IT省電50招 (上)－洋洪/洪邦家電空調園地

IT省電50招 (上)

文/iThome (記者) 2007-12-17

IT省電節能有很多層面的作法，我們試著把這些做法整理成50招，其中，有大到可以每年省下近百萬的做法，也有小至教育員工手機充完電就要拔掉充電器的作法，希望讓你從小省到大，從各個環節省下大筆電腦。

一臺1U的伺服器，一年都不關的話，需要付出約1萬7千多元的電費。隨著能源的價格水漲船高，省電節能要怎麼做，已經成為企業各個部門必須面對的真相，IT部門當然也不例外。

從各個環節省下電費的50個妙招
遊戲橘子執行長室技術長林純忠表示，藉由虛擬化技術，最多可以節省一半的空間，如果企業的伺服器數量固定且業務單純，透過虛擬化技術確實可以整併不少的伺服器，進而達到節能、省電的目的。

IT省電50招
IT省電不只是節能做環保，更是關乎企業營運成本的重大議題。IT怎麼開始來省電呢？我們搜集了50項企業正在採用的省電妙招，讓你找到最好的節能省電方法。

第1招 伺服器虛擬化1年省數十萬電費
你還認為伺服器虛擬化只能用來執行測試環境的開發嗎？伺服器虛擬化越來越熱門，現在企業思考的面向不再只是單純的測試環境，而是其帶來節能、省電的效益，某高科技公司從去年起為了因應新廠房的建立開始著手新建機房。為了辦公室環境的需求，共需要23臺x86伺服器，他們開始思考，究竟要買23臺伺服器，還是買較少且較高階的伺服器利用虛擬化技術來整併呢？評估過後，在維護成本上，一年便可以節省76萬元，最後決定走向伺服器虛擬化技術，並在去年11月正式上線。

節省76萬元的維護成本，主要可分為伺服器的耗電量與機房空調的費用。首先在伺服器的耗電量，他們共買了3臺HP（惠普）4路伺服器，型號為ProLiant DL 580來整併23臺實體伺服器。如果建置23臺實體的伺服器，每臺伺服器每年的耗電量就要707瓦，如果23臺伺服器就要16,261瓦，但整併成3臺高階伺服器，每臺只要1,589瓦的電力，3臺伺服器共4,767瓦。相較之下，便可節省龐大的電力成本，該公司預估一年便可省下41萬元的電費。

機房的電費計算除了伺服器的耗電量外，還有整體空調的冷卻成本，該公司曾經評估，如果23臺伺服器，每臺伺服器每小時的空調成本要花費2,508BTU，23臺伺服器就要花費57,684BTU。但整併成3臺後，每臺伺服器只要5,457BTU，3臺共花費16,371BTU，虛擬化後一年便可以省下35萬元，再加上41萬元的伺服器電力成本，一年便可節省76萬元。

在建置成本上，該公司購買VMware Infrastructure 3（VI3）Enterprise版本，將3臺伺服器建立起一個虛擬池（Resource Pools）並執行23個虛擬機器，也因此，降低了伺服器的採購數量，再加上，VMware授權費與機櫃空間，如果建置虛擬化技術建置成本要240萬元，如果沒有要高達435萬元。

在初期建置成本上，大家或許會有疑慮，VMware授權費不是相當的昂貴，但如果購買一臺高階的伺服器能整併越多的實體機器，整體建置成本便會下降，如臺灣大學今年5月便開始導入VMware VI3 Standard版本，將1臺4路IBM System x 3755整併20臺老舊的伺服器，臺灣大學計算機及資訊網路中心作業管理組程式設計師張傑生表示，如果整併數目不高，再加上VMwrae的軟體授權費，建置成本可能高於實體機器。

但虛擬化的成本並不只能看初期的建置成本，而是要看長期的電力與管理成本，張傑生表示，我們整併了相當多的老舊伺服器，這些伺服器占據相當多的空間，如果整併這些伺服器，不但可以省下管理成本、機房的空間與電力成本也是相當可觀的。

