英特爾智能電源節點管理解決雲端運算耗電問題

雲端運算的興起加上行動資料爆炸性成長，讓電力的使用呈現大幅的攀升：資料中心目前大約消耗全球總用電量的 1.5 % ，每年的用電成本達 260 億美元 。從單一電晶體到與處理器、伺服器平台、資料中心、以及輸配電網路( electricity grid )，英特爾發展出一整套技術來因應這方面的能源挑戰。

英特爾說明許多創新科技如何能大幅增進資料中心的效率，其中包括 Intel 智能電源節點管理( Intel Intelligent Power Node Manager )技術和 Intel 資料中心管理平台( Intel Data Center Manager )、高環溫( High Ambient Temperatures ， HTA )資料中心、以及許多未來的科技，像是用電與溫度感知排程( Power and Thermal Aware Scheduling ， PTAS )，以及各種電池備援解決方案。

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高溫的環境

行動化的革命加快雲端的佈建腳步，讓資料中心面臨前所未有的用電挑戰。由於資料中心使用許多舊硬體、現有的配置、以及服務層級協議( service level agreements ， SLAs )等因素，因此通常機房溫度通常必須冷卻到攝氏 18 至 21 度。然而許多資料中心卻能夠在攝氏 27 度甚至更高的溫度下運行，而且不必大幅翻新舊有的設備。一些針對特定用途設計且能適應高溫的資料中心，甚至能在攝氏 40 度或更高的溫度下運作。

英特爾的解決方案：突破冷卻的舊有桎棝

藉由強化使用者、運算、以及效能等因素來增進效率，英特爾從許多層面提升資料中心的用電效率：

Intel 智能電源節點管理技術與 Intel 資料中心管理平台

Intel 智能電源節點管理技術是聰明的管理方法，能在資料中心內善加運用及管理電力與冷卻資源。這項伺服器電力管理技術把元件的量測應用擴展到平台層級，讓資料中心耗用的每一瓦電力發揮至最大效益。第二代 Intel 智能電源節點管理技術提供兩倍的核心功能，帶來關鍵的資訊與控制機制，讓資料中心能以更有效率的方式來運作；它能通報系統層級以及處理器和記憶體子系統的耗電狀況，並能限制系統、處理器、以及記憶體層面的用電量，根據 IT 管理者定義的策略自動執行限制用電的作業。

Intel 智能電源節點管理技術通報資料中心的結果數據

• 用電與溫度監視：取代 IP 電源排線與串列連結線路，每個機架可省下約 400 美元 。
• 提高機架密度：每個機架最高可增加 40 %的伺服器與效能 。
• 負載用電最佳化：提供 30 %的耗電最佳化效果，而且不影響效能 。
• 業務持續性：持續維持運算可用性，安然度過斷電或溫度過高的狀況。

高環溫 ( HTA )

平均而言，資料中心的所有用電中，約有 40 %是用在冷卻建築物與伺服器，讓溫度維持在攝氏 18 - 21 度。選擇這樣的低溫，主要是因為許多傳統因素，但現今的硬體(特別是英特爾平台元件)比起以往更能適應較高溫的運作環境。採用較高運作溫度的資料中心不僅能降低冷卻成本，還能提高用電效率，這種資料中心稱為高環溫( HTA )資料中心。英特爾在 Green Grid 、歐盟、 ASHRAE 以及其他機構中帶領各界形成 HTA 規格。

HTA 實例

• Facebook 著手翻新位於加州聖塔克拉拉的資料中心，使其能在攝氏 27 度下運作。 Facebook 每年的電費因此減少 22.9 萬美元，並從美國聯邦政府獲得 294,761 美元的電費折扣優惠 。
• 英特爾位於新墨西哥州的概念實證資料中心裝有 900 部伺服器，其 100 %換氣比率的空調系統在攝氏 33 度下運作，本身沒有溼度控制功能，空氣過濾的功能也有限。這樣的設計讓用電量節省 67 %，等於省下一部價值 287 萬美元的 1,000 萬瓦直流發電機 。
• 雅虎( Yahoo )的運算中心是一處沒有空調的資料中心，每年僅有少數幾天須動用水冷系統(估計用電效率係數為 1.08 )。 100 %的天然流通空氣，讓建築物的總用電量中僅有不到 1 %的電力是用在冷卻 。

用電與溫度感知排程( PTAS )

用電與溫度感知排程的建構基礎包括將 Intel 智能電源節點管理技術以及資料中心管理平台，結合成理想平台，匯集了用電、溫度、以及作業負載的訊息，隨時機動管理各項資源。它不僅讓運作成本降低約 20 %，還回收最高到 50 %的未使用冷卻資源，達到最高的運作效率 。

Intel 電池備援解決方案( Intel Battery Backup Solutions )

Intel 電池備援解決方案能降低資料中心的資金支出成本，讓不斷電系統( uninterruptible power supply ， UPS )相關的資金支出成本最高降低到 5 倍 ，讓不斷電系統相關的用電效率提升到 40 %的損耗率 。

其他重要事項

• 現有的資料中心中，將近 80 %都是在低溫空調環境下運作，溫度介於攝氏 18 - 21 度 。
• 僅僅把這些資料中心的空調溫度範圍提高到攝氏 28 - 30 度，在大多數情況下都能省下極可觀的費用 。

假設全球所有資料中心都將溫度調高攝氏五度會有什麼結果？　

這將讓：　

• 每年立即省下 21.6 億美元的用電成本 。
• 全球資料中心的耗電量降低 8 % 。
• 省下 243 億千瓦小時的電力。
  大約相當於西班牙、南非、澳洲、或台灣一個月的總耗電 。
• 二氧化碳排放量減少 170 萬公噸，相當於 4,300 萬棵樹生長 10 年所吸收的碳排放量 。

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