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　　隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模不斷擴(kuò)大，穩(wěn)定、能耗、占地等問(wèn)題持續(xù)困擾著數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)者，維護(hù)、持續(xù)擴(kuò)容等新的問(wèn)題接踵而來(lái)。

　　為了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)中心的形式也在不斷的變化。從早期的集中供電集中制冷到分布式供電分布式制冷，從機(jī)柜擺放方向的簡(jiǎn)單調(diào)整到封閉冷/熱通道，從簡(jiǎn)單劃分功能區(qū)的數(shù)據(jù)中心到現(xiàn)在流行的微模塊數(shù)據(jù)中心。

　　可以說(shuō)每一次的變化都帶來(lái)了很大的優(yōu)化，而現(xiàn)在流行的微模塊數(shù)據(jù)中心正是為了解決目前不斷涌現(xiàn)的新挑戰(zhàn)而發(fā)展出來(lái)的一種新型數(shù)據(jù)中心形式：它降低了對(duì)機(jī)房土建的要求能很好的控制建設(shè)成本;通過(guò)工廠的預(yù)制化能夠盡可能的縮短建設(shè)周期;通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模塊的復(fù)制能夠很好的解決擴(kuò)展能力并簡(jiǎn)化重復(fù)的設(shè)計(jì)過(guò)程;通過(guò)對(duì)現(xiàn)有新技術(shù)的植入能夠最大程度的降低PUE值;同時(shí)它考慮并融入了原有數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵要求，進(jìn)一步提升了其可靠性和安全性。

　　深圳市阿爾法特網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有限公司副總經(jīng)理韓迪及微模塊數(shù)據(jù)中心解決方案

　　微模塊的組成

　　當(dāng)前的數(shù)據(jù)中心進(jìn)入到新的發(fā)展階段，微模塊數(shù)據(jù)中心的定義也有了新的詮釋。

　　新一代的微模塊數(shù)據(jù)中心主要具備以下要素：

　　標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)制生產(chǎn)，快速安裝

　　模塊化，可在線擴(kuò)展和在線維修

　　智能化，實(shí)現(xiàn)微環(huán)境的監(jiān)控和無(wú)人值守

　　靈活性，無(wú)論建設(shè)和平臺(tái)管理都能根據(jù)用戶需求快速調(diào)整

　　節(jié)能性，采用新的制冷技術(shù)，真正做到PUE值的降低

　　智慧化，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)優(yōu)化

　　結(jié)合微模塊數(shù)據(jù)中心的發(fā)展過(guò)程，根據(jù)各個(gè)組件的功能作用，可將微模塊數(shù)據(jù)中心分為以下系統(tǒng)：

　　A、物理支撐系統(tǒng)(機(jī)柜及通道封閉)

　　物理支撐系統(tǒng)主要包括服務(wù)器機(jī)柜、前后封閉門系統(tǒng)、消防天窗系統(tǒng)、頂置走線架以及一些氣流管理附件，物理支撐希望為整個(gè)微模塊提供了一個(gè)可裝配可管理的框架，是整個(gè)微模塊系統(tǒng)的基礎(chǔ)部件。

　　其設(shè)計(jì)采用拼裝式模塊化結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省運(yùn)輸時(shí)間和就位難度，節(jié)約微模塊產(chǎn)品的生產(chǎn)、建設(shè)時(shí)間成本。達(dá)到快速部署的作用。

　　B、供配電系統(tǒng)(高壓直流、UPS等)

　　微模塊內(nèi)部的供配電系統(tǒng)主要包括UPS系統(tǒng)或者高壓直流系統(tǒng)、可集成ATS或者STS的精密配電柜系統(tǒng)、PDU以及配電附件。為整個(gè)微模塊內(nèi)部的設(shè)備提供冗余的智能化配電。

　　針對(duì)微模塊供配電的智能化測(cè)系統(tǒng)，可進(jìn)行不斷電的熱插拔擴(kuò)展、智能數(shù)據(jù)采集、全面電力監(jiān)測(cè)、防雷、電網(wǎng)隔離等，與數(shù)據(jù)中心環(huán)境相匹配，全面提升數(shù)據(jù)中心配電可用性及管理水平。

　　C、制冷系統(tǒng)(行間空調(diào)及多種冷源)

　　微模塊內(nèi)部的制冷系統(tǒng)是為了保障設(shè)備在良好的溫濕度環(huán)境中長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。有多種制冷形式，現(xiàn)在流行的包括行間空調(diào)、插框式空調(diào)、底置空調(diào)等針對(duì)微模塊散熱推出的智能化控制系統(tǒng)，智能溫控系統(tǒng)是針對(duì)氣流組織進(jìn)行管理，從而達(dá)到更好的散熱效果。高適應(yīng)性和可靠性，維護(hù)簡(jiǎn)單。

　　D、管理系統(tǒng)。

　　管理系統(tǒng)是新型微模塊產(chǎn)品的管理核心，是在傳統(tǒng)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中融合最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通訊技術(shù)以及云化軟件開(kāi)發(fā)出來(lái)適應(yīng)微模塊應(yīng)用場(chǎng)景等新型管控系統(tǒng)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，提供最佳的客戶體驗(yàn)。

