IT设备使用的电力最终会转化为热量，而数据中心必须通过使用同样消耗能源的冷却设备来去除热量。
将数据中心视为互联网的大脑，处理、存储和传输从社交媒体到科学计算的所有数据。
为此，数据中心使用各种IT 设备，所有这些设备都会消耗大量能源。例如，服务器执行计算并提供响应信息请求的逻辑，存储驱动器保存满足每个请求所需的数据和文件，网络设备通过将整个数据中心连接到互联网来启用输入和输出数据流。
这些IT设备使用的电力最终会转化为热量，数据中心必须使用同样消耗能源的冷却设备来消除热量。
01当前数据中心的能源消耗统计
据《福布斯》2017年发布的报告显示，当年仅美国的数据中心用电量就超过900亿千瓦时。这笔能源需要34座大型燃煤发电厂，每座发电厂至少500兆瓦，才能满足上述数据中心的电力需求。然而，与世界各地数据中心运行所需的电量相比，这个数字显得相形见绌。全球数据中心需要416 太瓦电力，约占地球总发电量的3%。这已经是一个巨大的电量，并且随着每年运行的数据中心数量的增加，电力需求只会随着时间的推移而增加。
鉴于世界80%的能源仍然来自化石燃料，不断增长的电力需求造成了严重的环境问题。幸运的是，这个问题已经引起了许多数据中心提供商的关注，他们致力于寻找解决方案来满足消费者的电力需求，同时将能源使用保持在高效合理的水平。总体而言，数据中心现在的用电效率比几年前要高得多，其电力使用效率(PUE) 分数就证明了这一点。然而，总是有新的改进方法，特别是因为大多数效率变化被认为是相对“容易实现的目标”。数据中心是时候向高效能源消耗迈出新的一步了。
02数据中心的电力使用
平均而言，冷却系统和服务器占数据中心能耗的大部分，其次是网络设备和存储驱动器。
据美国能源部称，拥有数万台设备的最大数据中心需要超过100 兆瓦的电力，足以为大约80,000 个家庭供电。
随着互联网使用量的增加，对数据中心服务的需求也在增加，这引起了人们的担忧。
关于不断增长的能源使用。研究显示，从2010 年到2018 年，全球IP 流量增长了10 倍，而数据中心存储容量增长了25 倍。同一时期，全球服务器上运行的计算实例总数增加了六倍多。
随着世界继续消耗越来越多的数据，这些增长趋势预计将持续下去。此外，随着人工智能等计算密集型服务的出现，对IT 服务的需求可能会更快增长。这就是为什么能够量化和预测数据中心能耗至关重要。
03估算数据中心的能源消耗的两种方法
由于没有针对国家和全球数据中心能源消耗水平编制官方统计数据，因此必须使用数学模型来估计能源使用情况。 “自下而上”的模型考虑了数据中心内安装的IT设备以及各设备的能源使用特性来估算总能耗。这种方法不太常见，因为它需要大量数据和时间。
另一方面，基于外推法的模型可以根据数据中心投资和全球IP 流量等市场增长指标，通过自下而上的值缩放来估算总能源使用量。由于这些模型要简单得多，因此通常用于填补零星的自下而上研究留下的空白。
04自下而上和基于外推的模型：结果
由于市场指标快速增长，外推模型估计数据中心能耗显着增加。例如，一项经常被引用的外推研究表明，自2010 年以来，全球数据中心的使用量已经翻了一番，并将继续快速增长。这些估计强化了人们的普遍信念，即数据需求的增加将导致数据中心能源消耗同样快速增加。
然而，自下而上的结果表明事实并非如此。根据Eric Masanet 的研究，从2010 年到2018 年，全球数据中心能源消耗可能只增加了约6%。这个数字基于最新数据集的整合，可以更好地描述已安装库存、运营特征和整体数据中心的能源消耗。数据中心IT 设备的能源使用。这些结果与基于外推法的估计形成鲜明对比。
05主要影响能源使用变化的三个因素
由于制造商的技术进步，IT设备的能源效率显着提高。服务器虚拟化软件允许多个应用程序在单个服务器上运行，从而降低托管应用程序的能耗。云和超大规模数据中心利用更高效的冷却系统来最大限度地减少能源消耗。
使用基于外推法的方法很难捕获这三个因素，这就是为什么这些方法显示的能耗高于数据中心实际使用的能耗。
06数据中心能源使用和CO2排放
一个经常被提及的说法是，全球数据中心排放的二氧化碳与航空业一样多，—— 约为9.15 亿吨。全球数据中心最近消耗了约2050 亿千瓦时。因此，如果这种说法正确的话，其平均排放强度一定约为4.4 kgCo2/kWh。现在，让我们看看碳排放最密集的设施——燃煤电厂。其排放强度小于该值的1/4——，约为1kgCo2/kWh。由于数据中心显然不使用煤炭，特别是考虑到可再生能源的趋势，因此认为数据中心二氧化碳排放量如此之大是不现实的。
