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在数据中心最佳能源优化使用和实践案例

作为世界上最大的因特网电子商务平台,eBay 对数据中心的数据中心的稳定性要求极为严格,任何停机都会造成每秒2,000美元的交易损失。因此,eBay 的全球数据中心的团队在正常运行和灵活性出类拔萃,同时必须低成本运维---这确实是一项个真正艰难的挑战,需要不断的创新才能保证成功。

 

公司自成立以来,eBay陆续建置的12个数据中心,以应对数据中心负载不断地增加。由于 eBay业务持续成长,其数据中心的营运成本也在逐年增加。

因此,eBay雄心勃勃开始执行一个4年的数据中心计划:削减一半的电量消耗,同时将计算性能翻一倍。和此同时,新的基础实施还得保证高的操作灵活性和稳定增长。

为了实现这些目标,eBay将原有的数据中心整合成几个较小的数据中心,每个数据中心从开始设计就特别注重其能源使用率,而且不能牺牲运作时间。

eBay 数据中心策略和营运中心资深主管表示:「一个成功的数据中心策略应在每年数据运算需求不断成长的同时,营运费用不会随之增加。我们要打破计算机负载及营运成本这两项变量之间的线性关系。必须协调兼顾稳定和大幅提升能源使用效率、运算能力和服务器利用率直接的关系。」

位于犹他州South Jordan的Topaz项目为eBay的有史以来最大的单项项目。2010年5月,eBay最重要的新数据中心的基础设施—Topaz 项目正式启动。总共可安置该公司三分之一以上的服务器和其他基础设备。尽管部署有必要的冗余能力来达到第四级数据中心标准,Topaz 中心仍能以其个电源使用效率( PUE )指标达到1.4 为傲 。

最高机架效率的案例

通过在基础设备上应用创新的节能机制, 如优化建筑设计、建设地点接近水畔、雨水收集和动态控制整个冷却和电子控制分配子系统等。Topaz 中心的为高架地板提供电力和冷却的运维费用却低得令人难以置信。此外这些设备的量测以外,Topaz中心对其高架地板空间也实践了许多优化改进,采用冷却装置的搭配使用。这些突出的创新是获得LEED设计金奖的原因。Topaz 中心的高架地板空间有五个主要设计特点,成为所有现代化数据中心典范和样板:

1 ,热通道封闭

为了达到最大的冷却效率,eBay在施工前就对所采用的热通道传导设计,进行仔细地设计、原型试验和量测。

eBay在 San Jose 总部的数据中心架构团队建构了多传导设计的整套全尺寸实物典范,使用不同的策略(热信道和冷信道封闭) 、材料(传导门和塑料护套)和尺寸进行试验。这种设计有助于在进行大量部署前判断​​成本、灵活性和稳定性三者之间的最佳平衡。就CRAC故障事件来说,eBay发现,热通道传导可提供较冷通道更充裕的缓冲时间。该团队部署的封闭通道由多列45U机柜组成,并和机柜和传导设施厂商合作,以确保在采用模块化设计的同时,仍可将泄漏情况降至最低。

2.  400V供电到机柜

利用部署在特定机种的多台刀片服务器,eBay希望任何指定的机架具备达17KW的供电负载能力。虽然这是传统的208V配电量即可达到目标,Topaz 中心仍提高所有机柜的配电电压,以大幅节省成本。通过提供每机架400V电力,eBay不仅减少降压转换和线路传输损耗,同时减少铜的用量。特别值得一提的是,每个机柜中的两个Raritan智能电源条(也称为「智能电源条」或 「机架 智能电源」 )为eBay 的服务器直接提供400V 3相供电。

机架智能电源 ,内部具有相线对中性线(三相WYE )的配线,可提供每台服务器240V 单相电源,对于所有IT设备的电源的工业规范都满足。通过消除不必要的电压转换, 400V配电比208V配电大约可降低 2-3 %的耗电成本,比120V配电则可减少4-5 %的成本。作为面向全球的机架智能电源的专用领导厂商,Raritan提供各种各样的产品型号,包括400V的输入电压的类型。虽然在北美地区,400V配电仍是一种相当新的规格,但Raritan已经在澳洲及欧洲部署多例400V系统。 

3. 详细的服务器电力计量仪

每次搜寻的总成本是 eBay的数据中心营运团队的可论证的经济指标 。由于新一代CPU效能增长迅速,当每瓦效能超出新资产的成本时,eBay就每两年更换服务器。 

随着每一台服务器的上架运行,eBay只有通过分解各个成本因数,衡量服务器的所有各种运作成本,才能确实将每次搜寻的成本降到最低程度,而不仅仅只降低用于基本建设的投资成本。能源成本都很显著是其最大的单项运作费用。

