資料中心 ESG 綠色永續 淨零排放 能源管理 不斷電系統 機器學習 浸沒式冷卻系統 液冷 PUE ISO 50001

資料中心能耗有增無減 軟硬體兼施優化用電效益

UPS取代儲能及發電機 貨櫃式機房速建易維運

2023-10-06
這幾年,資料中心的角色已從隱性變成了顯性,而且還在持續整合各種應用,後續發展無可限量。然而資料中心並非不佔空間與成本,而且電力供應也是一大問題,再加上ESG減碳要求,如何用地球最少的資源產生最大的價值,將是資料中心亟需克服的難題。

根據調研機構Grand View Research預估,2030年全球資料中心的電力市場達到150.1億美元,在預測期內,將以8%的年複合成長率(CAGR)增長。而這也意謂著在未來幾年,資料中心的用電量將有增無減。

伊頓電氣台灣與菲律賓總經理宮鴻華指出,受惠於AI與大數據等新興技術以及4G、5G等高速通訊技術的發展,近5至10年來,資料中心已發展為儲存、運算以及資料快速交換的場域,除了資料儲存需求大幅增加外,還提升了運算與智慧化的需求,例如無人駕駛的自駕車、ChatGPT等發展均需要高度智慧化的運算來加以協助。「這幾年,資料中心的角色已從隱性變成了顯性,而且還在持續整合各種應用,後續發展無可限量。然而資料中心並非不佔空間與成本,而且電力供應也是一大問題,再加上ESG減碳要求,如何用地球最少的資源產生最大的價值,將是資料中心亟需克服的難題,而這也將帶動設施業者提供更完整的解決方案,而非只是單純設備銷售。」

他提到,資料中心承載著企業營運服務運行的重責大任,以往的設計考量多是以如何讓伺服器、儲存等IT設備穩定、可靠運行為主,隨著綠色環保意識抬頭,企業也發現資料中心其實非常耗能,因此除了提高IT設備使用率之外,近幾年,企業也開始將資本支出(CapEx)與營運支出(OpEx)一併考量,思考能否藉由PUE的降低或延長設備的使用年限來達到營運的最佳化。「簡言之,企業現在不會只單純購買設備,而是會著眼完整解決方案,伊頓發展的xStorage Container貨櫃式資料中心與電力模組就是一款『All Eaton in One』的方案,其包含了不斷電系統(UPS)、低壓配電盤、電池櫃、空調等系統整合至標準貨櫃中,企業可藉此快速搭建資料中心,減少現場施工時間,且易於維運。」

不斷電系統儲能三用兼具主被動概念

氣候危機衝擊全球,綠色永續已成當前顯學,尤其在數位潮流發展之下,數位服務的需求快速攀升,企業在運用新興技術創新營運服務的同時,資料中心勢必也得提供更大量的能源與資源讓伺服器運行。Grand View Research調查報告中也提到,全球資料中心消耗的能源已佔總能源的1%至1.25%,這也促使資料中心設計人員採用更先進的管理方案和配電技術,以降低PUE值。

伊頓電氣台灣與菲律賓總經理宮鴻華指出,儲能兩用不斷電系統能主動地提供效益,因為兼具儲能,因此企業就無須建置兩套設備,相對就能節省電力與成本。

宮鴻華表示,ESG具有主動與被動兩種概念,主動指的是要能做到儲存能量而且可以循環再利用,而被動指的是如何降低能耗或零耗能。以不斷電系統為例,提升不斷電系統效率的就是被動的概念,例如伊頓新發表的三相高頻不斷電系統93PR-T的產品功率範圍從15kVA至80kVA,雙轉換模式效率為96%,若轉換到ESS節能模式效率更高達99%,其具備高充電功率,可與鋰電池應用搭配使用,直立式小體積設計,可協助業者彈性應用空間。

而儲能兩用的不斷電系統則是能主動地提供效益,因為兼具儲能,因此企業就無須建置兩套設備,相對就能節省電力與成本。「儲能兩用的不斷電系統還有第三用,亦即可藉由增加電池設備來取代發電機,對合規ESG更有加分的作用,因為柴油發電機非常耗能,碳排放量也高。」他提到,雖然節能減碳是趨勢,但資料中心的運行還是要考量到穩定度,遇到電力設備故障中斷,企業營運也可能受到影響,因此電力系統備援機制也須加以考慮,諸如此類地進行全盤考量。另外,運用諧波改善功能來產生高品質的電力也是節能的另一個面向,如果能讓每一度電產生更高的生產價值,就不會因為電力品質不夠乾淨而造成浪費。

軟體優化用電效益 DCIM提高可視化

隨著全球低碳永續腳步加快,在硬體之外,伊頓也發展軟體方案,協助企業順利推動能源轉型、優化用電效益。舉例而言,Brightlayer資料中心套件能協助企業高效地監控和管理日益複雜的IT和OT設備,提供完整的可見性,讓營運正常運作並且優化資料中心效能。其中,Predict Pulse雲端遠端監控服務,可針對IT基礎設施的電力品質進行遠端監控,同時還能夠提早預測零件故障,並針對不斷電系統電池提供最佳化建議。這項功能主要是利用持續監控和分析不斷電系統等電力設施運行的狀況,自動預判並且採取相應的措施,而除了電池之外,還可以收集與分析包含電壓、環境溫濕度等內外部不斷電系統的資料,進一步分析與判斷以減少故障停機或是效能下降所帶來的損失。

而資料中心基礎架構管理(DCIM)解決方案VCOM則是透過3D建模技術,讓管理人員清楚看到完整的建築空間與機櫃的內部情況,包含實體伺服器、交換器、虛擬主機(VM)以及不斷電系統等,藉此準確地定位故障設備,確定各種資產的位置、空間的使用情況。依據所偵測到的數據,還能產生環境溫度分佈圖,避免熱點產生或是冷氣太強而有能源浪費的情況。

宮鴻華舉例,加拿大的曼尼托巴大學(University of Manitoba)便是利用VCOM的3D視圖功能,結合電源、空間、環境、IT網路和虛擬化參數,來識別各種IT資產中的潛在問題,大幅提升電力、冷卻和空間的使用效率。而藉由自定義報告和儀表板,管理人員可以設定基於角色的儀表板、KPI追蹤以及進行趨勢和預測分析。此外,也可以利用「假設」場景來瞭解當前使用方式並確保即將到來的專案的容量。

應對資源需求攀升 從最佳化效率效能著手

生成式AI再度推升人工智慧熱潮,然而大量的資料與運算卻極有可能讓資料中心的電力與水資源需求攀升,甚至對冷卻帶來挑戰。宮鴻華認為,「依據能量不滅定律,能源轉換再利用,過程中就會有耗能。現在設施業者正在戮力進行的是如何讓各個設備都達到效率與效能最佳化,」他提到,晶圓廠投入先進製程的目的,就是要讓能耗降低、運算更快,但熱損耗更低。同樣的,基礎設施也會引進最新技術,以冷卻空調為例,以前是下吹式空調或上吹式空調,後來認為應該把路徑縮短,才考慮熱通道,現在也運用材料科學,研究有哪些介質相對效率最高,最好能靠近熱源,一發熱馬上被吸收,重點是還要兼顧環保永續。

宮鴻華最後強調,由於電力是具備高度專業的事業,在能源轉型、電業自由化下,一般企業內部非常難擁有對電力管理設備維運、財務規劃與效率管理等專業知識。伊頓現在也可擔任能源顧問角色,與企業一起規劃、試算投資效益與進行用電效率管理等等,協助企業實現能源轉型。


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