微模塊機(jī)房在大中小型機(jī)房應(yīng)用的分析

微模塊機(jī)房作為數(shù)據(jù)中心中創(chuàng)新性的明星產(chǎn)品無論在大型IDC數(shù)據(jù)中心還是在中小型的EDC機(jī)房都已經(jīng)被廣泛采用，但是行業(yè)內(nèi)對(duì)微模塊機(jī)房在各種不同機(jī)房環(huán)境中的適用性和側(cè)重點(diǎn)一直缺少系統(tǒng)性的分析和總結(jié)。本文通過對(duì)微模塊機(jī)房在不同技術(shù)條件、不同規(guī)模大小、不同行業(yè)特征機(jī)房中應(yīng)用的優(yōu)劣勢和匹配性分析，希望能給廣大的機(jī)房行業(yè)用戶和從業(yè)者提供一份有益的參考。

一? 引言

　　近幾年隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的火熱，作為大數(shù)據(jù)系統(tǒng)大腦的數(shù)據(jù)中心越來越多，為了滿足愈發(fā)緊迫的建設(shè)需要，數(shù)據(jù)中心建設(shè)中越來越多地采用模塊化和預(yù)制化技術(shù)，微模塊機(jī)房作為此技術(shù)典型的產(chǎn)品化體現(xiàn)，在各種類型的數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用越來越普遍。
　　
　　模塊機(jī)房有多種形式,目前市場上最多的是以機(jī)柜、冷通道封閉、行間空調(diào)為核心的IT型模塊機(jī)房,也有倉儲(chǔ)式、集裝箱型模塊機(jī)房、電力模塊、水力模塊、制冷模塊等其它形式的模塊機(jī)房方案。但最常見的還是IT型模塊機(jī)房,本文也主要以此為研究對(duì)象。
　　
　　此種類型模塊機(jī)房是2009年從歐美引入中國，之后僅有少量應(yīng)用，幾年內(nèi)沒有大規(guī)模推廣。但從2016年以后，模塊機(jī)房開始在國內(nèi)如火如荼的推廣起來，各個(gè)廠商紛紛爭做模塊機(jī)房。到2019年以后模塊機(jī)房概念在全國范圍已經(jīng)廣為接受。但在作為發(fā)源地的歐美地區(qū)，模塊機(jī)房依然不溫不火。
　　
　　以機(jī)柜、冷通道、行間空調(diào)、一體化UPS為核心的通用性IT型模塊機(jī)房最初是針對(duì)高密機(jī)房制冷而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品方案,主要適合于高密度(5-20kW/柜)的IDC機(jī)房,部分軍工科研類機(jī)房也適用。普通數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目因?yàn)槠毡楣β拭芏容^低,只有高密區(qū)才有使用的必要性。對(duì)于普通中等密度(3-5kW/柜)機(jī)房,如果運(yùn)用得當(dāng)可以起到一定的節(jié)能效果。

二? 微模塊機(jī)房的優(yōu)勢

　　1.微模塊機(jī)房適合高密度機(jī)房,節(jié)能優(yōu)勢明顯
　　
　　傳統(tǒng)機(jī)房采用房間級(jí)精密空調(diào)下送風(fēng)無通道封閉的方案,主要適合單機(jī)柜功率3-5kW的中等密度機(jī)房,單柜發(fā)熱量大于4kW的機(jī)房就宜采取冷熱通道封閉,對(duì)于單機(jī)柜功率達(dá)到5kW以上的中高密度機(jī)房就適合采用行間空調(diào)或其它制冷方式。采用冷熱通道封閉是適合于大多數(shù)機(jī)房的節(jié)能措施。采用行間空調(diào)加冷通道封閉的方案比傳統(tǒng)空調(diào)地板下送風(fēng)無通道封閉要節(jié)能20%～30%。
　　
　　根據(jù)工信部聯(lián)節(jié)[2019]24號(hào)《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》的要求到2022年新建大型超大型數(shù)據(jù)中心PUE達(dá)到1.4以下。兩年后又迎來了更嚴(yán)格的政策,發(fā)改產(chǎn)業(yè)[2021]1464號(hào)《國家發(fā)展改革委等部門關(guān)于嚴(yán)格能效約束推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見》(七)加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心綠色高質(zhì)量發(fā)展中要求:新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率不超過1.3。到2025年,數(shù)據(jù)中心電能利用效率普遍不超過1.5。2022年2月17日“東數(shù)西算”工程啟動(dòng),規(guī)劃了10個(gè)國家數(shù)據(jù)中心集群,8個(gè)算力樞紐節(jié)點(diǎn),其中6個(gè)集群要求PUE小于1.25,4個(gè)集群要求PUE小于1.2。這些都給機(jī)房節(jié)能提出了更嚴(yán)苛的要求,也給微模塊機(jī)房的推廣帶來了更大的市場機(jī)會(huì)。
　　
　　2.微模塊機(jī)房有助于節(jié)省機(jī)房空間
　　
　　如前文所述,微模塊機(jī)房適合于機(jī)房高密度設(shè)計(jì),這樣在容納同等IT設(shè)備的情況下所需要的機(jī)柜數(shù)量會(huì)比傳統(tǒng)機(jī)房更少,機(jī)房占地面積相應(yīng)減少。目前一流的微模塊機(jī)房廠商還都可以配套提供智能小母線產(chǎn)品和一體化UPS產(chǎn)品,進(jìn)一步節(jié)約機(jī)房空間。智能小母線產(chǎn)品則可以替代精密配電列頭柜,在同等機(jī)房面積下增加機(jī)柜出柜率,適合租賃機(jī)房或本身空間不足的機(jī)房使用,如圖1所示。一體化UPS將機(jī)房市電配電柜、UPS主機(jī)、UPS輸出柜、精密配電列頭柜合為一個(gè)柜體,如圖2所示,在小型機(jī)房中可減少配電柜數(shù)量,有效節(jié)省配電室空間,還能減少損耗提高配電系統(tǒng)效率并節(jié)省空調(diào)容量。

