微软数据中心.ppt

1、报告人：丁成章,微软数据中心2011年12月,微软都柏林数据中心,微软都柏林数据中心采用屋顶空气处理机组来驱动制冷系统。这些机组的空调系统是把室外空气抽进数据中心。这就是所谓的“新风制冷”，或空气侧经济器，允许设备业主显著的减少制冷能源消耗量。需要大量电力运行的冷水机组广泛用于数据中心制冷系统。不断增长的动力成本，许多数据中心都正在采用新风制冷，以减少对冷水机组的依赖，改善设备的能源效率。 但是许多地方只允许数据中心操作者每年部分使用新风制冷，剩余时段使用冷水机组。都柏林气候年平均温度范围在-527之间，在正常运行条件下，将允许全年使用新风制冷。如果温度超过允许范围，或附近着火或污染物影响了空

2、气质量，就采用直接膨胀（DX）制冷替代冷水机组。 微软建在都柏林的新数据中心称得上是数据中心设计的里程碑。该数据中心将给予微软云计算以有力支持，而且相比其他同等规模数据中心，它也会大大减少能源和水的消耗。都柏林中心PUE值（Power Usage Effectiveness）为1.25，而行业平均值在2.0左右。微软其他数据中心的PUE值为1.6。,微软都柏林数据中心,图中的屋顶空气处理机组为数据中心提供冷空气，他们将室外空气导入数据中心。这种制冷方式叫作“free cooling”（免费冷却）或者air-side economization（空气侧经济器），它能帮用户大幅降低制冷能耗。 当然

3、，由于所处位置的气候原因，很多数据中心可能在一年里只有一段时间能使用这种节能冷却方法。但微软表示，都柏林年平均温度在-5到27摄氏度之间，基本上他们全年都可以采用free-cooling为数据中心降温。 如果气温超出了这个范围，或者附近突发火灾、空气污染之类的，他们就会启动Direct eXpansion（DX）冷水机组来替代自然风冷。,page3,屋顶空气处理机组,page4,在爱尔兰，都柏林新的微软数据中心里的空气经济器（新风制冷）系统图,冷却空气在数据中心的流动图 下图是微软都柏林免费冷却（空气节约）系统工作原理示意图。室外的冷空气先进入屋顶空气控制设备，然后通过一个管道系统进入数据中心

4、（长蓝线条所示）。接下来，冷空气通过服务器（黄色线条所示），变热之后从热通道退出（长红线条所示）。热空气从热通道导入高压间，最后进入空气控制设备，退回室外（短红线条所示）。,page5,在爱尔兰，都柏林新的微软数据中心里的空气经济器（新风制冷）系统图,page6,直接新风制冷,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,上图示意了微软都柏林数据中心里新风制冷（空气经济器）系统怎样工作。冷的室外空气通过屋顶空气处理机组进入设施，然后流进管道系统进入数据中心。空气穿过服务器，在热通道

5、离开，通过静压腔返回到空气处理机组。 大约95%没有机械制冷（在德国）！ 在大多数情况下，服务器房间制冷都是通过机械制冷机连续产生的。考虑减少制冷能源消耗，采用新风制冷就变得可能了。当室外温度超出某些水平（即22），就只能使用动力密集的制冷机器。低于这个水平，就通过采用冷的外部空气来新风制冷。,page7,屋顶空气处理机组,分离新风与废热 无论是采用自然风冷，还是采用空调制冷，冷风都需要找到一个最优路线冷却。将冷空气和热的废气分离是数据中心效率的战略的一个关键要素。 下面这张照片是微软都柏林数据中心部分内部结构，包括具有热通道控制系统的服务器箱（server pod）。热通道控制系统使用固定的