如果你還有許多老舊的伺服器，或是你正在新建機房，如果數量夠大，虛擬化技術將可以省下一筆電力成本。

第2招 刀鋒伺服器整併機房空間
伺服器虛擬化技術由於多了一層虛擬層，多多少少影響伺服器的應用方式與執行效能，但這並不是走向集中化省電方式的唯一途徑，你還可以思考刀鋒伺服器架構。電源供應器大廠台達電子與桃園縣政府教育局都將全面汰換x86伺服器走向刀鋒伺服器架構。桃園縣政府教育局網路中心莊斯凱說：「這樣一來可以節省龐大的電費便是我們汰換的主因。」

桃園縣政府教育局過去共有70多臺的x86伺服器，從1年多前便開始將老舊的伺服器轉換至2臺HP BladeSystem c7000刀鋒機箱中，每一個機箱使用16個BL460c刀鋒模組，2臺機箱共使用32個刀鋒模組，也因此，共整併32臺伺服器在刀鋒機箱中。

一年多前，刀鋒伺服器並未列於中信局的採購品項中，桃園縣政府教育局必須要專案採購，當初莊斯凱也曾經評估刀鋒伺服器的建置與電力成本。

首先，在電力與維護成本上以32臺刀鋒伺服器使用2個刀鋒機箱，共要花費20U的空間，而採用1U機架式伺服器DL360G4P，共要花費32U的空間，使用刀鋒伺服器可以節省空間，再加上，刀鋒伺服器上每個刀鋒模組共用電源、散熱、網路等功能，相較於使用一般機架式伺服器可以節省空間與電力成本，也因此，32臺刀鋒伺服器最大耗電量為41.2安培（使用220伏特電壓），採用32臺機架式伺服器卻要96安培（使用220伏特電壓）。

但電力成本還包含空調成本，IBM也曾經比較過1U與刀鋒伺服器的空調成本，以3臺IBM BladeCenter刀鋒機箱為例，共可容納36臺刀鋒模組，若換成36臺1U伺服器共要花費54,260BTU，而刀鋒伺服器卻只要30,255BTU，不但可省下伺服器的電力，連空調成本也能節省。在採購成本上，以32臺HP機架式2路伺服器DL360G4P的整體建置成本，共要4,859,632元，但採用32臺BL460c刀鋒伺服器則要4,200,016元，刀鋒伺服器在成本上更具優勢。

因為刀鋒伺服器具有這樣的優勢，除了桃園縣政府教育局外，台達電子也逐漸轉換至刀鋒伺服器架構，台達電子資訊處處長朱漢安說：「刀鋒伺服器確實可以替我們節省大筆的電力支出。」

刀鋒伺服器上每個刀鋒模組共用電源、散熱、網路等功能，節省機房用電。

第3招 廣達電腦將電源成本納入採購評估標準
雖然伺服器虛擬化與刀鋒伺服器初期的建置成本並不會低於傳統形式，但若將眼光放遠，未來的電力與管理成本將更具優勢，也因此，有越來越多的企業開始將長期的維護費用也納入整體的建置成本之中，如廣達電腦便是如此。廣達電腦從去年開始在IT採購上就將電源與管理成本納入，該公司資訊部協理方天戟表示，長期來看，若採購高階伺服器在電力與管理成本更具效益，廣達不再只看初期的建置成本，連維運成本都會囊括其中。

第4招 電源供應器的轉換效率越高越好
在選購伺服器時，除了會注意處理器、硬碟與記憶體等的規格外，最容易忽視的就是電源供應器。電源供應器產品規格除了記述電力的功率，很少會標示電源的轉換率。一般我們使用的電力都是交流電，要將交流電轉換至直流電供給伺服器內部各零組件使用。以一個400瓦的電源供應器為例，如果該供應器宣稱轉換效率達70%，也就是說，如果有400瓦的交流電輸入到電源供應器中，只有280瓦的電會轉成直流電供伺服器應用，足足浪費了120瓦的電力。所以，在選購電源供應器時，必須注意轉換率的問題，越高轉換率的電源供應器越是省電。