　　微模塊發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著數(shù)據(jù)中心大型化、集中化的發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心由僵化的結(jié)構(gòu)、低效的管理與運(yùn)營(yíng)，向具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化特征的智慧型數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　A、供配電

　　在傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要先確定系統(tǒng)容量，很容易出現(xiàn)配置過(guò)大，帶載率較低，同時(shí)在低載情況下UPS效率較低的情況;或者容易出現(xiàn)配置容量過(guò)小，后期擴(kuò)容困難，不能滿足業(yè)務(wù)快速發(fā)展的需求等情況。為提高UPS方案的安全性、可靠性，設(shè)計(jì)人員和運(yùn)維人員在實(shí)際工作過(guò)程中總結(jié)出了諸如：?jiǎn)螜C(jī)系統(tǒng)、串聯(lián)冗余系統(tǒng)、并聯(lián)冗余系統(tǒng)、分布式冗余系統(tǒng)、單機(jī)雙總線系統(tǒng)、(1+1)系統(tǒng)并聯(lián)雙總線等多種配置方案，在一定程度上提高了系統(tǒng)和供電的可靠性，但是也帶了了諸多的問(wèn)題，諸如：設(shè)備投資大、配套設(shè)備投資增加、占地面積更多、運(yùn)營(yíng)成本升高、維護(hù)和擴(kuò)容困難、風(fēng)險(xiǎn)大等一系列問(wèn)題。另外，傳統(tǒng)IDC還需要設(shè)計(jì)配套機(jī)房，如UPS房、電池房，這對(duì)中小型機(jī)房來(lái)說(shuō)是建筑格局上一個(gè)很大的浪費(fèi)，同時(shí)UPS房還需要設(shè)置精密空調(diào)制冷，出于安全的考慮還需要設(shè)計(jì)精密空調(diào)的冗余，投資很大。

　　因此，IDC建設(shè)需求逐漸向模塊化、可熱插拔的方向發(fā)展，在中小型數(shù)據(jù)中心中，尤其成為首選的解決方案。高端的模塊化產(chǎn)品，尺寸和標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器一致，可放在行間，集成了多路智能配電，可解決機(jī)房模塊內(nèi)的供電、監(jiān)控電量等需求。目前市場(chǎng)上主流的模塊化UPS，效率可高達(dá)95%，在低負(fù)載率情況下，節(jié)能顯著�？砂茨�塊增加，方便客戶靈活配置，靈活擴(kuò)容，真正實(shí)現(xiàn)了模塊化UPS的高效性、節(jié)地性、節(jié)能性和可靠性。

　　另外，供配電系統(tǒng)的另一個(gè)發(fā)展思路是使用高壓直流，目前由中國(guó)電信牽頭開(kāi)發(fā)的240V制式和中國(guó)移動(dòng)牽頭開(kāi)發(fā)的380V制式高壓直流在國(guó)內(nèi)已有廣泛的應(yīng)用，由于內(nèi)部少了一次直交流轉(zhuǎn)換的過(guò)程，在服務(wù)器端又可節(jié)省一次交直流轉(zhuǎn)換過(guò)程，因此可提高供電系統(tǒng)效率。目前騰訊、電信在使用高壓直流系統(tǒng)供電中有了比較長(zhǎng)期的可靠應(yīng)用。

　　B、制冷系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)的精密空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用風(fēng)管上送風(fēng)。其優(yōu)點(diǎn)在于合理的設(shè)計(jì)可保證出風(fēng)均勻，可送到較遠(yuǎn)的區(qū)域，通過(guò)消聲箱可以有效降低風(fēng)噪。但是初始投資較大，后期可擴(kuò)容性較差，靜壓箱設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)有風(fēng)量設(shè)計(jì)，不能隨意更改，否則反而可能引起送風(fēng)不均等問(wèn)題，另外其末端負(fù)荷也不能增加，機(jī)柜位置也無(wú)法調(diào)整，所以隨著機(jī)房的擴(kuò)容，很容易出現(xiàn)問(wèn)題，不是大型IDC的建設(shè)方案的較優(yōu)選擇。

　　目前大量的數(shù)據(jù)中心為云數(shù)據(jù)中心，其顯著特點(diǎn)是：機(jī)房規(guī)模大、服務(wù)器密度高、信息吞吐量大。云數(shù)據(jù)中心的規(guī)模決定了制冷方案必須發(fā)展得越來(lái)越節(jié)能，如google、facebook、國(guó)內(nèi)的騰訊、阿里等采取了一些定制化的方案，如freecooling，最大限度的追求低PUE。

　　為了更好的散熱和節(jié)能，冷卻產(chǎn)品也有一步步靠近服務(wù)器發(fā)熱源的發(fā)展趨勢(shì)，比如從房間級(jí)產(chǎn)品->列間產(chǎn)品->服務(wù)器背板->液體冷卻芯片制冷等。