6、结构，在侧面安装了一些大小合适的格子。热通道有一个入口（绿门），有需要的时候管理员可由此进入。,page8,屋顶空气处理机组,应急备用电源：柴油发电机 微软都柏林数据中心占地面积三十万三千平方英尺，并使用5.4兆瓦的电力，并且未来有可能扩大到22.2兆瓦 。他们在现场有很多紧急电源，当公共电力设施发生故障时，他们这些应急发电机就会派上大用场。,page9,屋顶空气处理机组,从空中观看到微软都柏林数据中心的屋顶空气处理机组。可以看到一期工程的屋顶空气处理单元，还有很多空的屋顶空间，用于日后添加更多的空气处理器。,page10,屋顶空气处理机组,微软都柏林数据中心7月1日投入运行，超过303000

7、平方英尺的空间投入运营。建筑总面积550000平方英尺，允许未来更多服务器扩充进来。,page11,直接新风制冷,在尚待开发的能源效率新领域，微软已经和Google联手，在数据中心少用冷水机组。微软今天宣布它在都柏林巨大的数据中心，爱尔兰正在运行的数据中心中没有任何冷水机组。把室外空气抽进数据中心中，冷却公司在欧洲、中东和非洲用户的在线服务所用的数千台服务器。 机房温度在35温度时，比大多数通常范围2222.2的数据中心热多了，服务器也可以运行。 在 2010年7月，Google已经开始在比利时运行少用冷水机组的数据中心。 微软全球基础设施服务总经理，阿恩Josefsberg在博客里写道，“在

8、都柏林数据中心里没有使用冷水机组”。“对于我们的服务器房间来说，冷却设施的室外空气通常都低于35限制。如果有时超出了温度，或在极端罕见事件中，超出了空气质量，例如附近着火，就采用直接膨胀（DX）制冷。DX是简单的机械制冷方式，通常是用在住宅、汽车，或轻商业应用。,page12,直接新风制冷,微软的提议反映了数据中心产业里广泛的意见，提升数据中心温度，节省能源成本。 其他人已经走得更远。Google维持它的数据中心在26.7温度，HP说他的POD集装箱可以在32.2冷通道中运行，SGI已经介绍了支持环境热到40的机架设计。 2011年1月，美国加热冷冻及空调工程师协会（ASHRAE)颁布了最新的

9、设备和应用类服务器扩展准则，以及操作者环境控制准则。此准则为那些具有强大环境管理能力和高可靠性的数据中心推荐了新的温度上限，最高达45 。但对于具有关键任务的数据中心，ASHRAE仍维持2008年规定的27 上限。在此之前，大多数数据中心运行的温度范围是在20 至22 之间，有的甚至低至12 。 据估计，数据中心运行温度每上升1 ，就可以节省4%的能源消耗。,page13,大量用水是个问题,在大的数据中心里，来自服务器的热量经常离不开冷却塔，来自数据中心的热水要在冷却塔里被冷却，通过蒸发拿走热量。当在巨大的数据中心做完这个过程后，就需要大量的水来冷却。 当 都柏林数据中心在7月1日启动了，超过

10、31000m2空间投入运营。建筑物总共有51100 m2，允许额外再增加一些微软的服务器设施。依赖独特的免费制冷，微软不需要冷却塔，意味着都柏林现场用水“不足传统的数据中心设施通常每年所要用的水的1%”。,page14,直接新风制冷,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,在直接新风制冷时，通过混合冷的外部空气来降低送风温度。特别是当外部空气温度很低时，使用风扇或分别通过地板或机架来直接新风制冷，使房间里发生空气热交换是很有效的制冷方法。,page15,直接新风制冷,舒适性空

11、调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,整个数据处理中心将设定为功能建筑物。直接制冷单元（DFCU）将直接安装在数据中心屋顶之上。冷空气向下进入架空地板。在这个方法里，回风是直接吸进热通道，和外部空气混合，以便在所有时段都最节能制冷。该技术把制冷机器的使用减至5%的最低程度。,page16,直接新风制冷,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,舒适性空调与高显热空调设计参数差异对比,直接新风制冷的一般优势： 很高的制冷系统效率 当某时外部温度已经超出（即22）时，就需要开启耗能的制冷机器。 可以利用服务器房间（3035）的废热来预热其他一些房间的送风。 直接新风制冷系统的最大优势是绿色制冷。 集中加湿，温度低于0时，使用特殊的控制单元，获得较高的空气循环