模块化数据中心是基于云计算的新一代数据中心部署形式,为了应对云计算、虚拟化、集中化、高密化等服务器发展的趋势,其采用模块化设计理念,的降低基础设施对机房环境的耦合。集成了供配电、制冷、机柜、气流遏制、综合布线、动环等子系统,提高数据中心的整体运营效率,实现快速部署、弹性扩展和绿色节能。从配置形态上,可分为微模块产品MDC和集装箱数据中心产品CDC。
模块化数据中心
模块化数据中心能满足IT业务部门对未来数据中心基础设施建设的迫切需求,如标准化设计、组件工厂预制、快速上线部署、有效降低初期投资、模块内能源池化管理、动态IT基础设施资源高利用率、智能化运维管理、保障重要业务连续性,提供共享IT服务(如跨业务的基础设施、信息、应用共享等),快速响应业务需求变化,绿色节能型数据中心等。 [2]
前景瞻望编辑
模块化数据中心的优势:
1. 高可靠性标准模块
模块化数据中心采用模块化、标准化和高可靠性设计,使得整个系统稳定度高,可依据客户需求与实际情况,在供电和制冷核心设备配置上,提供N+1、N+X、2N等设计方案,安全可靠,满足Tier3到Tier4各种等级的标准。
2. 快速部署、缩短建设周期
微模块数据中心提高了规划设计效率,可依据IT业务需求,合理配置系统架构,如模块单元的机柜排列,选用的供配电设备,制冷方案,系统等;微模块批量生产,提高了供货速度,标准化的组件,减少现场装配工作量,加快安装速度;微模块可在工厂进行组装并预先测试,保障了系统的调试速度和可靠性;采用模块化设计,结合基础设施+IT设备的一体化交付,可以将数据中心部署周期缩短至数周。对于集装箱数据中心,甚至可以在工厂实现整体联调,直接运到现场,完成水电以及网络的接入后,直接投入运行。
3.实现建设、易扩展性
模块化数据中心集成了末端制冷、末端配电、末端布线等模块化组件,在降低初期投资的基础上,实现了数据中心的按需部署,避免固定资产的闲置浪费,同时了大型数据中心的任意IT空间的基础设施配置达到状态。微模块数据中心显著降低了数据中心在使用生命期间的成本。对于大型IDC建设的需求,在后期任意时间节点、客户要求快速增加业务的需求,采用微模块数据中心很容易进行快速扩展。
4. 绿色节能
目前数据中心电力使用成本在生命期间TCO中占比。模块化数据中心实现IT设备按需供电与制冷,让供电和制冷系统的容量与负载需求更为匹配,从而提高了工作效率并减少过度配置。微模块电源转换率高达95%,由于采用标准化的接口和微模块架构,节省电能,达到系统节能。
模块化数据中心采用冷通道封闭隔离,冷热气流互不干扰,避免的气流串扰而导致的热岛效应,避免了风量和冷量损耗。同时使用列间空调,采用制冷设备的近热源设计,提高制冷效率,解决了局部热点的问题,降低数据中心运行成本。微模块数据中心结合水冷系统、自然冷却系统,PUE可降至1.5以下。
机房空调不仅对温度可以调节,也可以对湿度可以调节,并且精度都是很高的。计算机特别是服务器对温度和湿度都有特别高的要求,如果变化太大,计算机的计算就可能出现差错,对服务商是是很不利的特别是银行和通讯行业。的机房空调温度精度达±2℃,湿度精度±5%,机房精密空调可以温度精度达到±0.5℃,湿度精度达到±2%。
二、设备散湿量很小
计算机设备虽然散热量大,但无散湿量。机房内的湿量主要来自工作人员及渗入的室外空气。因此,机房内的散湿量很小,IDC机房内的散湿量平均只有8~16g/m²h。
三、空调送风焓差小
因为IDC机房的高热量、小散湿量,所以空调在处理空气过程中以制冷为主,除湿为辅,空气处理过程可以近似为一个等湿降温过程。考虑到设备结露问题,机房空调的送风温度较舒适空调偏高,因此显热比很高,焓差明显小。小焓差的处理过程,便空调的能效比也相对较高。
四、空调送风量大
在小焓差的情况下,要消除设备的大热量,通风量是必然的。大风量在有限空间内循环,换气次数明显大于其他类型的空调。在IDC机房中,一般的换气次数在30~60次/小时,如此高的换气次数使得机房内的温度分布更趋于均匀。
五、空调送风方式
送风方式直接关系空调的终效果。机房空调的送风方式一般有上送下回、下送上回、上送侧回3种,采用较多的是下送上回、上送侧回两种。上送侧回方式比较适用于发热量大约250W/m²的情况,而IDC机房的发热量至少为500W/m²,冷空气下沉效果很差,明显不适用。此外,由于冷风不直接经过机架内部,因此一些早期建设的上送侧回的系统,几乎都出现过机房温度偏高的问题。当IDC机房内平均耗电功率达到lkVA/m²以上时,采用下送风方式的空调系统。
