全生命周期概念與數(shù)據(jù)中心的模塊化機房設計

袁霽

摘要：隨著時代的發(fā)展大數(shù)據(jù)的發(fā)展越來越先進，對于數(shù)據(jù)的處理要求也越來越嚴格，與此同時在進行數(shù)據(jù)機房設計時所需要考慮的限制也凸顯出來，尤其是投資以及耗能的問題。因此，在現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)機房設計中，有人提出將生命周期概念應用到其中，以此來對機房實行模塊化的設計以求降低數(shù)據(jù)中心全生命周期的投資及耗能。

關鍵詞：全生命周期；數(shù)據(jù)中心：模塊化機房

1.前言：在進行模塊化的機房設計中加入全生命周期的概念，是在的數(shù)據(jù)處理部門力求降低設計及建造成本的最新方法。在進行模塊式的數(shù)據(jù)中心設計時，需要工程師關注系統(tǒng)的效率和操作的特性，而機房數(shù)據(jù)中心的設計需要考慮的相關基礎設施對于數(shù)據(jù)中心的設計提出了更高的要求，在既能夠高效運行處理的同時還要能夠降低耗能。

2.全生命周期的概念

2.1全生命周期的出現(xiàn)是基于當今人們對于社會需求而出現(xiàn)的一種嶄新的交易理念，任何事物都存在生命周期。例如在人類的種族群體中生命周期之從搖籃到墳墓的生命過程：在建建筑工程中指建筑項目從規(guī)劃、立項、設計、施工到維護管理直至拆遷的全過程：數(shù)據(jù)中心的全生命周期類似于建筑的全生命周期，只是多了一個回收的階段。因此全生命周期的過程可分為規(guī)劃、立項、設計、制造、運營及最后的處理階段，在數(shù)據(jù)中心機房的模塊化建設中對生命周期進行科學的規(guī)劃及合理的設計是保證全生命周期更好進行的關鍵。

2.2全生命周期的作用包括很多，其作用的根本是降低能耗及投資。

第一，在進行具體的機房數(shù)據(jù)中心設計和建造時，對于設備運行所消耗的能源，電能的使用效率要進行最合理的規(guī)劃和設計以求減低能耗。電能的使用效率是評價數(shù)據(jù)中心是否能夠成為綠色數(shù)據(jù)中心的在行業(yè)內(nèi)應用最為廣泛的指標。電能使用效率的定義是數(shù)據(jù)中心耗能與IT設備負載在滿負載工作下耗能之比，比值的大小越接近1則證明節(jié)能的效果越好。當然了在實際使用期間用戶對于設備的需求不同所產(chǎn)生的比值是會有差別的。在進行數(shù)據(jù)中心的全生命周期概念建設中引入電能使用效率，其表現(xiàn)為數(shù)據(jù)中心耗能與IT設備在非滿利用率情況下耗能比。

全生命周期通過對數(shù)據(jù)化中心建設所采用的模式進行分類，進行客觀的比較。其中一次性的投資采用了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設模式，所有設備一步到位：分期建設則是進行模塊化安裝，IT設備和其他設備分批次進行安裝。兩種安裝方式在前期差距不是很明顯，但是在正式投入使用后通過數(shù)據(jù)采集進行比對后發(fā)現(xiàn)一次性投資的耗能較分期投資高出60%，而且電能使用效率的比值比波動也較為明顯。由此可以看出通過引入全生命周期概念來進行數(shù)據(jù)化中心的建設所能帶來的能耗節(jié)約效果是非常可人的，全生命周期概念通過對電能使用效率的控制，很明顯的降低了數(shù)據(jù)中心耗能，對節(jié)約能源具有顯著作用。

