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    常見問題

    如何區分數據中心模塊化、標準化、預制化、定制化、智能化?

    作者: 發布時間:2020-04-24 12:07:36點擊:
    模塊化、標準化、預制化、定制化、智能化……每當看到這些名詞堆在一起,就像回到了上學時代,對著書本上一個個名詞解釋,睜大眼睛努力辨別它們到底有什么不同。為此,我們特地向幾位來自施耐德電氣的資深數據大牛討教。憑著對數據中心行業的熱愛,還有十幾年在數據中心的摸爬滾打,這些大牛們對數據中心的理解已是神級。今天他們將從歷史的角度、用戶的角度以及商業的角度等等為大家一一剖析這些名詞的定義以及它們對數據中心規劃建設的影響。

    模塊化

    數據中心的模塊化其實是指一種可以衍生出多種類型數據中心設計的方法。模塊化數據中心是由很多模塊化的設備,比如IT設備、供配電、制冷、機柜、綜合布線等組成。數據中心的模塊化設計大大簡化了施工,也極大降低了維護難度?,F在,數據中心的模塊化設計已是業界共識,這一概念是由施耐德電氣旗下的APC在1997年提出的。

    為什么當時會提出模塊化這一設計理念呢?原因是施耐德電氣在為用戶提供機房維修服務的時候,意識到一個問題:當時的機房運維人員只有IT工程師,沒有今天所說的機械工程師,如供配電和制冷工程師,當機房的供配電或制冷設備出現了故障,客戶必須依賴這些設備的廠家來進行維修,因此需要忍受漫長的等待時間。于是,施耐德電氣的工程師們開始思考,是否可以讓客戶自己——即使是IT工程師——也可以操作和維護這些機械設備。很快,他們提出了模塊化的概念,即將制冷、供配電等機械設備按照與IT設備一樣的原則進行了模塊化設計,比如今天我們所看到的具有風扇熱插拔功能的行級空調,模塊化的UPS系統,終于實現了“讓IT人員像維護IT設備一樣維護供配電和制冷系統“這一愿景。同時,為了提高機房的可用性,他們花了大量的功夫來提升模塊的容錯能力,并合理配置冗余。

    模塊化的歷史其實非常的悠久,可以追溯到遠古時期。極早期的非模塊化系統——單細胞生物體——在三十億年前便生活在地球上。大約五億年前,多細胞生物體誕生。僅僅在幾千萬年間,它們進化迅速,趕超歷經三十億年進化的單細胞生物。因為模塊化多細胞生命形態具有更強的繁衍和進化能力,簡化了繁殖的流程以及能夠快速適應環境。這里最重要的一個屬性就是容錯,這是模塊化系統優于單體化系統的一個重要的可靠性優勢。模塊化將系統拆分成一個有許許多多小型組件構成的裝置,這將有助于優化組件的冗余,因此,當系統中的一個,甚至多個組件發生故障時,也不會對系統的正常運行產生不利影響。輕微劃傷時,人體皮膚細胞將會損失幾百個細胞,但是卻不會影響到我們的健康。因為在受損細胞進行修復時,其他細胞會正常的“各司其職”。模塊化并不是人類發明的產物——我們本身就是一個模塊化的機體。由于人均有數以萬億個模塊(細胞)構成,因此我們無時無刻不盛享容錯性帶來的好處。

    從單體化設計到模塊化設計的過渡是復雜系統必然的演進,因為模塊化在效率、靈活性和可靠性方面極具優勢,可以說,正是模塊化理念的提出,才使得數據中心的建設和發展能達到今天的速度和規模。

     標準化

    數據中心的標準化,即將各接口、設備尺寸、參數等等都建立統一的標準。如果沒有標準化,不同的設備廠商可能提供出五花八門的設備尺寸,這將給數據中心的施工增添重重困難。我相信大家都會記得,在Nokia風光的那個年代,光是手機充電接口就七八種,這一度給手機用戶在充電時的使用造成了很大的困擾,想象下,如果放大到一個5MW的數據中心,里面所涉及到的接口更是多不勝數,沒有標準化,我們將在優化數據中心投資成本的道路上舉步維艱。

