安科瑞 王明單

摘要：通過分析用戶需求、建設(shè)和運維等多方對數(shù)據(jù)中心建設(shè)的要求；結(jié)合國家政策、數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢，創(chuàng)新性地引入關(guān)鍵因素多角度分析法。同時系統(tǒng)性地提出數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展中如何進行精細(xì)化建設(shè)的策略。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；數(shù)字化；精細(xì)化；上架率；PUE

0引言

近年來，全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來了數(shù)據(jù)的快速增長。數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)的載體，承載了千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型信息系統(tǒng)基礎(chǔ)的重任，已經(jīng)成為社會不可或缺的“數(shù)字底座”。在國家十四五規(guī)劃、新基建、東數(shù)西算與行業(yè)數(shù)字化的驅(qū)動下，數(shù)據(jù)中心進入持續(xù)高速發(fā)展期；同時也正由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展演進。數(shù)據(jù)中心需面對需求多樣化、質(zhì)量高要求、運營智能化和建設(shè)綠色低碳等多種重要因素，其精細(xì)化建設(shè)變得越來越重要。

1需求分析

數(shù)據(jù)中心的精細(xì)化建設(shè)需要對政策與趨勢、用戶需求和建設(shè)與運維要求進行綜合分析。

1.1政策與趨勢分析

目前，數(shù)據(jù)中心在規(guī)模化發(fā)展的基礎(chǔ)上，其布局和發(fā)展進入了政策和行業(yè)驅(qū)動的新階段。首先，一體化大數(shù)據(jù)中心政策推動數(shù)據(jù)中心布局優(yōu)化，促進數(shù)據(jù)中心協(xié)同發(fā)展。全國一體化大數(shù)據(jù)中心、新型數(shù)據(jù)中心等政策文件的出臺及東數(shù)西算工程的實施，為數(shù)據(jù)中心協(xié)同、一體化發(fā)展指明方向。數(shù)據(jù)中心的布局應(yīng)結(jié)合國家的政策進行統(tǒng)籌和適度集約，并根據(jù)建設(shè)的需求對布局不斷優(yōu)化。其次，新型數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展的重要方向。高技術(shù)、高算力、高能效和高安全成為信息數(shù)據(jù)中心的新特征，同時也提出了數(shù)云協(xié)同、數(shù)網(wǎng)協(xié)同和云邊協(xié)同等協(xié)同新要求。通過對以上重要政策和發(fā)展趨勢的分析掌握，能在數(shù)據(jù)中心的布局優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、算力配置、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、綠色低碳和安全可信等方面更好地把控重點和關(guān)鍵點。

1.2用戶需求分析

首先，我國數(shù)據(jù)中心的用戶需求迎來了行業(yè)增長、技術(shù)驅(qū)動和區(qū)域轉(zhuǎn)移新機遇。

①數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模持續(xù)穩(wěn)步增長。大型以上數(shù)據(jù)中心規(guī)模增長迅速，2021年底我國在用數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模近五年年均復(fù)合增速超過30%。

②儲能、蓄冷、高密度、算力網(wǎng)絡(luò)、智能運維、超融合架構(gòu)等技術(shù)的創(chuàng)新，加速推動數(shù)據(jù)中心向大型化、智能化、綠色化方向發(fā)展。

③東數(shù)西算工程的實施，推動了市場熱點的新布局和區(qū)域轉(zhuǎn)移。

其次，用戶需求也面臨著增速放緩、需求轉(zhuǎn)變和競爭白熱化的挑戰(zhàn)。

①互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)用戶仍占據(jù)主導(dǎo)地位，IDC行業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)共振效應(yīng)；但市場飽和度增大，增速已放緩。

②用戶需求由傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)的服務(wù)器租用為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)上云對算、存力和運力的不同需求。

③運營商、第三方及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)得到規(guī)模發(fā)展，行業(yè)的競爭加劇。

再次，用戶需求需要直面多樣化新趨勢。用戶的需求呈現(xiàn)出了以下新特點：

①安全可靠要求。黨政軍、金融等用戶對安全性、可靠性提出了更高的要求，不僅要求基礎(chǔ)設(shè)施安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全，對安全專享也提出更高的要求。

②定制化需求。根據(jù)用戶對算力、網(wǎng)絡(luò)、存儲的不同需求，要求數(shù)據(jù)中心具備一定的定制化能力。滿足不同功率、機架數(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)、彈性和安全的要求。

③快速上架。標(biāo)準(zhǔn)化與定制化共存。標(biāo)準(zhǔn)化推動快速上架對用戶和建設(shè)方均有益，不僅能滿足用戶業(yè)務(wù)快速啟動的需求，也有利于建設(shè)方對上架率的控制，滿足各級部門的考核。

④智能化提升。金融、政企等部分用戶要求快速、實時掌握自有設(shè)備及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施信息。

⑤云需求增大。中小型用戶逐漸向云遷移，算力需求迅速發(fā)展，對云需求越來越大。其中，AI等高算力需求增加顯著，對配套設(shè)施也提出更高要求。

⑥高性價比。功能相近的情況下，大規(guī)模用戶對成本會越來越重視，低PUE的綠色數(shù)據(jù)中心不僅節(jié)約能源，還擁有更低的成本，對大規(guī)模用戶具備很好的吸引力。