　　3.微模塊機(jī)房便于采購和售后服務(wù)
　　
　　機(jī)房工程的典型特征之一是麻雀雖小五臟俱全,20m2的機(jī)房和2000m2的機(jī)房所需的設(shè)備種類相差不多,都需要幾十上百種設(shè)備和材料,這就造成工程采購和售后服務(wù)相當(dāng)麻煩。而微模塊機(jī)房的機(jī)柜、PDU、通道封閉組件、精密空調(diào)、UPS、電池、配電柜、動(dòng)環(huán)和安防監(jiān)控全部可由同一廠家提供,個(gè)別廠家還可提供綜合布線和KVM。加上裝修、消防、數(shù)通設(shè)備、軟件,已經(jīng)可以滿足小型機(jī)房的搭建,對(duì)于一般低端機(jī)房用戶來說確實(shí)可以大大簡化采購和售后服務(wù)。但對(duì)于高端大型機(jī)房這種方式就不夠。
　　
　　4.數(shù)據(jù)中心中采用標(biāo)準(zhǔn)模塊復(fù)制簡化設(shè)計(jì)施工
　　
　　數(shù)據(jù)中心中采用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化模塊復(fù)制的方式可以簡化設(shè)計(jì)施工,做好單個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)模塊后用模塊對(duì)整體機(jī)房進(jìn)行分解即可,單個(gè)模塊可以讓設(shè)備廠家預(yù)制,由于模塊標(biāo)準(zhǔn)接口統(tǒng)一現(xiàn)場施工更容易保證工藝質(zhì)量。
　　
　　模塊復(fù)制與機(jī)房擴(kuò)容是兩個(gè)不同的概念,機(jī)房擴(kuò)容受制于整體建筑空間、前端電源容量和配電接口、冷源及管路接口等因素,必須前期有規(guī)劃預(yù)留后期才能擴(kuò)容,否則無從談起。而同樣的預(yù)留方式,采用傳統(tǒng)上送風(fēng)或下送風(fēng)機(jī)房的方案照樣可以實(shí)現(xiàn),而且各有優(yōu)劣,傳統(tǒng)機(jī)房預(yù)留的設(shè)備顆粒度需要更大,但微模塊方案需要的工程的顆粒度更大,如需要預(yù)留復(fù)雜的空調(diào)水管及冷媒管路等,有時(shí)還需要預(yù)留電池電纜管路等。
　　
　　目前市場上擴(kuò)容性較好的某互聯(lián)網(wǎng)微模塊,將高壓直流電源、蓄電池、CDU和行間空調(diào)全部放在模塊內(nèi)部,增加模塊數(shù)量對(duì)數(shù)據(jù)中心空間布局沒有影響,只要變壓器和配電柜有足夠剩余容量和開關(guān),就可以不斷復(fù)制模塊來擴(kuò)容。但這種將電池置于模塊內(nèi)的方案消防風(fēng)險(xiǎn)較大,很多有經(jīng)驗(yàn)的用戶和工程總包都不接受。如果將交/直流不間斷電源和電池挪到微模塊外,就會(huì)跟傳統(tǒng)機(jī)房一樣出現(xiàn)機(jī)柜數(shù)量容量與UPS電源電池的占地空間相耦合的情況,擴(kuò)容自由度大大折扣。而且此種方式做出的微模塊成本也偏高,造成數(shù)據(jù)中心整體成本上升,即使是行業(yè)巨頭也要通過簡化機(jī)房裝修來抵消部分微模塊成本。所以說大型數(shù)據(jù)中心中的微模塊定制和復(fù)制其實(shí)有很高的技術(shù)門檻和很高的成本投入,不是輕而易舉能夠?qū)崿F(xiàn)的。
　　
　　5.微模塊機(jī)房美觀度更高
　　
　　微模塊機(jī)房將機(jī)柜按照冷/熱通道進(jìn)行封閉,與傳統(tǒng)機(jī)房內(nèi)機(jī)柜僅按通道散裝相比,整體外觀更為簡潔整齊,加上機(jī)柜和通道封閉由同一廠家提供,外觀更加一致,而且各主流廠家都有在冷/熱通道外部造型、門楣裝飾、燈火效果等方面做刻意美化,使得模塊機(jī)房的美觀度明顯更高,如圖3所示。這對(duì)有參觀要求的客戶而言很有價(jià)值。
　　

