根據Grand View Research調查,2022年全球資料中心電力市場規模為81.7億美元,預估2023年至2030年的年複合成長率(CAGR)將上看8.0%,未來幾年,資料中心的用電量將有增無減,如何優化資料中心能源運用效率將是企業在綠色永續課題中亟需克服的挑戰。
氣候變遷加劇促使全球積極推動減碳,淨零碳排受到空前關注,在各國法規的ESG(環境、社會、治理)要求下,低碳轉型已勢在必行。而在眾多減碳策略中,資料中心無可避免也得肩負起減碳責任,根據Grand View Research調查,2022年全球資料中心電力市場規模為81.7億美元,預估2023年至2030年的年複合成長率(CAGR)將上看8.0%,換言之,未來幾年,資料中心的用電量將有增無減,如何優化資料中心運行效率將是企業在綠色永續課題中亟需克服的挑戰。
HPE(慧與科技)技術服務事業處技術協理許鈞湞指出,在數位轉型與ESG議題的雙重壓力下,不只IT設備須提升效率、汰舊換新,資料中心也應著手現代化,「如果只從單一儲存或伺服器方向來節能,往往很難有效地滿足節能要求。這也是為何HPE會提供DCTS資料中心顧問驗證與整合建置服務,目的便是協助企業找出重大能耗問題,並且提出改善方案。」
資料中心現代化多項挑戰仍待克服
他提到,企業在資料中心現代化過程中確實會面臨不少挑戰,舉例而言,現今不少資訊機房的運行週期普遍都已達15年以上,早期採購的空調設備受限於當時的技術發展,轉換效率往往只有60%~70%,這意謂著每次轉換都有30%至40%的損耗。另一方面,隨著半導體技術演進,資訊設備效能愈來愈強悍,運算力與儲存容量也不斷攀升,造成單一設備的電力需求也跟著增加,「當低運轉效率的冷卻空調遇上新世代的IT設備,如何維持電力的使用效率將是企業必須解決的課題。」
此外,由於早期企業相關的節能效益監管控機制還不夠完善,光是資料收集便有其難度,更不用說提供預警或預判。對此,HPE已備妥完整的解決方案來協助企業因應,除了能耗改善外,透過AI機制統籌OT及IT訊號,還能因應能耗運作狀況進行適當的調配。例如HPE自行研發的DCIM方案,除了可以整合來自Infosight雲端平台以及iLO管理軟體所收集的設備運行資料外,還能介接企業既有的監控管理以及環控工具。
目前Infosight雲端平台已可收集來自儲存設備、虛擬化、實體機以及網路設備等資訊,包含HPE Nimble、3PAR、Primera、Alletra等儲存裝置、ProLiant系列伺服器、Synergy刀鋒伺服器與Nimble Storage dHCI非聚合式超融合架構等等相關硬體設備。而DCIM智慧維運管理則可成為機房的智慧大腦,能依據機房所有運行資源及數據,提供整體架構、資源使用率以及運行趨勢的可視化,而且還具備故障根源分析功能,能端對端呈現故障關聯性,並針對故障根源定位與影響分析。若是結合BIM模型,還可精確定位實際的設施環境,更有利於機房的維運與維修管理。
從資料中心到碳盤查DCTS全面助力實現ESG
除了平台與工具協助之外,事前的總體評估與完善規劃也非常重要。DCTS服務部門可以協助整體環境評估、維運管理規劃、認證查驗服務、環境優化改善以及專業的建置服務,許鈞湞舉例,倘若企業打算優化資訊機房並且同步落實ESG,那麼DCTS服務部門便可以協助企業盤查,依照ISO 50001、ISO 14064、ISO 14067碳排溫室氣體等標準給予建議報告。「由於多數企業的資訊機房在IoT感測器的佈建上普遍不足,若想運用機器學習或是人工智慧來分析能耗來源,轉換成能源鑑別或是碳盤查報表便有所難度。因此,一般作法上,會先針對企業資訊機房進行健康檢查,並出具一份健康報告,企業若想進一步優化,再提供相對應的解決方案來加以改善。」
年初,台灣政府已三讀通過氣候變遷因應法,並預計於2024年開徵碳費,以宣示政府2050年達到淨零排放的決心。不少資訊長認為,如果能做好碳盤查,就有機會協助企業節稅。然而,許鈞湞也提醒,碳盤查並不能有助於節稅,施行碳盤查的目的是為了避免後續被課徵更多的費用。因此,DCTS服務部門並不會只著眼於IT設備的節能,而是會從資訊機房、廠房到總部大樓,全面地協助企業進行考量,目標即是希望協助企業達到碳中和管理程序。包含定期盤查能源資料,再依據法規標準,自動地分析來源,產出能耗、碳排或是碳足跡對應的產品足跡狀況的數值,也會協助企業因應ESG的需求,針對上述三個標準,出具第三方的認證證明。
多手法改善老舊機房小心挑選冷卻劑
長期以來,資料中心判斷節能與否的標準,PUE值是一項非常關鍵的指標。PUE值的計算方式是以「資料中心的總用電量」除以「資訊中心內IT設備的總用電量」,當PUE值越低,意謂著資訊機房的空調冷卻所佔的電力越少。
許鈞湞指出,針對已運行15年以上的資訊機房,一般都會優先建議先從冷卻空調著手,再來才是改變機電設施。他進一步解釋,早期資訊機房設計,單一機櫃的供電量約莫是在2kW至3kW之間,但是隨著IT設備的演進,新設備的發熱量是以往的2至3倍。以前42U的機櫃空間企業可以放滿設備還不到3kW,現在光是一座8U的HPE Synergy組合式軟體定義基礎平台,電力就可能滿載,導致許多人無法理解,明明還有這麼多空間,為什麼不能繼續擺放設備,而這正是老舊機房正面臨的挑戰。
除此之外,機電設備改善也必須有計畫性地停機更換,尤其是當企業資料中心只部署一座不斷電系統(UPS),而且是單迴路的饋電線路時,想要把既有的UPS汰換成高效率的不斷電系統,勢必會面臨到營運中斷的情況。這時就必須想好備援方案,以便有計畫性地更換,如果連計畫性更換都不允許,那麼就必須把握歲修時間來執行。
他最後強調,隨著資料中心往高密度或超高密度方向發展,以往氣冷式的冷卻空調系統可能將不敷使用,現今討論較熱烈的手法是採用液冷技術(Liquid Cooling),包含直接液冷以及浸沒式冷卻(Immersion Cooling)兩種方案。前者的原理主要是藉由裝滿冷卻液的密封管線進入機櫃中進行製冷,而後者則是採用特殊的冷卻劑來帶走伺服器產生的廢熱。「但是須留意的是,浸沒式冷卻方案的冷卻劑如果主要成份是氟,在120度以上的溫度環境下可能會揮發出有毒的氣體,雖然浸沒式的解決方案可以在零空調設備的情況下達到致冷的效果,可節省冷卻空調的費用,但是也有可能會衍生出致冷劑揮發的風險,建議企業若是真的要導入浸沒式冷卻方案,小範圍的施作或是引進外氣,做好因應措施,如此才不會為了要節省某些費用而產生更大的風險與災害。」