第5招 採用無變壓器的UPS設備
隨著企業規模不斷的攀升，IT硬體設備的採購也跟著提升，設備數目增多，就需要更多的UPS來提供保護。如果你有一定數目的UPS就應該注意UPS的耗電量。目前有越來越多的廠商推出無變壓器的UPS設備，可以讓整機的效率提升至90%。就如同電源供應器轉換率，UPS也有同樣的問題。

傳統的UPS的整機效率只有75～85%，但採用無變壓器的機型，可以提升至88%以上。也因此，選用無變壓器的UPS更可以有效的運用電源，讓每一度電都花費在系統運作上，進而降低電力的成本。

第6招 依照應用程式的使用率分配適合的伺服器
你曾經有思考過如何妥善分配你的應用程式至各個伺服器之中，如果沒有，讓我們看看台達電子如何運用。台達電子有許多伺服器與應用程式，但每個應用程式屬性不同，負載率的狀況便會不一，比方來說，某些應用的負載率在上班時間呈現最高，下班後則呈現閒置狀況，而有些應用程式卻是相反。也因此，台達電子將不同的應用程式分門別類，會將上班時間負載率較高的與下班後負載率高的應用程式安排在同一臺伺服器之中，讓硬體資源保持高使用率，避免因系統閒置，浪費電力。

第7招 機房整併
現階段像Intel、HP、Volvo與IBM這樣的跨國公司，都在整併全球的資料中心。以HP為例，預計在2008年將全球300各機房整併至6個機房，伺服器數量也將從整併前的2萬5千臺正並至1萬3千臺，每年將省下10億美元。

整併的原因在於讓IT的支出都花在刀口上，傳統資料中心用電量最高的是伺服器，其次為空調冷卻，如果機房整併後，就可以降低伺服器的用電與空調的成本，也可降低管理成本，讓IT的投資都投入在創新上，提升企業的競爭力。

第8招 機房採用感應式燈具
廣達電腦是一間從筆記型電腦製造起家的公司，他們不只重視筆記型電腦省電，連廣達電腦位在林口總部也是相當注意節省能源。以機房為例，由於上班時間人員頻繁進出機房，廣達電腦的機房並不關燈。但到了晚上，人員進出次數會降至最低，為此廣達電腦設置感應式燈具，當人員進入機房感應式電燈便會開啟，人員離開後便會自動關閉，來達到省電。廣達電腦甚至連廁所也設置感應式電燈來降低整體用電量。

第9招 降低進出機房的次數
要降低整體機房的整體用電量，除了伺服器要省電，機房的整體環境更是重要。有3成機房的用電量都是花在空調，廣達電腦透過感應式燈具來降低費用，台達電子則是透過降低機房進出次數來減少空調的浪費。

台達電子透過管控的方式來降低機房進出次數，該公司資訊處處長朱漢安表示，每當有人員進出機房，機房的空調便會隨著開關門而浪費，台達電子便透過進出的管制來達到約束的效果，便可減少進出機房的次數，除了降低空調電費，也提升機房的安全控管。

第10招 刀鋒伺服器與虛擬化並行
刀鋒與伺服器虛擬化技術都是透過集中化，來降低電力的消耗，但目前有絕大多數的企業，不是選擇刀鋒伺服器，不然就是虛擬化技術，很少有企業會同時並行，不過，神達電腦卻做到了。

過去神達電腦位於中國大陸的華中、華南與臺灣的機房共使用300多臺x86伺服器，但現在則是整併至150臺，神達電腦資訊管理中心資深總監資訊長陳欽專說：「透過虛擬化加刀鋒伺服器，讓我們減少1/3的機房空間，也節省了相當多的電力。」

神達電腦從2005年就開始整併老舊的x86伺服器，主要的原因在於伺服器的效能越來越好，陳欽專表示，以一個2007年購買的刀鋒模組為例，便可以整併2臺2002年購買的老舊伺服器，不但節省了空間，更重要的是也節省了電費。