　　6.微模塊機(jī)房便于分區(qū)管理
　　
　　對(duì)于有多個(gè)用戶在同一機(jī)房中部署設(shè)備的場景,就會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生機(jī)房分區(qū)管理的需求。這主要在機(jī)房租賃和一些大型單位的多個(gè)部門共用機(jī)房的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)。微模塊機(jī)房因?yàn)樽詭ǖ婪忾]可以很好的匹配這類需求,可以給不同用戶分配不同模塊的方法進(jìn)行分區(qū)管理。當(dāng)然這種方法也有局限性,在一些小機(jī)房中只有一兩個(gè)微模塊,卻有四五個(gè)用戶,運(yùn)維方還要求監(jiān)控到每個(gè)機(jī)柜被人操作的情況,這就有一定難度,需要非標(biāo)定制才能解決,成本也較高。

三? 微模塊機(jī)房的不足之處

　　1.消防風(fēng)險(xiǎn)增大
　　
　　微模塊機(jī)房為了解決高密度制冷采用封閉冷/熱通道設(shè)計(jì),消防時(shí)必須先打開翻轉(zhuǎn)天窗和冷通道門才能讓滅火氣體進(jìn)入冷/熱通道,如果天窗偶然打開失敗則無法及時(shí)滅火;即使順利打開,滅火氣體的進(jìn)入速度也不如無通道封閉的傳統(tǒng)機(jī)房,火災(zāi)容易在同一冷通道內(nèi)蔓延,消防巡檢也不如傳統(tǒng)機(jī)房方便,有個(gè)別IDC機(jī)房甚至將鉛酸蓄電池也安裝在冷通道機(jī)柜中,這樣做火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)更大,電池本身老化就有一定漏液短路故障的風(fēng)險(xiǎn),全國每年都要爆出幾例因電池起火燒毀機(jī)房的事故,所以微模塊內(nèi)置蓄電池必須配置蓄電池單體監(jiān)控系統(tǒng),而且電池臨近設(shè)計(jì)壽命就及時(shí)更換。電池本身還會(huì)放出少量氫氣和硫化氫氣體,雖然受行間空調(diào)送風(fēng)作用可以自然排到機(jī)柜冷通道外部,風(fēng)險(xiǎn)不大,但對(duì)IT和電氣設(shè)備總是有害無利。近一兩年來鋰電池開始普及,又開始出現(xiàn)少量將鋰電池入微模塊冷通道的方案,鋰電的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)比鉛酸電池更高,滅火更加困難,使用經(jīng)驗(yàn)更不成熟。所以筆者的建議是對(duì)大規(guī)模、長壽命的數(shù)據(jù)中心不建議將電池放入冷通道中,特別是鋰電池。在大中型機(jī)房中采用分布式的UPS和電池還會(huì)增加施工及運(yùn)維的成本和難度,所以大型數(shù)據(jù)中心采用集中式UPS與電池一同外置在配電室電池間中才是最安全可靠、最經(jīng)濟(jì)的選擇,也便于日后的運(yùn)維管理,這也是目前普遍的共識(shí)與做法;對(duì)于中小型數(shù)據(jù)中心,可以將UPS放入微模塊內(nèi),但是電池外置于通道外;對(duì)于建筑空間受限的微型雙排或單排微模塊機(jī)房,可以考慮將UPS和電池放入冷通道,但這要建立在機(jī)房運(yùn)維人員專業(yè)性和責(zé)任心都?jí)驈?qiáng)的基礎(chǔ)上,如果機(jī)房人員素質(zhì)達(dá)不到還是不要冒險(xiǎn)。
　　
　　所以綜合來講,采用微模塊機(jī)房增大了消防風(fēng)險(xiǎn),尤其是對(duì)大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房。為此也有設(shè)計(jì)院將氣體滅火的噴頭設(shè)計(jì)到微模塊天窗上接入冷通道的,但目前大多數(shù)微模塊廠家缺少可將氣滅噴頭接入的天窗部件,實(shí)際采購施工很困難。另外也有倉儲(chǔ)式微模塊機(jī)房把消防氣瓶置于冷通道內(nèi),但消防氣瓶屬于高壓壓力容器,氣瓶老化后同樣存在風(fēng)險(xiǎn),檢修更換也有不便。
　　
　　2.機(jī)房設(shè)備成本升高,設(shè)備質(zhì)量參差不齊
　　
　　同等品牌和功能配置下,采用微模塊機(jī)房使得機(jī)房設(shè)備成本明顯上升。根據(jù)筆者數(shù)年來實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),在小型機(jī)房項(xiàng)目中,采用微模塊機(jī)房比傳統(tǒng)機(jī)房整體成本要增加20-50%,當(dāng)然近年來成本有明顯下降。但諷刺的是:高漲的價(jià)格換來的微模塊機(jī)房卻是質(zhì)量參差不齊、設(shè)備一致性差、售后服務(wù)困難。這一方面是因?yàn)槲⒛K機(jī)房門檻不高,行業(yè)魚龍混雜;另一方面是微模塊機(jī)房的內(nèi)部設(shè)備品類繁多,即使頂級(jí)廠商也需要外購貼牌部分產(chǎn)品。筆者觀點(diǎn)是:為了保證機(jī)房的安全可靠,質(zhì)量優(yōu)良,微模塊機(jī)房內(nèi)的配電、UPS、空調(diào)等核心產(chǎn)品應(yīng)該選用行業(yè)一流產(chǎn)品。
