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9.1云數(shù)據(jù)中心的特征9.2云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署9.3綠色節(jié)能技術(shù)9.4自動化管理9.5容災(zāi)備份Google公司云數(shù)據(jù)中心解決云計算數(shù)據(jù)中心的高能耗問題已經(jīng)成為一個環(huán)境問題,構(gòu)建綠色節(jié)能的云計算數(shù)據(jù)中心也成為一個重要的研究熱點。云計算數(shù)據(jù)中心的耗能越來越大9.3.4數(shù)據(jù)中心節(jié)能策略和算法研究9.3.5新能源的應(yīng)用9.3.6典型的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心4傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)的UPS不間斷供電系統(tǒng)存在的問題:轉(zhuǎn)換級數(shù)過多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。供電架構(gòu)復(fù)雜且難以維護。由于UPS系統(tǒng)進行了多級轉(zhuǎn)換,因此其自身也消耗了大量的電能。UPS自身所帶來的熱量還會進一步增加空調(diào)系統(tǒng)的負載。UPSUn-interruptiblePowerSupply電池系統(tǒng)過渡油機發(fā)電系統(tǒng)12改善配電系統(tǒng)的效率1高壓直流配電2市電直供配電6高壓直流供電+機架式PSU機架式電源將傳統(tǒng)的集中供電分散到每個機架,可靠性較傳統(tǒng)UPS有很大提高,能夠更好地適應(yīng)云計算業(yè)務(wù)場景。7市電供電電源與高壓直流充電后備系統(tǒng)9.3.4數(shù)據(jù)中心節(jié)能策略和算法研究9.3.5新能源的應(yīng)用9.3.6典型的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心9在數(shù)據(jù)中心運行過程中,效勞器節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、辦公環(huán)境等時刻產(chǎn)生著熱量,如果不能及時散發(fā)熱量,數(shù)據(jù)中心將無法運行。數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備散熱環(huán)節(jié)云計算數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的核心理念注重IT設(shè)備的溫濕度要求,高效解決區(qū)域化的制冷,是機架級別甚至是IT設(shè)備級別的制冷解決方案,而非著眼機房環(huán)境溫濕度控制。11根據(jù)不同出水溫度下的制冷和能耗,對應(yīng)的出水溫度〔即空調(diào)回風(fēng)溫度〕提高1℃,空調(diào)系統(tǒng)約節(jié)能3%。1.高溫回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)2.低能耗加濕系統(tǒng)3.自然冷空調(diào)系統(tǒng)將純潔的水直接噴灑在多孔介質(zhì)或者空氣中,形成顆粒極小的水霧,由送風(fēng)氣流送出。使用室外自然冷風(fēng)直接帶走機房的IT設(shè)備的散熱,減少了機械制冷系統(tǒng)中最大的壓縮耗能環(huán)節(jié),壓縮機制冷系統(tǒng)的EER由2~3.5提高到10~15,節(jié)能空間巨大。12FACEBOOK新風(fēng)自然冷空調(diào)系統(tǒng)〔PUE=1.07,空調(diào)EER約為15〕〔1〕低溫和降溫風(fēng)系統(tǒng)〔2〕新風(fēng)過濾系統(tǒng)〔3〕氣流組織〔4〕智能控制9.3.4數(shù)據(jù)中心節(jié)能策略和算法研究9.3.5新能源的應(yīng)用9.3.6典型的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心14將數(shù)據(jù)中心的效勞器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、供電設(shè)備等高密度地裝入固定尺寸的集裝箱中,使其成為數(shù)據(jù)中心的標準構(gòu)建模塊,進而通過假設(shè)干集裝箱模塊網(wǎng)絡(luò)和電力的互連互通構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)中心。定義集裝箱數(shù)據(jù)中心Microsoft芝加哥數(shù)據(jù)中心Google俄勒岡州Dalles數(shù)據(jù)中心Amazon俄勒岡州Perdix數(shù)據(jù)中心15相關(guān)的集裝箱數(shù)據(jù)中心模塊化產(chǎn)品解決方案微軟拖車式集裝箱數(shù)據(jù)中心ActivePower集裝箱數(shù)據(jù)中心SGIICECube惠普“金剛〞集裝箱數(shù)據(jù)中心浪潮云海集裝箱數(shù)據(jù)中心SmartCloud華為賽門鐵克OceanspaceDCS曙光CloudBase世紀互聯(lián)云立方……集裝箱數(shù)據(jù)中心模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)集裝箱式數(shù)據(jù)中心部署示意圖181高密度集裝箱數(shù)據(jù)中心模塊可容納高密度計算設(shè)備,相同空間內(nèi)可容納六倍于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的機柜數(shù)量。