱枰羞@些轉(zhuǎn)換路徑：直流電轉(zhuǎn)換成交流電，再由交流電轉(zhuǎn)換成直流電？”每次轉(zhuǎn)換過(guò)程都會(huì)導(dǎo)致能源損耗，所以直接將直流電輸送到數(shù)據(jù)中心避免了這種損耗。“我們現(xiàn)在的一些高端系統(tǒng)已通過(guò)認(rèn)證，可以直接使用直流電。”

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機(jī)柜都配有后門(mén)熱交換器，可以吸入服務(wù)器排出來(lái)的熱廢氣，然后再以冷空氣的形式排出去。IBM聲稱(chēng)，這項(xiàng)技術(shù)可以吸走整個(gè)機(jī)架多達(dá)60%的廢熱。該公司擁有這項(xiàng)技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

這些變化帶來(lái)的結(jié)果是，數(shù)據(jù)中心的電力使用效率（PUE）達(dá)到了1.27，IBM的投入在短短10個(gè)月內(nèi)就帶來(lái)了回報(bào)。

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上圖：IBM的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心在地板下布得很整齊的線纜讓空氣得以順暢地流動(dòng)。

據(jù)施密特聲稱(chēng)，IBM還在考慮其他類(lèi)型的冷卻方法：它在考慮使用由合作伙伴開(kāi)發(fā)的一種新型風(fēng)扇（這種風(fēng)扇原本是為軍方開(kāi)發(fā)的），性能可以提升50%左右，噪音則可以降低30%左右。

降噪性能變得越來(lái)越重要，因?yàn)轱L(fēng)扇會(huì)產(chǎn)生很大的噪音——而噪音過(guò)大，不符合一些地方（如歐洲）為工作場(chǎng)所制定的法規(guī)。

施密特表示，更多現(xiàn)有的技術(shù)包括這種想法：把IT設(shè)備浸泡在一種特殊的液體中。“業(yè)界在談?wù)摪颜麄€(gè)系統(tǒng)浸泡在裝有電介質(zhì)液的池中。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室開(kāi)展這方面的幾個(gè)項(xiàng)目。”

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處理好數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施是主要工作，但這需要結(jié)合更有效的監(jiān)控機(jī)制。

為此，IBM開(kāi)發(fā)出了測(cè)量和管理技術(shù)（MMT），以便更好地了解其數(shù)據(jù)中心的用電情況。自然而然，現(xiàn)在IBM將這項(xiàng)技術(shù)提供給了客戶。

MMT分為手動(dòng)版和自動(dòng)版——上圖是手動(dòng)制導(dǎo)的傳感器推車(chē)，它負(fù)責(zé)收集從遍布機(jī)房的傳感器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，生成三維熱圖。

施密特說(shuō)：“測(cè)量冷卻器的用電量、測(cè)量冷卻塔的用電量，測(cè)量水泵的用電量，測(cè)量IT系統(tǒng)的用電量，然后做成圖表。”

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在機(jī)房一角，一排顯示器顯示了從機(jī)房的眾多傳感器收集而來(lái)的一組數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)了IBM的Tivoli軟件的處理。

施密特表示，監(jiān)控機(jī)制可以將數(shù)據(jù)中心的能源節(jié)省20%左右。

但是即使冷卻技術(shù)方面的進(jìn)步和更有效的監(jiān)測(cè)機(jī)制共同造就更高效的數(shù)據(jù)中心，但有個(gè)方面要注意：用電量只會(huì)越來(lái)越大。施密特說(shuō)：“即使每瓦特性能大幅提升了，客戶還是在購(gòu)買(mǎi)越來(lái)越多的設(shè)備。他們無(wú)法獲得足夠大的電量。”（從工作文檔到家庭照片和視頻，我們喜歡存儲(chǔ)一切內(nèi)容的做法只會(huì)增加用電負(fù)荷。）

施密特認(rèn)為，為了跟上需求的步伐，設(shè)備的利用率必須有所提高。他以不起眼的筆記本電腦為例：任務(wù)管理器（Task Manager）會(huì)告訴你系統(tǒng)的利用率有多高，而利用率通常只有百分之幾。施密特說(shuō)：“但是用電量卻是大功率，這純屬浪費(fèi)。所以現(xiàn)在大家致力于提升性能。如果你使用這樣的性能，又不需要大功率，就可以開(kāi)始關(guān)閉系統(tǒng)，或者讓系統(tǒng)處于睡眠模式。”

就數(shù)據(jù)中心而言，目的是將利用率提升至高達(dá)50%.

雖然能源效率、監(jiān)控和利用率仍是IBM打造綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心的成功秘訣，但是施密特會(huì)繼續(xù)考慮改進(jìn)IT冷卻技術(shù)。IBM采用水冷卻技術(shù)的做法可以一路追溯到1964年，該公司仍樂(lè)此不疲：“我不認(rèn)為我們偏離了這種方法，但是我們也在考慮其他技術(shù)，以免我們錯(cuò)失了一些好的技術(shù)，”他說(shuō)。