数据中心的建设已经经历了几十年的历程，但“绿色”数据中心还只是处于起步阶段，并伴随着“节能减排”这个世纪性的话题再度升温。能量消耗和空间利用是数据中心最大的成本所在，对于CIO们来说，这是限制数据中心扩展的主要因素。

　　核心是降低能耗

　　交流－直流转换过程中的热损耗成为了数据中心的能耗“杀手”，如何解决这一问题是降低能耗的关键所在。

　　能量消耗和空间利用是数据中心最大的成本所在，对于CIO们来说，这是限制数据中心扩展的主要因素。服务器厂商Sun为下一代的Internet推出了一个新的评判标准，即用SWaP值来判定数据中心内部署的服务器系统的功效状况及经济性。SWaP值综合考虑了服务器的占用空间、功耗瓦数以及性能等因素，以此来反映在部署更多的服务器系统时因功率和空间的短缺而可能存在的制约因素。

　　在今天，“绿色”已经开始在IT界萌芽、生长，这是一个任何人都无法改变的事实。那么，“绿色数据中心”的含义到底是什么呢？这已经成为了数据中心建设者、使用者和管理者首要关心的问题。有资料显示，限制使用有害物质、降低功耗、节约空间以及静音等措施的采用和实施，在IT界就被叫做“绿色计算”。

　　当然，把“绿色计算”如此定义是有着它的道理和意义的。实际上，按照这样的要求就包括了两个方面的内容：首先涉及的是数据中心机房的基础建设，限制有害建筑材料的使用，以及机房设计要隔热、保温、防辐射和静音等;其次就是服务器本身要限制有害材料的使用，降低功耗、减少占地面积等。而前面提到的SWaP值就是从数量上表示了提高服务器效能和降低占用空间、功耗的重要性，因此也是构建绿色数据中心时重要的衡量指标。

　　在绿色数据中心建设的过程中，不使用有害物质，这一点比较容易做到，这在建筑设计、计算机和服务架构设计时加以注意并选择无毒无害的物质和材料就可以了，通过屏蔽和隔音做到静音也并不难。困难的是，由于企业对服务器性能需求的不断增加，以及服务器数量的巨增，使得占用空间扩大，数据中心电能的消耗也随之猛增。所以，降低能耗就成了目前绿色数据中心建设中的关键问题。

　　如果按一台服务器功率500～600瓦计算，一天就会消耗15度电，很多企业中都拥有几十台、几百台甚至上千台的服务器，这些“吃电”的服务器每天要消耗多少电能就可想而知了。一组组有关服务器和数据中心的统计数据都指向了同一个日渐膨胀的问题——功耗。服务器厂商对其一些大型客户的调查发现，他们每年所支付的能源费用已经超出了对IT硬件的支出。

　　与此同时，研究机构的统计显示，数据中心电力消耗仍在以每年15%～20%的速度增长。据IDC的报告显示，目前整个服务器的装机量是3500万台左右，每年服务器所消耗的电力费用是每年所购买的服务器费用的50%左右，大概是290亿美元；能源消耗所带来的成本已经占到IT部门所消耗运营成本的30%到 50%。2007年，我国IT产品的总耗电预计为300亿～500亿千瓦时，几乎相当于三峡电站一年的发电总量。

　　而这其中的原因很简单，众多Web 2.0公司的兴起，金融、电信、能源以及其他企业对IT需求的持续稳定增长，让市场上甚至出现了每年需要增加上百台甚至上千台服务器的采购大户。在全球能源紧张的大环境下，服务器电能利用率和效率的低下与IT架构的新一轮成长之间的矛盾更加突出。

　　那么，数据中心的能耗主要表现在哪里呢？调查显示，最大的损耗并不是来自于芯片内部，而是来自交流电与直流电之间的转换，交流电转化为直流电的效率一般为 60%～65%，这以外的能耗显然就直接变成热量散出去了。对于数据中心来说，这些“多余”的热量又带来另一大问题，那就是散热。服务器厂商在对其大型用户的了解中发现，用户数据中心总拥有成本的四分之一花在了冷却方面。人们“一不小心”制造出来的热能，不但本身是一种浪费，还需要花费精力和财力把它们 “散”出去。特别是刀片服务器，其在计算密度大幅增高的同时，也要解决更棘手的散热问题。

