近年来，传统数据中心的高能耗、高成本、低效率、低可用性、低连续性已经引发越来越多的诟病。一项针对500位企业CIO进行的调查显示，有41%的CIO认为能耗和散热是企业数据中心面临的主要问题；85%以上的机房存在过度制冷问题；超过80%的数据中心已经受到电力、机房空间和空调系统的限制。对于企业CIO们而言，如何解决数据中心的高能耗、高成本、低效率危机已经成为一项严峻的挑战。
因此，数据中心的绿色、节能、环保是数据中心产业发展到一定阶段的必然需求。未来，传统的高能耗、高成本、功能性数据中心必将转向自动化、智能化、高效率、高节能、高环保的绿色数据中心。
专注于数据中心、灾难恢复专业服务的GDS万国数据早在2006就开始了绿色数据中心的总体战略规划、方案设计，在投资建设方面也已展开实际行动：2008年，GDS万国数据宣布将在未来几年投资40亿元以上在全国新建20个大型企业级绿色数据中心；2008年底，GDS万国数据绿色数据中心示范项目——GDS成都绿色数据中心破土动工，将于2010年初正式投入使用；2009年7月，GDS万国数据花桥金融后台及绿色数据中心产业园项目在江苏昆山花桥国际商务城开工建设。
其它一些设备服务提供商，如IBM、HP等，也在海外建设新一代绿色数据中心。一场“绿色数据中心”建设的角逐已经在全球展开。
对于企业CIO而言，构建新一代绿色数据中心或选择第三方专业绿色数据中心，可以帮助企业节约成本，提高服务效率、快速响应业务需求、与业务目标更加匹配，承担环保责任。
挑战篇
传统数据中心的红色危机
近年来，传统数据中心正在消耗大量的能源、空间和成本，而且消耗量日益膨胀。国际正常运行时间协会在2008年发表的一篇研究报告中称，2006年全球数据中心能源消耗比2000年增长了一倍，到2012年，数据中心能源消耗将再次翻番。对于企业CIO而言，解决数据中心的高能耗、高成本、低效率危机已经成为一项严峻挑战。
运营成本
多数企业的数据中心已经陷入成本危机：一方面，能源成本高昂，并且没有足够的电力和冷却能力，无法满足新一代高密度服务器和存储设备的需要；另一方面，IT基础设施的容量增长受到场地、空间的严重制约。
国内不少企业的数据中心电力成本为每年几百万元，有的超过了千万元，更有超大规模的数据中心超过了亿元。由于供电能力的制约和限制，不仅很多地区已无法新建数据中心，甚至原有的数据中心也面临拉闸限电的危险，因此增容、发展等问题也就无从谈起。这将对数据中心的高可用性和经济性等多方面造成直接影响。
能源消耗
目前，国内大部分数据中心的PUE（数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比）值偏高，在2.5-3左右，而国外高水平的绿色数据中心PUE值往往在2以下。
另外，国内传统数据中心在物理环境方面往往存在：整体布局不合理，制冷系统不能按实际设备的需要进行分配，导致总体能源浪费高且存在局部过热的问题；机房空调设计、布局不合理；电源线缆布放过细，存在重大的安全隐患；由于没有配备保障电源，机房的设备安全运行无法保证。
在IT设备方面，IDC的统计数据显示，在亚太地区，数据中心服务器电力消耗以每年23%的速度递增，与每年16%的世界平均增长水平相比，亚太区数据中心的电力消耗增长速度远超出了世界平均水平。Gartner的调研则显示：“过去五年来， IT设备的能源需求增长已超过五倍。”
使用效率
目前，大部分数据中心中的服务器和网络设备的利用率仅在24%～30%之间。如何最大限度地发挥现有系统的资源以及优化系统架构，是传统数据中心向绿色数据中心转变过程中首先要考虑的问题。
社会责任
数据中心的能耗约占全球二氧化碳排放量的2%，每年IT设备要向大气层排放大约3500万吨的废气，相当于整个航空工业的二氧化碳排放量。数据中心日益增长的能耗及二氧化碳排放量已成为企业无法逃避的社会责任。美国环保署所发布的报告指出：环境保护议题已迫使企业的IT部门必须寻求绿色数据中心的建立。
