產品列表

  • 技術文章 - Delta
  • 技術文章

     

    預製模組化資料中心的全球趨勢與案例

    數位經濟的發展需求促進了雲計算、移動互聯、物聯網、大數據等技術不斷融合發展,也驅動資料中心服務商和使用者在資料中心建設和服務上的投資不斷擴大。資料中心的建設發展要隨著應用需求的變化而變化,至今已經歷了四代,而IT界的摩爾定律魔咒也註定它還會繼續發展變化下去。

    從全球資料中心建設發展來看,美國仍然保持市場領導地位,在產品、技術、標準等方面都引領全球的資料中心市場發展。2016年美國資料中心IT投資規模達到842億美元,占全球的40.4%。根據房地產研究公司CBRE的最新資料顯示,2017年企業和基金在美國的資料中心建設投資規模已經達到了182億美元,到年底有望超越過去三年的總和。歐洲的資料中心規模也在穩步增長,2016年投資規模達到365億美元,比上年增長了27%,全球占比17.5%。CBRE資料中心解決方案董事Andrew Jey表示:「2017年歐洲資料中心容量將至少增長100MW,將成為發展最迅猛的一年。」亞太區域也是全球資料中心市場的亮點,2016年與上年同期相比增長了13.3%,投資規模達到520億美元(未計算日本)。中國市場的快速發展成為促進亞太資料中心增長的主力,以“互聯網+”為代表的大數據、雲計算、物聯網等新技術、新應用、新模式正不斷推動企業、行業轉型、創新與增長。來自賽迪顧問的資料顯示,2016年中國資料心IT投資規模達到 2410 億元人民幣,比上年同期增長16.8 %。

    全球資料中心投資規模與趨勢

    資料來源: 賽迪顧問2017,02

     

    傳統資料中心建設模式不能滿足時代需求

    資料中心建設快速增長是因為經濟發展及市場應用的時代需求,而這種需求不只是體現在資料中心的建設數量,同時還有品質。當下,傳統資料中心建設模式的弊端正逐步顯現,越來越不能滿足市場應用的時代需求。這些弊端主要體現在以下幾個方面:

    1. 建設週期長,靈活性差
      傳統資料中心的建設週期一般要花費12至18個月的時間,甚至更長,在此期間一般還會遇到設計變更、工程介面協調、通信協定解析等問題,導致最終交付的成品跟事先設計的預期不完全一樣。漫長的建設週期會延遲資料中心創造效益,還可能使建成的資料中心落後於市場發展,降低企業競爭力。

      同時,傳統資料中心建成以後也很難進行擴容改造,不能靈活適應市場需求的變化。

    2. 功率密度難以做高
      大數據時代“要因果也要相關”,資訊傳輸由文字到圖片再到視頻,這些特點都促進資料量呈指數級上升。在物聯網時代,一輛無人駕駛汽車每天將產生4TB的資料量,一家智慧製造工廠每天將產生1PB的資料量,而一家雲視頻供應商每天將產生750PB的資料量。這些應用對資料中心基礎設施的壓力陡增,而寸土寸金的資料中心不可能無限量地擴大建設面積,高功率密度建設正在成為行業趨勢。傳統資料中心一般採用房間級下送風製冷或者簡單的冷通道封閉,很難滿足高功率密度的需求。

    3. 高成本
      高成本主要體現在建設初期的一步到位使初期投資大,而建成初期的業務量小,使資料中心工作在低載低效的狀態下,電力損耗巨大。同時,機房的建制成本、管理維護成本,以及因建設週期長而延遲創造效益的間接成本,共同推高了擁有權總成本。

    4. 維護和管理不便
      設備廠商的不統一、介面及協定的不一致,以及建制過程中的人為調整,使傳統資料中心的維護和管理比較困難,管理人員將付出較多的時間和精力。

     

    預製模組化資料中心帶來資料中心建設模式的變革

    預製模組化資料中心是指根據專案需求,於工廠內部完成資料中心所需基礎設施單元的有機組合,到專案現場重新拼裝即可投入使用的資料中心,是一種預工程化的方案式產品。其拼裝後的成品和拼裝所需的基礎設施單元都可看作一個獨立的模組,具有模組化的功能性、獨立性、組合性和互換性特徵。

    貨櫃型資料中心是預製模組化資料中心的典型代表,它將資料中心基礎設施部署在一個或多個20或40呎的貨櫃型內,搬運方便、部署快速,可移動、可擴容、可更換,安裝場地幾乎不受自然環境的限制,可應用於軍事、礦藏勘探點或者遠洋考察船,也可作為邊緣區域的資料中心或者災備資料中心。它的功率密度可達傳統資料中心的6倍,而建制成本不到傳統資料中心的一半。

    微模組資料中心是由貨櫃型資料中心演變來的,當應用於室內時,省去貨櫃型資料中心的外殼(貨櫃型),同時又保留了貨櫃型資料中心的大部分優點。

    貨櫃型資料中心和微模組資料中心是預製模組化資料中心的典型代表,但不是全部,其它由定制的資料中心基礎設施組合搭建而成的資料中心也可看作預製模組化資料中心。

    預製模組化資料中心帶來了資料中心建設模式的變革,主要體現在以下幾個方面:

