集裝箱數(shù)據(jù)中心作為一種標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)方式,自誕生之日起就受到用戶和廠商關(guān)注。但是業(yè)界目前對(duì)集裝式數(shù)據(jù)中心的技術(shù)規(guī)格和實(shí)施方式并沒有達(dá)成廣泛的共識(shí),炒作概念的因素遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)集裝箱式數(shù)據(jù)中心技術(shù)和市場發(fā)展的探索,這包括概念的誤解和混淆,技術(shù)和能力的夸大等。本文將闡述現(xiàn)實(shí)的集裝箱式數(shù)據(jù)中心的部署和實(shí)施。
誤區(qū)之一是模塊化數(shù)據(jù)中心被等同于集裝箱是數(shù)據(jù)中心。一提到模塊化數(shù)據(jù)中心就想到是由集裝箱模塊堆疊而成的數(shù)據(jù)中心。模塊化的形式有很多種,可以使設(shè)計(jì)方法和理念,也可以是產(chǎn)品。集裝箱式數(shù)據(jù)中心可以認(rèn)為是一種標(biāo)準(zhǔn)化的,工廠預(yù)制和預(yù)測試的大型模塊化數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品和解決方案。而這種工廠預(yù)制和預(yù)測試的模塊化數(shù)據(jù)中心并不是依靠模塊化這個(gè)概念本身來傳遞價(jià)值,而是通過基于模塊化的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品化的數(shù)據(jù)中心子系統(tǒng)來達(dá)到提高可用性,降低成本的目的。
誤區(qū)之二是集裝箱式IT 設(shè)施模塊被等同于集裝箱式數(shù)據(jù)中心。集裝箱式數(shù)據(jù)中心其實(shí)是由不同的基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)組成的,包括IT,供電,制冷,機(jī)柜,布線和監(jiān)控等,這與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。在現(xiàn)在大型的數(shù)據(jù)中心中,用于支持IT 設(shè)備的電氣和制冷等系統(tǒng)都有各自獨(dú)立的分區(qū),它們的投資和占地面積與服務(wù)器機(jī)房已經(jīng)是同等重要。因此在通過集裝箱這種方式實(shí)施時(shí),是需要通過不同的模塊單元來實(shí)現(xiàn)不同的功能。而是否采用集裝箱式模塊來代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)中的某一子系統(tǒng)也是要根據(jù)業(yè)務(wù)需求,場地限制以及偏好和習(xí)慣來作出取舍。以目前的技術(shù)水平,一個(gè)成規(guī)模的集裝箱式數(shù)據(jù)中心可以由四種集裝箱式設(shè)施模塊組成:1)集裝箱式IT 設(shè)施模塊,它包括采用冷熱通道布局的機(jī)柜系統(tǒng),機(jī)柜配電,機(jī)房空調(diào)或機(jī)房空氣處理單元(風(fēng)機(jī)盤管),用于采集機(jī)房溫濕度和壓力的數(shù)據(jù)傳感器,照明和消防系統(tǒng)等;2)集裝箱式電源基礎(chǔ)設(shè)施模塊,它包括市電和柴油發(fā)電機(jī)接入的開關(guān)柜,UPS 系統(tǒng),蓄電池組,配電柜以及為供電系統(tǒng)制冷的空調(diào);3)集裝箱式制冷基礎(chǔ)設(shè)施模塊,它包括排熱設(shè)備,熱交換器,水泵和控制系統(tǒng)。集裝箱式制冷模塊多采用帶自然冷卻功能的風(fēng)冷冷機(jī),因?yàn)轱L(fēng)冷冷機(jī)的尺寸和功率段比較適合用于集裝箱裝備和模塊化部署,其能效也較優(yōu);4)集裝箱式發(fā)電機(jī)組模塊可以作為可選備用電源(本文不做詳細(xì)討論),它包括柴油發(fā)電機(jī),油箱和開關(guān)柜等。