但每個應用程式運作狀況不一，無法讓每個刀鋒模組都維持高使用率，為了提升使用率，陳欽專開始將刀鋒伺服器也進行虛擬化。陳欽專表示，如果以測試環境為例，一個刀鋒模組最多可以虛擬出5～6臺虛擬機器，如果一臺刀鋒伺服器共可容納14個刀鋒模組，每個模組可以容納5個虛擬機器，一臺刀鋒伺服器最高可取代70臺實體伺服器。

第11招 透過擋板隔開機櫃的閒置空間
除了機房要建立冷熱通道外，連機櫃也要注意類似的問題。大多數企業仍有許多閒置的機櫃空間，為了讓機櫃有更好的冷卻效率，就應該要隔絕機櫃閒置的空間。APC機房建設顧問區域經理林士基表示，大多數機櫃的前方為進氣口，後方為出氣口，但若一個機櫃內有許多閒置空間而不隔離，容易讓機櫃內的冷熱通道氣流混合，透過隔板阻絕冷熱氣流，將可有效降低溫，降低機房用電量。

第12招 機櫃挪位就能省電
伺服器是整體機房耗電量最高的，占46.2%，其次是機房空調耗電占30.8%，也就是說，從機房環境下手，還是可以節省不少電費。IBM全球資訊科技服務事業部資訊系統架構規畫師鄧南屏說：「機房環境要省電，還是要從建立冷熱通道著手。」

鄧南屏在IBM有20多年協助企業客戶機房的建立與改善，但他卻發現很多企業的機房是隨著企業規模的成長，不斷的分批購買伺服器，若機房有空間就隨意安排，但這樣的結果容易造成空調的冷風與伺服器的熱風混在一起，造成空調效率不彰，就算是調低空調的回風溫度，效果也是有限。

很多人如果遇到某個區域溫度過高時，就拿電風扇來降低該區域的溫度，鄧南屏認為這樣的做法根本沒有效果。他認為，一個機房所散發出的熱度是固定的，不可能因為電扇的運作，就可以降溫，這樣做只有自己欺騙自己，根本無濟於事。

正確的做法，則是要建立起機房的冷熱通道，在建立冷熱通道時，還要注意氣流的走向，目前大型的資料中心都是採用氣冷下吹式空調，但如果送風距離過長時，容易造成遠端機櫃進氣不足，而回風過長，更容易導致冷熱通道氣流混合的現象。

為了讓空調能吸走熱通道的熱氣，讓冷風能直接送到機房設備之中，往往要改變整體的機房架構，並挪移不同的機櫃，讓空調能帶走每個區域、每個機櫃、每個設備的熱氣。不過並不是每間企業都有能力做到，鄧南屏表示，封閉冷風通道還是可以提升空調效率。

冷熱通道最害怕的就是混風的發生，將冷風通道的上方用隔板封閉起來，就可避免上方的熱空氣與冷空氣混合。

第13招 誰耗電，誰買單
企業IT耗電最高的地方不外乎是機房，但大多數的企業機房的電力主要由總務去管轄，很難知道詳細的用電狀況，台達電子與桃園縣政府教育局便開始著手了解機房用電。

以台達電子為例，機房設有獨立電錶，以了解實際的耗電量，台達電子資訊處處長朱漢安表示，有了獨立電錶，讓我們可以更了解實際用電的狀況，如果實施相關節能的做法，可以透過電錶了解實際成效。

雖然桃園縣政府並無裝設電錶，但他們另外安裝電流表，該單位網路中心莊斯凱表示，裝設電流表雖然無法知道詳細的電費，但透過電流表同樣可以了解機房的耗電量，並進而改善。

第14招 選擇節能記憶體
如果你的伺服器是採用FB-DIMM記憶體，你會發現FB-DIMM記憶體所散發出來的熱量是非常高的，熱量越高，記憶體所消耗的電力也就越高。為了降低FB-DIMM記憶體的耗電量，如奇夢達便推出省電型FB-DIMM，該公司表示，相較於傳體記憶體，耗電量低於45%。

