数据中心微模块运用的探讨

陈兴华（青岛恒华机房设备工程有限公司，山东青岛 266071）

数据中心微模块运用的探讨

陈兴华
（青岛恒华机房设备工程有限公司，山东青岛 266071）

介绍了数据中心微模块的形成及分类、建设和安装，分析了微模块的市场需求。指出不同配置的微模块可根据用户实际需求及现场限制条件灵活选用，以保证微模块内部系统的可靠性及系统相对的完整性；微模块须满足模块、平台、接口等方面的标准化，才能对现场实施提供快速的支持，解决工程实施过程中的三大不可控因素。

数据中心；微模块；安装方式；市场需求

陈兴华（1976-），男，工程师，从事数据中心基础设施建设方面的工作。

0 引 言

在数据中心的建设中，随着其规模的扩大，分期建设、分批投产成为特点。为了保证后期建设和前期已经投产的系统之间的独立性和安全性要求，数据中心的模块化得到了广泛的应用。近几年，随着数据中心行业的快速发展、快速部署、快速投产的要求，对业务的连续性和及时性要求越来越高，但工程建设的客观规律和合理工期的要求无法满足IT的快速增长需求，迫使众多设备厂家投入数据中心微模块的研发与生产中。目前，市场上的微模块主要通过工程产品化和产品差异化来满足产品差异化竞争的需求。

1 微模块数据中心

1.1 微模块数据中心的形成及分类

在数据中心高速发展的过程中，数据中心的建设周期相对比较长，基础设施中的供配电、暖通制冷等机电系统比较复杂，不能快速地进行扩容、投产。同时，机柜、精密空调等传统数据中心产品生产厂家众多，同质化严重，竞争激烈。为了解决竞争困局，同时引入差异化竞争，很多厂家在原来冷热通道气流遏制系统的基础上开始进行微模块的研发，在短时间内快速、高效地完成对数据中心的扩容部署以满足业务集中发展需要，同时兼顾绿色节能和低碳经济，成为IT规划及管理的首要任务。数据中心微模块采用整体模块化的设计理念，由若干相互独立的模块构成，每个模块具备机房运行中的一个或多个系统功能。这些即插即用的功能模块通过简单组装就能构成完整的机房运行环境，与传统模块化数据中心相比，设备组合更简单、实用，不涉及建筑及装修等方面的配置，因此也被称为微模块化数据中心。微模块数据中心如图1所示。

图1 微模块数据中心

目前，市场上不同厂家、不同项目的微模块数据中心配置略有不同，以保证微模块内部系统的可靠性及系统相对的完整性。微模块配置分类如表1所示。

表1 微模块配置分类

（1）机柜系统：必须满足服务器和网络机柜具备更多的安装空间，并具有可扩展性和安全性。

（2）电源系统：在机柜内提供基于即插即用技术的UPS供电和配电方案。

（3）制冷系统：根据需求可以提供从风扇到高效液冷系统各种不同等级的冷却方案。

（4）安全防范系统：提供从温/湿度传感器、门禁控制及CCTV监控系统。

（5）消防报警及灭火系统：提供消防报警装置以及消防灭火装置。

（6）智能化管理系统：监视、度量和控制模块集成在一个软件界面中，减少故障风险，增加预防性措施，检测微模块各子系统的运行状态。

从表1可以看出，微模块数据中心可以根据用户实际需求以及现场限制条件灵活采用多种方案。

目前市场上重点推广微模块的厂家主要分为三类：①第一类是原来做空调、机柜等的厂家，主要配置中一般采用电源集中供应方式，而且配有行间空调，如图2所示；②第二类是原来做机柜的厂家，微模块中尽量不会配备电源和空调；③第三类是集成商或总包商，配置的微模块中采用行间或机柜底下空调制冷方式，并配备消防灭火钢瓶，以提高微模块的功能完整性，如图3所示。电源采用分布式供应方式，目前在市场中相对运用得较少。

图2 配有行间空调的微模块

图3 机柜底下配有空调的微模块

1.2 微模块数据中心的建设和安装

1.2.1 可快速部署的微模块

微模块数据中心除了满足高密度制冷需求及安全外，能够快速部署。微模块数据中心从机柜开始，达到数据中心的整体模块化，包括大楼的模块化、园区的模块化。数据中心的设计和建设者，更关注的并不是产品的研发细节或各个品牌的优缺点，而是从实际工程实施角度去关注微模块数据中心带来的优势。

微模块数据中心满足市场需求，具备很多的优点，如图4所示。

图4 微模块的优点

图5 微模块需要解决的问题

（1）一个架构（模块化）：单次规划，多次部署，按需投入，随需应变。

（2）两种手段（标准化、去工程化）：标准化接口，界面清晰，建设简单；预制化部件，工程减少，易于复制。

（3）三个支点（智能化、高密度、高效率）：提升空间利用率，减少投资成本；提升电源利用率，减少运行电费；提升管理效率，减少管理费用。

微模块数据中心产品必须满足在模块、平台和接口等方面的标准化，才能对现场实施提供快速的支持，解决好工程实施过程中的三大不可控因素，即进度不可控、质量不可控、成本不可控。微模块需解决的问题如图5所示。用预设计、预生产、预测试的方式，消灭工程不确定性，将项目可视化，以加快进度，提高质量，降低成本。模块可复制、升级，并可更换单一功能部件。平台承载定制部件和标准模块的通用系统。接口是平台与模块、模块与模块间的标准件。对于预制产品，进度最大加快2倍，质量达工业产品级别，成本最大降低30%。

