微軟為什么要建水下數據中心?據悉,微軟在數據中心業務上有了個新的方向,就是把數據中心沉入海底:該技術利用原本為潛艇研發的散熱技術,利用海底的低水溫來為數據中心散熱。計劃將來建成服務器農場,整個放置在水下以節約寶貴的電能。數據中心制冷花費有多高?微軟為什么要這么做呢?這種技術能節約多少電能,也就是錢呢?我們今天就來詳細了解一下。
一、制冷能耗占比
到底制冷所消耗的能源有多花錢呢?我們先來看一下服務器機架的總擁有成本(TCO)。TCO可以幫助我們了解服務器在購買和使用中整體的使用成本,有助于了解整體的花銷,而不是僅僅購買時的短暫的肉痛。TCO包括三個構成:投資成本、運營成本和能源成本。因為機架里面的服務器價格大不相同,我們刨去這部分的成本。據IDC統計,數據中心的平均使用年限為9年。然而Gartner的數據顯示任何運營超過7年的設施都趨于陳舊。為了簡化,假定使用年限為10年。一個典型的數據中心的TCO構成為:
可以看出,電力能耗成本占據所有成本的20%!是數據中心主要的成本。這些電能都去哪里了呢?一個典型的服務器機架,能源消耗構成如下圖:
能源消耗大約只有47%的部分進入了服務器(紅框部分),這才是有效的能耗。而41%的部分被散熱消耗掉了!一個典型的數據中心能源和散熱構成如下:
散熱部分包括機架風扇,空調、泵機和散熱塔。這些部分消耗的能源占據數據中心能源消耗的很大一部分,也在TCO中占據的很大的比重。
這里要提一下PUE。電能使用效率(PUE)是評價數據中心能源效率的指標,它的計算很簡單:PUE=總體能耗/IT設備能耗我們可以看出,PUE值越接近于1,數據中心的能源效率越高。我們一起來計算一下上個例子中PUE的值。PUE=1/0.47=2.12這個數據怎么樣呢?我們來看一下2011到2014美國平均PUE是多少:
這個是廠家自己報告的,實際上UptimeInstitute于2012年對全美1,100家數據中心和其運營主管所做的調查顯示,數據中心PUE平均值為1.8-1.89。而其中,仍有高達34%的數據中心超過2.0,技術不發達國家的數據中心的效率只會更低。我們這個2.12的數據代表了平均水平。
在這里Google做的比較好,它的PUE值相當低:
它在2012年PUE值就已經相當低了,這與它持續不斷的優化是分不開的,這也是Google為了自己錢包考慮的必然之舉,詳情見參考資料1。********則宣稱在美國佛斯特及瑞典呂勒奧數據中心的PUE等級達到了1.06-1.08。PUE總體評級如下:
在我國,按照《“十三五”國家信息化規劃》,到2018年,新建大型云計算數據中心PUE值不高于1.5;到2020年,形成具有國際競爭力的云計算和物聯網產業體系,新建大型云計算數據中心PUE值不高于1.4。
結論
制冷消耗的電力占據服務器電力消耗相當大的比重,進而也在數據中心TCO中占據很大部分。而微軟將數據中心沉入海底,無疑會極大的降低制冷消耗的電力,降低PUE,從而為微軟以及購買微軟云服務等的客戶節約金錢。
隨著云計算、大數據等新興技術趨勢的發展,企業的IT基礎設施建設也呈現飛速發展狀態。服務器機柜不斷增加,機房空間不斷擴大,UPS電源、機房空調等相關設施不斷增加投入,隨之而來是能源利用效率低、耗電量大,電費支出超過基礎設施建設成本。據統計,全球的
數據中心每年消耗的電量占全球總電量的2%左右,調查顯示能源消耗成本已占到IT行業運營成本的30%到50%。如何降低PUE,進而降低TCO,這也是包括微軟外,所有服務器從業者的研究方向。我們可以期待,會有更多更有趣的花式降溫方法!