　　
　　3.非IDC項(xiàng)目可能會(huì)使工程復(fù)雜化,靈活性變差,工期延長
　　
　　在大多數(shù)非IDC類的機(jī)房項(xiàng)目中,客戶對(duì)IT設(shè)備配置的掌控力都比較差,機(jī)房建筑大多也并非專門建設(shè),建設(shè)需求無法做到標(biāo)準(zhǔn)化,另外大多數(shù)業(yè)主方為了美觀也不愿意簡化裝修。如果是大機(jī)房項(xiàng)目,雖然容易實(shí)現(xiàn)多模塊復(fù)制,批量定制和工程安裝也相對(duì)容易,但因?yàn)樵O(shè)備成本相對(duì)較高,所以如果不是高密度機(jī)房的話,采用微模塊方案會(huì)比較雞肋。如果是中小機(jī)房項(xiàng)目,微模塊數(shù)量少,微模塊標(biāo)準(zhǔn)復(fù)制的優(yōu)勢不明顯,工程總包的專業(yè)性也比較低,絕大多數(shù)小工程總包都不會(huì)安裝微模塊機(jī)房,各家微模塊機(jī)房產(chǎn)品的安裝調(diào)試也有一定的差異,而現(xiàn)有的模塊機(jī)房廠家中也沒有幾家提供標(biāo)準(zhǔn)的全套安裝服務(wù),加上微模塊機(jī)房都要非標(biāo)定制并二次采購組裝,微模塊與外部系統(tǒng)、裝修工程的接口和安裝尺寸配合也相當(dāng)復(fù)雜,這樣反倒可能使工程更加復(fù)雜,工期延長。
　　
　　4.對(duì)低端低密度或者IT設(shè)備上架不均勻、超高功率密度的項(xiàng)目適用性較差
　　
　　微模塊機(jī)房本身適合高密度機(jī)房,如果反過來遇到低密度機(jī)房時(shí)很容易出現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施配置過度,特別是空調(diào)過度制冷出現(xiàn)凝露,同時(shí)建設(shè)成本過高,低端客戶難以接受。筆者曾經(jīng)遇到過一個(gè)高校機(jī)房項(xiàng)目,總共17個(gè)柜,實(shí)測單機(jī)柜功率密度不到1kW,功能要求非常簡單,各種技術(shù)要求都不高,機(jī)房整體(不止設(shè)備,而是含全部工程)總預(yù)算僅85萬元,此時(shí)強(qiáng)推微模塊機(jī)房就行不通。還有一些機(jī)房項(xiàng)目在同一微模塊內(nèi)各機(jī)柜IT設(shè)備上架不均勻,出現(xiàn)同一條冷通道內(nèi)一頭溫度偏高另一頭過度制冷的情況,雖然一般不會(huì)帶來致命影響,但經(jīng)常觸發(fā)微模塊溫濕度報(bào)警,給運(yùn)維人員帶來困擾。但微模塊內(nèi)行間空調(diào)的位置和數(shù)量是一次性固定,制冷無法跟隨IT設(shè)備上架情況靈活調(diào)整,最多只能使用空調(diào)群控補(bǔ)償,效果有限。如果用工程改造解決又太過麻煩,成本偏高。另外對(duì)于單柜高達(dá)20-80kW的超高功率密度應(yīng)用場景(通常是超算類數(shù)據(jù)中心),采用行間空調(diào)的普通微模塊機(jī)房也不適用。
　　
　　5.對(duì)改造、利舊項(xiàng)目適用性較差
　　
　　有很多老舊機(jī)房早年建設(shè)時(shí)建筑條件不佳,建筑承重和層高都不高。而且采購了很多老式非標(biāo)機(jī)柜,大小高矮不一,甚至還有很多尺寸不規(guī)則的小型機(jī)、存儲(chǔ)機(jī)。在多年后的機(jī)房更新改造時(shí),客戶要想使用模塊機(jī)房就會(huì)遭遇種種困難。
　　
　　比如雙排機(jī)柜的模塊機(jī)房因?yàn)閹ХD(zhuǎn)天窗都對(duì)房間高度有一定要求,很多老式辦公樓凈空層高只有2.4m～2.6m,而一般模塊機(jī)房建議的凈空層高為3m(GB50174-2017設(shè)計(jì)規(guī)范也要求機(jī)房凈高不宜小于3m),至少也要2.8m,否則無法滿足天窗的翻轉(zhuǎn)高度和房頂照明燈具安裝。模塊機(jī)房的寬度一般為3.4或3.6m,加上兩側(cè)通道,對(duì)房間寬度要求至少是5.4m,很多老辦公樓也達(dá)不到。此時(shí)可能需要非標(biāo)定制單排機(jī)柜+加冷通道封閉的模塊機(jī)房來適應(yīng)窄而長的機(jī)房空間。如圖4所示:
　　