07展望未来：提高数据中心的能源消耗效率
随着对IT 服务和计算密集型应用程序的需求持续增长，存在需求超过能源效率收益的风险。这意味着，为了避免未来能源消耗急剧增加，对冷却、计算和存储等下一代节能技术的投资将是必要的。分析师应考虑以下关键优先事项：
开发并共享有关冷却和电力系统以及IT 设备的配置、库存和能源使用特征的可靠数据。共享和比较模型以开发最佳实践，从而增强对模型输出的信心。共同努力，针对人工智能、5G 和增加的计算强度等新兴趋势开发更好的实践。
过去几十年来，数据中心已发展成为现代社会日益重要的一部分，计算机基础设施已成为生活基础的重要组成部分。随着这一发展及其提供的众多优势，也带来了显着的缺点，特别是在环境可持续性和能源消耗方面。为了成功运营，数据中心需要优先考虑高效能源利用，并专注于开发降低总体能源消耗的新方法。
08提高能源使用和效率的16个技巧
对数据中心运营进行大规模更改以提高能源效率可能是一项复杂、昂贵且耗时的任务。但变革并不需要极端才能有效，也不需要一次性全部发生。通过使用以下16 种方法，数据中心可以快速开始有效降低能耗，而不会显着影响其利润。
1、减少对冷却的依赖
平均而言，数据中心使用的大部分电力用于运行冷却和空调系统，以使服务器保持适当的温度并防止过热。通过以多种方式优化冷却操作，可以显着降低功耗。改善通风系统、策略性地放置设备、适当隔离服务器机房以及创造流线型气流可以提高冷却效率。下面探讨了一些更具体的示例，但数据中心运营可以采取的一些其他措施包括：
消除服务器机房中不必要的设备。用更节能、更高效的技术替换传统或过时的冷却系统，尤其是那些使用时间超过10 年的冷却系统。安装空气节能系统。
2、试验温度
由于保持服务器机房及其设备足够凉爽对于服务器运行至关重要，因此许多管理人员不会考虑为其数据中心寻找可能更高效的温度。他们可能担心这样做会损坏昂贵的设备，导致昂贵的维修或更换费用。但事实是，将维护温度降低几度就可以降低功耗，节省数百甚至数千美元。花时间计算数据中心的冷却需求，然后尝试不同的温度，找到满足您需求的最佳解决方案。
3、服务器采用热通道/冷通道布局
一些数据中心将服务器和其他设备布置在通道中，全部面向同一方向。如果是这种情况，请考虑重新调整计算机的方向，使过道中的服务器彼此相对，并且服务器的背面彼此相对。这种布置将形成热通道和冷通道，并减少热空气和冷空气的混合，从而提高服务器机房内的温度效率。
4、封闭或容纳服务器机架
包含或封闭服务器机架是防止数据中心内冷热空气混合的另一种方法，这有助于减少对强大冷却技术的需求，以将环境保持在适当的温度。任何有助于降低数据中心气候控制所需功率的方法都是数据中心管理者应该认真考虑的实际步骤。
5、利用一般的气流改进方法
数据中心运营商应研究并考虑对温度和气流进行总体改进。例如，通过安装专门的冷却面板来降低服务器入口空气的温度，同时提高返回机房空调(CRAC) 的空气温度。这有助于显着提高设备的运行效率，同时减少气候控制专用电力的需求。
6、投资使用变速风扇驱动器改造空调设备
提供专门用于CRAC 的转换套件，通常提供两年投资回收保证。它允许调节空调设备的风扇速度，以适应数据中心不断变化的冷却负载。
7、安装空气侧节能器
帮助服务器保持凉爽的最实用方法之一是利用外部冷却空气并将其引入建筑物。空气侧节能器可以利用夜间和冬季凉爽的气温，节省高达60% 的冷却功率和成本。
8、调整数据中心的湿度
与温度非常相似，湿度是数据中心内必须小心维护的另一个关键因素。湿度过高会产生冷凝，从而导致设备腐蚀、电气故障以及严重且昂贵的损坏。然而，低湿度会导致大量静电荷积聚，如果发生放电，可能会损坏甚至毁坏设备。一般规则是将数据中心的相对湿度保持在45% 到55% 之间，但确切的值取决于中心及其设备的范围。仔细试验数据中心的湿度水平，找到适合服务器的最佳湿度水平，这有助于节省日常能源消耗。
9、识别并移除僵尸或昏迷服务器