为大幅节省成本,eBay部署了由Raritan所提供的机架智能电源,这些智能电源可对每单一服务器的电源提供准确的耗电数据。精确到IEC / ANSI 「计费等级」标准的Raritan Dominion PX系列机架式 智能电源,数据中心每一台机架提供了误差率的子+ / - 1 %千瓦*小时准确信息。 Dominion PX在架构上即已同时考虑到IT和设施所需的标准,可实时将此信息传到eBay信息的建筑管理和资产追踪系统,以符合Green Grid所制定的PUE计量的第3级(或PUE3 )的监测标准。

Nelson表示:「Dominion PX可以让我一分不差地准确计算每台服务器的真正运作成本,我能了解每个供货商的产品效能状况,并在下一次服务器招标时提出要求。」

4. 精密的温度仪

Topaz 中心在其冷却机制上已获得重大突破,进一步,实时掌我每一台服务器的运作环境,有助于节省成本和提高稳定性的同时提升冷却效率。虽然大部份数据中心会监测设定点并传回温度--机架上实际服务器大致温度数据。而大致数据则意味需要作业人员建立安全保障量和冷却空间,这些都是一种浪费。 

相对而言,eBay了解在Topaz 数据中心每一个机柜精确的进气和出气温度,特别是Topaz数据中心遵守 ASHRAE 针对监测服务器环境所提出的建议。此外测量热通道外,也测量冷通道的上、中部和底部。由于能够持续不断地监控此信息,eBay可以微调其冷却参数以优化效率,同时确保在服务器级别的任何故障状态提前发出实时警报。

通常,在每个机柜部署此等级的环境监测耗费相当庞大;然而,采用Dominion PX的智能电源无须增加其他的基础设施,就能用即插即用的温度传感器,提供此等级的精密仪控功能。用Raritan机架智能电源即可测量和监控的湿度和温度数据。

Raritan Dominion PX 系列智能电源,可为运维人员提供数据中心中每一个设备精确又实时的千瓦/小时功耗信息。

Raritan's Dominion PX family of rack PDUs provides accurate, real-time kilo- watt-hour information for each individual asset in the data center.

5. 高架配电走线方式

大多数数据中心从配电盘到每一个机柜都装设许多地下电源布线。然而,这样的设计显著阻碍空气流通,让冷却效果大打折扣,由于这种情况通常发生在架高地板,因此人们很容易忽略此低效情况。

此外,专们为每个断路器埋设地下缆线的标准设计也会耗用更多不必要的铜线,同时限制了新投入使用的机柜的使用灵活性。

为了解决这个问题,Topaz 采用高架配电走线方式,允许任何任何机柜都能轻易利用400A电源。每一列机柜、每一个备援电力旁都配置两条总线,因此完全不需要在地板下缠绕缆线,插座在机分钟内加装在某列机柜旁边的任何位置;只需安装一个受断路器保护的接线箱即可,不必向以前一样等待数日,请电工另外安装。 

总结

eBay是一加着重于提升稳定度和减少停机成本(2000美元/秒或120,000美元/每分钟)的公司,eBay的庞大营运规模促使他们更需要随时掌控设备和电力成本。为了实现这个目标, eBay为其数据中心开发了一个典范,使他们的IT运行的稳定度大幅提升,其营运成本比已经退役的数据中心降低了50 %的费用。

此外,尽量减少停机和降低营运成本外, eBay的犹他州S outh Jordan数据中心获得美国绿色建筑委员会能「能源和环境创新设计」(LEED)金奖认证。 

和为LEED金奖效能率评比所看重的和第四级的稳定度同样重要的是,eBay的数据中心的灵活性。这是一个可应对需求和设备改变的数据中心。特别是对eBay来说,能满足快速的需求增长尤其重要。

eBay建设实施了IT行业最佳样板项目,即使中小的数据中心都能利用成熟的技术和程序来提高其运作时间、降低成本和提高效率。

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客户

eBay 成立于1995年 ,已成为广受个人买家、卖家和小型企业欢迎的多元化平台。 eBay是世界上最大的网上电子商场,全球的使用人数超过九千万人;几乎,在那里任何人都可以购买和出售任何东西。

挑战

随着计算负载和营运成本在上升,eBay开始执行一个为期四年的数据中心整顿计划,期待达到以下远大目标:

  • 要减少一半的电力成本
  • 提高运算效能两倍
  • 为了获得更大的操作灵活性和更高的稳定度
解决方案

电源管理
PX ™机架智能电源

结果

eBay为全球数据中心创立一个的典范,不但让IT作业的稳定性大幅提升,同时营运成本节省了50 %。

此外尽量减少停机并降低营运成本外, eBay的犹他州S outh Jordan数据中心获得美国绿色建筑委员会「能源和环境创新设计」(LEED)金奖认证。和为LEED金奖效能率评测和第四级的稳定度同样重要的是,eBay的数据中心的灵活性。


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