新一代數(shù)據(jù)中心容量規(guī)劃的支點多種多樣,見仁見智。通行的做法不一而足,但基本上可從以下4個支點加以解析。
一. 可用性支點
面對承載不同業(yè)務(wù)類型的數(shù)據(jù)中心,其可用性的要求必然不同。不同可用性要求的數(shù)據(jù)中心其建設(shè)方式差異巨大,可參照《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》(GB 50174—2017)中對數(shù)據(jù)中心可靠性/可用性的要求,如表1所示
表1:GB 50174—2017對數(shù)據(jù)中心可靠性/可用性的要求
從表1中可以看出,不同可用度等級的數(shù)據(jù)中心建設(shè)幾乎在每個維度都不相同。
二. 成本支點
成本分為投資成本和運營成本兩大類。
1. 投資成本
數(shù)據(jù)中心的投資成本(Capital Expense,CAPEX)受不同等級設(shè)計、規(guī)模、地址、建設(shè)速度等條件影響很大。增加可靠性和冗余程度會增加數(shù)據(jù)中心成本。很小規(guī)模的數(shù)據(jù)中心或很大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心通常的每瓦建設(shè)成本都比較高,前者因為很多固定成本不能分攤到更多瓦數(shù)上,而后者因為需要建設(shè)額外的基礎(chǔ)設(shè)施,有些項目可能包含了土地購買和樓宇建設(shè)的成本,而其他項目可能直接在已有的建筑中建設(shè),無須額外土地及建筑投資,因此單位造價有所差異。
2. 運營成本
數(shù)據(jù)中心的運營成本(Operation Expense,OPEX)很難折算,因為它很大程度上取決于運營的標(biāo)準(zhǔn)。同一時刻有多少名安保人員在巡視,柴油發(fā)電機多長時間測試和保養(yǎng)一次,數(shù)據(jù)中心的規(guī)模大小如何都會影響運營成本。大型數(shù)據(jù)中心的單位運營成本會更低些,因為很多固定成本會隨著規(guī)模增加變得很小。此外,運營成本還會因為數(shù)據(jù)中心所處物理位置不同而不同,由于氣候條件、稅收高低、薪酬水平等也會影響運營成本,還有數(shù)據(jù)中心的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及已經(jīng)使用的年限等也會影響運營成本。
三. 綠色節(jié)能支點
目前對數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能業(yè)界有著相對成熟的計量對標(biāo),即PUE(Power UsageEffectiveness)和DCiE(Data Center Infrastructure Effectiveness)。這兩個指標(biāo)被用來評價數(shù)據(jù)中心的能效利用率,即每瓦IT設(shè)備能耗需要消耗多少總輸入能耗。而PUE這個值業(yè)界也有相對合理和流行的工程值(目前為1.6~2.5),換一個角度,如果能夠預(yù)先知道數(shù)據(jù)中心總能耗(初始設(shè)計時這個指標(biāo)往往被用來表征數(shù)據(jù)中心最大供電能力),就能大致估算出IT設(shè)備能耗,也就能夠算出數(shù)據(jù)中心機架的功率密度,從而可以預(yù)估關(guān)鍵子系統(tǒng)的建設(shè)模式。例如,某場地初始條件給定如下。
基礎(chǔ)背景:
(a)總面積15 000m2
(b)機柜1 200個;
(c)總供電能力20 000kW。
建設(shè)愿景:
(a)Tier IV& GB50174 Class A;
(b)10年IT設(shè)備發(fā)展;
(c)分期分批、模塊化。
設(shè)計之前不清楚某些關(guān)鍵系統(tǒng)(供電、制冷)的建設(shè)方式,保守假定PUE取2.0,即PUE=總輸入能耗/IT設(shè)備能耗=20 000kW/IT設(shè)備能耗=2,則IT設(shè)備能耗=10 000kW,而機柜為1 200個。因此,單個機柜功率密度為IT設(shè)備能耗=10 000kW/ 1 200個=8kW。知道了IT設(shè)備能耗,就可以大致核定出供電系統(tǒng)容量;知道了單個機柜功率密度,就可以核定供電系統(tǒng)終端配電設(shè)計,同時也可以厘清制冷系統(tǒng)設(shè)計的最為關(guān)鍵的容量指標(biāo)。
總而言之,特別是在系統(tǒng)初始評估時,PUE指標(biāo)不僅可以作為數(shù)據(jù)中心節(jié)能與否的計量指標(biāo),也可以作為數(shù)據(jù)中心容量評估的一個有效支點。
四. 功率密度支點
上述3個維度基本上是從宏觀層面去規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的容量,具體到可操作層面,業(yè)界關(guān)于數(shù)據(jù)中心容量規(guī)劃基本上有3種思路。
(1)以業(yè)務(wù)為支點。業(yè)界一線供應(yīng)商基本上會推出針對不同規(guī)??蛻羧旱闹笇?dǎo)性的解決方案。以電信行業(yè)供電系統(tǒng)建設(shè)為例,如對于省級機房、地市級機房等均有不同的方案模板。
(2)以面積為支點。不同面積的機房有不同的解決方案。例如,100m2的機房該如何建設(shè),1 000m2的機房該如何建設(shè)等在各專業(yè)廠家的宣傳文案也相對較多。
但上述兩種思路對數(shù)據(jù)中心的建設(shè)往往過于空泛,以面積支點為例,100m2的機房在建設(shè)實踐中有遇到只需要承載100kW的能量,也有需要承載1 250kW能量的案例。而同樣是100m2的機房,兩個案例建設(shè)的方法、思路、成本等完全不一樣。因此,還有同時考慮業(yè)務(wù)和面積的做法,即確定功率密度為數(shù)據(jù)中心容量規(guī)劃的可操作性支點,基本上可以理解為:功率密度=業(yè)務(wù)(體現(xiàn)為服務(wù)器功耗)/面積。功率密度有多種表征方式,如表2所示。
摘自《新基建:數(shù)據(jù)中心規(guī)劃與設(shè)計》