2019.04近年来袁我国经济快速发展袁信息化的建设也在不
断加大袁在这种形势下袁数据中心的发展是到了急速发
展的阶段遥伴随着数据中心的快速发展袁高能耗的问题
显得尤为突出遥因此袁对于如何降低数据中心能耗的研
究具有非常重要的意义遥
1数据中心能耗现状和问题
数据中心有着高能耗的标签袁是实现绿色节能所要
特别关注的重点遥据资料上统计和记载袁目前袁在国
内机房运行的电能利用效率基本在2耀2.5范围内袁这个
数值大幅度超出标准机房的基准数值遥这个现象说明
在机房运行的过程中袁总能耗中约有60~70%都用到了
空调冷却等设施上了渊表1冤袁但是袁Google公司的数
据中心机房电能利用效率年平均值达到1.21袁美国Hp
的新一代数据中心体验中心机房夏季PUE值可以达到
1.6~1.7[1]遥现阶段较为核心问题出现在数据中心的高能耗袁且
高能耗导致的成本费用超出整个机房的运营维护的
50%费用遥而现阶段对能源的需求也不断地增长遥如图
1所示遥
2数据中心耗能设备组成
渊1冤数据中心机房中IT设备的品种很多袁主要用
于数据中心中所用到的应用系统的运营遥如表2所示遥
渊2冤制冷设备院为控制机房环境的温度和湿度袁确
保设备的正常运行袁如表3所示[2]遥
渊3冤供配电系统院供配电系统主要是为数据中心各
类设备的正常运行提供使用的电压和电流袁并保证使用
作者简介：胡进贤渊1987-冤袁女袁硕士袁研究方向院数据
中心机房尧大数据尧智慧城市的研究曰谷国栋渊1974-冤袁
男袁硕士袁院长袁研究方向院大数据尧智慧城市尧云计
算尧数据机房等遥
收稿日期：
2019-01-14数据中心能耗现状与节能方向的探索与研究
胡进贤，周起如，谷国栋
（深圳市赛为智能股份有限公司大数据研究院，广东深圳518057）
摘要院数据中心拥有能量密集和高耗能的标签，因此，能耗问题也越来越引起人们的关注。现阶
段数据中心的高速发展，降低能耗也变得非常重要。为了解决这个能耗高的问题，从能耗的组成入
手，去分析和阐述数据中心能耗的节能技术和措施，探索了在数据中心运行中有效实现绿色能耗的
方法。
关键词院数据中心；高能耗；节能减排；能效指标
表1数据中心机房标准能耗分配表
图1现有机房数据中心的能耗组成表2数据中心机房IT设备分类表
表3数据中心机房制冷设备分类表
1%
24%
30%45%制冷设备
IT设备
供配电系统
照明等其他设备序号类型具体设备
1服务器类机架式尧刀片式渊含机框冤或塔式等服务器
2存储类磁盘阵列尧SAN渊StorageAreaNetwork袁存储区域网络冤交换机等存储设备袁以及磁带库尧虚拟带库等备份设备3网络类交换机尧路由器以及防火墙尧VPN渊VirtualPrivateNet鄄work袁虚拟专用网络冤尧负载均衡等各类专用网络设备4IT支撑类主要包括用户运行维护的监控管理等设备
现有机房多数能耗分配状况标准机房能耗分配
IT设备及网络通信设备院30%IT设备及网络通信设备院50%
空调的制冷系统院45%空调的制冷系统院25%
变压器/UPS供电系统院24%变压器/UPS供电系统院10%
照明设施院
1%
照明设施院3%序号类型具体设备1空调设备类机房专用空调尧行间制冷空调尧温度调节设备等
2冷源的设备种类风冷室外机尧冷水机组尧冷却塔尧水泵尧水处理等
3新风系统类送风尧回风风扇尧加/除湿设备尧风阀等
93
2019.04过程的安全和可靠遥供配电系统通常由变压器尧配电
柜尧发电机尧不间断电源尧电池尧机柜配电单元等设备
组成[2]遥
渊4冤其他设备院主要包括照明尧视频安防尧消防设
备以及相关机房环境监控系统等遥
3影响机房能源效率的主要问题
渊1冤机房冷却效率低袁机房的设计与布局对温度场
和气流组织会产生较大的影响袁而冷却资源没有得到有
效的利用袁图2中显示了一个机房的热岛效应遥为了解
决这个问题袁绝大多数的机房采取提高制冷量袁实际却
导致了更多的能耗浪费遥
渊2冤IT设备电能利用率低袁在完成同等工作量的情
况下袁IT设备消耗了过多的电能遥另外袁服务器的大部
分电能消耗在外围配件上袁只有一小部分电能用在计算
和处理方面等遥
4节能分析的评估指标模型
4.1电能利用效率（PUE）
广泛而普遍用到的PUE渊电能利用效率冤是由美国
GreenGrid提出的PUE渊PowerUsageEffectiveness冤这个
参数如下所示[3]院PUE=渊式1冤
其中袁TotalFacilityPower是指数据中心的总能耗袁
ITEquipmentPower是指数据机房中IT设备耗能遥
4.2局部电能利用效率（PartialPUE，局部电能利用效率）
另外一个指标袁主要是对机房局部区域进行能耗
和效率的评估和分析遥即局部PUE遥局部PUE主要用
于体现机房内部的重要的部分设备或部分区域的耗能
情况袁它的值与整体的PUE比较起来袁可能大也可能
小遥即分区监测和统计遥因此袁为了提高机房的耗能效率袁可从局部出发袁先提升局部的能耗即院提升
pPUE值遥这个指标参数适合场合如集装箱尧微模块数
据中心等遥
4.3制冷负载系数和供电负载系数
这里提到的制冷负载系统简称CLF院为数据中心中
制冷设备耗电与IT设备耗电的比值遥另一个供电负载
系数简称PLF院为数据中心中供配电系统耗电与IT设
备耗电的比值遥
制冷负载系统和供电负载系数可看成电能利用效率
的深化部分遥通过这两个指标又可进一步分析耗能情
况遥可作为辅助分析能耗情况遥因此袁为了提高电能的
有效利用率袁GreenGrid也提出了相应的修正[3]院