　　又比如模塊機(jī)房一般采用600mm或800mm寬度,1100mm或1200mm深度,2000mm或2200mm高度的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜,但很多老機(jī)房中購置了寬600*深800,寬600*深1000,高度1400/1600mm的非標(biāo)機(jī)柜,無法直接納入冷通道內(nèi)并柜。尺寸不規(guī)則的小型機(jī)、存儲(chǔ)機(jī)就更加尷尬,往往承擔(dān)了重要的業(yè)務(wù)和存儲(chǔ)內(nèi)容,不能輕易更換,但其寬度深度經(jīng)常不是整數(shù)(比如608mm、710mm),跟普通機(jī)柜并排放置都無法對(duì)齊,并柜更是不可能了。所以說對(duì)改造和設(shè)備利舊型的機(jī)房項(xiàng)目,大多數(shù)廠商的標(biāo)準(zhǔn)型模塊機(jī)房經(jīng)常會(huì)不適用。
　　
　　我們的解決之道在于非標(biāo)定制可以與機(jī)柜相分離的冷通道封閉組件,并定制配合非標(biāo)尺寸機(jī)柜的結(jié)構(gòu)補(bǔ)齊件。比如在成都一微模塊機(jī)房項(xiàng)目中正是采用此種方案將寬608/710×深1000×高2150(mm)的甲供非標(biāo)機(jī)柜和寬600×深1200×高2000(mm)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜和行間空調(diào)共三種不同尺寸的設(shè)備集成到同一通道封閉中。并且配合冷熱通道全封閉+空調(diào)智能控制技術(shù)成功解決了單機(jī)柜30kW的超高功率密度制冷難題。如圖5所示。
　　

　　6.溝通學(xué)習(xí)成本高
　　
　　微模塊機(jī)房本身是多種產(chǎn)品集成的結(jié)果,麻雀雖小五臟俱全,市場上沒有哪個(gè)廠家能做到自產(chǎn)全部子系統(tǒng)產(chǎn)品,大量的代工集成導(dǎo)致各子系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格繁雜,即使是微模塊廠家的技術(shù)人員也需要花費(fèi)大量時(shí)間經(jīng)驗(yàn)才能熟悉各子系統(tǒng)產(chǎn)品的規(guī)格及使用,特別是對(duì)非自產(chǎn)設(shè)備的細(xì)節(jié)信息溝通會(huì)比較費(fèi)勁。對(duì)機(jī)房用戶和施工總包來講,原先做傳統(tǒng)機(jī)房直接對(duì)接各子系統(tǒng)設(shè)備廠家即可,溝通比較分散頭緒很多但比較直接見底,采用微模塊機(jī)房后雖然對(duì)接的廠家大大減少,但微模塊機(jī)房更像一個(gè)“黑箱”,內(nèi)部包含的種種細(xì)節(jié)要學(xué)習(xí)掌握起來會(huì)更漫長。

