数据中心整体解决方案(同名264)课件

数据中心整体解决方案数据中心整体解决方案(同名264)课件第四代数据中心的“三化两层”模块化——快速实施、无停机扩容绿色化——节能降耗智能化——机房的全自动化监控双层分离——机房设施层与建筑设施层的分离双层融合——IT设施层与机房设施层的融合12345第四代数据中心的“三化两层”模块化——快速实施、无停机扩容绿第三代机房的弊端第三代机房中，UPS、空调机、配电柜、线缆桥架等设备，需要依靠建筑基础设施部署，受到不同现场的建筑结构的限制，难以标准化。机房设施与IT设施是分离的，它们分属于不同的行业，各自制定各自的工业标准。机房设施行业技术发展的滞后，严重影响了IT技术的发展。第三代机房的弊端第三代机房中，UPS、空调机、配双层分离的特点

移入以机柜（或机柜排）为表现的机械结构群组中，形成机房设施层与机房建筑层的分离。第四代数据中心时代，要求机房设施与IT设施统一设计，形成行业融合、技术融合、产品融合、结构融合。双层分离的特点移入以机柜（或机柜排）为表现的机智能化第三代数据中心时代，机房监控系统名不副实，仅监测无控制。智能化第三代数据中心时代，机房监控系统名不副实，仅监测无控制智能化第四代数据中心时代，要求机房设施的全自动化，所有机房设备中的执行机构由一个机房级的控制系统统一控制。智能化第四代数据中心时代，要求机房设施的全自动模块化在曙光第四代数据中心CloudBase机房整体解决方案中，已经在产品设计、生产、实施方面全面实现模块化。模块化在曙光第四代数据中心CloudBase机基础设施产品历程基础设施产品历程曙光基础设施产品历程曙光秉承中科院计算所40年的大型计算机系统建设经验；2007年，曙光开始研究开发机柜级制冷技术；2009年，曙光正式向所有用户提供基础设施产品和机房整体解决方案服务，基础设施产品品牌命名为“云座CloudBASE”；CloudBASE以“第四代数据中心”为设计理念，可提供空调、配电、监控、机柜一体化产品及集成方案，为用户提供完整的信息服务解决方案，实现交钥匙工程；成功案例遍布全国各国家级高性能计算中心、超级计算中心以及城市云计算中心；曙光基础设施产品历程曙光秉承中科院计算所40年的大型计算机系数据中心机房层面IT基础设施机房基础设施IT软件系统楼宇建筑基础设施数据中心机房层面IT基础设施机房基础设施IT软件系统楼宇建筑CloudBASE产品架构CloudBASE拥有机柜、空调、配电、监控、布线、防雷六个子模块，以机柜结构为物理支撑取代了以机房建筑结构为物理支撑的建设模式，采用机柜级、机柜排级、机柜池级三种模块化方式灵活部署。曙光于2012和2013年连续两年在“现代数据中心基础设施建造技术年会”上，喜获“数据中心技术创新”优秀企业奖。CloudBASE产品架构CloudBASE拥机房建设模式发展机房级RoomLever机柜排级RowLevel机柜池级PoolLevel机柜级RackLevel冷热通道隔离，气流组织有序就近精确送风，循环风阻小，风机功耗低

水平送风，解决机柜垂直面温度梯度

提高空调送风温度，降低制冷功耗针对设备制冷，无需过度冷却房间机房建设模式发展机房级机柜排级机柜池级机柜级冷热通道第三代数据中心制冷方式弊端第三代数据中心时代使用的机房级冷却方式，制冷效率低下，在中高密度应用中，PUE难以降低到2.2以下。冷热气流短路，局部热点

回风温度低，制冷效率低

送风温度设定低，过度冷却第三代数据中心制冷方式弊端第三代数据中心时代机房建设模式发展机房级RoomLever传统第三代数据中心机房：精密空调+地板下送风方式2013IDC数据国内此种建设模式占总数的58.6机柜池级