“僵尸服务器”或“昏迷服务器”是数据中心运行中不再使用的系统，但仍继续保持供电并消耗不必要的能源。 《ComputerWorld》发表的一篇文章数据表明，数据中心中25% 的物理服务器和30% 的虚拟服务器被归类为僵尸或昏迷。这些系统通常会保持运行状态，因为没有关于它们包含的内容或它们服务的目的的书面记录，这使得数据中心管理人员对于停用它们犹豫不决。
为了防止这种情况，应仔细记录服务器上包含的所有内容，并应使用适当的监视工具来提供直接监督。数据中心工作人员应该勤奋地梳理各种服务器，找到仍在运行的不必要的僵尸并断开它们的连接。这样做可以显着降低功耗并提高能源效率。
10、整合所有较少使用的服务器
尽管需要全功率运行，但典型的服务器利用率平均在5% 到15% 之间。通过整合较少使用的服务器并删除不需要的服务器来降低总体功耗。
11、虚拟化服务器
数据中心过去依赖多个独立的物理服务器，这些服务器占用大量空间和电力来运行其操作。这些服务器现在可以进行虚拟化和整合，以更高效地运行。花时间虚拟化数据中心服务器可以帮助减少10% 到40% 的能源使用和成本。
12、组织、删除和改进存储的数据
存储利用率通常占系统功耗的30% 左右，数据中心保留20 个或更多相同数据的副本并不罕见，从而导致存储空间和功耗的浪费。找到并删除不必要的冗余存储数据，为其他设备释放空间和能源。
13、投资更节能的技术
传统服务器和技术的能源效率远低于新型号。如果数据中心真正致力于减少电力使用，则需要投资一些新设备。考虑购买符合能源之星标准的服务器，它比其他传统服务器可节省高达30% 的能源。
14、减少或优化数据中心的空间
这一点基本上与上面的第11 点密切相关，因为虚拟化服务器是减少数据中心正常运行所需空间的好方法。所需的物理服务器越少，所需的空间就越少，所需的电力也就越少。这使得数据中心的规模得以显着缩小，同时减少总体能源使用，从长远来看，这反过来又可以节省大量资金。
15、同步服务器容量和设备负载
当需求较低时，新的和更新的配置会浪费数据中心的电力和资源。因此，只有将服务器容量和活动硬件相匹配才能满足实时需求。正确的策略和规划，以及管理和监控工具的协助，可以让数据中心工作人员将这两个要素相匹配，以创建更高效、更精简的系统，而不会浪费不必要的电力。
16、发展更强大、更可靠的供应商合作伙伴关系
寻找高效的能源供应商并与其合作可以节省大量资金，并帮助数据中心显着提高其能源使用的整体效率。如果您当前的数据中心能源供应商没有尽最大努力帮助优化使用，那么是时候开始寻找其他优质能源供应商了。
09数据中心中消耗能源最多的是什么？
数据中心通常使用大量能源来维护其服务器。每平方米平均耗电量约为1000千瓦时。这大约是典型美国家庭耗电量的十倍。最常见的数据中心设备是服务器机架，它使用大量能源来维护和冷却其组件。数据中心冷却系统的效率也比较低，约占数据中心总能耗的70%。
数据中心最大的能源消耗者是服务器和冷却系统，它们需要不断维护才能保持平稳高效的运行。但其中有一些是传统的服务器和设备，比如网络通讯工具，往往会造成大量的消耗。
10数据中心产生多少热量？
数据中心用于大规模计算，是许多大型企业的命脉。它会产生大量热量，因此安装冷却系统以保持最佳工作温度。通常，数据中心内的热通道温度范围约为85 至115 华氏度。数据中心在适中的温度下蓬勃发展，因此需要充分利用它们产生的热量才能高效工作。
11一台服务器使用多少千瓦时？
由于服务器的工作负载和需求，这会有很大差异。年平均用电量可能约为1800至1900千瓦时。
12为什么数据中心会消耗如此多的能源？
数据中心往往会消耗大量能源，因为它们必须同时提供许多服务和支持。此外，许多数据中心位于炎热、潮湿、空气质量差的地方，使设施面临HVAC 故障、设备性能下降和断电等问题的额外风险。数据存储必须考虑所有这些。
但请记住，数据中心依靠电力运行。其所有设备均靠电力运行。服务器和其他设备在产生时会变得非常热，因此冷却系统需要依靠电力运行来冷却空间。
13数据中心在全球使用了多少能源？
数据中心是用于容纳和管理大量数据和计算机设备的大型建筑。它们的面积从几百平方英尺到数百万平方英尺不等。它消耗大量能源，但全球数据传输总量预计在未来几年只会呈指数级增长。据估计，数据网络传输在全球可消耗260至340TWh的电力，约占全球电力消耗的1%至1.4%。
14数据中心每平方英尺使用多少电力？
一般来说，这可能会有所不同。然而，典型的功率密度约为每平方英尺150 瓦。但它也可以高达300 瓦。
