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    模組化為 ICT 基礎設施工程系統設計的條件

    急遽成長的資料處理量已經成為越來越迫切需要解決的問題。為了因應此一挑戰,我們需要比目前更強大的大規模電腦運算能力,同時也需要建構新的資料中心、增加每組機架的電源密度,並改善能源效率。之前建造的設施必須進行升級,才可滿足不斷變化的產業要求。如今,資料中心已經不再被視為是一個完整的一次性專案。每個資料中心在建構時,都要將逐步擴容的可行性納入考量。當擴充成為建構資料中心的重要議題時,設計師便可藉助模組化做法與智慧生產解決方案(例如:預製組件)。在上述解決方案的協助下,您可以延後資料中心目前不必要零組件的啟用時間點,並於日後需要時,再使其投入運轉。關於預製組件有許多迷思與傳聞,本文在此將試圖解開若干疑惑。.

    預製組件和傳統解決方案有何不同?

    所有資料中心子系統均可劃分為三大類別:電源供應、空調與 IT 負載。為方便說明,我們將電信通訊的部分也納入 IT 負載的類別。模組化做法意味著將這些子系統或其元件,視為功能完整的產品生產。這些產品可以是工廠安裝的機櫃,或甚至專為戶外安裝用途製造的貨櫃。模組化元素可定義為任何足夠大的預製單元。但一般而言,模組化元件是指某些工程基礎結構已經預先於工廠安裝的貨櫃式解決方案,抑或是採固定式母線幹線系統、電纜線槽系統和其他系統底座設計,以便組裝於機架式陣列的解決方案。

    此做法可大幅簡化資料中心的安裝與試俥。由於所有模組均已於生產階段完成測試,因此可免除相容性問題以及各種可能延緩試俥過程的故障問題。在理想情況下,幾乎所有伺服器機房的工程設計與機架安裝元件均於同一工廠組裝,因此也會模擬負載情況,進行全面檢查。特殊加熱器可安裝於機櫃內,取代伺服器。系統檢測完成後,將其拆解以利運輸包裝,之後送至顧客指定地址,以進行現場安裝。並行處理則可進一步加快試俥速度。當顧客正在處理現場與伺服器機房的準備工作時,工廠已經將資料中心建制完成。

    貨櫃式資料中心尚無法全面普及的原因

    使用預製組件可加快對不斷變化需求的應變能力。您可以隨需擴容,或者反過來,卸除不再需要的資源。貨櫃化資料中心可在必要時,從一處移至另一處,然而,儘管具備諸多優勢,此仍非一體適用的解決方案。原因其實很簡單,可在公共高速公路上運輸的法定最大負載規格相對來說太小。如果使用一個貨櫃建制一個伺服器機房,則要靠幾列機架容納所有通訊設備系統,是有相當難度的。伺服器隔間將會變得太過狹隘,而且沒有什麼餘裕可供設備維護使用。

    唯一的辦法就是將尺寸規格提升至特定限制值,因為運送過大貨櫃的成本可能會比製造成本來得高出許多。此類解決方案最適合小型與行動資料中心。可輕易於現場部署,也能夠迅速卸除。有時在擴建傳統資料中心時,也會使用貨櫃,例如:在可建制另一個伺服器機房的情況下。建制大型貨櫃式資料中心仍是一個理想的概念,但現代化資料中心的模組化發展卻偏離此一概念。最重要的一點在於,現代化資料中心仍舊是以混凝土或預製的金屬結構建造,並且使用夾芯板。在這樣的情況下,只有工程設計基礎架構的機架設備,甚至 IT 負載的元件能夠實現模組化。模組化主要的概念,是要發展出一套可於日後複製,並且能夠隨需擴容並提升效能的標準解決方案。

    電源供應的模組化

    市面上有現成的模組化設計,可用於迅速安裝機架式安裝設備以及所有必要的母線幹線和電纜線槽系統。現在也已經可以利用融合與超融合解決方案,將 IT 負載置於模組化滑軌上。就連模組化最難導入的空調或不斷電系統,也出現了可行的做法。現在已經有適用於 UPS 解決方案的模組化選擇,而且此類產品也日益普及。模組化的優點很明顯:可透過新增電池機櫃,以相對較小的單位,逐步增加系統電力。安裝與維護也更加簡易,而且若發生意外事件時,也只會損及可由資料中心職員自行更換的部分 UPS。

    Modular UPS DPH series 50-600kVA    Delta DPH 75/150/200 kVA UPS

     ▲ 台達模組化 UPS 
    DPH 系列 50-600 kVA 

    ▲ 台達模組化 UPS 
    DPH 系列 25-75/150/200 kVA 

    資本支出與營運支出

    採用模組化做法並不會減少資本支出,但可以使其在整個資料中心的生命週期(平均為十年)內攤平。同時也可減少營運支出,並縮短物件的回本期。您可以建立一個分成好幾個階段的模組化資料中心專案,然後視資料成長需求擴容。模組化解決方案的擴充能力十分出色,而且幾乎每個現代化的後續階段與前者均不會產生衝突。這意味著,在設計階段就能夠實現完整的獨立性,而且可以分段完成整個設施的深度現代化。

    Modularity as a Requirement for ICT Infrastructure Engineering Systems

    預測

    全球資料中心結構產業正面臨一股所謂的超大規模趨勢。全球科技公司紛紛建造可處理數十或甚至數百千瓩負載的大型資料中心。最重要的一點,這些專案均由搜尋引擎、雲端解決方案供應商和大型社交網路(例如:Microsoft、Amazon、Google 或 Facebook)實作。就我們所知,俄羅斯的 Yandex 也準備跟進。特定的模組化解決方案在此類資料中心的工程設計基礎架構中,已經有相當普及的使用。分析師對於超大規模資料中心的成長可能性,持不同看法;部分預期每年最多可成長 40%。以資訊系統朝雲端化邁進的新興趨勢看來,這樣的評估實屬中肯。在較小型的專案方面,模組化解決方案的應用也逐漸普及。就現在而言,這是資料中心設計與架構產業的一大趨勢,將可帶動頂尖設備製造商,定期擴展其智慧生產解決方案的產品系列。

     

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