全生命周期概念與數(shù)據(jù)中心的模塊化機房設(shè)計

袁霽

摘要：隨著時代的發(fā)展大數(shù)據(jù)的發(fā)展越來越先進，對于數(shù)據(jù)的處理要求也越來越嚴格，與此同時在進行數(shù)據(jù)機房設(shè)計時所需要考慮的限制也凸顯出來，尤其是投資以及耗能的問題。因此，在現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)機房設(shè)計中，有人提出將生命周期概念應用到其中，以此來對機房實行模塊化的設(shè)計以求降低數(shù)據(jù)中心全生命周期的投資及耗能。

關(guān)鍵詞：全生命周期；數(shù)據(jù)中心：模塊化機房

1.前言：在進行模塊化的機房設(shè)計中加入全生命周期的概念，是在的數(shù)據(jù)處理部門力求降低設(shè)計及建造成本的最新方法。在進行模塊式的數(shù)據(jù)中心設(shè)計時，需要工程師關(guān)注系統(tǒng)的效率和操作的特性，而機房數(shù)據(jù)中心的設(shè)計需要考慮的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施對于數(shù)據(jù)中心的設(shè)計提出了更高的要求，在既能夠高效運行處理的同時還要能夠降低耗能。

2.全生命周期的概念

2.1全生命周期的出現(xiàn)是基于當今人們對于社會需求而出現(xiàn)的一種嶄新的交易理念，任何事物都存在生命周期。例如在人類的種族群體中生命周期之從搖籃到墳墓的生命過程：在建建筑工程中指建筑項目從規(guī)劃、立項、設(shè)計、施工到維護管理直至拆遷的全過程：數(shù)據(jù)中心的全生命周期類似于建筑的全生命周期，只是多了一個回收的階段。因此全生命周期的過程可分為規(guī)劃、立項、設(shè)計、制造、運營及最后的處理階段，在數(shù)據(jù)中心機房的模塊化建設(shè)中對生命周期進行科學的規(guī)劃及合理的設(shè)計是保證全生命周期更好進行的關(guān)鍵。

2.2全生命周期的作用包括很多，其作用的根本是降低能耗及投資。

第一，在進行具體的機房數(shù)據(jù)中心設(shè)計和建造時，對于設(shè)備運行所消耗的能源，電能的使用效率要進行最合理的規(guī)劃和設(shè)計以求減低能耗。電能的使用效率是評價數(shù)據(jù)中心是否能夠成為綠色數(shù)據(jù)中心的在行業(yè)內(nèi)應用最為廣泛的指標。電能使用效率的定義是數(shù)據(jù)中心耗能與IT設(shè)備負載在滿負載工作下耗能之比，比值的大小越接近1則證明節(jié)能的效果越好。當然了在實際使用期間用戶對于設(shè)備的需求不同所產(chǎn)生的比值是會有差別的。在進行數(shù)據(jù)中心的全生命周期概念建設(shè)中引入電能使用效率，其表現(xiàn)為數(shù)據(jù)中心耗能與IT設(shè)備在非滿利用率情況下耗能比。

全生命周期通過對數(shù)據(jù)化中心建設(shè)所采用的模式進行分類，進行客觀的比較。其中一次性的投資采用了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式，所有設(shè)備一步到位：分期建設(shè)則是進行模塊化安裝，IT設(shè)備和其他設(shè)備分批次進行安裝。兩種安裝方式在前期差距不是很明顯，但是在正式投入使用后通過數(shù)據(jù)采集進行比對后發(fā)現(xiàn)一次性投資的耗能較分期投資高出60%，而且電能使用效率的比值比波動也較為明顯。由此可以看出通過引入全生命周期概念來進行數(shù)據(jù)化中心的建設(shè)所能帶來的能耗節(jié)約效果是非?？扇说模芷诟拍钔ㄟ^對電能使用效率的控制，很明顯的降低了數(shù)據(jù)中心耗能，對節(jié)約能源具有顯著作用。

