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数据中心供电系统规划设计的若干问题
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-03-10 | 127 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

  在预测数据中心供电规模时,以下三点原则是必须遵守的:一是预测未来的需要,尽管这项任务的实施总是不尽如人意,但对于长期的成功却至关重要;二是设计过程中需要充分考虑灵活性和可扩展性;三是减少解决方案的定制化设计,使其更加标准化模块化,这不仅可以降低设计成本,而且可以加速项目的实施。

  准确地估算主机房IT设备用电功率,要考虑的因素包括服务器数量、刀片式服务器比例、虚拟化程度、大型机数量、内部和外部存储器类型(耗电的“低”、“典型”、“高”三种类型)、功率安全值(裕量)的设定等,这是一个相当繁琐复杂的工作。

  就我国大量新建数据中心的规划设计过程来看,主要存在两个问题:

  (1)第一个问题:面对确定数据中心供电规模时遇到的困惑和挑战,用户的信息主管和设计院规划设计人员普遍地采用了一种简便的方法:避开诸多不可知因素和繁琐复杂的数据中心IT设备规模统计论证过程,而以所建数据中心建设规模任务目标提出的主机房的IT机架数量的估算值为最基本的数据,然后依此数据做进一步的供电总容量规划。在所建数据中心的定位、规模、可持续发展规划、投资成本与经济性等因素不完全明确的情况下,也是一种完成建设任务(规模任务目标)的最可行的方法。

图1

  显然,这样的规划设计方法是不科学不严谨的,会出现以下两种情况:

  ①在没有充分考虑企业的经济规模、目前业务需求和未来一定时期内的扩展需求(IT设备种类、数量和能耗状态)、资源(能源、水、通讯等)供应、项目资金状况等因素和条件情况下,所确定的机架数量任务目标和由此规划的基础设施的规模,会与运行后的实际情况存在非常大的出入,会严重的影响数据中心的业务扩展、成本投入、运行效率和预期的项目投入与预计产出比;

  ②机架功率密度是确定供电总容量的最关键的因素,用户信息主管通常宣称我们所建的是高密度数据中心,规划设计时,用机架数乘以4kW(或5kW)计算出IT主机房输入用电量,其结果一是扩大了基础设施(主要是供电和制冷)规模,二是很可能在工程细化设计时不满足高密度(例如8kW甚至20kW)机架的配电和制冷的特殊要求。有关对机架功率密度的讨论,请见本文第四节;

  (2)第二个问题:在计算数据中心总输入电量时,常常低估甚至忽略供电和制冷系统的损耗。符合ANSI/TIA -942(美国通信工业学会制订,数据中心通信基础设施标准)等级IV(故障容错)供电系统的运行效率的典型值是70%~75%,25%~30%的损耗同样应由输入总电量提供。至于空调制冷系统,除考虑了能效比不高的制冷功率外,规划设计者常常忽略空调风机、湿度调节、新风系统等环节的发热量和自身损耗。其结果是,按照IT设备总用电量的要求配置了庞大的供电和制冷系统,而数据中心的总输入电力(包括备用油机容量)却不够用。

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