PoolLevel地板下送风空调+冷/热池封闭或行间空调+冷/热池封闭两种方式占机房总比例21%，并逐年增加机柜排级RowLevel行间空调+冷热通道完全隔离的全封闭机柜占机房比例18%，并逐年增加机房建设模式发展机房级RoomLever机柜池级PoolCloudBASE产品系列CloudBASE产品系列空调系统设计选型机柜排级PUE1.4~1.6单柜10~30kW系统规模考量计算密度考量持续运维成本初期建设成本提高制冷效率，降低PUE的途径冷热通道隔离，拒绝气流短路水平送风气流组织、就近精确送风提高送回水温度，降低冷凝损耗，提高制冷效率初期建设成本+运维成本设备运转时间机房级PUE2.0~2.3单柜5-10kW制冷系统设计方案选型空调系统设计选型机柜排级系统规模考量计算密度考量持续运维成本空调系统设计选型单机柜功耗＜

5kW5

kW~10kW10kW~30kW功率密度低中高空调系统选择传统机房空调（房间级制冷）行间制冷空调（机柜行级制冷）机柜级制冷空调（机柜级制冷）典型的气流组织长距离下送风上回风+机柜冷热通道布局短距离水平送回风+机柜冷（热）通道隔离紧贴热源的水平送回风+密封机柜与空调典型应用图示空调系统设计选型单机柜功耗＜5kW5kW~10k空调系统设计选型（两种载冷剂对比）水外机容量大有漏水风险，工艺和监控要求高施工复杂、维护量大可利用冬季自然冷却节能技术适用于大型数据中心应用氟利昂外机容量小施工简便、管线寿命长适用于中小型数据中心应用压缩机外置，减少室内机振动降低管线长度和高差的限制空调系统设计选型（两种载冷剂对比）PUE节能指标优化PUE——能源使用效率注：在北方地区，应用自然冷却技术，可以优化至1.4PUE节能指标优化PUE——能源使用效率注：在北方地区，应用方案使用机柜数量单设备柜功率单柜冗余功率整体造价曙光CloudBase四代数据中心解决方案4个设备柜2个空调柜1个配电柜21KW9KW60万传统三代数据中心解决方案9个设备柜10KW无冗余42万方案IT设施总功率（KW）PUE机房功耗（KW/h）机房年电费（365天）曙光CloudBase四代数据中心解决方案841.6134117.3840万传统三代数据中心解决方案842.4201.6176.0760万案例：浙江省气象局机房TOC分析注：电费计算中取1元/度为计取单位；省气象局设备规模：系统计算峰值：35T浮点，存储容量640TB；方案使用机柜数量单设备柜功率单柜冗余功率整体造价曙光Clou机柜排级解决方案型号C1000C3000制冷量30KW30KW制冷方式直膨型冷冻水型流量——6m3/h水温10~15度送风方式行间布置，水平送风前后门工艺封闭门宽600mm600mm高2000mm2000mm深1200mm1200mm自重250kg340kg适用范围单机柜10~30KW中高密度机房C1000/C3000行间水平送风气流组织机柜排级解决方案型号C1000C3000制冷量30KW30K机柜排级解决方案机柜排级解决方案机柜池级解决方案C4000冷池水平送风气流组织型号C4000FC4000W制冷量30KW30KW制冷方式直膨型冷冻水型流量——6m3/h水温10~15度送风方式行间布置，水平送风前后门工艺网孔门配合冷通道封闭形成冷池宽600mm600mm高2000mm2000mm深1200mm1200mm自重250kg340kg适用范围单机柜4~10KW低密度机房机柜池级解决方案C4000冷池水平送风气流组织型号C4000氟冷系统外机

压缩机外置，减少内机震动对IT设备的影响

压缩机3+1冗余，其中1台为数码涡旋压缩机，可以动态调节冷媒量冷媒管长度最大范围80米，远高于传统精密空调，降低场地限制氟冷系统外机压缩机外置，减少内机震动对IT设备的影响氟泵自然冷却直接膨胀式

