伺服器虛擬化如火如荼，勢不可擋，關於伺服器虛擬化帶來的電力節約也有幾多傳說。大家都不懷疑伺服器虛擬化為綠色環保做出的積極貢獻，但如何量化伺服器虛擬化帶來的電力節約
?當然，今天的虛擬化產品慢慢多起來，但到今天為止被大家廣為傳頌的還是
vmware
自去年推出的
virtual infrastructure 3(
虛擬架構
3，簡稱
vi3)
。所以我們在這裡以此為物件進行**，就部署
vmware vi3
前後的電力支出進行對比，從而讓我們可以清楚地了解伺服器虛擬化這項新興的技術怎樣改變我們的資料中心能源消耗。
為了說明的方便，在此假定了乙個使用者，我們姑且稱這個使用者為上海橡樹公司，下面讓我們一起來研究上海橡樹公司部署虛擬化後的電力節約情況。
上海橡樹公司的
it概況
因為我們主要研究伺服器虛擬化帶來的能源節約，因此，我們假定上海橡樹公司的
pc伺服器組成如下：
300臺
500臺
200臺
伺服器整合是伺服器虛擬化的最常見應用情景，在此以伺服器整合模型為參考來研究虛擬化帶來的電力節約。首先來看資料中心的電力消耗。根據實際情況，資料中心的電力消耗可以分成兩大類：
·
計算架構
(it負載
)的電力消耗
: 伺服器硬體、網路交換裝置、儲存網路裝置等；
·
網路關鍵物理架構（簡稱：
ncpi
，非it負載)
的電力消耗
: 變壓器、
ups電源、電源線纜、風扇、空調、加濕器、照明、幫浦等。
資料中心的直接電力消耗
如要完整地研究整個資料中心電力消耗的情況，需要考慮上面涉及的每個部分。由於我們這裡只就伺服器虛擬化進行研究，因此這裡只針對伺服器硬體的電力消耗，結合虛擬化進行研究，研究虛擬化前後伺服器電力消耗的差異。
要計算整個資料中心伺服器的電力消耗量，只需要將資料中心所有伺服器的額定功率進行疊加。由於額定功率的疊加是伺服器可能消耗的最大功率，為了反映真實的能源消耗情況，需要乘以相應的調節係數，以反映資料中心穩定態的伺服器電力消耗。穩定態係數是乙個經驗值，根據美國電力轉換公司（
american power conversion corporation
）的經驗，
「…大多數
it裝置的標稱功率大概超過實際消耗能量至少
33%。
」 伺服器的電力消耗通常基於伺服器的高度尺寸進行計算(如：
1u、2u、
4u等)，我們這裡假定
cpu和機器的高度尺寸有如下的關係：
· 1顆
cpu = 1u
· 2顆
cpu = 2u
· 4顆
cpu = 4u
· 8顆
cpu = 6u
·
16 顆
cpu = 12u
· 32顆
cpu = 24u
上海橡樹公司總體電費支出節約：
上述計算基於如下假設：
部署vmware vi3
後，由於
cpu的利用率會大幅度提高，因此伺服器的電力消耗也會相應增加。也就是說，單台伺服器虛擬化後的電力消耗比虛擬化前高。
cpu利用率增加和電力消耗增加之間的確切關係很難定量，會隨著
cpui/o
密集型和計算密集型。計算密集型負載可能比空閒狀態多消耗
150w
的電能，可能比平均負載多消耗
80w的電能。
(注意：這個工具不提供每種負載
cpu的實際利用率)。
下面我們以上海橡樹公司為例子，進行電費支出計算。根據上海
2006
年電費**，我們假定上海橡樹公司每度電費為
0.8元人民幣，那麼，上海橡樹公司伺服器硬體的電力消耗為：
因此，部署
vmware
虛擬化方案之前，每年的電費支出是：
部署vmware
虛擬化方案之後，每年的電費支出是：
通過部署
vmware
虛擬化方案，資料中心伺服器直接電力消耗每年的電費節約為：
資料中心冷卻系統的電力消耗
資料中心的所有電子裝置都會發熱，包括伺服器、交換機、儲存網路裝置等
it裝置，也包括電力**系統裝置，如
ups、電力分配系統。當然，空調裝置、照明甚至人都會產生熱。和前面一樣，為了方便討論，這裡僅僅討論伺服器硬體產生的熱量。
資料中心的設計很大程度上決定了熱效率和散熱的成本，許多資料中心仍然採用由前到後的通風模式，將所有伺服器朝向乙個方向，這將導致從一台伺服器後面散發的熱空氣會直接進入另外一台伺服器的前方。比較好的設計思路在是熱－通道
/冷－通道的設計布局，這可以降低由前到後的通風模式帶來的溫度梯級。
即使採用了優化設計，仍然需要大約
25％的冗餘空氣流動，當機房空調製冷系統故障時，冗餘的氣流可以確保資料中心冷卻需求。而且，很多資料中心都有熱點，熱點的熱密度往往大大高於其他區域，而集中的冗餘氣流可以滿足資料中心的**冷卻需求。
除了需要氣流冗餘，資料中心還需要額外氣流來滿足冷卻需要，因為有時候潮濕會導致冷卻效率降低。當然適當的濕度也是需要的，過分乾燥可能導致靜電放電現象，而靜電放電可能導致某些裝置受損。但是，大多數的空調系統都會使凝結水蒸汽，從而降低環境濕度。為了維持合適的濕度，可能需要加濕器。
一般來說，資料中心消耗的電能絕大部分全部變成了熱能，因此，伺服器硬體的額定功率基本相當於熱能輸出功率。此外，根據在惠普公司實驗室做出的結果，每
1瓦的散熱需要消耗
0.8瓦
的電能來進行冷卻。
(我們將此定義為負載引數
l)。基於以上資料，資料中心的冷卻能耗可進行如下推算：
上海橡樹公司冷卻需要的電費支出節約：
上述計算基於如下的假設：
這裡的計算不包括分期付款的成本和電力冷卻系統的維修成本。如果您需要計入這些成本，請結合自己的實際情況進行分別計算。
下面我們基於上海橡樹公司的案例進行計算。通過將伺服器的額定功率相加，可以算出在部署虛擬化之前，穩定消耗電力功率為
407千瓦，部署
vmware
虛擬化方案後，電力消耗為
51.6
千瓦。這也就是上海橡樹公司資料中心伺服器散發的熱量。因此，來冷卻這些熱量的成本可以進行如下計算。
部署vmware
虛擬化方案之前，資料中心伺服器的冷卻成本為：
部署vmware
虛擬化方案之後，資料中心伺服器的冷卻成本降為：
通過部署
vmware
虛擬化方案，資料中心伺服器冷卻電力消耗每年的電費節約為：
結論：伺服器虛擬化為資料中心帶來了巨大的電費節約
通過以上計算可以看到，資料中心伺服器虛擬化可以帶來大量的電能節約，電費的節省是相當可觀的。通過部署
vmware
虛擬化解決方案，上海橡樹公司每年總共可以節約的電費為人民幣
5,254,151.00
元，這是我們沒有計算之前覺得不可思議的。當然，涉及到具體的案例，可能節省的成本會有有所不同，但是電費的節約是顯著的，這僅僅是部署伺服器虛擬化的良好收益之一。
因此，部署伺服器虛擬化已經成為大型資料中心的當務之急，成為有效控制資料中心電力緊張的法寶之一。
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