第15招 以大型主機整併伺服器來省電
IBM全球機房面積高達800萬平方英呎，分布在美國、英國與澳洲。近幾年來大型主機的發展，讓大型主機除了執行COBOL語言外，還可以運作Linux系統，為了減少機房的電力消耗，IBM便將全球3,900臺Linux伺服器整併在30臺大型主機中。IBM並預估在未來的5年內將可節省8成的機房耗電量。IBM整併全球3,900臺Linux伺服器至30臺大型主機中。

第16招 動態調配虛擬機器也能省電
VMware新版虛擬軟體內含一項節能的工具，以3臺虛擬化後的實體伺服器為例，如果這3臺伺服器共執行6個虛擬機器，當運算量高時，這6個虛擬機器會平均分布在這3臺實體伺服器，但當運算量低時，如果1臺實體伺服器可以支撐這6個虛擬機器，該電源管理機制便會自動關閉其他2臺實體伺服器的電源。

第17招 定期清理散熱風扇的灰塵
你是否時常遇到散熱風扇突然嗡嗡作響，這種狀況大多數是積太多灰塵所造成的。很多設備都內含風扇來降低系統的溫度，如伺服器、桌上型電腦等，定期清理風扇灰塵，可以提升風扇的轉速，如果風扇轉速過低時，容易造成系統溫度過高，若溫度過高，系統內部各個零組件的耗電量將提升。

第18招 採用低耗電SSD硬碟
傳統硬碟要靠高速馬達轉動碟片，磁頭也得快速移動來讀取資料，但固態硬碟（Solid-State Disk，SSD）採用NAND快閃記憶體，不需要馬達，因此，耗電量更低，傳輸速度更優於一般傳統硬碟。目前包含三星（Samsung）、新力（Sony）與Sandisk相繼推出固態硬碟，但由於固態硬碟價格過高，再加上儲存容量不高（固態硬碟最高容量為128GB），也阻礙固態硬碟的普及。目前包含Sony、HP已經推出採用固態硬碟的筆記型電腦。此外，IBM也將推出支援伺服器運作環境的固態硬碟。

第19招 透過水冷機櫃降低空調電力支出
為了解決空調冷卻的不足，國家高速網路與計算中心（國網中心）於8月正式上線的IBM System Cluster 1350超級電腦，就採用水冷式技術搭配空調冷卻。國網中心的IBM System Cluster 1350共使用512臺IBM x86伺服器，共規畫23個機櫃，共分三排，在計算節點則是採用IBM Rear Door Heat eXchange水冷技術。

水冷式散熱技術是在機櫃後方增加一片5吋長的冷卻門，就像是冰箱後方的冷卻導管，藉由這些導管將單一機櫃所排放的熱能直接與冷卻水交換，讓伺服器排放的熱量直接被帶走，減少排放至室內的熱量。

水冷技術除了以近距離散熱確保系統運作穩定性之外，亦可節省電力的消耗。IBM全球資訊科技服務事業部資訊系統架構規畫師鄧南屏表示，水冷式技術透過流動的冷卻水將機櫃6成的熱能帶走，也因此，只需要1/4的傳統空調便可以達到相同的制冷效果，也節省龐大的空調電力。

水冷式散熱技術適合高密度與高顯熱的機櫃環境，如國網中心與氣象局採用水冷技術便是如此，但如果密度不高，傳統的空調冷卻也可達到相同的效果。

國網中心建置的IBM System Cluster 1350超級電腦，採用水冷式技術節省空調冷卻。

第20招 關閉筆記型電腦用不到的功能
過去，筆記型電腦耗電量最高的地方為處理器，但隨著處理器大廠持續控制耗電量，硬碟現在反而成為筆記型電腦耗電的元兇。為了降低筆記型電腦的耗電量，首先就要關閉工具列上不用的程式，這些程式常駐在電腦之中，必需要花費許多硬體資源，相對的也浪費許多電力。此外，如果沒有使用到無線網路與藍芽傳輸請關閉這些功能。

筆記型電腦的傳輸介面，如USB介面，如果不會使用到相關的周邊裝置時，請不要連結，連結時多多少少也會損失電力。液晶顯視器也是一個關鍵，亮度越高相對的耗電量也跟著增加，以適合自己觀看模式調整液晶螢幕的亮度，將可節省電力的支出。