第二，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中資金的投入是很重要的問題，現(xiàn)在的資金投入方式有兩種，分為一次性投資和分期投資。一次性投資是傳統(tǒng)的方法，即按照數(shù)據(jù)中心的最終需求一次性將資金投入來達到效果；分期投資則是以全生命周期概念所表現(xiàn)出的建設(shè)階段為根本，在有需要的階段進行投資，將資金分批流入以達到數(shù)據(jù)中心的最終目標，有效的使資金的使用效率達到最大，也最大程度的節(jié)約了投資金額。而通過實踐應用也確實證明了引入全生命周期概念的投資方式節(jié)約成本40%。由此可以得知將全生命周期概念引入到建設(shè)項目中后，通過整體控制明顯的控制了資金流向，節(jié)約了項目成本。

3.數(shù)據(jù)中心的發(fā)展情況

隨著各行各業(yè)的迅猛發(fā)展，行業(yè)發(fā)展所產(chǎn)生的信息所體現(xiàn)的價值也越發(fā)的重要起來。各行業(yè)開始大規(guī)模的建設(shè)信息系統(tǒng)以滿足市場競爭需要，力求為客戶打造更滿意的消費環(huán)境。如今的數(shù)據(jù)中心經(jīng)過了五代發(fā)展而來，正在向第六代邁進。目前全球的數(shù)據(jù)中心已達到三百多萬個，其運行時所消耗的能源在全能源消耗比例已經(jīng)達到了百分之一。在國外數(shù)據(jù)中心的電能使用效率普遍較低，但是在我國數(shù)據(jù)中心的數(shù)量占全球的14%，但電能使用效率卻不盡人意，是國外的一倍左右。

我國的數(shù)據(jù)中心電能利用效率整體偏低，企業(yè)在進行費用繳納時電費已經(jīng)成為了很大一筆開支。所以提倡數(shù)據(jù)中綠色化建設(shè)已是必然趨勢，引入全生命周期概念也是必要的。

4.模塊化設(shè)計

模塊化的概念最早是在計算機軟件領(lǐng)域出現(xiàn)的，其意義指一段能完成一定功能并且與其他程序相互聯(lián)系的獨立的程序。模塊可以分為結(jié)構(gòu)和功能兩類，其中功能模塊是指模塊化產(chǎn)品具有相應的功能體現(xiàn)，包括基本模塊、輔助模塊、專用模塊、附加模塊和擴充模塊：結(jié)構(gòu)化模塊則是指不具備使用功能，但是卻是功能模塊的載體。為保證各模塊之間準確結(jié)合，對于尺寸的要求極其嚴格。

5.數(shù)據(jù)中心機房模塊化設(shè)計

數(shù)據(jù)中心機房的設(shè)計包含了IT設(shè)備和其他物理基礎(chǔ)設(shè)備，這其中IT設(shè)備本就是模塊化的產(chǎn)品，所以我們談到的數(shù)據(jù)中心機房模塊化建設(shè)是指對于基礎(chǔ)物理設(shè)施進行模塊化建設(shè)。在機房的物理設(shè)施包括供配電系統(tǒng)模塊、機柜系統(tǒng)模塊、空調(diào)系統(tǒng)模塊、布線系統(tǒng)模塊和智能集成管理系統(tǒng)模塊。各模塊之間相互配合，供配電系統(tǒng)采用模塊化的UPS，隨著設(shè)備得增加來增加UPS模塊，節(jié)能綠色又環(huán)保：空調(diào)系統(tǒng)模塊接受來自供配電的能源采用房間級精密空調(diào)，對機房內(nèi)部進行精確制冷，節(jié)約能源40%：機柜系統(tǒng)模塊是一種集成模塊，包含了其他四種模塊的作用，但不是主要作用，還需要和其模塊配合使用才能正常工作，但是集成模塊大大縮短了其工作流程，也間接的降低了能耗：布線系統(tǒng)模塊則是采用工廠生產(chǎn)的預端接布線模塊，支持即插即用，可實現(xiàn)快速連接，降低了工程成本；智能集成管理系統(tǒng)模塊則相當于人的大腦對己方的各種系統(tǒng)設(shè)施進行監(jiān)督，以保證其正常運行，提高系統(tǒng)運行效率和安全性。結(jié)束語：在進行數(shù)據(jù)中心模塊化機房建設(shè)中，引入全生命周期的概念在模塊建設(shè)所需階段進行合理配置既能夠保證數(shù)據(jù)中心的高效運行，又能夠降低能耗及生產(chǎn)成本，節(jié)能減排，最終達到建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心的目標。