氟泵节能模块氟泵自然冷却直接膨胀式水冷系统组成水冷系统原理：以水作为冷媒；将外部水冷机组提供的冷却水经由管道输送到空调室内机；空调室内机通过水平送风到封闭机柜排送风通道，解决服务器设备散热。水冷系统组成水冷系统原理：水冷系统结构水冷系统结构水侧自然冷却带自然冷却节能模块的风冷式冷水机组

冬季冷水机组开启干冷器替代压缩机制冷，为空调内机提供冷冻水T≤5℃（全自然冷却）5℃＜T≤13℃（部分自然冷却）T＞13℃（压缩机制冷）北京地区水侧自然冷却带自然冷却节能模块的风冷式冷水机组T≤5℃（全机房空调系统节能最佳实践考虑地理和气候条件综合选址制冷系统自然冷却节能措施（水侧自然冷却和氟泵自然冷却）机柜微环境制冷及气流管理更宽泛的IT环境温湿度阈值，提高送回风温度提高送回水温度

控制新风量，室外机合理选址

室外机辅助蒸发冷却机房空调系统节能最佳实践考虑地理和气候条件综合选址机柜微环境需要考虑的几个因素供电容量（KVA）——配电发热量（KW）——配冷

空间（U）

重量（kg）

电源接口

布线通道机柜微环境设计机柜微环境需要考虑的几个因素机柜微环境设计机柜群模块化建设-以机柜冷池为单元-综合制冷、配电、监控、布线一体化系统-模块化部署，扩展性高-建设周期短机柜群模块化建设-以机柜冷池为单元CloudBASE机柜C200/C1000/C3000/C4000柜体外观统一；铝镁合金型材柜体重量轻、强度高，静态承载1000kgCloudBASE机柜C200/C1000/C3000/C4CloudBASE机柜配电分区配电理念机柜排级的列头配电模块PDM，3U，输入125A/3P、输出4*32A/3P机柜级PDU热插拔工业连接器电压、电流、功率全电量检测CloudBASE机柜配电分区配电理念CloudBASE机柜配电与传统机房配电方式比较机柜排级配电，分散式配电管理

模块化设计，机架式安装

预制工业连接器，支持在线热插拔

智能配电管理，全电量监测

RS485接口，支持远程监控

机柜三相PDU配电，末端负载平衡CloudBASE机柜配电与传统机房配电方式比较CloudBASE机柜监控IMMS机房级监控系统可检测机房内所有CloudBASE设备运行状况可检测机柜级、机房级环境参数可控制CloudBASE设备运行状况可远程管理机柜温度监控机柜超温自动开门/通道烟感自动开门

空调温湿度烟感、漏水监控

机柜电流

机柜排电压、电流、功率CloudBASE机柜监控IMMS机房级监控系统机柜温度监曙光CloudBASE系统六大核心体现高密度通道封闭、水平送风，冷热气流有序隔离，提高制冷效率绿色节能水平送风、就近制冷，提高空调送回风温度，降低能效冷冻水和氟利昂两种制冷系统，支持冬季自然冷却技术高可用性模块化设计、灵活部署，适应分期分区建设全面的整体解决方案，避免协调多个厂商，出现问题相互推诿智能化智能机房集中管理，IT与“IT微环境”基础设施统一管理平台标准化工程产品化，工厂完成检验，现场集成整合