2模塊化建立一個最優(yōu)的數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng),具有恰如所需的供電、冷卻和計算能力等。3按需快速部署集裝箱數(shù)據(jù)中心不需要企業(yè)再經(jīng)過空間租用、土地申請、機房建設(shè)、硬件部署等周期,可大大縮短部署周期。4移動便攜集裝箱數(shù)據(jù)中心的安裝非常容易,只需要提供電源連接、水源連接〔用于冷卻〕和數(shù)據(jù)連接即可。1234519從綠色節(jié)能的角度看,集裝箱數(shù)據(jù)中心也采用了諸多良好的設(shè)計提高數(shù)據(jù)中心的能效比??s短送風(fēng)距離提高冷通道溫度冷/熱通道完全隔離隔熱保溫材料FreeCooling功能9.3.4數(shù)據(jù)中心節(jié)能策略和算法研究9.3.5新能源的應(yīng)用9.3.6典型的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心21數(shù)據(jù)中心節(jié)能策略和算法研究功率管理降低能耗云計算數(shù)據(jù)中心節(jié)能動態(tài)功率管理靜態(tài)功率管理降低空閑能耗降低運行時能耗主要前提是數(shù)據(jù)中心所面臨的負載隨時間動態(tài)變化,它允許根據(jù)負載對功率進行動態(tài)調(diào)整主要利用高效硬件設(shè)備,通過設(shè)備結(jié)構(gòu)的改變來降低能耗221.DVFS節(jié)能技術(shù)當CPU未被完全利用時,通過降低CPU的供電電壓和時鐘頻率主動降低CPU性能,這樣可以帶來立方數(shù)量級的動態(tài)能耗降低,并且不會對性能產(chǎn)生影響。2.基于虛擬化的節(jié)能技術(shù)允許在一個主機上創(chuàng)建多個虛擬機,因此減少了硬件資源的使用數(shù)量,改進了資源利用率。3.基于主機關(guān)閉/開啟的節(jié)能技術(shù)基于主機關(guān)閉/開啟技術(shù)的節(jié)能策略可以分為隨機式策略、超時式策略和預(yù)測式策略三類。數(shù)據(jù)中心節(jié)能策略和算法研究9.3.4數(shù)據(jù)中心節(jié)能策略和算法研究9.3.5新能源的應(yīng)用9.3.6典型的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心24新能源的應(yīng)用為了減少能耗開銷和碳排放量以實現(xiàn)綠色計算,充分利用新能源才是根本途徑。高能效加新能源綠色和平組織〔GreenPeace〕定義實現(xiàn)綠色IT的方式是:25谷歌海上數(shù)據(jù)中心谷歌風(fēng)能數(shù)據(jù)中心Facebook太陽能數(shù)據(jù)中心新能源的應(yīng)用現(xiàn)在,越來越多的IT企業(yè)和機構(gòu)正在逐步實現(xiàn)完全或者局部新能源驅(qū)動的數(shù)據(jù)中心26新能源的應(yīng)用為了給出標準的方法來評價數(shù)據(jù)中心的碳強度,綠色網(wǎng)絡(luò)組織GreenGrid采用碳使用效率〔CarbonUsageEffectiveness,CUE〕表示每千瓦時用電產(chǎn)生的碳排放密集程序。CUE數(shù)據(jù)中心總的CO2排放量IT設(shè)備能耗碳使用效率〔CarbonUsageEffectiveness〕9.3.4數(shù)據(jù)中心節(jié)能策略和算法研究9.3.5新能源的應(yīng)用9.3.6典型的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心28典型的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心2006年ChristianBelady提出了數(shù)據(jù)中心能源利用率〔PUE〕的概念,如今,PUE已開展成為一個全球性的數(shù)據(jù)中心能耗標準。PUE數(shù)據(jù)中心總能耗IT設(shè)備能耗基準是2,比值越接近1,表示數(shù)據(jù)中心的能源利用率越高。29典型的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心全球最節(jié)能的5個數(shù)據(jù)中心:1.雅虎“雞窩”式數(shù)據(jù)中心PUE=1.082.Facebook數(shù)據(jù)中心PUE=1.153.谷歌比利時數(shù)據(jù)中心PUE=1.164.惠普英國溫耶德數(shù)據(jù)中心PUE=1.165.微軟都柏林數(shù)據(jù)中心PUE=1.2530典型的綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心混調(diào)室和過濾室機架和主板本章未完待續(xù)百度排名首位的大數(shù)據(jù)資料和交流中心百度排名首位

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