数据中心自适应能效优化系统的研究

全球IDC (Internet Data Center,互联网数据中心)市场增长速度趋于上升。据调查显示,数据中心的能源消耗每五年翻一番。数据中心变得更绿成为行业的普遍要求,国内外各大公司在数据中心机房动力环境及能耗监测,以及机房节能等方面都做了大量工作。本文首先分析了国内外各大公司以数据中心机房为背景对动力、环境、安保、机柜微环境、IT、运维等各个对象的监控管理,对能耗进行监测分析以及运维管理的现状。发现国内外对机房综合监控的研究一般基于传统技术,并且不能对机房设备进行必要控制,同时现有系统没有形成系统的节能评估体系,无法主动向数据中心运维人员提供节能操作意见,在机房安全运行的同时,无法实现主动节能。在总结国内外研究现状的基础上,摒弃以往在机房能耗监测评估上的缺点,以建设更加节能的绿色数据中心为出发点确立了本课题的研究目标和研究内容。研究目标即是建立自适应的能效优化系统。通过监控测试,掌握数据中心各设备、装置的能耗数据,按照节能策略对机房设备进行节能控制。研究内容包括低功耗无线传感节点,传感节点部署策略,物联网数据采集系统,自适应能效优化方法,数据中心监测系统3D软件等。在研究目标的指导下,制定了研制无线传感节点、数传基站、无线网络拓扑和后台监测系统软件的技术路线及性能指标。以上产品研发结束,整个系统软硬件测试通过后,在省计算中心的云计算机房中进行了能效优化系统的部署,同时对机房进行了部分改造。部署传感节点430个,改造涉及设备142台。将整个机房的动力及生产设施全部纳入监测范围。机房改造和系统部署完成后,通过一年的数据收集、统计、分析并与前一年的机房运行情况进行比较,得出节约电能20%的结论,同时实现了数据中心温度的精细控制,机房设备运算和存储的扁平化。真正实现了机房中的IT系统、机械、照明和电气等取得最大化的能源利用效率和最小化的环境影响。本课题最终实现了低功耗传感节点采集数据,无线实时传输数据,后台软件在线监测和3D展示数据,并摸索建立了一套能耗测量与评估体系。在能源的使用上,通过传感节点将机房环境实时反映在后台软件上,由后台软件根据预定节能策略做出相应提示,决定能源使用的时段和时长,从而实现了主动节能,提高了能源的使用效率。