1.2.2 微模块的两种安装方式

不同的微模块厂商提供的产品配置不同，在数据中心施工工程中，微模块将三个不可控转化为可控的环节上也是各有特点，可以按照安装的简易程度，大致分为两种情况。

（1）第一种情况是工厂预制化的、成套的设备安装及搬运。该方式在工厂预制完成整体底座，在工厂进行UPS、配电柜、机柜和空调等设备等就位安装，作为一个整体产品运输到现场，然后进行吊装放置。该方式可以充分利用现场施工装修和公共资源建设，在工厂同步进行重大设备的预安装，大大地缩短了现场组装的时间。同时，由于工厂专用设备多、工人采用流水线作业、培训简单等优点，生产质量相对较高。主要缺点是必须考虑运输工具的载重，尺寸必须满足道路运输的需求；到现场后由于整个微模块重量较大，现场就位难度大，对现场的运输通道要求高。可预安装的微模块整体底座如图6所示。无论是UPS、空调、配电柜还是机柜，都是在工厂生产过程中根据现场摆放要求直接安装到底座上，从而形成整体的微模块。

图6 可预安装的微模块整体底座

（2）第二种情况是安装构件进行标准化设计，连接片等均采用可插拔的方式，便于现场组装，所有的零部件通过编号等运输到现场，在现场进行组装。该方式对运输及就位要求低，但由于需要在现场安装，必须现场达到装修的安装条件后才能进行安装，进度的可控性差。同时，现场安装质量受制于安装人员的技术水平。从传统的数据中心建设和设备安装流程来看，这种方式仅仅是变更接口模块，差距不大。

2 市场需求

2.1 互联网行业客户

微模块使用最多的是大批量的快速部署项目，即互联网企业，其业务模块相对比较固定，模块的颗粒度把握得比较好。

2.2 第三方出租型数据中心

由于经营需要，第三方出租型数据中心对工程的建设周期要求越短越好，对于工程质量以及数据中心应用的灵活性要求越高越好。微模块数据中心可以根据客户需求灵活搭配、快速建设，及时满足投运要求，增强企业的市场竞争力和服务客户的能力。

2.3 地方政府或地市级金融机构

地方政府或地市级金融机构的数据中心在建设过程中繁琐的沟通、协调工作往往需要耗费大量的精力。数据中心建设受选址等影响比较大，层高、承重等往往满足不了数据中心的基本要求。因此对于这类客户，微模块中配置了电源、空调、消防等产品，既减轻了客户在建设过程中需要与土建、消防等部门协调的工作量，又能满足IT业务快速增长的需要，实现了简单、快速的部署。另外，根据IT业务的实际需求情况，可以适当提高单机柜的密度来避免场地面积不足、层高不足等相关不利因素。

3 结 语

在业务集中、数据集中和信息技术突飞猛进的大背景下，各行业的业务数据急剧增长，数据类型发生着巨大变化，海量数据、管理的复杂性、连续性的高要求等成为数据中心的共有特点。同时，由于IT等业务模式的发展，数据中心需要进行分期、分批的业务投产，满足无缝衔接、互相独立和不受干扰的要求。因此，数据中心的模块化设计应从建筑平面规划的模块化到业务系统、供电和制冷系统等模块化，满足数据中心基础设施支持IT业务发展的需求。同时，设备端、UPS等厂家也生产出模块化的产品，满足模块化数据中心的要求。

［1］ GB 50174-2008 电子信息系统机房设计规范［S］.

［2］ APC第135号白皮书.热通道和冷通道气流遏制系统对数据中心的影响［G］.

［3］ 马强，郑媛媛，沈立鹏.微模块数据中心应用技术研究［J］.计算机技术及其应用，2015，37（2）：35-37.

Discussion About App lication of M icro M odule in Data Center

CHEN Xinghua
（Qingdao Henghua Computer-room Equipment&Project Co.，Ltd.，Qingdao 266071，China）

This paper introduced the formation and classification，construction and installation of micromodule in the data center，and analyzed themarket demand ofmicromodule.It is pointed out that the different configurationmicro module should be flexibly adopted according to customer's actual demand and local condition，in order to ensure the reliability of the internal system of them icromodule and the relative integrity of system.Themicromodule should meet the standardization of interface，module，platform，which provides the rapid support for field conduct to solve three uncontrollable factors in the process of project implementation.

data center；m icromodu le；installation way；market demand

TU 244.5

B

1674-8417（2015）09-0042-04

2015 09 07