六、高可靠性
IDC机房投产以后,有一个很长的运行周期,在此期间,空调具有高稳定性和高可靠性。
空调设备的故障将直接影响机房的环境,进而影响服务器的正常工作。机房建设时,选择空调会考虑n+l的余量备份,但如果空调的故障率高还是会将余量备份消耗殆尽,因此要高可靠性。
空调的高可靠性还体现在断电后的自动复位,在断电恢复后能够现场自动复位或通过远程复位,这比人工复位迅速,尤其是无人值守机房。
七、优势对比
如果把舒适性空调机用作机房精密空调系统,由于机房要求其运行点为:冬季:20±2℃,夏季:23±2℃,而舒适性空调机的设计点温度一般为27℃,所以机组的实际供冷能力一般比样本标明的额定值低10%~25%。此外,运行点偏离设计点时,在一定程度上机组的部分机件性能由于偏离了运行点,从而影响了机组整体的匹配状态,不利于机组性能的充分发挥和率运行。然而机房精密空调机,由于把运行点作为设计点,因而机组始终处于运行点,这就从根本上避免了这些问题。
综上所述,根据机房负荷特性及特点,就需要设计出一种将这些要求综合于一体的空调机,实现以处理干冷却工况为主的空气处理过程。
八、使用寿命
一般机房空调厂家的设计寿命是是10年,连续运行时间是86400小时,平均无故率达到25000小时,实际运用过程中,机房精密空调可运行15年 [1] 。
机房墙板是针对计算机机房、服务器机房、网络机房、电子机房、交换机机房、航天设备机房等需要,为各种机房设计生产的机房墙板,在设计时对机房的综合布线要求、防尘要求、保温要求、环保要求、屏蔽要求、质量要求、安全要求、改建要求、长期使用要求、便捷性要求、美观时尚要求、一体化要求、防电防火防霉要求以及机房墙板对用户身体健康等相关技术的规范和条件等都做了充分考虑。
微模块机房是传统机房的又一大进步,主要采用“密闭冷通道”方案,同时也支持“密闭热通道”方案。模块化数据中心主要应用于传统数据中心机房的局部高密部署和中小型机房的快速建设。具有快速部署、安全可靠、灵活扩展和绿色节能等特点。
微模块化机房建设与传统建设的区别
在机房建设过程中,相较于传统建设模式,模块化机房建设主要有以下几点区别:
1、一体化分布式部署:批量复制、按需扩展三房归一
从UPS&电池房+空调房+IT机房归一成IT机房,对大楼要求统一明确,统一接口。模块级按需建设,从按一个机房统一建设改为按一个微模块分期建设。20个模块从下单到交付仅用13周,快速的IDC部署能力自适应快速发展需求。
2、模块与土建解耦:一次规划,分期投资,快速部署
土建和IT建设分离,大楼主体及基础水电一次性建设完成,数据中心模块则按需灵活部署。数据中心模块各组件均为标准化产品并预留接口,可快速生产发货、现场快速组装,有效提高ROI,Capex下降10%。
3、模块内部件与通道结构件解耦:灵活应对未来变化
服务器生命周期一般为3-5年,数据中心为10-15年,当未来一轮服务器配置变化,微模块灵活调整内部供配电和制冷的配比即可应对,大大提高微模块未来的可用性。
4、密封通道+冷冻水行级空调降低PUE至1.5密封通道设计,隔离冷热气流,行级空调就近制冷、就近热量转移,消除局部热点,大幅提高制冷效率,现场测试PUE低至1.5,OPEX降低35%-40%。
5、智能管理架构:单模块监控与集群监控提高运维效率
每个微模块部署一台触摸屏(带立智能管理系统),连接到交换机,负责本模块的监控管理;同时提供北向SNMP接口,支持基于微模块的集群管理,界面清晰,大大提高运维效率。
数据中心机房微模块(Micro Module)系统是集成化、产品化、模块化、标准化的机柜系统,它是将传统机房的机架、空调、消防、布线、配电、监控、照明等系统集成为一体化的综合产品方案,具有快速、灵活、简便、可预测等显而易见的优点。它是以若干机架(一般为12个服务器机柜)为基本单位,包含制冷模块、供配电模块、高压直流以及网络、布线、监控、消防在内的立的运行单元。该模块全部组件可在工厂预制,并可方便拆卸,快速组装,以实现系统的快速、灵活部署,这不仅可以大幅降低建设成本,而且能够大幅缩短数据中心的建设周期。