云计算节能技术与应用

1、云计算节能技术与应用1提 纲节能技术的应用与能效分析4云计算打造绿色节能高效办公新环境5云计算数据中心的高效节能设计2云计算的节能技术3云计算的定义 云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。我们有一个梦云计算的特点超大规模虚拟化高可靠性通用性高可扩展性按需服务极其廉价节能减排云计算的优势节能减排，降低整体运营成本安全可靠，提升业务系统稳定灵活部署，提高运维管理水平云计算简介1提 纲节能技术的应用与能效分析4云计算打造绿色节能高效办公新环境52云计算的节能技术3数据爆发式增长能源成本持续增加，正在占有更多的预

2、算2006年美国数据中心消耗了45亿美金的电能*建造新的数据中心的成本：假定1000美金每平方尺碳消耗: 300美金每台服务器“未来五年，多数数据中未来五年，多数数据中心都将为耗电付出昂贵代心都将为耗电付出昂贵代价，耗电和制冷的花费会价，耗电和制冷的花费会相当于硬件架构的采购成相当于硬件架构的采购成本本”来源于来源于: Gartner, 2007年年2月月数据中心产生大量的CO2满满一个机架的刀片服务器 = 20-25 kW = 加州30个家庭顶峰用电量美国数据中心 = 450亿度电, 1.5%的总消耗量*数据中心电力消耗和2000年相比增加了一倍还多每台服务器移走或者关掉可以减少大约12.5

3、吨的CO2排放大约相当于马路上减少1.5辆汽车(12,000哩 20 哩每加仑)或者每年植55颗树数据中心能耗结构及能效指标那么以单体10万台服务器规模的数据中心来算，PUE每降0.1，百度每年节约一千万元的成本。通过多年的摸索和探索，百度自建了自己的云计算数据中心，百度云数据中心的PUE由传统的2.5左右，降到了现在的1.3。云计算数据中心节能的途径节能基础：优化IT设备的硬件设计节能加速：推广云计算技术的应用节能核心：降低空调系统能耗云计算数据中心节能的途径节能基础：优化IT设备的硬件设计云计算数据中心节能的途径节能基础：优化IT设备的硬件设计云计算数据中心节能的途径节能加速：推广云计算技

4、术的应用云计算数据中心节能的途径节能核心：降低空调系统能耗云数据中心能够最大程度利用自然冷源将能源输出变为服务输出云计算简介1提 纲节能技术的应用与能效分析4云计算打造绿色节能高效办公新环境5云计算数据中心的高效节能设计2321服务器整合服务器整合在服务器领域，硬件发展速度远远超过软件系统的发展速度，绝大多数情况下应用服务器的平均利用率非常的低。根据行业分析报告，服务器的 CPU 使用率在 5% 左右，而系统内存的平均占用率也在 20% 以下，在服务器性能严重浪费的同时，也造成了电力、空间等多方面的浪费，与国家提倡的 “节能减排”、“绿色 IT” 等战略背道而驰。服务器虚拟化技术的出现，打破了

5、这一局面！22服务器服务器100080$5,816网络交换机网络交换机8410$296功率功率（千瓦时）（千瓦时）40752$759制冷制冷（千瓦时）（千瓦时）50964$949不动产不动产（平方英尺）（平方英尺）2053257$431为每个工作负为每个工作负载节省的成本载节省的成本（3 年以来）年以来）$8,251*之前之后节省的开支虚拟化将服务器、存储及网络连接基础架构整合到一起，旨在安全地实现更高的利用率。物理基础架构1运营成本2整合之前整合之前整合之后整合之后服务器服务器1,000 台台80 台台存储存储270 TB DAS140 TB SAN 和和 NAS网络网络3,000 个电缆个

6、电缆/端口端口300 个电缆个电缆/端口端口设备设备200 个服务器机架个服务器机架400 个电源开关个电源开关10 个服务器机架个服务器机架20 个电源开关个电源开关客户示例：领先的北美公共设施公司客户示例：领先的北美公共设施公司虚拟化虚拟化 对其产生的影响对其产生的影响硬件成本节省硬件成本节省数据中心空间、电力和制冷成本节省 70-80%2 年节省 800 万美元运营效率运营效率服务器重建和应用程序载入时间从 20-40 小时缩短到 15-30 分钟每年节省 10,000 工时24动态资源调度动态资源调度某服务器负载增大虚拟机动态迁移负载重新平衡避免负载分配不平衡带来的能源浪费25智能电源

