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技术or艺术?教你设计一个数据中心

  设计数据中心时考虑的要点有:

  全生命周期设计。大型的独幢楼的数据中心与传统的办公楼改造数据中心不同,其建筑寿命在50-60年,因此所要满足的系统工艺要求要有明确的时间跨度,从数据中心的规划、设计、建设/改造、验收/移交到日常运行,整个过程需要考虑15年左右的工艺时间跨度规划。

  做数据中心设计时,需要分析数据中心所承载的业务规模(所要满足的应用、应用有多少种、应用覆盖的范围、人群、地域)、系统架构、网络结构、设备种类。一个数据中心投产时很少要求其满足未来十左右的发展需求,那样的话初始投资太高,但也不希望数据中心投产后由于漏洞而需要升级,甚至停机改造。因此需提出投产时1-2年、投产后5-6年、8-10年三个阶段的系统规模要求,由此反推工艺参数,并根据参数提出对建筑设计的要求,确定分阶段建设、升级的关键点,以及基础设施的配合升级计划。

  现在的数据中心纯装机空间的规模都可能会达到一、两万平米,为提高其效率,需采用模块化设计,根据应用级别的不同,在模块建造时有所区别,降低成本。就现在的数据中心设计建设来看,第一轮的模块设计大多是按消防的硬性指标来划分,而这种设计缺乏科学性,它没能深入分析企业的各种应用和经济技术指标。总体上来讲,数据中心的整个建筑需满足T4要求,内部不同的模块根据应用的不同、投资的差别要做一些不同的分析,各个模块做好T3-T4的升级转换。

  另外需对不同的设备、机柜做一些独立的空气热力学模型分析,并对未来5年设备的发展作耗能预测,并以此作为后面的工艺参数要求的基础。比如说对于2kw-4kw的机柜,用传统的机柜布置模式就可以实现。对于4kw-8kw的机柜,则可能需要采用一些特殊的机柜样式和机柜布置模式(如封闭冷走廊、封闭热走廊等)。而对于8kw-15kw的机柜则可能还需要一些更加特别的方式。所以对于不同的安装阶段,不同的装机要求,需做好升级的准备,包括平面布置、装修等。

  目前现有的数据中心基础设施技术难以支持超过500w/平方米的耗电、散热。电信行业已经有支持1000w/平方米的耗电要求。新的高密度刀片服务器推出的话,1000w/平方米的耗电将会是它的最基本的要求。目前做的技术验证型高密度数据中心已经接近5000w/平方米的耗电。因此规划新的数据中心时,应充分考虑未来5年的新产品的技术走向和对环境的要求。但对高密度需持谨慎态度,不是所有的地方都需要去追求高密度,而高密度对空调的挑战太大,为支持高密度在空调上的投入可能最终导致经济效益指标下降。

  传统的热量管理技术存在极限,企业应该根据自己的技术经济指标来选择合适的散热密度。 

 

  现在的数据中心建设大部分可能选择Tire 3起步,建设成本高。需要强调的是,数据中心建设的Tire 3、Tire 4指标都是对基础设施做的定义,数据中心还是应该作为一个整体来考量其中的计算架构、存储架构、网络架构和物理设施架构之间的关系。比如说如果基础设施的可靠度只有三个9,则没必要要求计算、存储等达到四个9的要求。目前国内还没有人在做整体的可靠性的研究,可靠性的模型、理论已应用在物理基础设施的建筑设计、结构设计上,而在IT设计上则很少用到。总的来说,在分级和荣誉度的设计选择上,需从整体上来考虑,因为这方面的投资可能非常惊人,也很可能带来一些浪费。

数据中心建设的起步模式
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