能源之星評級對資料中心IT裝置的影響

2021-09-23 13:00:17 字數 1596 閱讀 1091

在過去,大多數資料中心的it裝置的電力負荷並沒有減少,it裝置在空閒時甚至造成了巨大的電能浪費,此外還要執行冷卻系統處理其熱負荷。2023年,美國環境保護局發布了資料中心伺服器的首個「能源之星」的規範,它定義了一系列的能源使用和效率要求。這些要求主要集中在提高整體伺服器的能源效率,降低整體功耗方面,特別是對伺服器空閒時的功耗進行了規定。

資料中心的能源之星計畫其中包括儲存系統和大型網路裝置

如今,能源之星計畫目前還將包括儲存系統和大型網路裝置的規範,預計將在2016發布。雖然並不是所有的裝置都適用於能源之星的評級,但確實是乙個讓it裝置購買方考慮降低能源成本,決策是否採用的重要因素。

風機功率和雜訊水平與進氣溫度

雖然工作溫度和能效一直是資料中心行業的主要關注點,而資料中心的噪音則是乙個長期的並不斷增長的問題。尤其是那些高密度的it裝置(例如高功率1u伺服器),其增加的雜訊的主要**是刀片伺服器的較高的氣流。

雖然新it裝置在能源效率方面考慮降低進氣溫度和cpu負載風扇轉速問題,但其內部熱管理系統仍然會顯著加快風扇速度,而這可以顯著地提高了電源功耗、it裝置風扇使用量,以及噪音水平。

該圖表**於ashraetc9.9***「2023年的資料處理環境熱指南-擴充套件的資料中心-類和使用指導意見」

從ashrae(美國採暖、製冷與空調工程師學會)的圖表中表明,圖右邊的a2伺服器增加進氣溫度從華氏59度上公升到華氏95度,其對冷卻氣流要求會增加到250%,同時也加大了風扇的噪音。而這可能會導致提高了20%的伺服器的功耗(注意這是最大的**,這是根據一家複合材料**商提供的資料範圍7%~20%,因此也要參考一些it裝置製造商產品的具體引數)。

多年前,ashrae已經意識到了資料中心風扇雜訊問題,希望對風扇所產生的噪音值及所對應的**處理器的溫度變化進行**。但風扇噪音、電力、氣流及相關風扇的親和定律可以說是相當複雜的工程研究。然而,卻沒有更多的深入研究和計算方法。在其2023年的準則所提供的例子中,假設it裝置進氣溫度提高了華氏3.6度(攝氏2度)(可以節省冷卻系統能量),估計將會導致風扇轉速提高20%(例如,從3000轉上公升至3600轉)。這相當於風扇噪音提高了4分貝,但這並不是不合理的,因為這仍然處於允許的3至5分貝範圍內(如果溫度從68華氏度提高到華氏72度,仍然在「推薦」範圍之內)。

優化每乙個元件

在ashrae列舉的示例中,其it裝置風扇的轉速為每分鐘3600轉,在許多情況下,高功率密度1u伺服器(通常為500va到1000va)使用的是尺寸很小的風扇,但其轉速卻高達15000轉,以便在裝置滿負荷時提供足夠的冷卻空氣,而其風扇甚至比更大的伺服器或刀片伺服器產生更高的噪音水平(更高的頻率),因此,有必要採用噪音更少以及電力耗費更少的大尺寸風扇。

降低it裝置風扇的速度是提高能源效率的幾種方式之一,也降低了風扇噪音。除了直接降低it伺服器風扇的能源消耗以外,也間接地讓裝置側冷卻裝置(crac/crah)降低氣流量的要求,從而也降低了it裝置的風扇能耗。

為了滿足能源之星對資料中心裝置的要求,每乙個元件和能量管理系統都要進行能源優化。這使得系統具有非常低的功率水平(其中包括**處理器,記憶體、硬碟等)。總之,風扇將盡可能在降低速度,當然隨著進氣溫度上公升,其轉速也會迅速上公升。該風機的能源管理功能在最新的伺服器變得相當標準,其功耗和氣流要求的效果可以在ashrae給出的a2伺服器氣流曲線中看到。

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