即PUE=CLF(CoolingLoadFactor)+PLF(Power
LoadFactor)+1渊式2冤
4.4可再生能源使用率RER(RenewableEnergyRatio)
这里所提到的可再生能源使用率渊RER冤院为可再
生能源供电与数据中心总耗电的比值遥这里提到的可再
生能源主要包括太阳能尧风能尧水能尧生物能和海洋能
等[4]遥可再生能源不仅环保而且资源多且分布也很广泛袁
是未来发展方向遥可再生能源的使用率可用在平衡数据
中心利用可再生能源的情况袁从而实现节能环保遥
5节能方向的探索
5.1数据中心建设推荐采用的经济性PUE
如图3所示遥
数据中心受可用性要求约制和TCO最低要求的约
制袁现在国内数据中心的电能利用效率较高袁推荐电能
利用效率的范围为1.8-1.6遥
5.2数据中心节能的3个方向
渊1冤为了提高机房的节能袁从基础的IT
设备节能图2机房的热岛
图3PUE
曲线0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
%ITLoad
942019.04开始袁使用低能耗主设备是机房节能措施的关键步骤遥
关键因子IT设备的能耗占据了数据中心机房的能
耗的重要位置遥同时袁PUE标准也在逐渐被人们采用袁
IT设备的能耗也会随着PUE标准的推广袁所占总能耗
比重也会越来越高遥
渊2冤空调设备节能
选择采用空调系统针对节约能耗方面的综合解决方
案对提升数据中心机房节能有很大的帮助遥
渊3冤供电系统节能
选择采用更高效率的供电系统也能大大提升数据中
心的节能效果遥
5援3能耗数据的分析
通过对能耗数据的分析袁提高主要耗能设备的能耗
效率遥
渊1冤多层次尧多维度能耗分析
整体能效评估袁包括PUE值袁单位业务量耗电袁
单位面积耗电等遥设备能效评估袁包括主设备能效尧动
力系统能效尧空调能效等遥影响因素分析袁包括室内外
温湿度尧业务量等因素对能耗的影响等遥
渊2冤利用聚类算法分析袁实现节能
1冤可以对同种类别的设备进行归类袁同时还需找
到有能耗异常的耗能设备曰2冤对影响因子进行聚类分
析袁不断地调整因素的值袁得到能耗最优方案时袁再
确定该因素的值曰3冤同时对多个因素进行聚类分析袁对比发现不同的因素对能耗的影响曰4冤递进聚类分析袁
通过对影响因素的递进推理和分析袁再确定主要耗能
因素遥
渊3冤分析能耗数据袁对能耗进行标准模型建立
从能耗预测仿真袁能耗告警袁能耗动态优化3方面
考虑袁建立能耗标准模型遥
6结语
系统地介绍了数据中心相关研究的进展袁IT设备和
制冷设备的能耗是数据中心机房的高耗能设备袁也是数
据中心高耗能的关键因素袁如何优化还需进行更多的研
究遥已经进行的和正在进行的探索只是很小的一部分袁
等待研究和摸索的节能方法还有很多袁为将来实现绿色
节能的数据中心机房出一份力遥
参考文献
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与应用,2013,(09):77-78.
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densitySpaces,THERMES2007[J],SantaFe,NM.
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术,2012,(06):8-13.[5]
GB50189-2005袁公共建筑节能设计标准[S].
shell命令袁但也有一些差异遥比如移动文件袁调用sys鄄
tem(野mvab冶)袁如果b文件存在会在超级终端打印
destinationfileisexist,overwrite?(Y/N)袁等待输入并阻
塞后面的程序运行遥SylixOS中mv不支持-f选项袁这种
情况下可以通过system(野cp–fab冶)和system(野rm
a冶)两条命令来实现袁或者修改SylixOS内核源码渊参
考libsylixos\SylixOS\shell\fsLib\ttinyShellFsCmd.c冤院
mv命令是通过C语言函数实现的袁函数原型是院
staticINT_tshellFsCmdMv(INTiArgC,PCHARpp鄄
cArgV[]);
SylixOS支持添加shell命令袁调用如下接口函数院
API_TShellKeywordAdd("mv",_tshellFsCmdMv);
API_TShellFormatAdd("mv","SRCfilename,DST
filename");API_TShellHelpAdd("mv","moveafile\n");
6结语
原先运行在Linux上的应用程序袁不改动或者小改
动就可以方便地移植到SylixOS遥由于Linux是比较成熟
的大型操作系统袁支持丰富的API接口函数袁因此只列
举了其中的一部分差异遥SylixOS自身也有丰富的API
接口函数袁要用好SylixOS还需要更多地参考应用编程
手册和学习内核源码遥
参考文献
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2018.
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[4]SylixOS应用开发手册.(上接第44页)
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