　　目前，采用冷通道內(nèi)行間送風(fēng)的方案可大大提高空調(diào)系統(tǒng)的效率，同時(shí)其送風(fēng)和回風(fēng)都處于小范圍內(nèi)，其氣流組織互不干 擾，對(duì)地板高度沒(méi)有要求，后期擴(kuò)容需求完全適應(yīng)，可將每個(gè)行間空調(diào)及其附近的幾個(gè)機(jī)柜作為一個(gè)制冷單元來(lái)考慮，這樣大大提高制冷效率，實(shí)現(xiàn)快速建設(shè)、擴(kuò)容互不影響的目的。

　　C、物理支撐系統(tǒng)(機(jī)柜及封閉通道)

　　物理支撐系統(tǒng)一般由機(jī)柜、冷通道端門、冷通道天窗、消防聯(lián)動(dòng)模塊、地板精確送風(fēng)模塊(根據(jù)情況選擇)等組成。

　　物理支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括機(jī)柜承重、、通孔率、冷通道接地、美觀、線纜管理、能耗管理等。

　　現(xiàn)代化機(jī)房的設(shè)備密度越來(lái)越大，每個(gè)機(jī)柜裝載的服務(wù)器越多越好。機(jī)柜承重的數(shù)值直接意味著機(jī)柜可以裝載的服務(wù)器的數(shù)量，故機(jī)柜承重成為衡量機(jī)柜的重要指標(biāo)。為了提高制冷效率，機(jī)柜的通孔率要求盡可能高，以減小氣流阻礙作用，提高散熱能力，在空調(diào)系統(tǒng)利用上來(lái)說(shuō)，機(jī)柜系統(tǒng)有更高的設(shè)計(jì)和工藝要求。根據(jù)國(guó)家建筑規(guī)范，不管是否采用了屏蔽布線系統(tǒng)，綜合布線系統(tǒng)所用的機(jī)柜都要求接地。機(jī)房發(fā)熱量很大，靠近服務(wù)器機(jī)柜區(qū)域溫度較高，其相對(duì)濕度較低，從而可能會(huì)形成較高的靜電電壓，如果不能通過(guò)有效的途徑接地的話，會(huì)造成靜電危險(xiǎn)，從而影響服務(wù)器等設(shè)備的正常使用。在注重以上的同時(shí)，物理支撐系統(tǒng)還應(yīng)做到美觀、方便、節(jié)能、保證使用便利性等要求。

　　D、管理系統(tǒng)

　　機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)機(jī)房場(chǎng)地的動(dòng)力環(huán)境實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)，包括對(duì)機(jī)房環(huán)境系統(tǒng)(漏水檢測(cè)、溫濕度、煙感、攝像頭等)、機(jī)房設(shè)備(配電系統(tǒng)、直流配電柜、空調(diào)、智能PDU等)、安全系統(tǒng)(門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控等)，具有完善的監(jiān)測(cè)和控制功能，通過(guò)直觀界面及時(shí)定位故障部位實(shí)現(xiàn)機(jī)房設(shè)備的集中監(jiān)控。

　　監(jiān)控系統(tǒng)是機(jī)房安全運(yùn)行的重要保障，傳統(tǒng)的機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，基本停留在只“監(jiān)”而不“控”的水平，重要的控制均需要手動(dòng)去實(shí)現(xiàn)，比如機(jī)房的燈光控制，并不能有效自動(dòng)做到人走燈關(guān);比如機(jī)房的空調(diào)冷量輸出，目前只能由空調(diào)自身傳感器探測(cè)而決定空調(diào)是否運(yùn)行，檢測(cè)回風(fēng)或者送風(fēng)溫度都不能有效解決制冷完全匹配的問(wèn)題等。

　　云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求。監(jiān)控系統(tǒng)需要能夠監(jiān)測(cè)到機(jī)房所有的設(shè)備并可自動(dòng)控制，做到真正的智能化。

　　在模塊化數(shù)據(jù)中心，由于云計(jì)算的高熱密度、虛擬化需求，可變冷量、UPS模塊休眠等功能需要更高效的控制，因此模塊內(nèi)的制冷控制、電能分析更成為模塊化運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵點(diǎn)。

　　而另一方面，模塊化數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案就是為了快速建設(shè)、快速?gòu)?fù)制的目的而誕生的，因此適應(yīng)模塊化建設(shè)的監(jiān)控方案也需要能夠快速建設(shè)，并且以模塊為單位，互不影響。

　　微模塊作為數(shù)據(jù)中心的一員，因其自身的靈活性，能應(yīng)用于各種規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，又具有建設(shè)周期短、高效節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，能使建設(shè)方的投資回報(bào)周期變短，運(yùn)營(yíng)成本降低。

　　微模塊數(shù)據(jù)中心現(xiàn)階段已經(jīng)成為目前數(shù)據(jù)中心發(fā)展的主流，在今后的使用過(guò)程中也將不斷的優(yōu)化，在未來(lái)的數(shù)據(jù)中心發(fā)展中也必將占據(jù)更加重要的地位。