四? 對(duì)不同規(guī)模微模塊機(jī)房

及邊緣計(jì)算應(yīng)用的分析

微型機(jī)房(此處指10個(gè)機(jī)柜以下機(jī)房)因?yàn)闄C(jī)柜很少,面積也較小,一般采用單柜或者單排柜的模塊機(jī)房即可,可以體現(xiàn)出機(jī)柜即機(jī)房的概念,降低機(jī)房裝修要求,安裝也很簡便,能夠簡化機(jī)房的設(shè)計(jì)和施工,可以體現(xiàn)出微模塊機(jī)房的優(yōu)越性?，F(xiàn)在各主流設(shè)備廠家都有自己比較成熟的產(chǎn)品,可以通過代理商直接銷售并完成安裝,易于批量推廣。不足之處在于很多設(shè)備廠家產(chǎn)品配置上(特別是在配電和監(jiān)控產(chǎn)品上)的靈活性、兼容性和經(jīng)濟(jì)上還有待改善。
　　
　　1.微模塊機(jī)房在中小型機(jī)房應(yīng)用的分析
　　
　　中小型機(jī)房(此處指10-100個(gè)機(jī)柜的機(jī)房)因?yàn)闄C(jī)柜數(shù)量不算太多,面積也較小,如果采用微模塊機(jī)房則冷/熱通道數(shù)量通常不超過4個(gè),而且機(jī)房建筑經(jīng)常不規(guī)則,模塊布置容易受限,經(jīng)常出現(xiàn)模塊大小不一、單排與雙排機(jī)柜混搭、建筑立柱插入模塊、建筑高度不足等情況,難以發(fā)揮出標(biāo)準(zhǔn)模塊復(fù)制的優(yōu)勢。而且小型機(jī)房的IT設(shè)備配置相對(duì)比較簡單隨意,標(biāo)準(zhǔn)化較差,相應(yīng)導(dǎo)致微模塊機(jī)房很難標(biāo)準(zhǔn)化匹配,所以更考驗(yàn)廠商的定制化能力。對(duì)于大多數(shù)按傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)的項(xiàng)目,為了起到改善美觀度和簡化采購及售后服務(wù)的作用,微模塊機(jī)房需要針對(duì)各種常見不同環(huán)境定制出的匹配性產(chǎn)品方案,然后歸納成幾種典型解決方案套餐進(jìn)行推廣,而且必須配套對(duì)微模塊機(jī)房有豐富安裝經(jīng)驗(yàn)的施工方或廠家服務(wù)才可以實(shí)現(xiàn)。所以說中小機(jī)房中的微模塊解決方案反倒比大型機(jī)房中的微模塊更具有含金量。
　　
　　2.微模塊機(jī)房在大中型機(jī)房的應(yīng)用分析
　　
　　大中型機(jī)房項(xiàng)目(此處指100個(gè)機(jī)柜以上)因?yàn)闄C(jī)柜數(shù)量較多,機(jī)房面積大,所以一般都需要設(shè)計(jì)多個(gè)機(jī)柜冷/熱通道(通常4個(gè)以上),此時(shí)微模塊機(jī)房容易發(fā)揮多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊復(fù)制的優(yōu)勢,如果設(shè)計(jì)和配置得當(dāng),部分項(xiàng)目還可以優(yōu)化施工工藝和降低建設(shè)、運(yùn)營成本。但仍有受制于建筑條件、IT配置方式、漸進(jìn)式擴(kuò)容、系統(tǒng)和設(shè)備利舊、運(yùn)維管理劃分、用戶使用習(xí)慣、項(xiàng)目成本管理等多種原因,在實(shí)際項(xiàng)目中大規(guī)模采用全微模塊化的數(shù)據(jù)中心仍然有限,采用外置下送風(fēng)空調(diào)+傳統(tǒng)機(jī)柜+冷通道封閉半模塊化方案的才更常見。
　　
　　比如很多IDC數(shù)據(jù)中心中大量采用冷凍水型行間空調(diào)微模塊,省去了傳統(tǒng)架空地板簡化裝修。在微模塊中設(shè)置冷凍水分配單元,再通過冷凍水支管分配到每臺(tái)行間空調(diào),大量水管進(jìn)入微模塊內(nèi)部,簡單實(shí)用。但在以銀行為代表的金融數(shù)據(jù)中心中,追求高安全可控性,一直擔(dān)心萬一水管爆管機(jī)柜被淹的情況出現(xiàn),所以對(duì)水管進(jìn)入機(jī)柜區(qū)非常忌諱,而且金融數(shù)據(jù)中心大多數(shù)以中等功率密度機(jī)柜為主,高密機(jī)柜較少,所以更傾向于采用傳統(tǒng)下送風(fēng)房間級(jí)空調(diào)的方案,將冷凍水和冷凝水隔離在空調(diào)區(qū)中。此時(shí)采用傳統(tǒng)的機(jī)柜+冷通道封閉半模塊化方案即可。目前也有少數(shù)大型數(shù)據(jù)中心采用AHU空調(diào)，其本質(zhì)上是采用熱通道封閉的微模塊機(jī)房+上送風(fēng)的方案，機(jī)柜功率密度不宜過高，而且AHU空調(diào)本身沒有冷凍水系統(tǒng)的蓄冷罐，所以必須增加一路UPS電源才能保證連續(xù)制冷，這對(duì)供電可靠性的要求就更高了，UPS應(yīng)選擇行業(yè)一線產(chǎn)品。
　　
　　3.微模塊機(jī)房在不同行業(yè)用戶的適用性分析
　　
　　運(yùn)營商和IDC行業(yè)的機(jī)房因?yàn)橐?guī)模大，追求經(jīng)濟(jì)性，機(jī)柜功率密度較高，分區(qū)出租管理的需求多，設(shè)備靈活調(diào)整的機(jī)會(huì)也多，是最適合也是最早采用微模塊機(jī)房的行業(yè)。而且很多IDC客戶的IT設(shè)備有自己特定的配置模式，對(duì)IT配置掌控力強(qiáng)，可根據(jù)IT設(shè)備配置推導(dǎo)出相匹配的微模塊機(jī)房設(shè)備配置,而且業(yè)務(wù)增量大，所以容易大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)復(fù)制。
　　
　　(1)第三方數(shù)據(jù)中心租賃行業(yè)
　　
