数据中心建设

数据中心建设

分析和建议数据中心建设概述数据中心建设方式分析和对比数据中心建设不确定性分析数据中心建设的发展方向预则数据中心建设建议目录上世纪九十年代，互联网兴起，虽经2000年“互联网泡沫”，但网络已完全融入我们的生活；如今，在移动互联、电子商务、社交网络需求的驱使下，云计算、宽带提速已成国家战略；网络的基石——带宽及支撑带宽应用的数据中心，已成稀缺资源。受制于电资源紧缺和节能减排的社会压力，如何建设高效数据中心，成为运营商的重中之重！经过业界近10年的摸索，数据中心已从单纯的楼宇式建设发展成为3大建设模式。数据中心建设概述楼宇式数据中心中国·上海某数据中心建设工地仓储式数据中心Google·MountainView,Calif总部的数据中心集装箱式数据中心NASA埃姆斯研究中心（思科集装箱）数据中心建设方式概述数据中心建设方式分析和对比数据中心建设不确定性分析数据中心建设的发展方向预则数据中心建设建议目录楼宇式数据中心建设方式是迄今最成熟、应用最广的数据中心建设方式。楼宇式数据中心概览数据中心园区规划数据中心（单层）园区规划数据中心机楼图片数据中心子系统一览数据中心楼图片机房内部图片中、小型数据中心图片Datacenter2Datacenter1UPSroom1Batteryroom1UPSroom2Batteryroom2TelecomroomITtestroom2RestroomMeetingroomNOCroomCondensers应用场景几乎满足所有场景部署需求——几KW到几十MW，任意功率密度固定部署X不适宜快速移动部署——军事（指挥）、（油气）勘察、救灾、临时业务部署突出特性规划难度大：业务预测难导致数据中心建设目标的不确定性，投资风险加剧；建设周期长：大型数据中心从规划到投入运营，至少需要2年时间；数据中心楼宇的寿命长，但每10年需要改造（UPS、制冷系统更换等）；数据中心架构柔性差，升级改造困难：业务变化快、IT换代周期短与数据中心风火水电的矛盾加剧；大型数据中心选址难：电资源、水资源消耗巨大，各类人才需求大……其它特性运维方面：宽敞舒适的环境，安全性好，易巡查，易于设备维修、更换，可部署任何设备，但运行费用高投资方面：建设周期超长，灵活性差，初期投资大，投资风险大，运行电费高（同等情况下比集装箱IDC高10%以上）适宜自用或业务出租，也适于服务器托管和机架出租业务（低机柜密度时不经济）楼宇式数据中心建设方式简述2004年，APC率先推出“APC

InfraStruXureExpressMobileDataCenter”，市场没有一丝反响，从此APC（后被施耐德电气收购）无心推广集装箱数据中心；2006年，Sun推出BlackBox让无数用户和媒体兴奋无比，开创集装数据中心建设浪潮，但Black

Box在Sun被Oracle收购之后偃旗息鼓；2010年，MciroSoft、Google大规模部署Container

Data

Ceter，将集装箱数据中心推向顶峰；今天，除上述4家外，Cisco、Dell、IBM、HP、SGI、Vmware等已推出自己的集装箱数据中心，华为、世纪互联、富士康、天云科技、浪潮也加入集装箱数据中心的行列。集装箱数据中心的背景应用场景快速移动部署——军事（指挥）、（油气）勘察、救灾、临时业务部署灾备——同城灾备资源紧缺型部署——临时应急、电力紧缺（低PUE诉求）、场地匹配困难（医院/大型卖场/港口/智能电网）突出特性高空间利用率：因集装箱空间狭小，一般部署刀片服务器或定制服务器，功耗密度>10KW/机架；部署简单，建设周期短：按需、分步、快速部署（10-12周），及时应对动态业务需求；智能管理：通常无人值守，必须配置专业详细的管理监控平台。其它特性运维方面：维护通道狭窄，巡视难，设备更换不易，可部署的设备受限，运维人员少、费用较低，但对人员要求高投资方面：建设周期短，按需部署，灵活易扩展，初期投资省、运行电费低（同等情况下比楼宇IDC低10%以上）适宜自用或业务出租部署，暂不适于服务器托管和机架出租业务集装箱数据中心的寿命超过10年，与供电、UPS、空调系统等设施的寿命相当大规模部署时，容积率低集装箱数据中心建设方式简述集装箱数据中心的部署小型数据中心AllinOne(IT机柜、供电、制冷一体化)集装箱数据中心：20”或40”集装箱可支持80KWIT功耗10KW/机架支持能力电源+网络+水泥基础准备即可医院、卖场、工厂、油气勘查、军事、救灾等场景使用标准3箱或1+1集装箱数据中心：40”集装箱，1IT箱+1制冷箱+1供电箱或1

