數(shù)據(jù)中心微模塊運用的探討

陳興華（青島恒華機房設備工程有限公司，山東青島 266071）

數(shù)據(jù)中心微模塊運用的探討

陳興華
（青島恒華機房設備工程有限公司，山東青島 266071）

介紹了數(shù)據(jù)中心微模塊的形成及分類、建設和安裝，分析了微模塊的市場需求。指出不同配置的微模塊可根據(jù)用戶實際需求及現(xiàn)場限制條件靈活選用，以保證微模塊內(nèi)部系統(tǒng)的可靠性及系統(tǒng)相對的完整性；微模塊須滿足模塊、平臺、接口等方面的標準化，才能對現(xiàn)場實施提供快速的支持，解決工程實施過程中的三大不可控因素。

數(shù)據(jù)中心；微模塊；安裝方式；市場需求

陳興華（1976-），男，工程師，從事數(shù)據(jù)中心基礎設施建設方面的工作。

0 引 言

在數(shù)據(jù)中心的建設中，隨著其規(guī)模的擴大，分期建設、分批投產(chǎn)成為特點。為了保證后期建設和前期已經(jīng)投產(chǎn)的系統(tǒng)之間的獨立性和安全性要求，數(shù)據(jù)中心的模塊化得到了廣泛的應用。近幾年，隨著數(shù)據(jù)中心行業(yè)的快速發(fā)展、快速部署、快速投產(chǎn)的要求，對業(yè)務的連續(xù)性和及時性要求越來越高，但工程建設的客觀規(guī)律和合理工期的要求無法滿足IT的快速增長需求，迫使眾多設備廠家投入數(shù)據(jù)中心微模塊的研發(fā)與生產(chǎn)中。目前，市場上的微模塊主要通過工程產(chǎn)品化和產(chǎn)品差異化來滿足產(chǎn)品差異化競爭的需求。

1 微模塊數(shù)據(jù)中心

1.1 微模塊數(shù)據(jù)中心的形成及分類

在數(shù)據(jù)中心高速發(fā)展的過程中，數(shù)據(jù)中心的建設周期相對比較長，基礎設施中的供配電、暖通制冷等機電系統(tǒng)比較復雜，不能快速地進行擴容、投產(chǎn)。同時，機柜、精密空調(diào)等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品生產(chǎn)廠家眾多，同質(zhì)化嚴重，競爭激烈。為了解決競爭困局，同時引入差異化競爭，很多廠家在原來冷熱通道氣流遏制系統(tǒng)的基礎上開始進行微模塊的研發(fā)，在短時間內(nèi)快速、高效地完成對數(shù)據(jù)中心的擴容部署以滿足業(yè)務集中發(fā)展需要，同時兼顧綠色節(jié)能和低碳經(jīng)濟，成為IT規(guī)劃及管理的首要任務。數(shù)據(jù)中心微模塊采用整體模塊化的設計理念，由若干相互獨立的模塊構成，每個模塊具備機房運行中的一個或多個系統(tǒng)功能。這些即插即用的功能模塊通過簡單組裝就能構成完整的機房運行環(huán)境，與傳統(tǒng)模塊化數(shù)據(jù)中心相比，設備組合更簡單、實用，不涉及建筑及裝修等方面的配置，因此也被稱為微模塊化數(shù)據(jù)中心。微模塊數(shù)據(jù)中心如圖1所示。

圖1 微模塊數(shù)據(jù)中心

目前，市場上不同廠家、不同項目的微模塊數(shù)據(jù)中心配置略有不同，以保證微模塊內(nèi)部系統(tǒng)的可靠性及系統(tǒng)相對的完整性。微模塊配置分類如表1所示。

表1 微模塊配置分類

（1）機柜系統(tǒng)：必須滿足服務器和網(wǎng)絡機柜具備更多的安裝空間，并具有可擴展性和安全性。

（2）電源系統(tǒng)：在機柜內(nèi)提供基于即插即用技術的UPS供電和配電方案。

（3）制冷系統(tǒng)：根據(jù)需求可以提供從風扇到高效液冷系統(tǒng)各種不同等級的冷卻方案。

（4）安全防范系統(tǒng)：提供從溫/濕度傳感器、門禁控制及CCTV監(jiān)控系統(tǒng)。

（5）消防報警及滅火系統(tǒng)：提供消防報警裝置以及消防滅火裝置。

（6）智能化管理系統(tǒng)：監(jiān)視、度量和控制模塊集成在一個軟件界面中，減少故障風險，增加預防性措施，檢測微模塊各子系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