集裝箱式IT設(shè)施模塊通常采用ISO標(biāo)準(zhǔn)貨柜,一個(gè)40英尺的普通集裝箱能夠提供800RU~1000RU的機(jī)柜空間,最多可容納1000臺(tái)左右1U的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。以此計(jì)算每個(gè)集裝箱的IT容量可以達(dá)到150kW~400kW,在使用刀片服務(wù)器時(shí)功率可能更高。每個(gè)集裝箱貨柜自重3.6噸,加上內(nèi)部的IT設(shè)備和機(jī)柜其總重量在20噸左右。從以上可以分析出適宜集裝箱式IT設(shè)施模塊的使用原則:1)適合于大型IT系統(tǒng),只有在單次部署上千臺(tái)服務(wù)器的時(shí)候,其經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性才能體現(xiàn)出來。否則在負(fù)載增幅不足以達(dá)到集裝箱提供的容量時(shí),部署集裝箱式IT模塊則無法充分體現(xiàn)其成本優(yōu)勢;2)對(duì)樓體有承重和布局要求,集裝箱式IT設(shè)施模塊需要較高的樓體承重,而且集裝箱的運(yùn)輸和部署需要較大的間隙和空間來完成,且不適宜于進(jìn)入多樓層或高層建筑物;3)需要標(biāo)準(zhǔn)化IT設(shè)備,越多的標(biāo)準(zhǔn)化元素越能體現(xiàn)出工廠預(yù)制和預(yù)測試的優(yōu)勢。舉例來說,Google是采用集裝箱式IT設(shè)施模塊的最典型的代表。據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)顯示,Google擁有約100萬臺(tái)服務(wù)器,每季度部署的服務(wù)器達(dá)到10萬臺(tái),因此采用集裝箱式的大規(guī)模部署對(duì)Google來說是最合理也最經(jīng)濟(jì)選擇。
例如,eBay2012年初完成的一個(gè)大型數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目“Project Mercury”中采用了傳統(tǒng)機(jī)房和集裝箱式IT設(shè)施模塊兩種部署方式混和使用,來滿足現(xiàn)在和未來可能發(fā)生的業(yè)務(wù)需求。位于美國亞利桑那州的兩層數(shù)據(jù)中心設(shè)施中一層為傳統(tǒng)IT機(jī)房,二層為辦公區(qū)和儲(chǔ)物間,樓頂部署最多11臺(tái)40英尺集裝箱式IT模塊設(shè)施,總?cè)萘繛?MW。經(jīng)過測算,每臺(tái)集裝箱由卡車吊裝至樓頂安裝的時(shí)間為22分鐘。eBay在新項(xiàng)目“Project Quicksilver”中,將繼續(xù)使用這種思路。位于猶他州鹽湖城的新建數(shù)據(jù)中心設(shè)施既能按5-40kW規(guī)模擴(kuò)展服務(wù)器機(jī)柜,又按100kW擴(kuò)展服務(wù)器集裝箱。
目前,很多數(shù)據(jù)中心并不完全具備部署集裝箱式IT模塊的業(yè)務(wù)需求和場地條件,其中很重要的一點(diǎn)就是空間和承重的限制。在eBay的項(xiàng)目中,這棟兩層建筑所用的鋼材相當(dāng)于普通六層建筑所需的鋼材。在設(shè)施樓體為多層或高層建筑時(shí),將IT集裝箱吊裝至較高的樓層或頂層面臨著很現(xiàn)實(shí)的困難。這種工程會(huì)需要大型吊裝機(jī)械進(jìn)作業(yè),還需要較大的間隙和活動(dòng)空間。同時(shí)需要樓層地面承受較高的重量,但是空間內(nèi)承重柱的間隙盡量大。而擯棄多層建筑,使用平層建筑又會(huì)講題土地的利用率。eBay的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對(duì)“Project Mercury”總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)之一就是在接下來的項(xiàng)目中盡量避免采用在將集裝箱IT設(shè)施模塊吊裝置屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)方案。綜上所述,在不能使用集裝箱式IT設(shè)施模塊時(shí),“磚石混凝土”結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)機(jī)房仍然是非常有效的方案。而在傳統(tǒng)機(jī)房中同樣可以實(shí)施模塊化,這種IT模塊的大小可以依據(jù)業(yè)務(wù)需求來制定,既可以是以一個(gè)或幾個(gè)機(jī)柜為單位,也可以是兩行機(jī)柜組成的機(jī)柜集群POD為單位進(jìn)行部署。