    基礎設施對標準化的要求尤其之高,因為它是為其他系統提供支持的基礎系統。比如建筑物的建筑材料、烹飪的量匙、鋼琴的鍵、繪制油畫的畫布等——這些基礎設施的作用是功能性的,并且必須是可靠的——它要能工作。樂高之所以能以簡單的顆粒構成千變萬化的作品,其中最基礎的就是它的標準化——統一的插拔接口,使得任意模塊都能隨意拼接,正是在這樣的基礎上,才成就了樂高今天的商業成功。

    正因為如此,施耐德電氣在2004年的時候在數據中心物理基礎設施(DCPI)的設計中提出了標準化的概念。它與模塊化一起,不僅簡化了從初始規劃到日常操作的每一個流程,還顯著提高了DCPI業務價值,也就是提高了數據中心物理基礎設施的可用性和靈活性,降低了總擁有成本。

    預制化

    數據中心預制化是一種預先設計、組裝和集成,且事先測試過的數據中心物理基礎設施系統(包括機柜、冷水機組、泵、制冷單元、UPS、PDU、開關柜、變壓器等),它們作為標準化“即插即用式”模塊被運至數據中心現場。

    面臨新的經濟形勢,隨著數據中心建設的高速發展,企業已無力承受建造傳統數據中心所需的前期高昂成本投入和可能發生的施工延期風險。同時,數據中心作為一項重資產的投資,投資者希望能夠盡早見到收益。預制化可以實現數據中心建設的“去工程化”,將傳統的18個月以上的建設周期縮短為8個月左右,使投資者提前近一年見到收益。得益于預設計型預制化模塊的運用,規劃周期的重點已從現場施工轉變為對預生產、預測試的供電和制冷模塊的現場集成。這種轉變帶來了諸多裨益,即:以總體相當的成本,加快部署速度,減少空間占用,提高預測性,增加靈活性。同時降低了數據中心現場施工所帶來的人為失誤,提高了數據中心的商業價值。相比傳統方式部署同一基礎設施時,預制模塊可加快部署速度40%。

    定制化

    數據中心的定制化是指滿足不同用戶要求的一種設計方法。每個數據中心的用戶都有其獨特的需求,這些不同的需求主要來自用戶的IT需求不同,商業模型不同,對技術的掌握程度不同,財務指標不同,希望的部署周期不同等等。為了滿足用戶的不同需求,我們需要為用戶提供定制化的解決方案。上面所講到的標準化、模塊化以及預制化為實現用戶的定制化需求建立了很好的基礎。比如:BAT的數據中心,動輒就是幾個兆瓦,這時我們可以采用不同的標準化模塊組合來滿足其實際需求,可以采用大顆粒度的模塊化設備。由于他們對部署周期有非常高的要求,預制化可以滿足他們這一要求。

    智能化

    數據中心智能化是指基于云的軟件管理平臺,實現數據的收集和分析,遠程的監控和管理。隨著5G,人工智能,物聯網的快速發展,數據中心物理基礎設施將與電網和IT有更多的交互。我們可以通過產品的互聯互通,在本地實現實時的監控和控制,同時,在云端進行數據的存儲和分析,將數據轉化為有價值的行動,實現預防性維護,從而提高數據中心的可用性?;谠频墓芾韺⑹俏磥韺崿F數據中心商業價值提升的關鍵因素。

    結語

    數據中心的規劃建設,離不開這五個“化“。但具體如何靈活巧用,則既是考驗硬件,也在考驗軟件,更是需要多年的經驗和總結。施耐德電氣根據多年的實戰,總結出一套完整流程,將數據中心生命周期拆分為評估、規劃、設計、建造、試運行、維護運行監控優化這6個階段,并逐一提出解決方案,為行業樹立了標準。地球從孕育單細胞生物開始,發展為今天旖旎多姿的生態面貌。數據中心的世界或也將由模塊化始,最終進化成不可估量的未來數據新世界。
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