從表1可以看出，微模塊數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)用戶實際需求以及現(xiàn)場限制條件靈活采用多種方案。

目前市場上重點推廣微模塊的廠家主要分為三類：①第一類是原來做空調(diào)、機柜等的廠家，主要配置中一般采用電源集中供應方式，而且配有行間空調(diào)，如圖2所示；②第二類是原來做機柜的廠家，微模塊中盡量不會配備電源和空調(diào)；③第三類是集成商或總包商，配置的微模塊中采用行間或機柜底下空調(diào)制冷方式，并配備消防滅火鋼瓶，以提高微模塊的功能完整性，如圖3所示。電源采用分布式供應方式，目前在市場中相對運用得較少。

圖2 配有行間空調(diào)的微模塊

圖3 機柜底下配有空調(diào)的微模塊

1.2 微模塊數(shù)據(jù)中心的建設和安裝

1.2.1 可快速部署的微模塊

微模塊數(shù)據(jù)中心除了滿足高密度制冷需求及安全外，能夠快速部署。微模塊數(shù)據(jù)中心從機柜開始，達到數(shù)據(jù)中心的整體模塊化，包括大樓的模塊化、園區(qū)的模塊化。數(shù)據(jù)中心的設計和建設者，更關注的并不是產(chǎn)品的研發(fā)細節(jié)或各個品牌的優(yōu)缺點，而是從實際工程實施角度去關注微模塊數(shù)據(jù)中心帶來的優(yōu)勢。

微模塊數(shù)據(jù)中心滿足市場需求，具備很多的優(yōu)點，如圖4所示。

圖4 微模塊的優(yōu)點

圖5 微模塊需要解決的問題

（1）一個架構（模塊化）：單次規(guī)劃，多次部署，按需投入，隨需應變。

（2）兩種手段（標準化、去工程化）：標準化接口，界面清晰，建設簡單；預制化部件，工程減少，易于復制。

（3）三個支點（智能化、高密度、高效率）：提升空間利用率，減少投資成本；提升電源利用率，減少運行電費；提升管理效率，減少管理費用。

微模塊數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品必須滿足在模塊、平臺和接口等方面的標準化，才能對現(xiàn)場實施提供快速的支持，解決好工程實施過程中的三大不可控因素，即進度不可控、質(zhì)量不可控、成本不可控。微模塊需解決的問題如圖5所示。用預設計、預生產(chǎn)、預測試的方式，消滅工程不確定性，將項目可視化，以加快進度，提高質(zhì)量，降低成本。模塊可復制、升級，并可更換單一功能部件。平臺承載定制部件和標準模塊的通用系統(tǒng)。接口是平臺與模塊、模塊與模塊間的標準件。對于預制產(chǎn)品，進度最大加快2倍，質(zhì)量達工業(yè)產(chǎn)品級別，成本最大降低30%。

1.2.2 微模塊的兩種安裝方式

不同的微模塊廠商提供的產(chǎn)品配置不同，在數(shù)據(jù)中心施工工程中，微模塊將三個不可控轉化為可控的環(huán)節(jié)上也是各有特點，可以按照安裝的簡易程度，大致分為兩種情況。

（1）第一種情況是工廠預制化的、成套的設備安裝及搬運。該方式在工廠預制完成整體底座，在工廠進行UPS、配電柜、機柜和空調(diào)等設備等就位安裝，作為一個整體產(chǎn)品運輸?shù)浆F(xiàn)場，然后進行吊裝放置。該方式可以充分利用現(xiàn)場施工裝修和公共資源建設，在工廠同步進行重大設備的預安裝，大大地縮短了現(xiàn)場組裝的時間。同時，由于工廠專用設備多、工人采用流水線作業(yè)、培訓簡單等優(yōu)點，生產(chǎn)質(zhì)量相對較高。主要缺點是必須考慮運輸工具的載重，尺寸必須滿足道路運輸?shù)男枨?；到現(xiàn)場后由于整個微模塊重量較大，現(xiàn)場就位難度大，對現(xiàn)場的運輸通道要求高?？深A安裝的微模塊整體底座如圖6所示。無論是UPS、空調(diào)、配電柜還是機柜，都是在工廠生產(chǎn)過程中根據(jù)現(xiàn)場擺放要求直接安裝到底座上，從而形成整體的微模塊。

