飙升的数据中心能耗支出，我们是否真的无能为力？
通过IT架构的敏捷性和高可控性应对急速上升的能耗成本
今天，数据中心管理的方方面面都在飞速发展，而运营预算却很难跟得上前进的步伐。根据统计，数据总量每18个月就会翻一倍，应用端负载每2年将会翻一倍，然而运营预算却需要8年才能翻一倍。
人们一直在要求IT行业以更低的成本做到更多的事情，而近年来数据中心对动态特性的要求也越来越高。智能设备、大数据、虚拟化和云技术不断改变数据中心提供服务的模式，因此，灵活性、弹性和可测量性也变得愈加重要。
由于这些飞速的变化，数据中心管理的各个方面也变得愈加复杂。内部网络上数以千计的设备不停连接和断开。同时，流动的计算资源池被自动分配管理。那么，在这种超级动态的环境下，是不是说IT管理团队就无法有效识别闲置和过载的资源了？
如果确实如此，数据中心的能耗将继续飙升。根据自然资源保护委员会的最新报告，目前，数据中心的能耗已惊人的占到了全球能耗总量的10% .
幸运的是，即便数据中心面临的挑战如此严峻，IT行业也绝非无能为力。
秘密武器的发现
颇具讽刺意味的是，今天的数据中心大部分由基于软件定义的资源所组成，但控制能耗成本的秘密武器反而要依赖于硬件设备。机架式与刀片式服务器、开关、配电装置以及许多其他数据中心设备在运行过程中都会提供大量能耗与温度信息。鉴于数据中心的庞大规模和种类繁多的硬件设备使得人工收集和应用信息资源变得十分麻烦，这也促进了能耗管理方案供应商的蓬勃发展。
因此，数据中心的管理人员如今有多种选择。他们可以利用内置能耗管理的管理控制台，让集成商将能耗管理中间件软件集成到现有的管理控制台上，或独立部署能耗管理中间软件方案来获取所必需的功能。
无论采用哪种方法来部署，一整套全面的能耗管理方案可以让IT管理团队查看、记录并分析研究整个数据中心的能耗与温度运行状态。自动采集并集中的能耗与温度信息可以被进一步绘制成数据中心每个空间的图像信息，这些数据可以被用于分析并识别相应的运行规律，同时了解数据中心的工作负荷与其他变化。
清晰可见、记录存档的电力信息能让数据中心的管理人员对电力使用情况有基本的认知，以便对数据中心的规划和优化做出更有利的决策。
最优秀的能耗管理解决方案通过结合自动监控记录系统与实时控制功能，将优化措施提升到了一个更高的层次。例如，在条件允许的情况下，或在恰当的时段，可以对一些服务器或机架设立限定值，以便将功率限制在一定范围内。对于闲置时间超过特定时长的服务器，可以将其自动转化为较为省电的睡眠模式。电力的使用可以根据业务重心进行灵活分配，这一功能也可以有效延长停电时备用电源的维持时间。优秀的能耗解决方案甚至可以动态调节服务器的主频，在不对服务质量和应用性能产生负面影响的情况下，将能耗降至最低水平。
关心能耗水平的数据中心会充分利用这些功能，以达成一系列运营目标，例如精确规划工作量、节约运营成本、延长数据中心设备寿命以及达成相关环保规范。
应用情况与效果证明
客户在实践中揭示了几个普遍的部署动机而且对整体能耗解决方案和其最佳实践所能达到何种效果、以及程度提供了深入的认知。
能耗监控：识别并了解能耗使用的高峰期，是很多公司引入能耗管理方案的源动力。客户们通过了解这些信息，能够在高峰时段减少15%的用电量，即便在高峰时段用电需求激增的情况下，依然可以减少数据中心每月的电费支出。能耗监控也被用于对主机托管服务及其他服务用户进行精确计费。
提升机柜密度：机房面积也是制约很多数据中心扩张的因素之一。在缺乏实时信息的情况下，传统的固定供电方式依赖电源的额定值，或基于实验数据的非额定值。实时电力监控普遍证明，实际功耗通常远低于额定值。加入监控与功率上限机制后，数据中心可以更主动地增添机架数量，在同等功率范围下将服务器机柜密度提升60%甚至80%以上。
及时发现闲置或低利用率的服务器：在工作负荷高峰期，类似的"幽灵"服务器占用了多达一半的用电量。能耗管理解决方案显示，在任何时间点，这类服务器都占到数据中心所有服务器数量的10%到15%，这一信息可帮助数据中心管理人员更好地进行合并和虚拟化，以避免这种电力与空间的浪费。
提前发现潜在故障：电力监控与控制不仅能监控危险的高温热点并自动发出警报，而且能在停电时增加15%的备用电源运行时间，并延长25%的业务延续时间。
先进的温度控制：实时温度信息采集功能可帮助绘制数据中心的直观热度图像，而又不必增设昂贵的温度传感器。使用温度图像可以显著提升数据中心的监控效果，监控范围可有效覆盖整个楼层，甚至每台设备。 .这些温度图还可以改善容量规划，协助避免制冷不足或过剩。通过更强的直观图像与设定限定值，数据中心管理层可以更安心地提升机房运行环境温度。环境温度每提升1摄氏度，就能节省5%到10%的散热成本。
有效平衡能耗与性能表现：数据中心通过改为使用设计更为智能的处理器，在不影响或几乎不影响性能的情况下，可以有效降低15%到20%的功率消耗。
是时候严肃对待能耗问题了
数据中心的硬件设施依然举足轻重。负责分配资源给应用和服务的软件不断进化，这要求对硬件设备进行实时精细化监控。能耗管理解决方案的引入恰恰使得这一监控机制以及能耗与温度控制成为可能，且让IT管理部门可以有效控制电力资源，而电力支出早已成为运营预算表上最大的单独支出。
软件与中间件解决方案能让数据中心管理人员有效监控硬件及其运行状况，进而让自动化进程更快、更安全且更加经济划算，避免导致电力费用的急剧飙升。在今天能源缺乏的数据中心里面，有能耗感知的虚拟机迁移和工作调度应该成为一种行业标准。
作者介绍：
杰夫。克劳斯先生是美国英特尔公司数据中心管理器（DCM）解决方案总经理。在英特尔公司，杰夫。克劳斯拥有13年以上的团队管理经验。他的团队正在开拓能耗与热量管理中间件产品。杰夫。克劳斯先生持有波士顿大学工商管理硕士MBA学位。