建设周期缩短20%~30%先进性“三化两层”的第四代数据中心建设理念优化能耗指标PUE，节能15%~20%，节省空间30%~40%曙光CloudBASE系统六大核心体现高密度通道封闭、水平送成功案例成功案例CloudBASE典型应用军队政法国家安全部门（涉密）解放军总后总政刑侦中心航天一院十四所北京航天飞控中心高性能超算中心国家超算深圳中心北京计算中心上海超算中心成都云计算中心云计算中心无锡云计算中心南京云计算中心包头云计算中心哈尔滨城市云中心科研院所（涉密）电力科学研究院中科院过程所江西景德镇602所恒泰艾普永丰中心典型行业应用浙江气象局舟山市气象局浙江海洋渔业局北京电视台IPTV……CloudBASE典型应用军队政法国家安全部门（涉密）解放军上海超算中心百万亿次曙光5000ACloudBASE成功案例上海超算中心百万亿次曙光5000ACloudBASE成功案例39深圳超算千万亿次星云系统CloudBASE成功案例深圳超算千万亿次星云系统CloudBASE成功案例40曙光成都云计算中心水冷系统CloudBASE成功案例曙光成都云计算中心水冷系统CloudBASE成功案例41北京市超算中心百万亿次计算机系统CloudBASE成功案例北京市超算中心百万亿次计算机系统CloudBASE成功案例42无锡城市云计算中心一期CloudBASE成功案例无锡城市云计算中心一期CloudBASE成功案例43无锡城市云计算中心二期CloudBASE成功案例无锡城市云计算中心二期CloudBASE成功案例44南京城市云计算中心CloudBASE成功案例南京城市云计算中心CloudBASE成功案例45CloudBASE成功案例南京城市云计算中心CloudBASE成功案例南京城市云计算中心46恒泰艾普永丰基地机房-50+100柜CloudBASE成功案例恒泰艾普永丰基地机房-50+100柜CloudBASE成功案47太原理工大学云计算CloudBASE成功案例太原理工大学云计算CloudBASE成功案例48CloudBASE成功案例机房改造前机房改造后中国电力科学研究院CloudBASE成功案例机房改造前机房改造后中国电力科学研49数据中心整体解决方案数据中心整体解决方案(同名264)课件第四代数据中心的“三化两层”模块化——快速实施、无停机扩容绿色化——节能降耗智能化——机房的全自动化监控双层分离——机房设施层与建筑设施层的分离双层融合——IT设施层与机房设施层的融合12345第四代数据中心的“三化两层”模块化——快速实施、无停机扩容绿第三代机房的弊端第三代机房中，UPS、空调机、配电柜、线缆桥架等设备，需要依靠建筑基础设施部署，受到不同现场的建筑结构的限制，难以标准化。机房设施与IT设施是分离的，它们分属于不同的行业，各自制定各自的工业标准。机房设施行业技术发展的滞后，严重影响了IT技术的发展。第三代机房的弊端第三代机房中，UPS、空调机、配双层分离的特点

移入以机柜（或机柜排）为表现的机械结构群组中，形成机房设施层与机房建筑层的分离。第四代数据中心时代，要求机房设施与IT设施统一设计，形成行业融合、技术融合、产品融合、结构融合。双层分离的特点移入以机柜（或机柜排）为表现的机智能化第三代数据中心时代，机房监控系统名不副实，仅监测无控制。智能化第三代数据中心时代，机房监控系统名不副实，仅监测无控制智能化第四代数据中心时代，要求机房设施的全自动化，所有机房设备中的执行机构由一个机房级的控制系统统一控制。智能化第四代数据中心时代，要求机房设施的全自动模块化在曙光第四代数据中心CloudBase机房整体解决方案中，已经在产品设计、生产、实施方面全面实现模块化。模块化在曙光第四代数据中心CloudBase机基础设施产品历程基础设施产品历程曙光基础设施产品历程曙光秉承中科院计算所40年的大型计算机系统建设经验；2007年，曙光开始研究开发机柜级制冷技术；2009年，曙光正式向所有用户提供基础设施产品和机房整体解决方案服务，基础设施产品品牌命名为“云座CloudBASE”；CloudBASE以“第四代数据中心”为设计理念，可提供空调、配电、监控、机柜一体化产品及集成方案，为用户提供完整的信息服务解决方案，实现交钥匙工程；成功案例遍布全国各国家级高性能计算中心、超级计算中心以及城市云计算中心；曙光基础设施产品历程曙光秉承中科院计算所40年的大型计算机系数据中心机房层面IT基础设施机房基础设施IT软件系统楼宇建筑基础设施数据中心机房层面IT基础设施机房基础设施IT软件系统楼宇建筑CloudBASE产品架构CloudBASE拥有机柜、空调、配电、监控、布线、防雷六个子模块，以机柜结构为物理支撑取代了以机房建筑结构为物理支撑的建设模式，采用机柜级、机柜排级、机柜池级三种模块化方式灵活部署。曙光于2012和2013年连续两年在“现代数据中心基础设施建造技术年会”上，喜获“数据中心技术创新”优秀企业奖。CloudBASE产品架构CloudBASE拥机房建设模式发展机房级RoomLever机柜排级RowLevel机柜池级PoolLevel机柜级RackLevel冷热通道隔离，气流组织有序就近精确送风，循环风阻小，风机功耗低

