数据中心能耗问题由来已久，各路神仙一直在各显神灵，以求降低数据中心能源消耗的问题，但是收效甚微，缘于数据中心规模扩张的速度远超出人们的想象。根据能量守恒定律，世界上的能源数量是固定的，而数据中心扩张的越快消耗的能源也越来越多，部署降低能耗的方法只是减缓能源耗尽的速度而已。然而，在没有出现新的替代能源之前，降低能耗消耗依然是最为急需解决的技术难题之一。纵览当今的数据中心技术，关于降低能耗的方法不胜枚举，让人看得眼花缭乱。其实，结合数据中心能耗的特点，电能是数据中心使用的最主要能源，数据中心里的设备绝大部分都采用电力运行。因此，数据中心降耗要从节电开始，本文就从数据中心供电的环节：发电、配电、变换、负载、温控、维管，这六个部分来阐述数据中心降耗的方法，通过通俗易懂的语言就可以让数据中心管理者有所启示。
发电
大型的数据中心往往拥有自己的发电场，比如Google、Facebook等巨头企业在建设数据中心的时候，就会在附近建设相应的发电场，有的利用风力发电，有个利用水力发电，总之在提升发电效率上下功夫。在国内，受限于国家政策，企业几乎无法建设自己的发电站，所以国内的数据中心只能单一地从供电局来获取电能，也许未来会有类似于Google的风能发电厂，但短期内看不到希望。在发电上节约除了提升发电效率之外，还要提高负载率，避免多次DOWN机，这样都会使得发电效率降低。这就像家里使用的节能灯泡一样，如果反复短时间内进行开关，节能灯炮和普通灯泡表现无异，甚至寿命比普通灯泡还低，只有长时间开启节能灯泡，相比普通灯泡的节能优势才会显露出来。一些数据中心的备用电源采用的是柴油发电机或者蓄电池发电，这些方式都是用于应急，短时间维持供电没有问题，时间一长便会因为供电不足而停机，因此数据中心的备用电源也很重要，不过一般备用电源的转换效率都不高，会浪费不少供电原料，尽量采用两路市电供电相比采用备用电源的方式要好些。
配电
一般的发电厂都不在数据中心旁边，要经过线路的传输，而传输线路上必然会带来一定的损耗，一般在复杂的配电环节中可以损失到5%的能量，这样能量还没有达到数据中心设备，就已经损失了1/20，这个损耗率还是非常惊人的。那么在配电阶段，可以通过提升供电电压来提升配电能效;通过使用更短或更粗的主回路来减少线损;还可以通过部署一体化的高效通信能源系统来提升配电能效。通过采用能效高的配电系统，可以将能效提升到98%以上，若采用一体化的供电系统，甚至可以将配电能效提升到99%以上，几乎可以忽略不计，这样而数据中心带来的节能效率是非常明显的。比如原来数据中心每年要消耗掉100万千瓦的电能，配电能效是95%，若将配电能效提升到99%，那么数据中心每年要消耗掉的电能是96万千瓦，节省了4万千瓦，这样就会节省几千万元电费，节能效果还是非常明显的。
变换
电能进入数据中心后，最终要分流到各个设备上。早期的设备电源转换效率普遍在85%左右，转换效率不高，如今的电源转换效率都可达到95%以上。这样应该尽快淘汰数据中心里的老设备，尤其是老旧的电源。除了设备电源，还有UPS、PSU等这些供电转换设备，应该采用变换效率高的产品，尽快淘汰老旧设备，电源技术在飞快地发展，通过使用变换效率高的电源部件，无形中就节省了电能。
负载
数据中心里包含有成千上万台的设备，每个设备在运行时都在耗电，如果每一台设备都能节省一点电能，那么所有设备节省的电能加起来数量就是非常惊人的了。现在提倡绿色数据中心，也包含绿色数据中心产品。所谓的绿色数据中心产品，就是从设备设计的方方面面都会考虑到节能。尽量使用低功耗器件，通过软件实现智能节电。比如：动态关闭、休眠、时隙关闭功放等软件技术，通过软件智能调节设备能耗，在保证设备正常运转的情况下，节省电能。
温控
为了确保数据中心设备正常运行，必须要全年保持数据中心内部温度基本恒温。这样才能避免设备运行过早出现老化、故障的情况，这样就必须引入空调系统。空调系统是数据中心里的耗电大户，空调系统的耗电几乎占到了整个数据中心耗电的30%，若能降低空调系统的耗电将非常有意义。现在的数据中心大部分采用全局制冷的方式，这种温控系统平均能效只有5，站点能效只有50%.若采用智能通风或者高温电池应用，就可以将温控系统的能效提升到10，站点能效75%.若能充分利用自然冷却的方式，那么站点能效甚至能突破90%，这样为数据中心节省的电能也是相当可观的。
维管
数据中心运维管理的水平也对降低能耗非常重要，高可靠的一体化设计再加上高效的管理，必然可以为数据中心降低能耗。比如：对设备进行管理，避免设备空载运行，提升设备的运行效率。部署业务时充分利用转换效率高的设备。对人员的管理也很重要，进出数据中心关闭不必要的照明光源，及时关闭没有必要运行的设备，适当调高机房温度，在运维的工作上，处处用降低能耗的标准来衡量，这样才能提升数据中心运转效率，降低能耗。
降低数据中心能耗是老生常谈的问题，但是要做好每个节电环节就并非易事了。以上说的降耗六个环节，直击降耗的本质。只有从这六个方面入手，才能全面提升数据中心的运行效率，降低数据中心能源消耗。
作者：DJ
来源：51CTO
