倉(cāng)儲(chǔ)式、微模塊、集裝箱式數(shù)據(jù)中心

1 倉(cāng)儲(chǔ)式數(shù)據(jù)中心簡(jiǎn)介

伴隨著個(gè)人微機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展以及快速建設(shè)、快速響應(yīng)的進(jìn)程，數(shù)據(jù)中心單機(jī)架密度得到迅速提升，機(jī)房空調(diào)的送風(fēng)形式以及機(jī)房建設(shè)形式均發(fā)生了很大的變化。

數(shù)據(jù)中心在特點(diǎn)上的發(fā)展進(jìn)程為傳統(tǒng)計(jì)算方式（傳統(tǒng)機(jī)房解決方案）—云計(jì)算（分散機(jī)房、設(shè)備集中、高密度機(jī)架）（精確送風(fēng)）—微模塊化—快速業(yè)務(wù)交付（集裝箱、倉(cāng)儲(chǔ)式）。

2 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心特點(diǎn)：房屋結(jié)構(gòu)，多層或者高層建筑；建設(shè)周期長(zhǎng)，通常2～3年；設(shè)備整體功率密度低。

數(shù)據(jù)中心發(fā)展早期，單機(jī)架密度整體較低。同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度、規(guī)模和水平較低，對(duì)機(jī)房部署的時(shí)間要求并未如目前緊迫。

早期單機(jī)架功耗1～2kV·A/機(jī)架，單機(jī)架制冷量的要求較低，空調(diào)送風(fēng)方式主要采用了傳統(tǒng)通信機(jī)房的做法，采用傳統(tǒng)直接送風(fēng)方式就能夠解決，這也是IDC發(fā)展早期基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主要模式。

圖1 數(shù)據(jù)中心發(fā)展進(jìn)程

3 云計(jì)算模式下的數(shù)據(jù)中心

3.1 傳統(tǒng)類(lèi)型數(shù)據(jù)中心升級(jí)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，機(jī)架功率密度的提升至3kV·A/機(jī)架，機(jī)房熱點(diǎn)出現(xiàn)，空調(diào)逐漸采用精確送風(fēng)方式進(jìn)行解決。

精確送風(fēng)方式初期主要采用了風(fēng)管直接送風(fēng)到機(jī)柜的模式，由于該種方式影響機(jī)房的走線(xiàn)、布局與美觀(guān)，后期發(fā)展成機(jī)柜底部送風(fēng)模式，該方式解決3kV·A/機(jī)架以下功耗機(jī)柜效果較好。

隨著單機(jī)架容量的進(jìn)一步提升，機(jī)柜內(nèi)部送風(fēng)受到機(jī)柜底部面積的影響，風(fēng)量出現(xiàn)不足，又出現(xiàn)了開(kāi)孔地板下送風(fēng)+冷通道封閉方式，該方式也是目前空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)的主要方式。

伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算的進(jìn)一步發(fā)展，單機(jī)架功耗進(jìn)一步提升至5kW以上水平，受到地板開(kāi)孔率及地板面積的影響，采用開(kāi)孔地板下送風(fēng)+冷通道封閉模式，已經(jīng)很難滿(mǎn)足空調(diào)制冷的需求。

3.2 微模塊類(lèi)數(shù)據(jù)中心

伴隨著行級(jí)空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了微模塊數(shù)據(jù)中心，該類(lèi)型數(shù)據(jù)中心的整體特點(diǎn)為：機(jī)房以微模塊作為基本單位進(jìn)行布置，每個(gè)微模塊為1個(gè)獨(dú)立封閉的空間，內(nèi)部包含空調(diào)、電源列頭柜、消防設(shè)備，其中空調(diào)采用行級(jí)空調(diào)。

該模式能夠有效解決高密度機(jī)架的空調(diào)制冷問(wèn)題，最高解決單機(jī)架功耗可以達(dá)到15kW以上，國(guó)外廠(chǎng)家的微模塊單機(jī)架解決功耗已經(jīng)達(dá)到20kW以上。

此外，伴隨著背板制冷技術(shù)的逐漸成熟，利用背板開(kāi)展高功耗機(jī)柜的制冷將是一個(gè)重要方向，該技術(shù)不僅能夠有效解決高功率密度機(jī)架的問(wèn)題，而且較傳統(tǒng)精密空調(diào)及行級(jí)空調(diào)能夠有效節(jié)能大量機(jī)房面積，提高主機(jī)房面積的利用率。

3.3 快速交付模式下的數(shù)據(jù)中心

3.3.1 集裝箱數(shù)據(jù)中心

采用集裝箱組建數(shù)據(jù)中心，設(shè)備安裝在集裝箱內(nèi)，集裝箱可以室外放置或者室內(nèi)放置；單機(jī)架功耗密度較高；可快速建設(shè)，可快速部署，通常為3～6個(gè)月。

集裝箱數(shù)據(jù)中心，區(qū)分為一體式和功能模塊式。

一體式：主要特點(diǎn)為箱體內(nèi)包含數(shù)據(jù)中心所有的功能單元，比如油機(jī)、變配電、電源、空調(diào)、消防和IT設(shè)備等數(shù)據(jù)中心所需的基礎(chǔ)配套單元，可以采用拖車(chē)的形式進(jìn)行移動(dòng)，快速響應(yīng)不固定的數(shù)據(jù)中心應(yīng)急需求。該類(lèi)型數(shù)據(jù)中心可承載業(yè)務(wù)量較少，不適合大規(guī)模、固定應(yīng)用場(chǎng)景下的建設(shè)。