因此，绿色数据中心是数据中心发展到一定阶段的必然要求，它是涉及数据中心整体的系统问题，包括整体建筑、机房、空调、UPS、服务器等IT设备、应用系统和数据管理效率等全方位的问题。
企业构建新一代绿色数据中心或选择第三方专业绿色数据中心，可以帮助企业节约成本，提高服务效率、快速响应业务需求、与业务目标更加匹配，承担社会责任。
标准篇
绿色数据中心的评价要素
虽然业界对绿色数据中心还没有统一的评价标准，但是，我们可以从建筑节能、运营管理、能源效率等方面来衡量一个数据中心是否为“绿色”。 需要强调的是，绿色数据中心的节能效果就像是一条长尾曲线，其前端通常由建筑群体能耗、服务器能耗、空调能耗、UPS能耗等“大指标”组成，尾部则由气流组织设计、设备摆放位置、机柜和服务器之间的距离、维护难易程度等“小指标”组成。如果没有整体设计思想和实施方法，即使抓住了全部“大指标”，也难以达到理想的绿色节能效果。
建筑节能要素
建筑节能要素包括：
建筑场地选址：城市开发、地质环境条件、气候、环境空气质量、电力供应、雨水管理和综合利用、景观设计和降低热岛效应等。
围护结构热工性能：体型系数、窗墙面积比，围护结构传热系数，围护结构热桥部位内表面温度及热工缺陷，外部遮阳设施遮阳性能，外围护结构隔热性能，玻璃的可见光透射比，透明围护结构气密性等。
采暖通风空调及生活热水供应系统：室内温度、湿度、新风量，冷水机组运行效率，锅炉运行效率，风机单位风量耗功率，主分支环路回水温度一致性，新风量，冷水机组的冷水供回水温差，水系统补水率，能量回收装置效率等。
配电系统：配电系统容量，用电电能质量。
照明系统：照明灯具效率和照度值，照明功率密度值，公共区照明控制。
监测与控制系统节能诊断：控制方式及其可靠性、有效性，中央管理系统数据存储、分类、导出等与能耗相关的分析功能。
综合诊断：数据中心的年能耗量及其变化规律；分析能耗构成及其所占比例；针对能源利用情况，分析存在的问题和关键因素，提出节能改造的内容和方法；进行节能改造的技术经济分析等。
水资源利用：节约景观用水，采用创新性废水处理技术，降低用水量与节水等。
建筑节能与大气：基本建筑系统试运行，能源最低特性，消除暖通空调设备使用氟里昂，优化能源特性，再生能源利用，调试与试运行，监测和控制，绿色能源利用等。
材料与资源：再生资源收集，建筑再利用，施工废物管理，使用再生材料，地方/区域性材料，快速再生材料利用，使用可持续发展材料等。
室内环境质量：二氧化碳监控，提高通风效率，建设中室内空气质量管理措施，低排放材料利用，室内化学物和污染源控制，系统可控制性，热舒适性，自然光和视觉环境等。
运营管理要素
运营管理要素包括：
运营管理成熟度：服务的策划与实施，服务水平管理，服务报告管理，服务连续性管理，可用性管理，IT服务的预算和财务管理，容量管理，信息安全管理，业务关系管理，供方管理，事件管理，问题管理，配置管理，变更管理，发布管理等。
可持续改进的运营管理能力：包括信息安全管理能力和服务质量管理能力等。
能源效率要素
PUE值：IT设备电能消耗和基础设施电能消耗。
IT设备能效比：IT设备电源工作效率。
策略篇
绿色数据中心构建策略
面对迅速增长的数据中心能耗及成本压力，越来越多的企业CIO开始考虑为数据中心节能、降耗。未来的数据中心将从早期的功能性服务转向智能服务，节能服务，高环保服务。
那么，如何实现智能服务，节能服务，高环保服务呢？笔者以为，可以通过以下方式实现：
改为直流电源
数据中心的电源消耗有11%与电源转换有关。据伯克力国家实验室称，通过把交流电设备转换为直流电设备，企业可节省10%至20%的电源。
配置保证电源