　　处理器厂商的确都在顺应“绿色”的潮流，倡导芯片的低功耗设计，但是这更多的是一种“配合”，与交流－直流转换过程中的热损耗相比，处理器功耗的降低对构建绿色数据中心来说只是一种“配合”。虽然服务器整机生产厂商也纷纷推出了各种“新鲜”的绿色产品，希望帮助拥有数据中心的大型企业提高能源利用率，同时改善数据中心的设计方案。但是，如何解决交流－直流转换过程中热损耗的问题才是降低能耗的重中之重。

　　亟待解决的关键问题

　　在绿色数据中心的建设中仍然存在着诸多的问题，在深刻意识到这些问题的同时如何更好地解决是CIO们所必须关注的。

　　占有41%的财富500强企业的IT主管把数据中心的耗能和冷却作为了目前面临的最大难题。Gartner的分析报告指出，环境的可持续性发展正在成为 IT组织日益关心的问题。另外，Gartner还预计，到2011年将会有超过一半的大型IT组织开始在IT环境中实现对环境可持续性发展有益的流程和工具。的确，一场数据中心“绿化”乃至整个IT架构的“绿化工程”正在轰轰烈烈地展开，但是，在绿色数据中心的建设过程中仍然存在着诸多亟待解决的问题。

　　第一，用户对“绿化”的认识不足。

　　目前，绝大多数需要建立大型数据中心的企业，对数据中心“绿化”的认识很不足。在系统规划时，只是看到了数据中心的处理能力要多少、磁盘阵列要多大、网络要怎么规划、UPS要如何配置等问题，而对数据中心的能耗、空调和环保设计还缺乏认识，或者根本没有把数据中心的节能、降耗和运营成本等进行综合的考虑。因此，还需要加大力度来提高IT部门对建设“绿色数据中心”的认识，并且要求企业在做数据中心规划时，都要考虑到数据中心的“绿化”问题。

　　第二，真正做到节能降耗的IT产品并不多，用户的选择空间不大。

    数据中心的“绿”风虽然已经吹起，市场潜在的需求也很大，但技术驱动的原动力却并不足。也就是说，真正能保证数据中心在高效运行的同时而又能节能、降耗、环保的IT产品很少，不管是服务器、存储还是网络设备，包括UPS等都存在着这样的问题。IT厂商们应该尽快地研发出让数据中心“绿化”的系列产品和解决方案，并在绿色数据中心的构建中充分发挥技术驱动的作用。

　　第三，数据中心的整体架构需要变革。
    　
　　实际上，目前所使用的服务器架构已经沿用了几十年的时间，存在的诸多问题也已经浮出了水面。虽然刀片架构的问世让服务器在架构设计方面向前迈进了一步，但也同时带来了通风散热的问题。数据中心众多的网络、存储设备虽然通过网络连接了起来，但实际上仍是一个个独立的群体，数据中心的整合优化，并进行集约化集成设计也已经被提上了日程。要实现提高服务器的效率和整个数据中心的效能，节能降耗、降低整体的拥有成本，这就要求数据中心和服务器的体系架构设计必须重新变革，而用户也在期待着新一代服务器时期的到来。

　　第四，缺少统一的绿色标准和规范。

　　什么是绿色数据中心？绿色数据中心应该参照什么样的标准来设计？这些问题都还没有一个公认的概念和标准，这对绿色数据中心的建设发展很不利。因此，国家应该要尽快地出台这方面规范和标准，以此来指导绿色数据中心的建设。

    第五，IT与BT（建筑技术）相结合、整体规划绿色数据中心的考虑不够。

    绿色数据中心的建设涉及到了IT技术与BT技术的结合和整体的规划，在绿色数据中心的构建中还很少有人提及，这不但不利于环境的保护，也对数据中心的可持续发展不利。所以，绿色数据中心的建设也要加强IT与BT的结合。

　　“绿色”是一项系统工程

　　由于绿色数据中心的建设面临着诸多复杂的问题要解决，因此，它是一项系统工程，CIO们要把它当做一个系统问题来解决。

　　前面提到，大型的数据中心为了完成企业的数据处理与分析任务，设置了几十台、上百台甚至上千台的服务器。不仅如此，数据中心还需要供服务器存放数据的大量磁盘阵列。而为了协同工作，这些设备还要通过网络级联起来，并且还要通过协同工作的软件和设备把它们管理起来，这就造成了设备众多、效率低下、占地空间大，而同时，供电、静音、空调和散热等问题也都一一显现了出来。

　　因此，绿色数据中心的构建是一项系统工程，因为它面临着诸多要解决的问题，对于CIO们来说，最重要的就是要提高IT设备（服务器、存储和网络设备等）的电能利用率，尽量降低电能的热损耗，并在提高计算密度的同时，通过新的散热技术和数据中心的整体设计来解决散热问题。