水平送风，解决机柜垂直面温度梯度

提高空调送风温度，降低制冷功耗针对设备制冷，无需过度冷却房间机房建设模式发展机房级机柜排级机柜池级机柜级冷热通道第三代数据中心制冷方式弊端第三代数据中心时代使用的机房级冷却方式，制冷效率低下，在中高密度应用中，PUE难以降低到2.2以下。冷热气流短路，局部热点

回风温度低，制冷效率低

送风温度设定低，过度冷却第三代数据中心制冷方式弊端第三代数据中心时代机房建设模式发展机房级RoomLever传统第三代数据中心机房：精密空调+地板下送风方式2013IDC数据国内此种建设模式占总数的58.6机柜池级

PoolLevel地板下送风空调+冷/热池封闭或行间空调+冷/热池封闭两种方式占机房总比例21%，并逐年增加机柜排级RowLevel行间空调+冷热通道完全隔离的全封闭机柜占机房比例18%，并逐年增加机房建设模式发展机房级RoomLever机柜池级PoolCloudBASE产品系列CloudBASE产品系列空调系统设计选型机柜排级PUE1.4~1.6单柜10~30kW系统规模考量计算密度考量持续运维成本初期建设成本提高制冷效率，降低PUE的途径冷热通道隔离，拒绝气流短路水平送风气流组织、就近精确送风提高送回水温度，降低冷凝损耗，提高制冷效率初期建设成本+运维成本设备运转时间机房级PUE2.0~2.3单柜5-10kW制冷系统设计方案选型空调系统设计选型机柜排级系统规模考量计算密度考量持续运维成本空调系统设计选型单机柜功耗＜

5kW5

kW~10kW10kW~30kW功率密度低中高空调系统选择传统机房空调（房间级制冷）行间制冷空调（机柜行级制冷）机柜级制冷空调（机柜级制冷）典型的气流组织长距离下送风上回风+机柜冷热通道布局短距离水平送回风+机柜冷（热）通道隔离紧贴热源的水平送回风+密封机柜与空调典型应用图示空调系统设计选型单机柜功耗＜5kW5kW~10k空调系统设计选型（两种载冷剂对比）水外机容量大有漏水风险，工艺和监控要求高施工复杂、维护量大可利用冬季自然冷却节能技术适用于大型数据中心应用氟利昂外机容量小施工简便、管线寿命长适用于中小型数据中心应用压缩机外置，减少室内机振动降低管线长度和高差的限制空调系统设计选型（两种载冷剂对比）PUE节能指标优化PUE——能源使用效率注：在北方地区，应用自然冷却技术，可以优化至1.4PUE节能指标优化PUE——能源使用效率注：在北方地区，应用方案使用机柜数量单设备柜功率单柜冗余功率整体造价曙光CloudBase四代数据中心解决方案4个设备柜2个空调柜1个配电柜21KW9KW60万传统三代数据中心解决方案9个设备柜10KW无冗余42万方案IT设施总功率（KW）PUE机房功耗（KW/h）机房年电费（365天）曙光CloudBase四代数据中心解决方案841.6134117.3840万传统三代数据中心解决方案842.4201.6176.0760万案例：浙江省气象局机房TOC分析注：电费计算中取1元/度为计取单位；省气象局设备规模：系统计算峰值：35T浮点，存储容量640TB；方案使用机柜数量单设备柜功率单柜冗余功率整体造价曙光Clou机柜排级解决方案型号C1000C3000制冷量30KW30KW制冷方式直膨型冷冻水型流量——6m3/h水温10~15度送风方式行间布置，水平送风前后门工艺封闭门宽600mm600mm高2000mm2000mm深1200mm1200mm自重250kg340kg适用范围单机柜10~30KW中高密度机房C1000/C3000行间水平送风气流组织机柜排级解决方案型号C1000C3000制冷量30KW30K机柜排级解决方案机柜排级解决方案机柜池级解决方案C4000冷池水平送风气流组织型号C4000FC4000W制冷量30KW30KW制冷方式直膨型冷冻水型流量——6m3/h水温10~15度送风方式行间布置，水平送风前后门工艺网孔门配合冷通道封闭形成冷池宽600mm600mm高2000mm2000mm深1200mm1200mm自重250kg340kg适用范围单机柜4~10KW低密度机房机柜池级解决方案C4000冷池水平送风气流组织型号C4000氟冷系统外机