IT箱+1辅助箱（制冷+供电）可支持300KWIT功耗20KW/机架支持能力电源+网络+水泥基础准备即可匹配高性能计算、云计算中型数据中心大型数据中心分散式部署仓储集中式部署仓储式数据中心，是中国移动集团首先提出的数据中心建设模式，旨在解决传统楼宇式数据中心建设的几大难题：仓储式数据中心的由来货架安装内景图建设单元内景透视图建设单元外景鸟瞰图模块扩展示意图模块单元整体设计理念模块模组DK建设单元（细胞）（组织）（个体）（社会）建设基地1、高建设、高运行成本；2、能源效率差（PUE值高）；3、搞功率密度制冷困难；4、灵活性、扩展性差。仓储式数据中心建设设想：象生物的发育一样严谨、自然、合理。仓储式数据中心的特点仓储式数据中心的优势装配流程化高度灵活性模块化扩展低能耗高效快速部署低成本高起点、大规模、低成本、节能仓储式数据中心优势适应不同进深尺寸的机架布放适应不同功耗机架的混合布置（行间制冷/背门冷却）适应全业务部署的需求优化灵活的模块单元仓储式数据中心整体布局及特例示意图仓储式数据中心整体布局示意图仓储式数据中心特例—集装箱数据中心制冷箱IT设备箱(支持堆叠)

供电箱仓储式数据中心实为定制化箱体（特殊集装箱）在仓库环境（特殊楼宇）下大规模部署的数据中心！应用场景适宜大规模、中高功率密度部署需求——1MW到几十MW，>4KW/机架功耗密度，固定部署X不适宜快速移动部署——军事（指挥）、（油气）勘察、救灾、临时业务部署突出特性规划难度降低：按模块单元（1-2MW/单元）复制部署，降低投资风险；建设周期降低：仓库建设期少于楼宇建设，整个数据中心建设周期可缩至1年；中高功率密度的设计，覆盖低密度，提升数据中心的柔性差，减少升级的诉求；与大型数据中心一样，选址难：电资源、水资源消耗巨大，各类人才需求大……其它特性运维方面：足够的维护通道，便于数据中心巡视和设备维修、更换，可部署任何设备，运行费用较低投资方面：建设周期中等，足够灵活性，初期投资小，投资风险小，运行电费略高于集装箱数据中心适宜自用或业务出租部署，有待市场验证是否适用于服务器托管和机架出租业务仓储式数据中心建设方式简述数据中心“微模块”（特殊集装箱）在楼宇内部署的图片中国·广东华为松山湖数据中心（2011年改造）美国·

SUNMicrosystemsSLSDataCenter（2008年）数据中心建设方式简单特性一览表项目楼宇式仓储式集装箱式应用场景自用、业务出租，服务器托管、机架出租；固定场地，适宜各种规模、各种密度部署；使用年长，但每10年需更换UPS、空调等。自用、业务出租，有待市场验证是否适宜服务器托管、机架出租；固定场地，大规模、>4KW/机柜密度部署；使用年长，但每10年需更换UPS、空调等。自用、业务出租；快速移动部署，临时应急使用是优势；高空间利用率，高效率，但容积率低；10-15年使用年限。建设建设周期长：大型数据中心超过2年；建设难度大：规划难，初期投资大、风险大；数据中心架构不灵活，扩展性较差；建设规模大小皆宜，规模越大每KW造价越低，10MWT3等级数据中心造价约4万/KW。建设周期适中：1年左右；建设难度适中：1-2MW/模块单元复制部署；中高密度建设，具备一定灵活性、扩展性；适宜大规模部署，10MW