    1. All In One,無需分區
      不需要像傳統資料中心那樣於規劃建設之初先做功能分區,預製模組化資料中心可以將傳統資料中心的主機房、動力機房、空調機房的功能有機地組合在模組內,從而簡化設計,節省機房面積。

    2. 工廠預製,流水線生產
      預製模組化資料中心所需的基礎設施,像機櫃、空調、UPS、配電櫃,以及相互之間的網路、佈線、監控,甚至天窗、照明、門禁、擋板、支架,包括彼此連接的每一個端子都由工廠預製完成。工廠流水線生產保證了工程品質,提升了資料中心可靠度。

    3. 快速泊位、標準化安裝
      工程現場只是將預製模組進行簡單地拼裝,逐個泊位就行了,每一個模組及每一個模組的內部結構都遵循標準化的安裝程式。這種建設模式簡化了工程量,降低了工程難度,縮短了建設工期,也降低了成本。傳統需要一到兩年建成的資料中心,現在一到兩個月即可完成。

    4. 複製貼上,所見即所得
      預製模組化資料中心可以按需建制,隨需擴容,現有模組什麼樣,擴容後的模組就是什麼樣,所見即所得。這種靈活性可以使資料中心分期投資,提升整體運營效率。

    5. 高密度,低成本
      預製模組化資料中心一般採用機櫃式空調可水平送風就近製冷,送風均勻,沒有溫度梯度,配合冷/熱通道封閉,以及嚴密的氣流組織管理,可以極大地提升機房冷氣利用率,從而實現單機櫃20KW甚至更高功率密度的機房製冷,同時也節省了機房空間及電費,降低了PUE。

    6. 一站式專業服務
      預製模組化資料中心的方案式產品特性也決定了它可以實現廠商一站式專業服務,不會出現不同廠商相互推諉,責任無法判定的情況。配合先進、人性化的機房管理軟體,可以使機房管理人員隨時掌控整個資料中心的運行狀況。

     

    預製模組化資料中心建設案例

    與傳統資料中心相比,預製模組化資料中心具有明顯的優勢,所以各國於政策和應用面都在促進預製模組化資料中心的建設。我國國務院於2016年12月印發的《“十三五”國家資訊化規劃》提出增加IT專案投資及逐步控制新建資料中心的PUE值(2018年不高於1.5,2020年不高於1.4),在《雲計算發展三年行動計畫(2017-2019 年)》中明確要在綠色資料中心、模組化資料中心方面實現技術與產品的突破。

    國外企業像IBM、微軟、G伕等物聯網企業已率先採用預製模組化資料中心。比如Google對外展示的美國俄勒岡模組化資料中心,由45個貨櫃型組成,每個箱內裝載了1160台定制伺服器,總功率達到100MW,PUE為1.25,曾引起廣泛關注。

    中國內地企業像騰訊、百度、阿里巴巴等物聯網企業的資料中心也在沿著租賃—自建—定制的模式發展。 2016年9月12日,阿里巴巴張北資料中心一號、二號園區啟用,這是阿里巴巴在張北規劃的總計200億元雲基地投資中的一部分,也是阿里巴巴各項核心業務在北方最重要的基礎設施。張北冬季氣溫低達-38°C,長達半年不能施工,而阿里巴巴能在一年之內建起兩座大型資料中心的根本秘訣就是採用了預製模組化建設模式。

    與市場需求相適應,各大資料中心基礎設施供應商也都推出模組化資料中心解決方案,比如華為的Fusion Module系列、艾默生的SmartAisle系列、台達的MDC系列等等。其中台達作為全球電源管理與散熱解決方案領導廠商,以及全球資料中心基礎設施解決方案供應商,對資料中心的行業需求具有深刻的理解,對資料中心解決方案的提供也具有足夠的實力,其推出的MDC模組化資料中心解決方案包括靈動、易動和雲動三大系列,覆蓋了由小型到中大型,以及貨櫃型資料中心解決方案,應用案例正擴至全球。

    台達預製型資料中心解決方案

    類型 規模 應用

    一體化貨櫃型資料中心

    All-in-one containerized data center

    小型
    • 邊緣運算 (Edge computing)
    • 石油探勘
    • 冶礦
    • 天然氣鑽探相關
    • 軍事
    • 一般企業
    • 電信基站

    模組化貨櫃型資料中心

    Modular containerized data center

    中型
    • 海底電纜接入站
    • IDC資料中心
    • 一般企業或政府相關應用,如中國智慧城市

    動力貨櫃型

    Power container (power train unit)

    大型
    • 主機託管機房 (Colocation)

    台達貨櫃型資料中心基礎設施解決方案可提供彈性的電力架構配置,並整合高效的散熱系統、與智慧的監控軟體,已為全球主機託管服務(Colocation)領導企業選用並在亞太地區進行建置,提供邊緣運算服務給終端使用者,在第一期的建置階段,每個資料館(data hall)的IT負載量為3MW,配置四座動力貨櫃型做N+1冗餘,總共數十座,總供電容量達到28MW。另外,在中國貴安,有一座綠色隧道資料中心建在隧道裡面,滿載12個貨櫃型,6000台伺服器,儲存量達3億GB,整個資料中心全部採用自然風冷,大大降低了運營成本。

    ▲ 台達動力貨櫃型解決方案,守護兆瓦級資料中心

     

    總結

    數字經濟促進資料中心建設持續增長,而傳統資料中心的建設模式越來越不能滿足時代需求,預製模組化資料中心帶來資料中心建設模式的變革,成為現階段資料中心建設的發展趨勢,正在全球逐步應用,未來必將得到快速發展。而隨著經濟發展和應用需求的變化,資料中心建設模式的變革也不會止步,還將會不斷地發展下去。

     

     Data center Infrastructure total solutions

     

    top

    快速連結

    訂閱電子報