机电设备翻新　促使机房维运支出骤降

机房基础设施的生命周期成本结构

2003年发布的「ASHRAE Application Handbook」，当中提到，一座数据中心的生命周期长达30年，若以生命周期总体持有成本而论，设计与建造仅占10%，另外9成来自运转与维护的70%、翻修与汰换的20%，因此机电设备的配置考量，应是尽可能缩减高达7成的运转与维护支出。

今时今日，企业数据中心正面临了诸多挑战，一方面是每分钟的停机时间，可能为企业带来难以逆料的巨大损失，所以必须提高可用性，二方面则是随着云端运算、移动应用的普及，因而衍生密集增加的网络应用程序需求，因此必须致力营造高扩展性，三方面碍于油电双涨趋势驱使能源成本增高，企业主已难以容忍每年动辄1~2成的能源开支增幅，所以需要提升电源性能与效率。

正因如此，逐步朝向「Bronze」、「Silver」甚或「Gold」等级的PUE(分别对应1.67~2、1.43~1.67、1.25~1.43等级距)、DCiE(分别对应0.5~0.6、0.6~0.7、0.7~0.8等级距)等目标迈进，已是所有企业机房管理者，不容回避的使命。

但此时说来容易，做来却不简单，因为意欲兼顾上述提及的可用性、扩展性、电源性能与效率，又得因应企业数据中心生命周期TCO考量，必须设法降低诸如工资、电费、水费或燃料费等巨大开销，无异是在处处矛盾、碰撞中找出平衡之道，确实存在相当难度。

可调式设计　降低机房维运支出
唯今之计，便是尽可能在机房机电设备上，采取「可调式设计」路线。以空调系统为例，诸如变频、变风量、变水量等特质，容或会导致设备初始采购成本增加，但持平而论，这部分再怎麽增加，影响的不过是生命周期总体持有成本的10%而已，如果为了斤斤计较这屈屈10%，便可能加重日后运转与维护成本负担，且影响幅度高达70%，何者该省、何者不该省，企业即使未拨算盘，也理应一目了然。

延续上面的空调系统之例，如果走可调式设计，则当服务器的工作负载出现变化，空调主机便会在第一时间调整送风量、送风温度，紧接着风扇转速跟着变动，最后连水泵也随之加入变频行列，如此一来，即可确保信息设备随时获得恰如其分的冷却效果，不会过多、也不会过少，既能省电、又可充分满足IT运作需求，此即可谓创造最佳化机房节能及散热效果的理想途径。

展望未来，企业机房设计应当如何调整？首先从「机房空调」开始说起。前一章节提到，CFD流场模拟已成为绿色机房重要环节，所以在选择适当空调设备，少不得需要先历经这一步，只因空气流场不对，任凭添加再大的空调负载吨数，往往也是做虚工，甚至导致散热效果弱化损及信息设备的正常运行，做了CFD模拟后，即可依据气流分布角度，看是要调整机柜摆设方位，还是添加一些隔板，利用最省时、省力又省钱的方式，先把基本盘顾好；有业者透露，可别轻易小小的改变，有一实际案例，在机柜摆设调整前，空调负载动用到1,200吨也不够，主机还是因为机板过热而烧毁，但稍事调整后，吨数需求骤减为30，且再无任何主机散热不良的事故，一来一往之间，差异着实巨大。

机柜式空调　让机房冷却难题迎刃而解
接着进入机房空调系统的选择议题，专家建议，用户可跳脱传统上或下送风式的集中式空调思维，评估选用列间？机柜式空调，将空调系统直接嵌入机柜，为何要做如此转换？主要是因为，传统集中式空调有诸多局限，譬如其风扇转速是固定的，用户无法根据白昼或黑夜运算负载之不同，而施行不同的运转容量，此外，因为送风距离过长，导致系统恒常需要送出最大风量，再加上流场也过长，长期送风容易造成风车耗损，且便即已设置了冷热通道，仍不可免俗会有混风问题。

