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北京儿童医院徐新:探索绿色数据中心创新之道,助力医院数智化转型
  • 2023-06-09 09:19
  • 作者:张紫玉
  • 来源:HC3i数字医疗网

在《“健康中国2030”规划纲要》背景下,数据正成为健康产业的关键要素。然而,随着医疗数字化进程的不断推进,数据中心的高能耗问题日益凸显。如果数据中心的能耗不能得到有效控制,医院将会面临巨大的经济负担和环境压力。对医院管理者而言,提升数据中心的能源利用效率迫在眉睫。

近年来,工业和信息化部先后发布《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》等多个文件,引导数据中心加快节能与绿色低碳发展,助力实现碳达峰碳中和目标。因此,数据中心是新型基础设施节能降耗的关键环节,也是促进全社会降碳增效的有力抓手。而想要实现数据中心的高效运行和可持续发展,还需引入科学的管理方式和解决方案。

在2023中国医院信息网络大会(CHIMA)首日的《医院基础设施建设》拓导课中,首都医科大学附属北京儿童医院院长助理、信息中心主任徐新发表了题为《绿色数据中心建设与自动化运维实践》的精彩演讲,从数据中心能耗现状及问题、数据中心节能技术和自动化运维实践应用等方面分享了对医院绿色数据中心建设的思考。

首都医科大学附属北京儿童医院院长助理、信息中心主任  徐新

从传统机房到绿色数据中心

由传统的机房升级为新技术赋能下的“绿色数据中心”,这对数据中心的建设提出了怎样的要求?徐新主任从三个维度对此进行了阐述。

第一种是指数据机房中的IT系统、机械、照明和电气等能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响,第二种是指建筑节能、运营管理、能源效率等方面做到最高效,第三种是指整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备管理软件应用要具备节能环保、高可靠可用性和合理性。

传统机房不仅能耗高、运维效率低、管理复杂,还存在服务器堆砌和资源浪费的问题。相较于传统的机房,如今的绿色数据中心在能源消耗、硬件资源、管理水平、运维成本和部署方式等方面都实现了升级。绿色数据中心在低耗能与高效率的基础上,以虚拟化部署充分发挥设备性能,实现了模块化部署和按需部署。

“作为信息部门来讲,我们在关注以信息化建设赋能业务的同时,也应该关注数据中心的建设。”徐新主任援引IDC的数据,提到在IT行业中,能源消耗成本已经达到其硬件采购成本的25%,数据却正以52%的复合年均增长率不断攀升。他表示,面对不断增加的业务压力以及呈指数级快速增长的数据,企业和大中型机构需要对数据中心环保与节能方面的特性予以足够的考虑和重视。

应用多技术手段,共创绿色数据中心

有数据表明,数据中心的散热开支占总电费的50%~60%,全球大约85%的数据中心过度供应超一倍以上。作为医院数智化转型的关键,绿色数据中心的建设迫在眉睫。数据中心能效指标(PUE,即数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源的比值)是目前评价数据中心能源效率最基本和最有效的指标之一。

徐新主任介绍,数据中心的能耗主要分为IT设备、制冷设备、供配电设备和其他设施四大部分,其中只有部分IT设备的消耗属于有意义消耗。在进行数据中心的建设规划时,如要提高PUE效能,则需进一步压缩制冷设备、配电系统和其他设施的能源消耗占比。在具体实践中,信息部门可以从以下几方面发力:

在制冷设备节能方面,以合理的空调冷源形式和改善机房气流组织为重点来实现空调系统节能,并通过调整设备气流流向、进行热通道或冷通道密封、进行有效制冷的地板规划和采用在机架之间的行内冷却装置等,实现制冷系统的低能耗与高效率。

在供配电系统方面,由于数据中心使用了大量非线性设备(如IT设备、UPS、变频空调等),所产生的谐波会降低电能质量。对此,徐新主任提出“谐波治理”理念,即通过将非线性负载进行成组配置,使两组设备采用不同母线供电,并安装电抗器,使柴发尽量靠近负载所在建筑物、减少线路损耗,以实现抑制谐波的目的;此外,由于高频UPS节能性高于工频UPS,因此使用模块化UPS有利于灵活改善UPS负载率。

自动化运维的实践与未来

自动化运维,是指通过运维工具或平台实现IT应用日常处理和运维流程的自动化,从而提高效率、降低风险,促进运维组织的成熟和各种能力的升级。其日常任务处理包括设备发现、脚本执行、操作系统安装、配置备份、配置检查、配置变更、补丁分析分发和作业调度等环节。

徐新主任指出,自动化运维实践有三大核心关键词,即“自动化”、“配置管理”和“监控”,三者既相互独立又相互联系,成为运维管理建设的“三驾马车”。他强调,信息中心作为医院信息化知识储备和业务能力最强的部门,也需要关注自己内部的信息化建设情况。徐新主任说,通过开源运维自动化工具——Ansible,能够有效助力医院实现全方面的“绿色”建设,该工具不仅可以提高运维工程师的工作效率,实现运维自动化,还能利用其本身集成的上千个丰富模块实现各种管理任务,显著减少人力资源和经济成本。

徐新主任还表示,随着云计算和AI的快速发展,自动化运维正在从面向计算、网络和存储等基础设施资源的阶段,向面向应用架构的方向持续拓展。未来,自动化运维不再仅仅是IT运维人员的专属工具,更是发展为面向全体技术人员的普遍服务。在机器替代人工的过程中,不仅要替代运维人员的操作过程,更核心的是替代操作前的人工思考、分析和决策过程,这对自动化运维的分析能力提出了更高的要求。

演讲最后,徐新主任针对绿色数据中心的建设要点进行了总结:首先,应进行适度规划和合理布局,这是建设绿色数据中心的基础;其次,应注意提高精密空调的制冷效率,此为建设绿色数据中心的重点;此外,还需要采用低能耗精密空调、低能耗UPS主机,以及相配套的智能照明和LED光源节能灯具等设备。

数据已经成为医疗行业的重要资产之一,对数据资产的挖掘利用程度直接影响着医院的运营成效。随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展,绿色数据中心将会在医疗领域中发挥更加举足轻重的作用。乘着信息化发展的东风,绿色数据中心建设必将助力医院数智化转型登上更高的台阶。

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