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绿色与未来

绿色与未来. 能源成本与使用正驱动数据中心的变革. 运算需求提升. 这十年来服务器成长了 6 倍 , 存储成长了 69 倍 1 从 2001 年到 2006 年 , 服务器的平均能耗翻了四倍 2 数据中心的能耗每五年就翻一番 3 66-73% 的企业在未来的 12-24 个月中将扩充他们的数据中心 4. 持续增加的成本压力. 降低企业成本现在已成为 CIO 在 2009 年的第二重要的事 5 全球电力的价格每年上涨 10-25% 6 数据中心在 20 年内的运营成本是资本投入的 3-5 倍. 对变化的响应. 科技密度在十年内成长了 20 倍 7

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Presentation Transcript

  1. 绿色与未来

  2. 能源成本与使用正驱动数据中心的变革 运算需求提升 • 这十年来服务器成长了6倍, 存储成长了69倍1 • 从2001年到2006年, 服务器的平均能耗翻了四倍2 • 数据中心的能耗每五年就翻一番3 • 66-73% 的企业在未来的12-24个月中将扩充他们的数据中心4 持续增加的成本压力 • 降低企业成本现在已成为CIO在2009年的第二重要的事5 • 全球电力的价格每年上涨10-25%6 • 数据中心在20年内的运营成本是资本投入的3-5倍 对变化的响应 • 科技密度在十年内成长了20倍7 • 78% 的数据中心已经是七年或更久前建立的8 • 29% 的企业确认数据中心的能耗与冷却影响了服务器的采购决策9

  3. 新数据中心成本结构的弹性设计 资本成本 60% 的成本花在能源相关的设备 Mechanical Cost Breakout Raised Floor Cooling 28% Mechanical 20% Contingency 9% Instrumentation & Controls 4% Cooling Plant 72% General Contractor Fee8% Electrical Cost Breakout Architect / Engineer 5% UPS 27% Power 36% Commissioning 2% Power Distribution 28% Fit-Up Costs 9% Generator 45% Shell 7% Source: IBM Estimates

  4. 新数据中心成本结构的弹性设计 $300 $250 $200 Energy Cost Staffing Bldg. Maint. & Mgmt. R E Tax $150 Cumulative Cost of Operations ($Millions) $100 $50 0 2 4 6 8 10 12 13 15 16 17 19 20 1 3 5 7 9 11 14 18 Year 运营成本 75% 的成本花在能源使用 Example: One 20,000 square foot data center • Cumulative cost to run a data center • 10% annual energy increase • Data center operational costs are 3-5 times the capital costs • 75% of operational costs is for energy • ￥4000-6000/Y/m2 Source: IBM Estimates

  5. Approximately 1 hour 37% increase in cost for highest availability 数据中心级别 • 国际组织对于机房性能的定义

  6. IBM 数据中心白皮书定义_Level 3+ IBM Level 1 – Utility Only IBM Level 2 – UPS Protection Fuel Oil 48 Hrs. Typical x IBM Level 3 – UPS and Generator IBM Level 4 – System plus System Generators N+1 Heat / Water Vapor Uninterruptible Power Supply N+1 Cooling Towers Batteries 10-15 min Data Center UPS PDU A Makeup Water Storage PDU B Static Switch A Server Chillers N+1 Utility Provider 2 Sources CRACUnits Raised Floor Static Switch B FiberRouteA FiberRouteB • PDU – Power Distribution Unit • Availability measured at the PDU • Values are for demonstration only 6

  7. IBM 数据中心白皮书定义_Level 4 Level 1 – Utility Only Fuel Oil 48 hrs typical Level 2 – UPS Protection Level 3– UPS and Generator Generators N+1 x Level 4 – System plus System Uninterruptible Power Supply 2N Cooling Towers Batteries 10-15 min Data Center UPS PDU A Makeup Water Storage PDU B Static Switch A Server Chillers N+2 Utility Provider 2 Sources CRAC Units Raised Floor UPS Static Switch B Fiber Route A Fiber Route B Batteries 10-15 min