　　第三方機(jī)房租賃行業(yè)面對(duì)的客戶群體及其需求、租期都充滿變數(shù),如果是批發(fā)類用戶還相對(duì)較好,零售類用戶基本沒可能做到IT機(jī)柜模塊的標(biāo)準(zhǔn)化,因此國外很多大型數(shù)據(jù)中心都采用地板下送風(fēng)不帶機(jī)柜的建設(shè)方式。加上此類客戶經(jīng)常對(duì)成本敏感,所以推廣微模塊機(jī)房有一定的局限性,主要是針對(duì)大型IDC類用戶批發(fā)業(yè)務(wù),小型零售類業(yè)務(wù)不適用。而且采用建筑房間模塊化可能更容易更有價(jià)值。但此類客戶采用電力模塊、制冷模塊的機(jī)會(huì)較大。
　　
　　(2)金融行業(yè)
　　
　　金融行業(yè)機(jī)房一般以中等密度為主,少量高密度,側(cè)重安全可靠穩(wěn)定性,技術(shù)上相對(duì)保守,所以微模塊機(jī)房應(yīng)用相對(duì)較少,還是以下送風(fēng)精密空調(diào)的傳統(tǒng)機(jī)房為主。即使考慮節(jié)能,也是在傳統(tǒng)雙排機(jī)柜上加上冷通道封閉,只有少數(shù)高密區(qū)機(jī)房和分支機(jī)構(gòu)小機(jī)房會(huì)優(yōu)先采用微模塊機(jī)房。其目的除了解決個(gè)別高密區(qū)機(jī)房應(yīng)用之外,更多是在于簡化地市級(jí)支行、測試機(jī)房、弱電間等小機(jī)房的采購方式和節(jié)約建設(shè)成本。
　　
　　(3)政府、醫(yī)療、教育、一般企事業(yè)單位
　　
　　此類用戶的需求比較碎片化,一般以中小型機(jī)房為主,配置不統(tǒng)一,而且功率密度大多不高,從技術(shù)角度講,除了少數(shù)空調(diào)布置受限的情況外,做微模塊機(jī)房主要在機(jī)房設(shè)備統(tǒng)一采購和售后服務(wù)方面有優(yōu)勢,技術(shù)上的迫切性有限。很多客戶采用微模塊機(jī)房更多是為了標(biāo)新立異和美觀,工程采購管理界面簡單,很大程度上是受行業(yè)風(fēng)向的影響。
　　
　　(4)軍工和科研行業(yè)
　　
　　軍工科研領(lǐng)域的機(jī)房需求經(jīng)常呈現(xiàn)兩極分化,一方面安全可靠性要求高,而且很多有涉密屏蔽的要求;另一方面追求標(biāo)新立異,試驗(yàn)性很強(qiáng),超高密度機(jī)房很多。單機(jī)柜10kW以上的功率密度很常見,特別是超算類機(jī)房單機(jī)柜功率密度高達(dá)20-80kW,常規(guī)的精密配電柜和行間精密空調(diào)都難以滿足需要,經(jīng)常需要定制高密度配電和制冷系統(tǒng)。此類客戶以定制化需求為主,甚至需要采用液冷方案,很難批量采用標(biāo)準(zhǔn)微模塊產(chǎn)品。此類用戶另有一些零散的科研機(jī)柜需求,要求不高,需求碎片化,采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊機(jī)房意義不大,直接采購機(jī)柜廠家設(shè)備配上少量電源和空調(diào)即可。
　　
　　4.虛擬化和云技術(shù)對(duì)微模塊機(jī)房的影響
　　
　　從數(shù)據(jù)中心使用的角度看,虛擬化和云計(jì)算可以明顯提高IT設(shè)備的利用率,提高單機(jī)柜功率密度,減小數(shù)據(jù)中心一次性建設(shè)規(guī)模,而且可以形成多數(shù)據(jù)中心遠(yuǎn)程備份,有利于資源共享、錯(cuò)峰使用和容災(zāi)備份。
　　
　　此種變化對(duì)于模塊機(jī)房的推廣應(yīng)用是較為有利的,IT設(shè)備利用率的提高使得高密度機(jī)房越來越多,越來越適合采用模塊機(jī)房。
　　
　　云技術(shù)可以將成百上千臺(tái)服務(wù)器虛擬成一個(gè)強(qiáng)大的服務(wù)器,再將其拆分成若干臺(tái)虛擬機(jī),分配給不同用戶完成特定的功能。采用類似的原理分布式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),利用多臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器分擔(dān)存儲(chǔ)負(fù)荷,利用位置服務(wù)器定位存儲(chǔ)信息,它不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率,還易于擴(kuò)展。這樣使得機(jī)房的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備布置可以更加靈活,減少因業(yè)務(wù)功能和應(yīng)用不同而刻意進(jìn)行分區(qū)的集中安裝管理,更容易采用標(biāo)準(zhǔn)的模塊化機(jī)房來部署。
　　
　　另外云計(jì)算技術(shù)的成熟使得大型互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用服務(wù)的快速上線部署和快速更新迭代需求更加強(qiáng)烈,相應(yīng)地要求數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更加快速化彈性化,而解決的方案就是標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、預(yù)制化,最終大大促進(jìn)了模塊化機(jī)房技術(shù)的發(fā)展成熟。
　　
　　但同時(shí)因?yàn)樵萍夹g(shù)快速彈性化部署和更新的特點(diǎn)使得數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)更加富于變化,對(duì)電源、制冷、網(wǎng)絡(luò)需求的峰谷波動(dòng)更為明顯,倒逼數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的智能化、彈性化、自適應(yīng)能力需要進(jìn)一步提高。目前很多一線廠家宣傳將智能AI技術(shù)融入微模塊機(jī)房產(chǎn)品中,目前還在初步實(shí)踐階段,真正的數(shù)據(jù)中心整體智能控制管理技術(shù)發(fā)展還任重道遠(yuǎn)。