　　要解决这些问题，首先就要了解和分析数据中心应用的具体情况，针对这些问题提出整体的解决方案，只要这样才能实现提高数据中心的效能、降低电力的损耗以及减少占地空间的愿望。

　　虚拟化技术的兴起和应用以及服务器集约化的实现无疑为降低服务器成本并提高效率提供了一种方法。虽然这些技术也只是处于起步阶段，不过，虚拟化技术让用户可以把不同服务器的处理资源、存储资源及管理控制资源整合成不同的资源池，并通过统一的管理界面进行调配。

　　“在两三年前，业界所提及的虚拟化通常是指某一产品线的虚拟化，而现在所说的虚拟化则是指整个数据中心的虚拟化，包括服务器、存储、网络设备等都会被虚拟化。通过刀片技术、虚拟化技术、水冷技术和Power&#101xecutive技术等的综合应用，甚至能够降低数据中心40%～50%的电力损耗。”IBM的技术专家表示。

　　那么，究竟怎样才能构建“绿色”的数据中心呢？事实上，我们也承接了建设绿色数据中心的任务，在接到任务后，我们认真地研究了IT厂商们所提供的各种产品和构建思路，其中有一些方法很值得我们进一步分析并推荐给其他的IT主管。

　　第一，简化数据中心物理配置（服务器、存储和网络设备等）的复杂性，并以此来减少占地空间。企业为了保证峰值时数据处理任务的完成，一般都配置了足够的服务器，并且还要通过网络和共享存储把它们连接起来。进入过数据中心机房的人们都应该能够感觉到，系统连接是多么的复杂，走线更是非常的混乱。所以，首先就要进行系统w优化，并把这些需求整合成资源池，就像自来水一样连接到各个用户并供其使用。经过这样的整合和优化后，连接电缆大约可以减少到原来结构需求量的八分之一左右，服务器的占用空间也相比减少到了四分之一左右，集约化的组合带来了占地面积的减少。

　　第二，采用多核的x86芯片技术来提高数据中心的处理能力。提高服务器的处理能力是用户的首要需求，用户不可能因为需要“绿色”而放弃了高效能。采用多核的X86芯片架构的服务器能够提高效能，而系统的复杂性却随着服务器数量的减少简化了。

　　第三，用虚拟化和集约化技术提高服务器的利用效率。用虚拟化技术把多台刀片服务器集约化，成为一个虚拟化服务器平台，因为用虚拟化技术集成多台服务器的虚拟化平台可以提高服务器的利用效率。

　　第四，采用导入式的制冷方式，解决刀片架构的散热问题。对刀片服务器进行了集约化的管理，并对架构进行了优化设计后，可以把外面的冷流、冷气直接送入到机柜里面，这样不仅提高了刀片服务器的散热效率，而且也降低了对空调的要求和风机的噪音。

　　评论

　　构建绿色数据中心：任重而道远

　　虽说绿色数据中心的建设已经长出了“绿芽”，但从绿芽的发出到茁壮成长、开花、结果还需要一个漫长的过程，这主要是由于支持和驱动绿色数据中心成长的一些关键技术还在不断地发展和完善。

　　刀片服务器架构的出现虽然大大提高了服务器的性能，但由于密集整合的同时带来了要解决通风和散热的问题；虚拟化技术的应用可以缓解服务器的性能与利用率低的矛盾，但当众多服务器组成一个数据处理平台时，如何发挥虚拟化技术的作用，仍需要进一步地研究和解决。

　　更何况，数据中心除了众多的服务器外，还有存储设备、网络设备以及千头万绪的连线。当然，因为企业的大小和性质等的不同，所建设的数据中心的规模和用途也就各不相同。因此，产品就需要有一个系列能适合各种数据中心的不同需求，在这方面还相差甚远。

　　而数据中心的变“绿”，是要整体变“绿”、全面变“绿”。实际上，应对目前数据中心的现状，需要进行一个整体的分析，彻底改变数据中心的整体架构，并提出一个整体的解决方案。

　　最后，绿色数据中心的建设是一项系统工程，它不仅依仗着IT技术的发展作为驱动，而且也与建筑技术的发展息息相关。IT与BT（建筑技术）的结合很可能更有力地驱动绿色数据中心的向前发展。当然，我们在看到了希望和前途的同时，也意识到绿色数据中心的建设任重而道远。