  8. Tier 4 Cooling Towers Fuel Oil 48 hrs typical Fuel Oil 48 hrs typical Makeup Water Storage Generators N Generators N Chillers N Uninterruptible Power Supply Batteries 10-15 min Data Center UPS CRAC Units Cooling Towers PDU A PDU B Server Makeup Water Storage Utility Provider 2 Sources Raised Floor UPS Chillers N Fiber Route A Fiber Route B Batteries 10-15 min

  9. 绿色数据中心

  10. http://www.thegreengrid.org/ 数据中心的能效比DCE • DCE=1/PUE • 电源使用效力(PUE) PUE = [数据中心总用电消耗] . [IT设备能源消耗] • 理想的PUE = 1.6 • 常见的PUE = 2.4 to 2.8 甚至更高 • 绿色数据中心的标志之一： PUE < 1.6或 DCE > 65% New IBM Boulder : PUE=1.3

  11. 能源的效率可以对总体拥有成本起相当明显的影响能源的效率可以对总体拥有成本起相当明显的影响 一个机柜以3KW用电量，每度电一元人民币计算，每月的电费是2160元。每年该机柜电费是2.6万。 一个机房，以50个机柜计算，150KW,一年的IT设备电费是130万

  12. 模块化构建新思路 IBM为绿色数据中心带来了一系列全新的解决方案，她运用标准化、模块化及灵活可复制式的设计理念改变原有数据中心设计和建造模式，使之更为快捷和风险更低，且更具灵活性。 与市场的主导者们协作，有益于客户： • －快速地创建一个高能效的数据中心 • －端到端的一揽子节能方案 • －友好协作，采用最新的IT、UPS、 • 制冷和监控技术来完善数据中心的 • 设计和管理

  13. IBM数据中心家族TM 面向500-2,500 平方英尺数据中心的一揽子解决方案 8-12 周快速完工 比传统数据中心少20%成本 能源效率提升15-30% 可扩展模块 化数据中心 标准化设计适用于5000平方英尺到20000平方英尺的数据中心 高可用性设计 领先的能源效率 – 66% DCiE 交付速度比定制方式快25% 涉及到领先供应商的开放架构 企业级模块化数据中心 全功能数据中心，提供多厂商支持 可移植 – 临时和远程数据中心 可在 12-14 周内快速实施 设计用于提供高可用性 领先的能源效率：77% DCiE 便携式模块化数据中心 “即插即用” 的基础设施可在现有数据中心中支持高密度服务器 无中断实施 比翻新现有的数据中心少35%的成本 高密度分区

  14. 精密空调正面剪力墙 剪力墙引起的局部负压区 冷通道送风静压分布均匀 CFD帮助确定最佳设计方案 • 采用冷池提高送风温度及致冷效率

  15. 国家A级机房环境标准与ASHRAE Class1级机房标准 i-d图表现形式，如果按照国家A级标准势必增加制冷能力，可以在服务器可接受范围内适应调整温湿度范围

  16. PUE Assessment

  17. 延长企业基础架构的寿命一家美国企业在进行了能耗评估后节省了 40% 的能源成本 解决方案 • 全面的, 以事实为基础的分析 • 评估冷却, 电力与建筑系统 • 对数据中心能耗效率的评估 • 提出合理成本下的实际行动建议步骤与路线图 收益 • 采取行动后每年节省40% 的成本 • 不到两年就回收投资 • 花14,000美元, 每年节省10,000美元

  18. 设计 IBM 新数据中心基础架构Boulder 数据中心的智慧型设计能对变动与能源效率作出响应 • 从天然免费的冷却设计节省了50%的能耗成本 • 利用了98%的原有建筑空间 • 靠风力发电提供了每年100万千瓦时的电力 • 利用其它能源方式节省了200万磅的CO2 排放量