压缩机外置，减少内机震动对IT设备的影响

压缩机3+1冗余，其中1台为数码涡旋压缩机，可以动态调节冷媒量冷媒管长度最大范围80米，远高于传统精密空调，降低场地限制氟冷系统外机压缩机外置，减少内机震动对IT设备的影响氟泵自然冷却直接膨胀式

氟泵节能模块氟泵自然冷却直接膨胀式水冷系统组成水冷系统原理：以水作为冷媒；将外部水冷机组提供的冷却水经由管道输送到空调室内机；空调室内机通过水平送风到封闭机柜排送风通道，解决服务器设备散热。水冷系统组成水冷系统原理：水冷系统结构水冷系统结构水侧自然冷却带自然冷却节能模块的风冷式冷水机组

冬季冷水机组开启干冷器替代压缩机制冷，为空调内机提供冷冻水T≤5℃（全自然冷却）5℃＜T≤13℃（部分自然冷却）T＞13℃（压缩机制冷）北京地区水侧自然冷却带自然冷却节能模块的风冷式冷水机组T≤5℃（全机房空调系统节能最佳实践考虑地理和气候条件综合选址制冷系统自然冷却节能措施（水侧自然冷却和氟泵自然冷却）机柜微环境制冷及气流管理更宽泛的IT环境温湿度阈值，提高送回风温度提高送回水温度

控制新风量，室外机合理选址

室外机辅助蒸发冷却机房空调系统节能最佳实践考虑地理和气候条件综合选址机柜微环境需要考虑的几个因素供电容量（KVA）——配电发热量（KW）——配冷

空间（U）

重量（kg）

电源接口

布线通道机柜微环境设计机柜微环境需要考虑的几个因素机柜微环境设计机柜群模块化建设-以机柜冷池为单元-综合制冷、配电、监控、布线一体化系统-模块化部署，扩展性高-建设周期短机柜群模块化建设-以机柜冷池为单元CloudBASE机柜C200/C1000/C3000/C4000柜体外观统一；铝镁合金型材柜体重量轻、强度高，静态承载1000kgCloudBASE机柜C200/C1000/C3000/C4CloudBASE机柜配电分区配电理念机柜排级的列头配电模块PDM，3U，输入125A/3P、输出4*32A/3P机柜级PDU热插拔工业连接器电压、电流、功率全电量检测CloudBASE机柜配电分区配电理念CloudBASE机柜配电与传统机房配电方式比较机柜排级配电，分散式配电管理

模块化设计，机架式安装

预制工业连接器，支持在线热插拔

智能配电管理，全电量监测

RS485接口，支持远程监控

机柜三相PDU配电，末端负载平衡CloudBASE机柜配电与传统机房配电方式比较CloudBASE机柜监控IMMS机房级监控系统可检测机房内所有CloudBASE设备运行状况可检测机柜级、机房级环境参数可控制CloudBASE设备运行状况可远程管理机柜温度监控机柜超温自动开门/通道烟感自动开门

空调温湿度烟感、漏水监控

机柜电流

机柜排电压、电流、功率CloudBASE机柜监控IMMS机房级监控系统机柜温度监曙光CloudBASE系