7、管理智能电源管理负载低于电源管理策略阈值迁移集中虚拟机关闭空闲服务器负载高于电源管理策略阈值迁移分散虚拟机启动空闲服务器26智能电源管理智能电源管理24小时服务器能耗走势图根据当前业务系统负载动态调整服务器数量，避免负载低谷时段的能源浪费。云计算简介1提 纲4云计算打造绿色节能高效办公新环境5云计算数据中心的高效节能设计2云计算的节能技术3能效分析计算方法：节约电能=整合前总能耗整合后总能耗；总能耗=服务器额定功率服务器总数服务器利用率PUE24小时365天；因此，假定某数据中心整合原来的200台服务器(2颗双核CPU，4G内存)。总CPU内核数=2颗2核200台= 800核；总内存：4GB2

8、00台=800GB；那么整合前，计算能力合计为800核，800G内存。能效分析如果采用4颗8核CPU进行整合，则计算如下：每台服务器CPU核数：4颗8核=32核其它参数设定如下：整合比按10:1计；2颗CPU服务器额定功率按550瓦计；4颗CPU服务器额定功率按950瓦计；服务器使用率按67%计；PUE机房能源利用效率按2.5计算；以一年为单位，统计整合能够节约的电能如下：整合前总能耗550瓦200台67%2.524小时365天/1000=1614030千瓦时整合后总能耗950瓦20台67%2.524小时365天/1000= 278787千瓦时能效分析根据全球前5大数据中心的运营经验数据，采用

9、电源管理技术大约可进一步节约20%左右电能。能效分析虚拟化数据中心可节约的电能整合前总能耗-整合后总能耗=1614030 -278787=1335243千瓦时云计算简介1提 纲节能技术的应用与能效分析45云计算数据中心的高效节能设计2云计算的节能技术3解决方案？解决方案？传统桌面挑战传统桌面挑战 难以管理 总体拥有成本高 难以保护数据安全 资源未充分利用电信运营管理需求电信运营管理需求 信息安全 节能减排，降低运营成本 减少现场维护，降低维护成本 降噪去污，低成本创造人性化办公环境桌面虚拟化优势 安全管控； 节能低碳； 集中管理； 延长设备使用周期； 业务标准化开发； 数据集中云计算的桌面应用

10、 云计算让现在的IT环境更具生产力，将实现资源调度按需分配，环境部署自动化，降低人工运维成本，提高生产效率。 随着云计算的成熟，虚拟桌面或者说“桌面云”将成为未来终端管理和桌面系统建设的主要趋势；用户桌面管理的云化 桌面虚拟化改造符合技术发展趋势，是桌面管理的必经之路。桌面虚拟化的基本概念Desktop WorkloadDesktop Workload(OS, Apps, Data)(OS, Apps, Data)桌面的存储和执行（包括操作系统、桌面的存储和执行（包括操作系统、应用程序和用户数据）都集中在数应用程序和用户数据）都集中在数据中心的虚拟机上据中心的虚拟机上用户界面使用远程协议（例如

11、用户界面使用远程协议（例如ICAICA、RDPRDP和和PConIPPConIP）传输到用户的终端）传输到用户的终端设备上设备上桌面云：“可以通过瘦客户端或者其他任何与网络相连的设备来访问跨平台的应用程序，以及整个客户桌面”。35各类应用场景办公OA 个性化桌面营业厅 多外设统一桌面网管 安全审计桌面办公桌面办公桌面营业厅营业厅/ /座席桌面座席桌面网管桌面网管桌面3637300终端5年 1、传统PC建设模式固定资产投资168万元年维护成本11.76万元年电费38.7万元5年TCO420.3万元2、桌面云建设模式固定资产投资372万元年维护成本5万元年电费3.91万元5年TCO413万元300

12、终端10年 1、传统PC建设模式固定资产投资300万元年维护成本11.76万元年电费38.7万元5年TCO804万元2、桌面云建设模式固定资产投资369万元年维护成本5万元年电费3.91万元10年TCO458万元300规模，5年TCO基本持平300规模，10年桌面云方式节省43%381000终端5年 1、传统PC建设模式固定资产投资558.8万元年维护成本39.2万元年电费129万元5年TCO1399万元2、桌面云建设模式固定资产投资952万元年维护成本20万元年电费11万元5年TCO1107万元1000终端10年 1、传统PC建设模式固定资产投资999.8万元年维护成本39.2万元年电费129万元10年TCO2680万元2、桌面云建设模式固定资产投资952万元年维护成本20万元年电费11万元10年TCO1262万元1000规模，10年桌面云方式节省53%1000规模，10年桌面云方式节省21%初步结论39计算依据传统PC方式桌面云方式说明投资估算PC的更新换代较快，按5年后重新投资，第二次采购投资为第一次的90%瘦客户端、PC服务器的使用寿命按10年桌面云考虑15%的配套费用，PC方式考虑10%的配套费用；投资估算均不包含操作系统费用电费PC机整机按300W，按平均功耗为额定功耗的50%服务器按400W，按平均功耗为额定功耗的40%电费按0.98元/度PC维