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新一代数据中心容量规划的关键支点

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数据中心创建开始阶段的容量规划是一个极大的挑战,它关系到数据中心需求的不断发展。新一代数据中心容量规划制约主要集中在IT规划、供电、制冷和空间四个方面,但对容量规划的支点却多种多样,见仁见智。虽然通行的做法不一,但基本上可以从一下四个支点加以解析。

来源:机房 2011年3月4日

关键字: 数据中心

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  数据中心创建开始阶段的容量规划是一个极大的挑战,它关系到数据中心需求的不断发展。新一代数据中心容量规划制约主要集中在IT规划、供电、制冷和空间四个方面,但对容量规划的支点却多种多样,见仁见智。虽然通行的做法不一,但基本上可以从一下四个支点加以解析。

  可用性支点

  面对承载不同业务类型的数据中心,其可用性的要求必然不同。不同可用性要求的数据中心的建设方式差异巨大。GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》将数据中心分为A、B、C三个级别,根据其可靠性和可用性,分别从建筑和机构、空气调节、供电系统、综合布线等四个方面给提出了不同要求,不同可用度等级的数据中心建设几乎在每个维度都不相同。具体可参考:《电子信息系统机房设计规范》
  
  成本支点


  成本分为两大类,即投资成本和运营成本

  1、投资成本

  数据中心基础设施的投资成本是一笔十分可观的支出,包括设备的成本以及与设计和部署设备相关的成本。投资成本将以资产折旧与摊销费用计入项目。

  2、运营成本

  运营成本是与维护业务相关的所有成本。数据中心基础设施的运营成本,包括能源成本、运营人员工资福利、培训支出以及维护和维修成本等。

  数据中心的投资成本主要集中在土建、IT设备、基础设施设备等方面,而运营成本主要由电费构成。因此,强调绿色,强调节能的最直接意义就是降低成本。

  成本始终是最受关注的维度之一。如何将成本与技术及产品方案完美结合起来,做到成本最低,始终是一个很大的挑战。
  
  绿色节能支点


  目前数据中心绿色节能业界有着相对成熟的计量指标,即PUE(PowerUsageEffectiveness)和DCiE(DataCenterInfrastructureEffectiveness).

  这两个指标被用来评价数据中心的能效利用率,即每瓦IT设备能耗需要消耗多少总输入能耗。换一个角度,如果能够预先知道数据中心总能耗(初设计时,这个指标基本上往往被用来表征数据中心最大供电能力);而对于PUE这个值,业界也有相对合理和流行的值(目前为1.6-2.5),世界上优秀数据中心能将这个值降到1.2,让人叹为观止。并由此值可以大致估算出IT设备能耗,从而也就能够算出数据中心机架的功率密度,可以预估关键子系统的建设模式。知道了IT设备的耗电量,就可以大致核定供电系统容量;知道了单个机柜功率密度,就可以核定供电系统终端配电设计,也同时可以理清制冷系统设计的最为关键的容量指标。

  总而言之,特别是在系统初始评估时,PUE指标不但可以作为数据中心节能与否的设计指标,还可以作为数据中心容量评估的一个有效支点。
  功率密度支点

  上述三个维度基本上是从宏观的层面规划数据中心的容量,具体到可操作层面。业界关于数据中心容量规划方面一般有三种思路。

  (1)以业务为支点。业界一线供应商都针对不同规模客户群推出了指导性的解决方案。以电信行业供电系统建设为例,对于省级机房、地市级机房等均有不同的方案模板。

  (2)以面积为支点。不同面积的机房有不同的解决方案。比如100m2的机房该如何建设,1000m2的机房该如何建设等在各专业厂家的宣传文案也相对较多。

  (3)可操作性支点。上述两种思路往往对数据中心的建设过于空泛。以面积为指支点为例,100平方米的机房在建设实践中有遇到只需要承载100KW的能量,也有需要承载1250kW能量的案例。而同样是100平方米的机房,两个案例建设的方法、思路、成本等完全不一样。

  因此,还有同时考虑业务和面积的做法,即确定功率密度为数据中心容量规划的可操作性支点,这可以理解为:功率密度=业务(体现为服务器功耗)/面积。在目前众多的功率密度表现方式中,机架的功率密度使用最为广泛。

  数据中心容量规划的实施细则

  新一代数据中心的建设是十分复杂的系统工程,子系统众多。因此,新一代数据中心容量规划就是各子系统容量规划的过程。如果数据中心的建设是分期的,那么关于各子系统过的规划是大相径庭的。建议如下:

  (1)数据中心装饰装修:按终期负荷设计实施。

  (2)数据中心供配电系统

  ①配电设备

  ?高压配电设备:按终期负荷配置。

  ?低压配电设备:按终期负荷配置,预留终期扩容接口。

  ②发电设备配置:按初期负荷配置,终期可扩容性满足需求,并预留通道。

  ③交流不间断电源UPS:按初期负荷配置,终期可扩容。

  ④蓄电池:按初期负荷配置。

  (3)数据中心防雷及接地系统:按终期负荷设计实施。

  (4)数据中心制冷系统。

  ①管路管道:按终期负荷配置。

  ②制冷终端主机:按初期负荷配置,预留终期扩容接口。

  (5)数据中心弱点系统:按初期负荷配置,预留终期扩容接口。

  (6)数据中心综合布线系统:按初期负荷配置,预留终期扩容接口。

  (7)数据中心消防系统:按终期负荷配置,设计、实施并获取验收。

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