Page 67 - Vol.14

Tech
Notes
技術專文

(Energy Use Intensity, EUI，kWh/
圖一、電腦機房耗電比例 [2] 圖三、最繁忙的線上網站（04/2012 資料） [4] 圖四、電腦機房耗能分析 [5]
2
m •yr，以建築物之年用電量除以
總樓地板面積 ) 最高，但是近年來
100% 10.52% Facebook
因大家的重視與改善，它的節能效 7.74% Google 0.25% Bank of America Electr.
90% Online Banking loads
益也最高，如 圖二所示。 Other 0.27% Ask.com
80%
Lighting 0.28% Google Maps
世界上設置伺服器最多的是微軟， 70% UPS 0.37% Pogo 100W
Cool VR
超過 100 萬台，其次是 Google 90 60% IT 0.40% Amazon.com Room Cooling Server 22W Server
0.49% Wikipedia
fans
萬 台，Facebook 15 萬 台，Yahoo 50% 0.73% AOL 50W-150W UPS PDU PSU 13W
4W
48W
10 萬台，Intel 7.5 萬台，圖三表示 % of total load 40% 0.63% Yahoo! News 18W Total 255W~375W
0.73% AOL Mail
最繁忙之網站使用率。本文分析電 0.77% eBay
30% 0.95% MSN
腦機房之空調、電力系統設計方
20% 3.27% TouTube 1.02% Windows Live Mail
式，比較其優缺點，並以網路使用 1.03% Gmail 圖五、未來電腦機房設備用電需求 [6]
2.53% Yahoo! 1.57% Bing
率最高之廠商 Facebook、Google 10%
及網路設備供應商 Intel 之機房討 0% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10,000
data center 8,000
論其設計方式，從中找出節能的方 6,000
表二、IT 設備入風溫度容許值 [7]
法，以應用在我們未來的建廠設計 4,000
上。 建議運轉範圍 容許運轉範圍 最大露 2,000
圖二、近五年單位面積年用電量密度 (EUI) 變化統計圖 [3] Class
乾球溫度 乾球溫度 點溫度
非營利組織 Green Grid 協會定義 Heat Load Per Product Footprint (watts/equipment sq. ft.) 1,000
800
電腦機房之電源使用效率指標 PUE 1200.0 A1 18~27°C 15~32°C 17℃ 600
(Power Usage Effectiveness)， 指 5°C露點溫度度60% RH 20~80% RH 400
1000.0
電腦機房的總耗電量與 IT 設備本身 A2 18~27°C 10~35°C 21℃ 200
൑՞८ᑗԒңႬ໕ஞ࡚ Ƞ࡚ʝ҂РϵАȅԒȡ 20~80% RH
的耗電量之比，此數值越低越好。 800.0 100
A3 18~27°C 5~40°C 24℃
-12°C露點溫度、8~85% RH
ᐡܙᖃ૊૗Ȟၦଊ೪റɮ 600.0 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
ޫ።قಜɮྲ݃ɮ A4 18~27°C 5~45°C 24℃
ႬΩᙾඳ཭૊ȟ 400.0 -12°C露點溫度、8~90% RH Year 01 Product Announcement
őŖņġľ
ၦଊ೪റ૊૗
200.0
Green Grid 協會針對「電腦機房能
源使用合理化」，訂定了 PUE 耗 0.0 高漲，電腦機房使用者亦開始致力 會達到 30~50 kW/rack，如何提供 濕球溫度、相對濕度）需控制較嚴
Ⴌ߭ ໕೰ Լೳ ፓӬ ᚃᏱ ୣ஀ ୾ር ӵୣ ϜѶ ᒳϵ ӵР Κૢ ା઼ ऌ׭
能指標，使用 300RT 以上中央空 ᐡܙ ۺ ϵѨ ԓ୧ ϜЗ ᚃଲ ᢏӏ ᚃଲ ՘࢈ τዃ ՘࢈ τᏱ ϜᏱ τᏱ 於省能的運轉狀態改善。 穩定的電力、冷卻能力，並將節能 謹者，通常使用在企業營運伺服器
ൠ ਢᓣ ᐡᜱ ᐡᜱ