诸多缺憾，唯有透过机柜式空调能一次化解，因为它就近为特定标的提供冷却，所以拥有控制风量的弹性，将足够的冷风送进机柜即可，无需过量。

此外，专家也建议可运用间接冷却的思维，评估采用水侧自然冷却节能系统，当机房的外界环境温度较高时，可一如往常使用冰水机提供冰水，然而当外界环境温度下降时，就不妨巧妙运用板式热交换器来达到降温效果，如果担心降温效果不够，也大可利用冰水机及板式热交换器同时供应冰水。

当然不可否认，以冰水机而言，要供应一般情况所需之摄氏7度或5度冰水，消耗的电力几乎相同，援引外部自然冷却的迫切性似乎不大，但不少人也许忽略一点，低温的水容易产生结露现象，但如果结合水侧自然冷却节能概念，冰水机的供水温度即可调高到10%以上，不仅有助于杜绝结露，也能有效降低冰水主机的耗电量。

曾有人试算过，综观一座信息机房的能耗分布，广义的空调系统占比大概在40~50%，比重相当高，但其实若进一步细究，可以发现空调机组(CRAC)占比约在10%出头而已，其余30~40%都落在冰水机组(Chiller)之上，所以如果能设法降低冰水机的能耗，对于压低PUE必能产生极大助力。

模块式UPS　提供随需扩展弹性
除了机房空调外，机房电力亦是颇值得改善的一环，然毕竟电源堪称企业机房的生命中枢，既要追求稳定、又要讲究节能，所以最适合采用的电力保障系统，即是具备低损耗、高效率等特质的UPS设备。以现况而论，一般三相式AC-AC不断电系统，满载最佳效率约介于90~92%，此乃将市电从交流转成直流、进入电池后再逆变为交流之电力品质确保过程，所必须牺牲的电力耗损(8~10%)，但当UPS将电力输出送进配电柜(PDU)，除了大约会产生1%左右的配电损失外，也会因变压器而形成1.5~2%的耗损，最终送进Server PSU时，又无可避免再形成10%耗损，所以这段供电过程的总体电力耗损幅度，恐怕逼近20%水准。

惟一旦转而采用高效率的三相AC-AC不断电系统，在UPS端的转换效率便可来到95%以上，至少能减少3~5%电力耗损，别看幅度小，一年下来积少成多，反应在电费帐单上的撙节效果，也是相当可观的；更何况，现今市场上也有业者开始提倡更为「另类」的UPS型态，一种采取旁路式设计，将市电直接输出负载端，本身不再做交直流或逆变等转换，另一种则是直接诉诸380 VDC DC供电，虽然仍有转换需求，但UPS端耗损幅度可限缩在3~4%以内，真正的好戏是在末端Server PSU，直接吃进直流电，免于进行AC/DC转换，所以在使用端可减少约2%的电力耗损。

只不过，当大家竭尽所能减少电源转换过程的耗损，似乎忘记了，其实再高的效率，也不可能恒常发生，多数时间的UPS负载大概落在30%上下水准，仅能对应到效率相对较差的一段曲线，所以为了要进一步提高节能效果，又不能损及信息设备的正常运作，别无他法，就是设法让UPS负载率提高，此时便可思考选用模块式UPS，利用单一设备作并机、也就是容量堆叠。

如此一来，即可确保UPS使用率维持在较高曲线，初估可提升到50%上下水平，更重要的是预留了日后随需扩展容量的空间，连带压低了初始建置成本，也因而形塑了N+1备援环境，可因支持热抽换而容许免停机进行检测、维护，这对于符合Uptime Tier 3等级的可维护性目标，也具备推波助澜的效果。

当然，除了善尽电源规划外，电源管理亦十分重要，企业可搭配使用数据中心基础设施管理(DCIM)解决方案，藉以满足实时PUE的监测与追踪、历史PUE查询等双重需求，为机房节能及散热，扎下厚实的基本盘。