T3等级数据中心造价<3.6万/KW。建设周期短：10-12周；建设难度低：按需部署；部署灵活，易于扩展；适宜中小规模部署，自用时可大规模部署，T3等级数据中心造价<4万/KW。运维数据中心智能化程度相对低，维护人员配置较多，对运维人员的要求低；维护通道宽敞，易于设备安装、更换、维修；故障响应时间取决于运维人员的反应时间，小运维难度高，运维成本高。数据中心智能化程度一般，维护人员配置一般，对运维人员的要求一般；维护通道适中，便于设备安装、更换、维修；故障响应取决于管理系统的智能化和运维人员的反应时间，运维难度高，运维成本高。数据中心智能化程度高，维护人员少，对运维人员的要求高；维护空间狭小，设备安装、更换尚可，现场维修难度大；自动处理故障，更换故障部件方式维修，修复时间快，运维难度低，运维成本低。成本CAPEX成本高：数据中心平面利用率低运行费用高：数据中心效率低CAPEX成本低：数据中心平面利用率较高运行费用低：数据中心效率高CAPEX成本适中：高密度、高空间利用率运行费用低：数据中心效率高绿色节能有机会使用低碳环保建材；制冷系统的节能措施是关键。数据中心密封；制冷系统的节能措施是关键。箱体隔热、耐腐蚀是关键；制冷系统的节能措施是关键。建设建议模块化思路建设数据中心中高功率密度规划适当预留配套设施空间合理容量的模块单元适当预留配套设施空间需要考虑连续制冷考虑双层堆叠提升容积率考虑连续制冷基于业务按需建设1、适合大规模或单栋部署；2、较适合7KW以下；3、支持云计算和互联网业务4、适合集团级和省级数据中心机房式数据中心应用场景对比1、适合大规模或单栋部署；2、较适合4KW以上；3、支持云计算和互联网业务4、适合集团级和省级数据中心仓储式数据中心1、适合临时性部署；原有机房的扩充；便携移动式部署、大规模或单栋部署。2、较适合6-10KW以上；3、支持云计算和互联网业务4、适合省级和地市级数据中心集装箱式数据中心建设方面对比项目机房式仓储式集装箱式建设周期楼宇建设以及咨询规划规划等耗时较长，建设周期通常需要1~2年。需要针对项目进行包括基建、钢整体规划设计，但装配制造都可以流程化，3~5月可以完成。标准产品的货期：提前30天预测，10周内发货，安装需1周非标产品货期：至少提前30天预测，12周内发货，安装需1周。施工难度传统机房的建设模式，如架空地板、走线等，都颇为繁杂，需要专业的施工团队采用工厂定制并标准化生产，通过在工厂预加工好各相关功能标准模块组件，在数据中心现场进行快速组装。模块化架构实现按需部署，标准化、去工程化实现简单复制，缩短部署周期。作为整体打包的集装箱式集成解决方案，只须简单基建，即可快速部署。场地要求需要建设综合性大楼，土建施工量大，整体工期长。占地面积：中需要建设钢结构仓库，土建施工量比机房式小，但比集装箱式也可利用废旧仓库改造，节省成本。占地面积：大只需一块平整的水泥地面或简易大棚；土建施工量小。接上电源和网络即可投入运营占地面积：小Page20仓储式集装箱式完全室内环境，温湿度、洁净度等指标高，故障率较其他两种方式低；规范的机房设计、宽裕的维护空间满足了运维最大便利度；

辅助区域的照明、空调等设备均增加了运维成本。需要24小时专人值守。通用大空间，简易板墙使室内环境质量稍低于机房式，故障率次于机房式；接近于机房式的空间设计使仓储式的运维难度也降到了最小；一体化的空间设计使仓储式辅助区设备与能耗成本较机房式低。需要24小时专人值守。完全户外环境使各箱体连接处增加了突发故障率，另频繁的开关门也对箱内设备产生一定影响，故障率较其他两种方式高；限于箱内空间非常有限及往返于各箱体维护，运维难度较高；箱体运维空间使非业务能耗降到最低，总运维成本最低。可实现无人值守。运维方面对比机房式机房式数据中心绿色节能措施1、大规模使用钢筋混泥土建筑材料；2、可使用自然冷却技术降低PUE；3、屋顶可应用太阳能发电技术。仓储式数据中心集装箱式数据中心绿色节能措施1、整体建筑材料少，低碳环保；2、可以使用自然冷却技术降低PUE值；3、仓库屋顶可应用自然采光技术，节省照明能耗。绿色节能措施1、使用较少的建筑材料，低碳环保。2、较难使用自然冷却技术；绿色节能对比制冷优缺点对比比较项目机房式仓储式集装箱式初投资主机、室内机及配套一次性规划,按业务逐步投资；管路一次性规划，一次性投资；主机、室内机及配套一次性规划,按业务逐步投资；管路一次性规划，一次性投资；主机、室内机及配套按业务规划,按业务逐步投资；管路一次性规划，按业务逐步投资；可扩容性扩容性差。扩容涉及工程量较大，并不能在线扩容。扩容性差，但较机房式好。由于有高大空间，当必须扩容时，可以采用从上空间增加冷冻水管道，增加一套冷冻水系统，实现冷量输送。按需部署(前题是预留行级空调放置位置),根据后续业务增长需求可扩容。FreeCooling实现直通风自然冷却，需要较大的建筑体量，对层高要求高，或专门设置设备层处理新风。建设成本高。房间空间高大，无需特别的预设计，采用直通风是，直接使用采用钢架结构分出机房空间和新风处理空间。建设成本低，后期新风系统维护简单。较难实现直通风自然冷却。气流组织房间内立柱较多，影响机柜布局和气流组织。建筑空间大，无立柱，架空地板可以更高，气流通畅，冷量利用率更高，可以灵活采用多种送回风方式。近端制冷，冷热通道隔离，能有效消除热点，冷量利用率高。PUE值根据室外机室内机的形式，针对本项目