数据中心应配置保证电源，至少配置N+1的UPS电源，确保市电中断以后能确保设备正常运行。如果条件可以，应该再配置一台发电机，确保市电中断时间过长造成的影响。
安装并使用能耗监测工具
目前，有不少厂商推出了此类工具，比如Avocent公司的电源管理软件Dsview 3 Power Manager和IBM的Power Executive软件，前者可以帮助用户实时监测数据中心IT设备的能耗和能源使用情况，后者可以帮助用户通过智能技术来有效管理数据中心电力消耗，从而可以确定实际能耗和系统温度。
配置专用精密空调
数据中心要配置数据中心专用的精密空调，并做好整体监控，能够根据数据中心环境和湿度的变化随时对空调的运行进行调节。
改善冷/热通道布局
在有些机房设计建设方案选项中，由于没有考虑到冷热气流通道的问题，使得冷热气流混合无序，大大降低了制冷效率，有时还会发生局部空调设施故障，甚至宕机。采用交替热过道/冷过道优化布局可以纠正许多冷却不均衡的问题，从而消除由于温度造成的设备故障风险。
尽量减少或消除下地板布线
数据中心应尽量减少或消除下地板布线，如果实在无法避免，就使用导线、电缆托架和其它方法进行布线，上布线方式可以最大限度地减少线缆之间的壁垒，带来更有效的空气流动和优化冷却系统的效率。
采用液体冷却技术
液态冷却系统主要通过气态或液态热交换器，强化冷却效果，并隔绝HVAC(暖气、通风与空调)等现有环境因素对设备的影响。落矶山研究中心的一项研究显示，与标准空气冷却相比，液体冷却能够把能源成本降低30%至50%。
采用下送风方式
数据中心要建设专用的送风通道，数据中心的设备由于能耗大，发热量也大，下送风方式效果最好，因此必须在机房设置地板，建立专用的下送风通道。
在完成以上供电和制冷两个基础的数据中心核心要素设计、部署之后，CIO们可以进一步考虑利用高性能计算、虚拟化等技术充分发挥现有IT系统的处理、运算能力，使服务器、存储、网络设备等IT资源利用最大化，从而建设真正意义上的绿色数据中心。
实践篇
GDS绿色数据中心战略启动
围绕绿色数据中心建设目标，GDS万国数据已经在总体战略规划、方案设计、投资建设等方面开始实际行动：2009年5月，GDS万国数据宣布，将在未来几年，投资40亿元以上在全国新建20个、总面积超过30万平米的大型企业级绿色数据中心网络；7月10日，GDS万国数据花桥金融后台及绿色数据中心产业园项目在江苏昆山花桥国际商务城开工；而GDS万国数据绿色数据中心示范项目——GDS成都绿色数据中心早已在2008年底破土动工，预计2009年底投入使用。该数据中心将成为中国1.0版绿色数据中心模板。
实际行动：打造绿色数据中心样板
作为业内第一个真正意义上的绿色数据中心项目，GDS万国数据成都绿色数据中心无论是在投资规模，建筑面积还是整体“绿色”设计都引起了业内人士的高度关注。
GDS万国数据成数据中心项目占地约83.5亩，总建筑面积约12万平方米，总投资约16亿元人民币，分三期建设，其中，一期建筑面积约2.5万平方米。该项目贯彻可持续发展理念，在规划设计和建设实施中，充分体现了绿色数据中心的节能性、环保性、合规性、可用性、经济性、安全性等特点，实现了电力、制冷、网络等关键性资源的按需提供、灵活调节，从而减少能耗，降低运营成本。
GDS万国数据成数据中心采用高起点、高标准设计，整体系统设计符合国际公认的数据中心标准ANSI-TIA-942-2005 Tier 4等级和国家《电子信息系统机房设计规范》50174-2008A级（最高等级）标准要求。初期系统实施符合Tier 3要求，后期可根据客户要求情况按需升级到Tier 4等级。此外，项目在设计和建设过程中还参照了国内其它专业通用规范和ASHRAE标准、LEED™绿色建筑评估体系等国际标准，旨在打造一个高效节能、高等级的数据中心。
