財富500強企業(yè)數(shù)據(jù)中心目前處于的階段(百分比)
設計數(shù)據(jù)中心時考慮的要點有:
全生命周期設計。大型的獨幢樓的數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)的辦公樓改造數(shù)據(jù)中心不同,其建筑壽命在50-60年,因此所要滿足的系統(tǒng)工藝要求要有明確的時間跨度,從數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃、設計、建設/改造、驗收/移交到日常運行,整個過程需要考慮15年左右的工藝時間跨度規(guī)劃。
做數(shù)據(jù)中心設計時,需要分析數(shù)據(jù)中心所承載的業(yè)務規(guī)模(所要滿足的應用、應用有多少種、應用覆蓋的范圍、人群、地域)、系統(tǒng)架構、網(wǎng)絡結構、設備種類。一個數(shù)據(jù)中心投產(chǎn)時很少要求其滿足未來十左右的發(fā)展需求,那樣的話初始投資太高,但也不希望數(shù)據(jù)中心投產(chǎn)后由于漏洞而需要升級,甚至停機改造。因此需提出投產(chǎn)時1-2年、投產(chǎn)后5-6年、8-10年三個階段的系統(tǒng)規(guī)模要求,由此反推工藝參數(shù),并根據(jù)參數(shù)提出對建筑設計的要求,確定分階段建設、升級的關鍵點,以及基礎設施的配合升級計劃。
現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心純裝機空間的規(guī)模都可能會達到一、兩萬平米,為提高其效率,需采用模塊化設計,根據(jù)應用級別的不同,在模塊建造時有所區(qū)別,降低成本。就現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心設計建設來看,第一輪的模塊設計大多是按消防的硬性指標來劃分,而這種設計缺乏科學性,它沒能深入分析企業(yè)的各種應用和經(jīng)濟技術指標??傮w上來講,數(shù)據(jù)中心的整個建筑需滿足T4要求,內部不同的模塊根據(jù)應用的不同、投資的差別要做一些不同的分析,各個模塊做好T3-T4的升級轉換。
另外需對不同的設備、機柜做一些獨立的空氣熱力學模型分析,并對未來5年設備的發(fā)展作耗能預測,并以此作為后面的工藝參數(shù)要求的基礎。比如說對于2kw-4kw的機柜,用傳統(tǒng)的機柜布置模式就可以實現(xiàn)。對于4kw-8kw的機柜,則可能需要采用一些特殊的機柜樣式和機柜布置模式(如封閉冷走廊、封閉熱走廊等)。而對于8kw-15kw的機柜則可能還需要一些更加特別的方式。所以對于不同的安裝階段,不同的裝機要求,需做好升級的準備,包括平面布置、裝修等。
目前現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心基礎設施技術難以支持超過500w/平方米的耗電、散熱。電信行業(yè)已經(jīng)有支持1000w/平方米的耗電要求。新的高密度刀片服務器推出的話,1000w/平方米的耗電將會是它的最基本的要求。目前做的技術驗證型高密度數(shù)據(jù)中心已經(jīng)接近5000w/平方米的耗電。因此規(guī)劃新的數(shù)據(jù)中心時,應充分考慮未來5年的新產(chǎn)品的技術走向和對環(huán)境的要求。但對高密度需持謹慎態(tài)度,不是所有的地方都需要去追求高密度,而高密度對空調的挑戰(zhàn)太大,為支持高密度在空調上的投入可能最終導致經(jīng)濟效益指標下降。
傳統(tǒng)的熱量管理技術存在極限,企業(yè)應該根據(jù)自己的技術經(jīng)濟指標來選擇合適的散熱密度。
現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心建設大部分可能選擇Tire 3起步,建設成本高。需要強調的是,數(shù)據(jù)中心建設的Tire 3、Tire 4指標都是對基礎設施做的定義,數(shù)據(jù)中心還是應該作為一個整體來考量其中的計算架構、存儲架構、網(wǎng)絡架構和物理設施架構之間的關系。比如說如果基礎設施的可靠度只有三個9,則沒必要要求計算、存儲等達到四個9的要求。目前國內還沒有人在做整體的可靠性的研究,可靠性的模型、理論已應用在物理基礎設施的建筑設計、結構設計上,而在IT設計上則很少用到。總的來說,在分級和榮譽度的設計選擇上,需從整體上來考慮,因為這方面的投資可能非常驚人,也很可能帶來一些浪費。
數(shù)據(jù)中心建設的起步模式
在搭建數(shù)據(jù)中心的時候,科學的設備布局也非常重要。其中包括有冷走廊、熱走廊、回風通路,冷熱需分開,防止互相污染。
大型數(shù)據(jù)中心中的空調設計已不再能夠依靠經(jīng)驗來進行了,而需要準確的知道數(shù)據(jù)中心各點的溫度和濕度,出風口的出風量和風壓.采用計算流體力學軟件(CFD)對各個模塊整體進行模擬,不但可以精確分析、優(yōu)化空調設計,對建筑布局、層高的設計也可以進行驗證、優(yōu)化。
CFD驗證設計效果圖如下,其中可以看到任意一點的空氣流動,溫度和濕度??梢愿鶕?jù)驗證圖來做新的數(shù)據(jù)中心的設計,也可以將其用于舊數(shù)據(jù)中心的改造參考。利用驗證效果圖進行精細化操作還可以指導具體的運維操作過程。
現(xiàn)在,節(jié)能已經(jīng)是數(shù)據(jù)中心設計建設中的一個重要內容,設計一個數(shù)據(jù)中心時,需確定各種經(jīng)濟技術指標要求和節(jié)能目標。就目前技術能力、工程可能性,建議UPS輸出功率與精密空調HVAC功率之比達到1 : 0.5-0.6。采用先進的空調技術,建議考慮水冷卻配有自然冷卻系統(tǒng)的雙冷源節(jié)能型機房專用空調機組。在春、秋、冬季在室外溫度降低時,可以部分或全部停止壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)的運行,靠室外冷空調冷卻干冷器內的乙二醇溶液,在通過水循環(huán)系統(tǒng)將冷卻的乙二醇溶液送到室內機房專業(yè)空調內用于冷卻室內空氣。下圖中綠色區(qū)域是可以采用該設備的區(qū)域。
最后需要強調的是,數(shù)據(jù)中心應該全程設計,同步設計運維模式、管理流程,在建筑設計時充分考慮其要求,包括裝機、撤機、搬遷、巡檢、維修的流程。一個數(shù)據(jù)中心即使別的技術指標很高,但如果運維、管理流程設計不當將會導致數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)很多的問題。