数据中心能耗模型及节能方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

数据中心 (Data Center)是典型的大规模、高密度电子器件集成系统，数据大集中而形成的应用环境，也是云计算行业建设的重点。随着大数据应用的快速发展，企业级的数据中心越来越多，用户规模的不断增加和企业级应用的持续更新迭代，我们需要越来越大的计算资源，从而对数据中心规模提出更大的扩张需求。随之产生的大规模数据中心的能耗和资源利用率问题成为业界关注的热点。

随着大型数据中心数量的快速增长，其能耗问题成为现阶段一个主要问题，IT 设备耗电量巨大和内环境温度过高等现象已经成为正常现象。影响数据中心能耗的问题有很多，庞大的数据中心会对供电等方面产生巨大压力，因此如何有效地解决这些问题成为了我们关注的重点。数据中心不同于正常建筑，因造成能源消耗的设备类型丰富，对应这些设备的专业要求也随之上升。因而，其节能研究是一项糅合多学科、综合性的系统工程。

本课题围绕着数据中心各设备的节能进行研究，旨在建立综合性的数据中心能耗模型并探究各能耗设备的节能方法，通过对数据中心各项数据指标体系的评估，对目前数据中心的几个主要能耗设备进行分析，思考可行的解决方法并进行对比，同时将各部分的节能综合起来，进行仿真实验。通过实际的数据中心实验，将理论与实际相结合，建立综合性的数学模型，提高数据中心的资源利用率，实现高效节能。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

（1）了解影响数据中心的指标体系，通过能源使用效率（pue）、供电系统使用效率、系统设备冗余等级、数据中心总能耗等指标，对数据中心基础设施能源效率进行测量和评估。

（2）构建出综合性的数据中心能耗模型，包含各能耗设备的能耗模型，针对各能耗设备提出可行性的节能方案。

3. 研究的方法与步骤

研究方法及步骤：

本课题主要研究的是数据中心能耗模型的建立以及节能方法。通过数学建模的方法建立综合的数据中心能耗模型，对数据中心各不同能耗设备进行分析，评估出各项能耗设备的主要性能指标，通过分析，提出相应的可行节能方案，并将提出的方案进行对比，找到最优的解决方案。

1、前期准备：收集相关资料，查阅中外文献并对其中的要点进行记录，请教老师和同学，进行学习讨论，掌握数据中心设备能耗的特点，能耗模型的一般设计过程，数学模型建立的方法，需要注意的要点等内容，同时学习使用matlab等软件。

4. 参考文献

[1] 向勇潮. 基于cpu调频技术的云数据中心节能调度算法[d].北京：北京交通大学,2014

[2] 王瑞. 基于sdn的数据中心节能方法研究[d].武汉：华中科技大学，2016

[3] 巩玉. 基于排队论的数据中心节能策略研究[d].成都：电子科技大学,2015

5. 计划与进度安排

（1）第01周（2022-2-24~2022-3-1），在此之前利用假期查阅资料并熟悉课题研究内容，熟悉相关规范、熟悉数据中心节能的基础知识与基本方法，对数据中心有初步的了解。

（2）第02～03周（2022-3-2~2022-3-15），进一步系统化地检索文献、英文文献翻译，加深对数据中心能耗的认知，对各种设备能耗的解决方法有一定的了解，撰写开题报告，确定研究方案。

（3）第04-05周（2022-3-16~2022-3-27），熟悉建模工具及仿真软件，并初步建立能耗系统模型，进一步思考对不同的能耗设备进行有效节能的措施。