高密度与高性能计算技术是IT 设备发展的必然趋势。GDS成都数据中心在机房区内部单独设置了高用电容量机柜区域，以满足未来高密度设备的发展需求。除了系统布局外，相关的配套系统（如配电开关、线缆等）都进行了相应的设计，以保证系统设计的完整与匹配。高密度设备的制冷问题是本项目重点考虑的问题。高制冷需求对精密空调系统的设计与布局是很大的挑战，本项目对地板下高度、空调送风距离、空调冷量设计、回风气流设计、机柜设计等都进行了全方位考虑，在保证总体冷量足够的前提下对功能平面做了充分优化。
整个项目根据业务发展情况进行分阶段规划和分期建设，能最大限度避免过度规划的发生。初期规划充分考虑了建设成本和运行成本，力求以较低的成本、较少的人员维持系统运转，提供高效能与高效益的服务。
数据中心机房主体建筑平面布局注重功能性设计，建筑造型设计以简单实用为目标，由数据中心机房的基本构建模块、其它辅助房间、消防楼梯、通道、货运电梯等区域从里往外组合而成。
数据中心机房楼层高设计为5.4米，充分满足数据中心内地面空调送风和天花顶面回风和相关管道（空调水管、新风管道、消防排烟管道、气体灭火管道）的铺设。
在建筑本身节能方面：为了减少数据中心机房与外界的热交换，节约能耗，同时也为了提高安全性，所有机房区的建筑物外墙均不设外窗，以减少太阳辐射热进入机房，减少房间的热损耗；建筑外墙结构采用隔热设计，以减少数据中心机房冷量损失；建筑内墙、楼面采用保温隔热设计。
在配电系统节能方面：采用了高压发电机组、高压直接到楼层设计，UPS输出尽量靠近最终负载，减少了线路电力损耗；科学治理和抑制谐波，降低变压器和发电机损耗；采用高效率、谐波低的UPS设备；采用高效新型气体光源作为户外照明、室内采用节能灯具；采用自动化计量技术，达到电力资源的按需分配、按需提供。
在空调系统节能方面，数据中心机房采用集中冷冻水供冷设计，选用高能效比冷水主机设备；采用一次泵变流量系统设计；采用节能空调系统设计，通过板式换热器可大大节约冬季的运行费用；冷冻水泵、冷却水泵冗余设计，提高系统可靠性；采用全热回收水冷螺杆式冷水机组回收的热量，为数据中心机房新风处理机组及办公区空调提供冬季所需热源；精密空调末端采用 “N+2”冗余设计；空调系统2N冗余供电设计；采用高效冷热预处理新风系统；数据中心机房采用集中加湿，取消精密空调加湿功能，降低能耗。
通过这些节能举措，GDS万国数据“1.0版”绿色数据中心相比传统数据中心或机房项目，总体能耗成本将降低至少25%以上。
总体规划：20个绿色数据中心
投资40亿元在全国新建20个绿色数据中心在业内绝对是“大手笔”。GDS万国数据总裁兼CEO黄伟表示：大规模介入绿色EDC市场，是GDS万国数据面向全国市场快速拓展灾备外包服务业务的需要，也是GDS万国数据瞄准以新一代绿色IT基础设施为中心，全方位推动IT服务外包市场的战略性升级举措。
为此，GDS万国数据已经与Acer eDC、SBTM、CPCNet、PACNET等全球领先的绿色EDC研发、设计、运营管理公司等结成战略合作，并依据最新国际标准、最领先的绿色数据中心设计、最优建造经验与运营管理推出系统化解决方案。
针对传统数据中心普遍存在“重建设，轻设计”、“重装修，轻系统”、“高能耗、低可用性”种种弊端，GDS万国数据的绿色EDC战略，将着眼于推动中国新一代绿色数据中心的行业规范与国家标准，GDS万国数据希望,新的行业规范与国家标准能够引导并带动中国绿色数据中心产业的升级。
通过新建20个符合国际标准的绿色数据中心，GDS万国数据将构建亚州最大的异地灾备互联网络体系，同时成为亚洲地区最大的IT基础设施服务供应商。与此同时，GDS万国数据将从一家独立的灾备服务外包商，转向一家以数据中心基础设施为中心，面向“灾备+生产”一体化外包的综合性IT服务集团。
文：GDS施建忠