功能模塊式：主要特點(diǎn)為箱體按照功能進(jìn)行區(qū)分，可以區(qū)分為油機(jī)箱、變配電箱、電源箱、IT設(shè)備箱、空調(diào)等。該模式與傳統(tǒng)模塊式建設(shè)思路比較接近，較適合大規(guī)模建設(shè)，比如華為萬(wàn)人桌面云項(xiàng)目。另外，由于集裝箱的使用，該模式較傳統(tǒng)微模塊模式安全防護(hù)、保溫性能較好，適合室外放置，大大縮短了建設(shè)周期。

快速部署、靈活移動(dòng)、高密度是集裝箱式數(shù)據(jù)中心的主要特點(diǎn)。目前最高的集裝箱數(shù)據(jù)中心容量為560kW/箱，相當(dāng)于傳統(tǒng)IDC機(jī)房800㎡的用電量。

3.3.2 倉(cāng)儲(chǔ)式數(shù)據(jù)中心

倉(cāng)儲(chǔ)式數(shù)據(jù)中心特點(diǎn)：倉(cāng)儲(chǔ)式建筑結(jié)構(gòu)，通常1～2層；內(nèi)部采用微模塊形式或者集裝箱形式進(jìn)行；建設(shè)周期短，通常為12～18個(gè)月。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)有不少?gòu)U棄廠(chǎng)房，可以用來(lái)改造為倉(cāng)儲(chǔ)式數(shù)據(jù)中心，并且由于該模式建設(shè)速度快，倉(cāng)儲(chǔ)式數(shù)據(jù)中心在國(guó)內(nèi)得到了初步的應(yīng)用，并有部分IDC運(yùn)營(yíng)單位在嘗試新建倉(cāng)儲(chǔ)式數(shù)據(jù)中心。

4 優(yōu)秀案例淺析

4.1 北京聯(lián)通黃村倉(cāng)儲(chǔ)式數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目

該項(xiàng)目是中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)在華北地區(qū)最大的倉(cāng)儲(chǔ)式數(shù)據(jù)中心，共44組微模塊，約1000個(gè)機(jī)架。分為兩個(gè)IT設(shè)備機(jī)房及一個(gè)空調(diào)等配套設(shè)施用房。

該項(xiàng)目是原有廠(chǎng)房改造項(xiàng)目，其中一個(gè)IT機(jī)房為一層，共12組微模塊；另一IT機(jī)房為上下兩層，共32組微模塊。其機(jī)房消防報(bào)驗(yàn)按照傳統(tǒng)廠(chǎng)房報(bào)驗(yàn)，機(jī)架等視為機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備。

1）主要優(yōu)點(diǎn)

（1）部署速度快

該數(shù)據(jù)中心微模塊由廠(chǎng)家預(yù)制，各微模塊組件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)組裝，建設(shè)工期約6個(gè)月；

（2）易于擴(kuò)展

如果需要，可以添加更多的空間，由廠(chǎng)家按訂單工廠(chǎng)預(yù)制，可快速部署至現(xiàn)場(chǎng)。

2）局限性

（1）耐用性差

預(yù)制的模塊化數(shù)據(jù)中心能在多大程度上經(jīng)受時(shí)間和天氣的考驗(yàn)，目前還是個(gè)未知數(shù)；

（2）被廠(chǎng)商鎖定

該模塊化數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品要求只能使用特定廠(chǎng)商的硬件或解決方案。

4.2 華為萬(wàn)人桌面云集裝箱式數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目

該項(xiàng)目坐落于華為深圳坂田基地K3區(qū)，是全球首個(gè)獲得T3認(rèn)證的集裝箱式數(shù)據(jù)中心：配電、制冷系統(tǒng)按照2N架構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)任何單點(diǎn)故障，可穩(wěn)定支持1萬(wàn)人規(guī)模的桌面云計(jì)算，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全程24h無(wú)人值守智能運(yùn)維管理。該項(xiàng)目的建設(shè)總周期僅僅為3個(gè)月。

該項(xiàng)目主要由以下幾個(gè)模塊組成：中控箱、UPS箱、IT設(shè)備箱、風(fēng)冷冷水機(jī)組模塊、柴油發(fā)電機(jī)箱等。

該項(xiàng)目主要特點(diǎn)如下：

1）ISO標(biāo)準(zhǔn)箱體，便于運(yùn)輸；

2）IP55 防塵防水設(shè)計(jì)；

3）FM200氣體消防系統(tǒng)敏銳可靠；

4）供電2N設(shè)計(jì)，提高可靠性；

5）高效冷凍水系統(tǒng)，2(N+X) 設(shè)計(jì)。

Storage Type, Micro Module, Container Type of Data Center

楊軍志
（江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司）

YANG Jun-zhi
(Jiangsu Posts & Telecommunication Planning and Designing Institute Co.,Ltd）

論文分別介紹了倉(cāng)儲(chǔ)式、微模塊、集裝箱式的數(shù)據(jù)中心概況及其應(yīng)用場(chǎng)所、前景、優(yōu)勢(shì)及缺點(diǎn)，以及倉(cāng)儲(chǔ)式數(shù)據(jù)中心在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用案例。

In this paper ,Introduce the Storage type, micro module,container type of data center,respectively introduces the applications, prospects,advantages and disadvantages of this data center,finally introduced the warehouse data center application case in domestic.

倉(cāng)儲(chǔ)式；微模塊；集裝箱

storage type；micro module；container type