物理基礎(chǔ)設(shè)施模塊的使用較為靈活。集裝箱式基礎(chǔ)設(shè)施模塊是將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施各子系統(tǒng)進(jìn)行模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的集成。這些基礎(chǔ)設(shè)施模塊可以與集裝箱式IT設(shè)施模塊匹配使用。當(dāng)設(shè)施現(xiàn)場不適宜部署IT集裝箱時(shí),基礎(chǔ)設(shè)施模塊也可以用于支持傳統(tǒng)“磚石混凝土”數(shù)據(jù)中心內(nèi)的機(jī)柜。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心設(shè)施的電氣、制冷和發(fā)電機(jī)等系統(tǒng)多數(shù)位于數(shù)據(jù)中心的底層,集成化的基礎(chǔ)設(shè)施模塊同樣可以安裝在數(shù)據(jù)中心建筑物的底層或外圍周面區(qū)域。即使在多層數(shù)據(jù)中心建筑中相對(duì)于IT集裝箱,基礎(chǔ)設(shè)施模塊的部署對(duì)吊裝作業(yè)的要求較低,和可供集裝箱卡車裝卸的泊位。集裝箱式基礎(chǔ)設(shè)施模塊也同樣擁適用于室內(nèi)部署的模塊,可以將所有的設(shè)備安裝在一個(gè)支撐底座上,安裝在數(shù)據(jù)中心建筑的底層電氣分區(qū)內(nèi)。
集裝箱式電源和制冷基礎(chǔ)設(shè)施模塊可以用最精確和經(jīng)濟(jì)的方式滿足業(yè)務(wù)需求。它既可以按容量需求以每個(gè)模塊數(shù)百kW的規(guī)模進(jìn)行擴(kuò)展,又可以按可用性需求擴(kuò)展冗余配置從N到N+1,再到2N。
集裝箱式基礎(chǔ)設(shè)施模塊的應(yīng)用也受到一些條件的限制。例如,基礎(chǔ)設(shè)施模塊和室內(nèi)數(shù)據(jù)中心的距離,物理風(fēng)險(xiǎn),尺寸限制因素,人員舒適性,法規(guī)要求和運(yùn)輸?shù)榷加锌赡艹蔀橹萍s條件。所以在考慮使用集裝箱式基礎(chǔ)設(shè)施模塊,應(yīng)將這些因素加以考慮。
集裝箱式基礎(chǔ)設(shè)施模塊的典型應(yīng)用如下:
尋求經(jīng)濟(jì)快速的方式為客戶提供“分階段可重復(fù)”部署的外包服務(wù)商
市電接入容量有余,但內(nèi)部缺乏電源和制冷容量或空間的數(shù)據(jù)中心
時(shí)間緊迫的新建項(xiàng)目
在租賃場地上運(yùn)行的數(shù)據(jù)中心
IT部門的工作人員期望能夠管理供電和制冷
為現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的高PUE所拖累的數(shù)據(jù)中心設(shè)施
擁有閑置場地的公司
綜上所述,集裝箱式數(shù)據(jù)中心和設(shè)施模塊是一種具有針對(duì)性的產(chǎn)品和解決方案。它的出現(xiàn)并不會(huì)在短時(shí)期內(nèi)取代傳統(tǒng)上采用“磚石混凝土”的建設(shè)方法。集裝箱式數(shù)據(jù)中心和設(shè)施模塊為更加經(jīng)濟(jì)和快速的部署數(shù)據(jù)中心提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品化的途徑。它的應(yīng)用應(yīng)按照業(yè)務(wù)需求,場地限制以及偏好和習(xí)慣來作出取舍,在不具備應(yīng)用條件的時(shí)候,也可以采取室內(nèi)模塊進(jìn)行模塊化部署。集裝箱式電源基礎(chǔ)設(shè)施模塊和制冷基礎(chǔ)設(shè)施模塊受到場地限制較少。相比于集裝箱式IT設(shè)施模塊能更好的適應(yīng)用戶的使用習(xí)慣和偏好。