15为什么数据中心需要电池？
为了保持数据中心设施凉爽，电池至关重要。因此，数据中心的一个重要趋势将是电池的使用。电池是一种存储能量并可以释放能量为数据中心的各个组件独立供电的设备，而无需使用任何现成的电源。数据中心需要大量电力，并且需要足够的电力来为整个房间的机柜供电。
总而言之，虽然上述解决方案可能无法满足每个人的具体需求，但至少有一些应该具有参考价值。首先考虑在您的数据中心实施这些想法，以优化电力使用和能源效率。
大家好，数据中心节能指南：有效降低运营成本相信很多的网友都不是很明白，包括也是一样，不过没有关系，接下来就来为大家分享关于数据中心节能指南：有效降低运营成本和的一些知识点，大家可以关注收藏，免得下次来找不到哦，下面我们开始吧！
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用户评论
数据中心越来越重要了，想了解一下它具体耗能多少。
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这篇帖子正好解决了我一个困惑，我一直在好奇数据中心用电量多大啊。
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学习一下数据中心的能源消耗知识，希望能为绿色发展贡献一份力量。
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现在数据中心的需求越来越大，高效管理能源显得尤为重要了。
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对节能减排一直比较关注，读读这篇文章看看数据中心在这方面怎么做。
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最近在接触一些数据相关的技术，不知道数据中心在用电方面有什么特殊的地方？
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希望可以了解到最新的数据中心节能技术的应用案例。
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我想知道如何评估数据中心的能源效率，有哪些指标可以用呢？
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数据中心管理是一个系统工程，节能措施应该从哪些方面着手？
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这篇帖子很有帮助，可以让我了解到数据中心在运营过程中的痛点。
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相信学习数据中心的能源消耗知识能够为我的工作带来帮助。
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要全面了解数据中心的能源消耗，各个环节都要考虑进去？
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对这个方向感兴趣，希望能从这篇文章中获得更多有价值的信息。
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最近在读一些关于人工智能的文章，发现和数据中心密切相关，想了解更多。
有8位网友表示赞同！
学习一下如何提高数据中心的能源使用效率，为环境保护做出贡献。
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想了解如何利用数据分析来优化数据中心的能源消耗。
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这篇文章正好是我现在需要的信息，希望能找到一些实用的建议。
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相信数据中心的发展离不开节能减排技术的进步，期待了解更多相关内容。
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