調冰水主機系統的電腦機房，只要 手法導入，使其成為綠機房，是一 或儲存用資料庫等。
2007年 1113.0 393.1 369.9 293.5 263.4 256.2 243.7 192.0 182.6 182.0 122.9 105.5 93.1 82.4 機房主要設備包含路由器 (Router)、
PUE 值達到 1.52 以下，即可取得 大挑戰。
2008年 1048.8 346.1 358.7 282.4 244.0 246.2 236.4 184.4 177.8 172.6 113.7 102.9 92.8 79.5 轉 換 器 (Switch)、 虛擬私有網路
申請 LEED 綠機房的基本門檻。 2009年 999.2 306.6 347.2 272.6 240.4 244.5 228.7 181.2 179.1 166.7 106.4 98.6 91.0 79.8
(VPN)、防火牆 (Firewall) 等 核 心 等級二 (Class A2)
2010年 979.5 302.0 337.8 276.0 239.8 245.2 235.6 17.9 166.5 161.4 104.2 99.5 76.6 76.2
美國環保署 EPA 公布的數據顯 網路設備；電子郵件系統、入口
2011年 924.6 294.9 325.9 256.5 239.9 232.6 226.3 163.5 168.2 156.3 101.3 99.1 73.3 71.7 屬於 IT 設備、辦公室、圖書館等區
示，全球的電腦機房平均 PUE 為 (Portal)、企業營運資訊系統等伺服 域須作部分環境控制者（如乾球溫
1.91~2.1；Uptime 公布的資料，平 器；Web-Hosting、網路學習系統 機房運轉環境
度、濕球溫度、相對濕度），通常
均 PUE 為 1.8，台灣因地處亞熱帶 等資訊交換中心；以及網路儲存主
表一、PUE 比較表 條件 使用在小型伺服器、小型儲存用資
且能應用節能手法較少，平均約在 機、備援主機的所在。為提高營運 料庫、個人電腦工作群組等。
1.9 以上，表一為國際及相關廠商之 績效，電腦機櫃效能越來越高，體
國際平均 日本平均 Facebook Google Intel Microsoft 中華電信板橋綠機房
PUE 比較。
積也越來越小。 美國冷凍空調協會 (American
隨著國內電價的調漲，如何節能抗 1.8~2.1 1.8~2.0 1.07 1.21 1.28 1.21 1.5 Society of Heating, Refrigerating 等級三 (Class A3)
電腦機房依耗電分析，欲供應
漲、降低電腦機房之耗能，提高能 and Air-Conditioning Engineers, 屬於辦公室、居家、交通運輸等區
100W 伺服器所需之基礎架構及冷
源之使用效率，儼然成為新世代電 ASHRAE) 於 2004 年提出一版機 域具備簡單控制者（僅溫度控制），
卻需耗掉 200~300W 電力，減少
腦機房設計、施工、營運及管理單 房空調條件設定標準，並於 2011 通常使用在個人電腦群組、膝上型
基礎設施耗電是省能最佳方法，如
位的重要目標。然而，機房設計之 電腦機房發展 寬需求的增加，導致企業機房的數 年改版，提供環境條件更大的容許 電腦、影印機等。
考量主要在其穩定性及可靠性，而 量、規模和密度也隨之擴大，在高 圖四所示。 圖五顯示未來之電腦機 度，共分為 4 個等級，環境等級要
房設備用電量逐步上升，規劃上必
不僅是能源效率，如何在二者之間 密度的資訊設備運作下，一方面必 求如 表二所示 [7] 。
須考慮未來的擴充性，以滿足其需 等級四 (Class A4)
取得平衡，乃是現在重要的研究方 電腦機房隨著資訊產業日益發達， 須提供大量的電力驅動資訊設備本
向。 資訊產品的運用及電腦計算能力與 體，另一方面亦須供應龐大的電力 求。 屬 於 使 用 端 的 設 備、 電 腦、PDA
等級一 (Class A1) 等。
儲量負載的發展技術也不斷地精 在設備的冷卻系統，以維持資訊設 目前半導體廠的電腦機櫃 (Rack) 用
進，網路應用的急遽增加，對於頻 備更有效率的持續運作；因電費之 電密度約 8~15 kW/rack，未來將 屬於室內空調狀況（如乾球溫度、 Class A1 是 管 控 最 嚴 格 的 環 境 等
64 NEW FAB JOURNAL JUNE 2014 65