高效数据中心之道

当前数据中心的困惑

    数据中心是数据存储、处理的基石，随着信息数据的爆发式增长，面临越来越大的挑战。根据IDC报告，2006年全球的数字信息量约1610亿GB。到2010年，这个数字达到9880亿GB，年复合增长率约57%。图灵奖获得者Jim Gray提出了一个新的经验定律：网络环境下每18个月产生的数据量等于有史以来数据量之和。到目前为止，数据量的增长基本满足这个规律。而海量的数据增长，则意味着巨大的能耗需求。数据中心的功耗一般从几十kW到几千kW，甚至更高。这对配电和制冷提出了越来越高的要求。工业和信息部在《工业节能“二二五”规划》提出到2015年，数据中心PUE值需下降8%的目标。国家发改委等组织的云计算示范工程要求示范工程建设的数据中心PUE要达到1.5以下。数据中心的能耗约占全球CO2排放量的2%，其日益增长的能耗及CO2排放量已成为企业无法逃避的社会责任。

    数据中心对单位比特能耗较低的高效数据中心的渴求，也越来越迫切。本文讨论通过基础设施的改进、新材料、新技术应用对数据中心带来的节能效果。

如何建设高效数据中心

    依据The Green Grid对绿色数据中心的定义，PUE小于1.6是其标志之一，理想目标是1.5以下。高效数据中心也具有绿色数据中心的这个特征，是当前数据中心发展到瓶颈后的必然要求，也是社会生产力提高的要求。高效数据中心的建设涉及选址、规划、设计、验证等多个环节，只有整体统筹考虑，才能建设一座真正的高效数据中心。

    在选址上，除去地震、火山等不可抗因素区域外，客观上优先选择能源丰沛、可较多利用自然冷源、传输资源充足、交通便利的地区。

    在规划、设计上，对于数据中心整体建筑，建议多采用节能环保材料，有效减少数据中心外部的热传导和辐射；建议采用机架功率密度6kW或10kW及以上设备，节约机房面积，减少维护空间；对于配电系统建议优先采用模块化UPS、高压直流系统或飞轮系统，这几种配电系统，系统可靠性高，性能较传统UPS有较大提升；对于制冷系统，建议采用水平送风式的列中制冷、冷水背板，空气满足要求时，可以采用新风系统。对于机房温湿度，GB50174-2008要求温度22~24℃，RH（相对湿度）40%~55%，而实际上服务器工作环境可以达到40℃，RH20%~80%，建议根据ASHRAE-2010标准，放宽机房的温湿度范围，减少制冷和除湿的功耗；对于数据中心管理系统，建议采用具有联动功能的DCIM系统，通过内置的专家系统联动策略，使数据中心设施自动化运转，高效节能。

    在验证上，由于每座数据中心的需求都有其特殊性，任何规划和设计都会有待改进之处，通过验证，我们能对项目前期的规划和设计的不足之处做出合理的调整和改进，以达到项目建设的初衷。

中兴通讯的高效数据中心之道

    对于高效数据中心的建设，中兴通讯提供三种产品系列，分别是集装箱数据中心ZTE USapphire CDC、微模块数据中心ZTE USapphire MDC、微云系统ZTE USapphire MINI，三种产品系列全部支持中兴通讯ZTE USapphire IntelliSpirit 数据中心统一管理平台。其中CDC主要应用于无机房的环境、应急或短期环境，无需大规模土建，移动性强；MDC主要应用于机房环境，适合大规模快速部署、弹性投入；MINI主要应用于机房或者办公环境，提供单机柜级的较佳布局，以单机柜为单位，可以任意伸缩。MINI是机架级的整体解决方案，提供7~10kW的配电功率，采取风扇背门制冷（风扇出风口斜向上），支持380/220VAC输入或者240VDC输入，内置240VDC转12VDC的PSU，内置交换模块和管理系统。

集装箱数据中心ZTE USapphire CDC建设方式

    在配电方面，可以采取动力箱的形式，内置柴油发电机的高压直流系统或飞轮系统，与CDC的移动性相配套。在制冷方面，可以采用冷水机组+列中制冷空调末端的方式，或者采取冷水机组+冷水背板的方式，其中冷水机组放置在可整体移动的制冷箱内，同时对末端的冷冻水可以通过冷媒的形式替代，由于两种制冷方式都采取类似的水平送风的方法，机柜上下的进风温度一致，节省能耗。

微模块数据中心ZTE USapphire MDC建设方式

    在配电方面，采用模块化UPS或者高压直流系统。对于采用高压直流系统，微模块部署采取高压直流系统内置于微模块内部的方式，其中开关电源柜输出240VDC（标称），架顶式PSU提供12VDC输出，同时内置电池系统。在制冷方面采用冷水机组+列中制冷空调末端的方式，水平送风。冷热通道封闭，通过列中空调末端进行冷热交换。

微云系统ZTE USapphire MINI建设方式

    在配电方面，微云系统MINI支持高压直流系统，电池统一放置在电池间和配电间的240VDC输出并联，为微云系统配电。在制冷方面，微云系统MINI由于只有风扇背门提供换热，需要利用环境冷量制冷。对于多套微云MINI组成的机房，建议采取背对背放置，热通道封闭的方式。可以采取冷水机组+精密空调的传统制冷方式，或者采取新风系统制冷。对于采取新风制冷的方式，在微云系统MINI 27℃进风温度的条件下，可以最大利用新风等自然冷源，全年综合PUE能达到1.2左右；同时建议采取机柜前上送风的方式，提供大风量的输出。

    高效数据中心是传统数据中心的演进趋势，代表数据中心未来的发展方向，需要数据中心相关产品的设计者、规划者和建设者们携起手来，通过研究和试验，采取不同的新技术和方法，找到多种适合的高效数据中心建设方法。