圖6 可預安裝的微模塊整體底座

（2）第二種情況是安裝構件進行標準化設計，連接片等均采用可插拔的方式，便于現(xiàn)場組裝，所有的零部件通過編號等運輸?shù)浆F(xiàn)場，在現(xiàn)場進行組裝。該方式對運輸及就位要求低，但由于需要在現(xiàn)場安裝，必須現(xiàn)場達到裝修的安裝條件后才能進行安裝，進度的可控性差。同時，現(xiàn)場安裝質(zhì)量受制于安裝人員的技術水平。從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設和設備安裝流程來看，這種方式僅僅是變更接口模塊，差距不大。

2 市場需求

2.1 互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)客戶

微模塊使用最多的是大批量的快速部署項目，即互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，其業(yè)務模塊相對比較固定，模塊的顆粒度把握得比較好。

2.2 第三方出租型數(shù)據(jù)中心

由于經(jīng)營需要，第三方出租型數(shù)據(jù)中心對工程的建設周期要求越短越好，對于工程質(zhì)量以及數(shù)據(jù)中心應用的靈活性要求越高越好。微模塊數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)客戶需求靈活搭配、快速建設，及時滿足投運要求，增強企業(yè)的市場競爭力和服務客戶的能力。

2.3 地方政府或地市級金融機構

地方政府或地市級金融機構的數(shù)據(jù)中心在建設過程中繁瑣的溝通、協(xié)調(diào)工作往往需要耗費大量的精力。數(shù)據(jù)中心建設受選址等影響比較大，層高、承重等往往滿足不了數(shù)據(jù)中心的基本要求。因此對于這類客戶，微模塊中配置了電源、空調(diào)、消防等產(chǎn)品，既減輕了客戶在建設過程中需要與土建、消防等部門協(xié)調(diào)的工作量，又能滿足IT業(yè)務快速增長的需要，實現(xiàn)了簡單、快速的部署。另外，根據(jù)IT業(yè)務的實際需求情況，可以適當提高單機柜的密度來避免場地面積不足、層高不足等相關不利因素。

3 結 語

在業(yè)務集中、數(shù)據(jù)集中和信息技術突飛猛進的大背景下，各行業(yè)的業(yè)務數(shù)據(jù)急劇增長，數(shù)據(jù)類型發(fā)生著巨大變化，海量數(shù)據(jù)、管理的復雜性、連續(xù)性的高要求等成為數(shù)據(jù)中心的共有特點。同時，由于IT等業(yè)務模式的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心需要進行分期、分批的業(yè)務投產(chǎn)，滿足無縫銜接、互相獨立和不受干擾的要求。因此，數(shù)據(jù)中心的模塊化設計應從建筑平面規(guī)劃的模塊化到業(yè)務系統(tǒng)、供電和制冷系統(tǒng)等模塊化，滿足數(shù)據(jù)中心基礎設施支持IT業(yè)務發(fā)展的需求。同時，設備端、UPS等廠家也生產(chǎn)出模塊化的產(chǎn)品，滿足模塊化數(shù)據(jù)中心的要求。

［1］ GB 50174-2008 電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范［S］.

［2］ APC第135號白皮書.熱通道和冷通道氣流遏制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)中心的影響［G］.

［3］ 馬強，鄭媛媛，沈立鵬.微模塊數(shù)據(jù)中心應用技術研究［J］.計算機技術及其應用，2015，37（2）：35-37.

Discussion About App lication of M icro M odule in Data Center

CHEN Xinghua
（Qingdao Henghua Computer-room Equipment&Project Co.，Ltd.，Qingdao 266071，China）

This paper introduced the formation and classification，construction and installation of micromodule in the data center，and analyzed themarket demand ofmicromodule.It is pointed out that the different configurationmicro module should be flexibly adopted according to customer's actual demand and local condition，in order to ensure the reliability of the internal system of them icromodule and the relative integrity of system.Themicromodule should meet the standardization of interface，module，platform，which provides the rapid support for field conduct to solve three uncontrollable factors in the process of project implementation.

data center；m icromodu le；installation way；market demand

TU 244.5

B

1674-8417（2015）09-0042-04

2015 09 07