五? 總結(jié)

　　微模塊機(jī)房作為一種產(chǎn)品技術(shù)和其它數(shù)據(jù)中心技術(shù)一樣都有其長處和短處,但是其帶來的數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制化建設(shè)思想比其本身的產(chǎn)品價(jià)值有更大的意義,所以很多廠商將其包裝打造成為推動(dòng)商業(yè)模式變革的有力工具。不過這種思想理念需要長期的摸索和優(yōu)化積累才能實(shí)用化落地,配套的市場生態(tài)環(huán)境也需要長期培育才能成熟。
　　
　　誕生之初的微模塊機(jī)房僅適合于少數(shù)高密度機(jī)房,但經(jīng)過十幾年的發(fā)展改進(jìn),微模塊機(jī)房解決方案的內(nèi)涵不斷豐富和升級(jí),成本明顯降低,加上市場和政策的變化,微模塊機(jī)房的適用范圍不斷拓寬加深。特別是近幾年在公共領(lǐng)域(政企、科教、交通等)中小型機(jī)房的滲透拓展,把微模塊機(jī)房的發(fā)展推上了高潮,技術(shù)分支越來越細(xì),功能越來越多,使用便捷性也越來越高,已經(jīng)不再局限于微模塊產(chǎn)品內(nèi)部而向真正的機(jī)房整體解決方案邁進(jìn),實(shí)現(xiàn)了從專用產(chǎn)品向通用產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。
　　參考文獻(xiàn)
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　　[9]《云計(jì)算的前世今生》網(wǎng)易云劉超　　
　　[10]《數(shù)據(jù)中心敏捷交付的五大挑戰(zhàn)》萬國數(shù)據(jù)GDSPiloTalk

編輯：黃飛

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