第二，在數(shù)據(jù)中心建設中資金的投入是很重要的問題，現(xiàn)在的資金投入方式有兩種，分為一次性投資和分期投資。一次性投資是傳統(tǒng)的方法，即按照數(shù)據(jù)中心的最終需求一次性將資金投入來達到效果；分期投資則是以全生命周期概念所表現(xiàn)出的建設階段為根本，在有需要的階段進行投資，將資金分批流入以達到數(shù)據(jù)中心的最終目標，有效的使資金的使用效率達到最大，也最大程度的節(jié)約了投資金額。而通過實踐應用也確實證明了引入全生命周期概念的投資方式節(jié)約成本40%。由此可以得知將全生命周期概念引入到建設項目中后，通過整體控制明顯的控制了資金流向，節(jié)約了項目成本。

3.數(shù)據(jù)中心的發(fā)展情況

隨著各行各業(yè)的迅猛發(fā)展，行業(yè)發(fā)展所產(chǎn)生的信息所體現(xiàn)的價值也越發(fā)的重要起來。各行業(yè)開始大規(guī)模的建設信息系統(tǒng)以滿足市場競爭需要，力求為客戶打造更滿意的消費環(huán)境。如今的數(shù)據(jù)中心經(jīng)過了五代發(fā)展而來，正在向第六代邁進。目前全球的數(shù)據(jù)中心已達到三百多萬個，其運行時所消耗的能源在全能源消耗比例已經(jīng)達到了百分之一。在國外數(shù)據(jù)中心的電能使用效率普遍較低，但是在我國數(shù)據(jù)中心的數(shù)量占全球的14%，但電能使用效率卻不盡人意，是國外的一倍左右。

我國的數(shù)據(jù)中心電能利用效率整體偏低，企業(yè)在進行費用繳納時電費已經(jīng)成為了很大一筆開支。所以提倡數(shù)據(jù)中綠色化建設已是必然趨勢，引入全生命周期概念也是必要的。

4.模塊化設計

模塊化的概念最早是在計算機軟件領域出現(xiàn)的，其意義指一段能完成一定功能并且與其他程序相互聯(lián)系的獨立的程序。模塊可以分為結(jié)構(gòu)和功能兩類，其中功能模塊是指模塊化產(chǎn)品具有相應的功能體現(xiàn)，包括基本模塊、輔助模塊、專用模塊、附加模塊和擴充模塊：結(jié)構(gòu)化模塊則是指不具備使用功能，但是卻是功能模塊的載體。為保證各模塊之間準確結(jié)合，對于尺寸的要求極其嚴格。

5.數(shù)據(jù)中心機房模塊化設計

數(shù)據(jù)中心機房的設計包含了IT設備和其他物理基礎設備，這其中IT設備本就是模塊化的產(chǎn)品，所以我們談到的數(shù)據(jù)中心機房模塊化建設是指對于基礎物理設施進行模塊化建設。在機房的物理設施包括供配電系統(tǒng)模塊、機柜系統(tǒng)模塊、空調(diào)系統(tǒng)模塊、布線系統(tǒng)模塊和智能集成管理系統(tǒng)模塊。各模塊之間相互配合，供配電系統(tǒng)采用模塊化的UPS，隨著設備得增加來增加UPS模塊，節(jié)能綠色又環(huán)保：空調(diào)系統(tǒng)模塊接受來自供配電的能源采用房間級精密空調(diào)，對機房內(nèi)部進行精確制冷，節(jié)約能源40%：機柜系統(tǒng)模塊是一種集成模塊，包含了其他四種模塊的作用，但不是主要作用，還需要和其模塊配合使用才能正常工作，但是集成模塊大大縮短了其工作流程，也間接的降低了能耗：布線系統(tǒng)模塊則是采用工廠生產(chǎn)的預端接布線模塊，支持即插即用，可實現(xiàn)快速連接，降低了工程成本；智能集成管理系統(tǒng)模塊則相當于人的大腦對己方的各種系統(tǒng)設施進行監(jiān)督，以保證其正常運行，提高系統(tǒng)運行效率和安全性。結(jié)束語：在進行數(shù)據(jù)中心模塊化機房建設中，引入全生命周期的概念在模塊建設所需階段進行合理配置既能夠保證數(shù)據(jù)中心的高效運行，又能夠降低能耗及生產(chǎn)成本，節(jié)能減排，最終達到建設綠色數(shù)據(jù)中心的目標。