  19. 对数据中心采取的行动能显著地改善成本, 弹性与灵活度来支持变动的需求 延长现有数据中心基础架构的寿命 为整个企业的数据中心基础架构进行 合理化 设计新的基础架构来 响应 变动 • 透过审计节约了23%能耗 • 使用新科技节省了多达35%的成本 • 从虚拟化节省了30-70% TCO 成本 • 使用有效的能源科技达到超过30%的节约 • 降低多达50%的运营成本 • 从数据中心整合节省了多达15%的运营成本 • 运用模块化方案可推迟40-50% 的资本与运营成本 • 透过节能设计节省了多达50%的运营成本

  20. 下一步我们能做什么? 实践案例

  21. 重要讯息 • 能源效率是今日具有重大影响力的全球议题 – 在未来影响只会与日俱增 • 能源效率是IT信息化绿色运营中一项重要指标 • 采取简单但重要的一些行动就能产生显著的成本节约 • IBM 正与全球客户一起开发这一方面的解决方案 • IBM 期待能与您一起启动这个绿色旅程

  22. 利用IBM的经验来协助您 更多讯息请参考 绿色IT: www.ibm.com/green CIO: www.ibm.com/cio/cn

  23. Thank you!

  24. 智慧的地球带来的契机 利益相关者的期望 从投资者到市场分析师，从雇员到消费者，再到NGO，各方都对考虑人类活动对环境和经济造成的后果提出了更高的要求. 法律法规与标准国家针对节能减排，保护自然环境和对减少破坏生态环境方面的法律法规正在增多 成长契机 全球客户对企业要求承担社会与环保责任的力量, 为企业开拓了大量的成长与差异化的机会 成本与资源缺乏 企业面临着能源，垃圾处理，水，原材料不断上升的成本以及可用性的不确定性等问题同时，由于气候变化与全球暖化，对有形资产的威胁已然成真 28

  25. 采用热电联供技术 29

  26. 采用直流供电 30

  27. Google数据中心的节能策略 19个在美国，12个在欧洲，3个在亚洲(北京、香港、东京)，另外3个分布于俄罗斯和南美。 • 降低服务器的用电量 • 冷却水塔尽量使用蒸发冷却 • 建立冷热通道来提升空调使用效率，并提高冷信道的温度设定来减少空调冷却的支出 • 充分利用水资源

  28. Google’s Container Data Center Cooling Plant Equipment Yard Container Hangar

  29. Container 的送风方式 33 Container Cross-Section

  30. IBM/Syracuse University Green Data Center Systems and Services focus of this collaboration($3.5M IBM Investment) PUE=1.24 Liquid Cooling System DC Power Distribution System Electrical Co-Generation System Green Data Center Analysis & Design Center Syracuse University Green Data Center 34

  31. 计算机房温、湿度环境设计标准分别为国家《电子计算机机房设计规范》及美国ASHRAE Class1级机房标准，合理选择执行标准是设计关键 国家A级机房环境标准与ASHRAE Class1级机房标准 ASHRAE Class1级机房标准是ASHRAE(美国采暖, 制冷与空调工程师学会)与计算机设备厂商共同制定的服务器进风温、湿度标准；它对服务器设备稳定运行的环境提出了要求；现在市场上服务器设备的运行环境都参照这一标准。在国外它同时也作为厂家是否为其服务器等设备提供维保的标准之一。 Page 35 <Document Title> | <Date>

  32. 国家A级机房环境标准与ASHRAE Class1级机房标准对本项目能耗的影响 现行国家规范 设备厂商推荐及 ASHRAE标准 从上面案例中可以看出，每提高一度机柜进风温度可以节约4% 冷水机组能耗，同时提高机柜进风温度还能增加全年自然冷却小时数。IBM建议采用ASHRAE Class1 级环境标准作为本项目计算机房环境温、湿度设计标准。

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