1.3建設(shè)與運維要求

數(shù)據(jù)中心的方案應(yīng)重點分析滿足建設(shè)的需求和運營維護的需要。包括以下方面：

①滿足綠色低碳。實現(xiàn)PUE、WUE（水資源利用率）等綠色節(jié)能指標(biāo)，系統(tǒng)安全可靠，便于后期運維。

②降低TCO（總擁有成本）。綜合考慮前期投資和后期運維費用，在滿足綠色低碳、用戶需求的前提下，實現(xiàn)整體TCO新低。

③規(guī)劃與定制結(jié)合。機房統(tǒng)一規(guī)劃不能滿足部分用戶定制化需求，對于需要物理安全專享需求的用戶，后期改造難度大、浪費機柜位置、不美觀，要求分期建設(shè)、規(guī)劃與定制結(jié)合，減少后期改造，滿足各類用戶需求。

④提高機架利用率。可以通過機架利用率=可用機架數(shù)/總機架數(shù)進行測算。高機架利用率有利于提高投資效益，用戶機架需求變化、規(guī)劃分配不合理都會導(dǎo)致零散機架增多，難以后續(xù)使用的情況，可通過合理規(guī)劃機房布局、分配用戶區(qū)域方法提升機架利用率。

⑤提高上架率。合理分期配置和建設(shè)，配合高機架利用率，有利于上架率的提升。提高上架率是企業(yè)和社會資源的節(jié)約。國家也在“東數(shù)西算”中，要求樞紐節(jié)點的上架率大于等于65%。

⑥提升負(fù)載率。設(shè)計時進行合理的計算，根據(jù)用戶對功率需求特點進行合理的分配，并預(yù)留低壓端子，剩余容量通過分布式不間斷電源方式，實現(xiàn)適度的彈性，即滿足負(fù)載率要求，又滿足用戶彈性需求。

2數(shù)據(jù)中心精細(xì)化建設(shè)策略研究

2.1滿足統(tǒng)籌要求

數(shù)據(jù)中心將形成國家樞紐節(jié)點、省數(shù)據(jù)中心、邊緣數(shù)據(jù)中心的梯次布局。首先，建設(shè)策略應(yīng)滿足國家統(tǒng)籌布局的要求，對擬選址所在區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)、能源、算力、數(shù)據(jù)、應(yīng)用進行調(diào)研，確保符合國家，當(dāng)?shù)卣咭蠛蛿?shù)字經(jīng)濟發(fā)展趨勢。其次，根據(jù)目標(biāo)用戶及其業(yè)務(wù)特點，選擇與其適配的機房標(biāo)準(zhǔn)和機房等級進行建設(shè)，如有必要，可將不同等級的機房分區(qū)建設(shè)。

2.2用戶需求驅(qū)動

根據(jù)用戶合同、協(xié)議、意向及目標(biāo)用戶群分析，合理預(yù)測數(shù)據(jù)中心總體規(guī)模，確保總體規(guī)模與用戶需求相匹配。考慮到用戶需求的不確定性，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和配置可采用分期建設(shè)。前期建設(shè)確定性需求和少量不確定需求，并預(yù)留機房空間進行定制化建設(shè)，后期循環(huán)前期過程，遇到重大變化時及時糾偏。

2.3精細(xì)化方案選擇

2.3.1關(guān)鍵因素多角度分析法

關(guān)鍵因素多角度分析法結(jié)合技術(shù)分析和工程實踐，針對數(shù)據(jù)中心的精細(xì)化建設(shè)提出關(guān)鍵因素多角度分析法。該分析方法是主要聚焦用戶需求和建設(shè)方案兩大方面；根據(jù)滿足需求和對建設(shè)方案影響的不同，重點考慮部分?jǐn)?shù)據(jù)中心精細(xì)化建設(shè)的關(guān)鍵因素；通過分析和優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)建設(shè)方案的精細(xì)化。該分析法示意如圖1所示。

其中，用戶需求方面重點聚焦在彈性配置、快速交付、運維信息共享和安全專享等關(guān)鍵因素。目前，用戶需求主要分為傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)和上云服務(wù)業(yè)務(wù)，但兩種業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)中心建設(shè)實現(xiàn)的要求和成本影響差異較大。上云服務(wù)業(yè)務(wù)能很好地實現(xiàn)彈性配置、運維信息共享和快速交付，但其安全專享比例低；傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)安全專享比例高，但彈性配置、運維信息共享和快速交付較差。因此，同時考慮上云服務(wù)需求增加迅速，數(shù)據(jù)中心機房在建設(shè)和配置時，應(yīng)結(jié)合傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)和上云服務(wù)業(yè)務(wù)的不同比重，綜合整體的建設(shè)成本和周期，設(shè)置目標(biāo)值和實現(xiàn)的最佳值。例如，客戶對快速交付期望值肯定是越快越好，但可能帶來的是建設(shè)成本的增加和資源配置的不合理。可以針對上云業(yè)務(wù)實現(xiàn)天或周交付為目標(biāo)，傳統(tǒng)IDC以月或季度為目標(biāo)，再按上云業(yè)務(wù)和IDC業(yè)務(wù)的比例確定建設(shè)方案，實現(xiàn)快速交付的最佳值。

建設(shè)方案方面需重點關(guān)注綠色低碳PUE、智慧運營、可定制程度和TCO控制等因素。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)的要求，確定關(guān)鍵因素的范圍和目標(biāo)值。例如，數(shù)據(jù)中心能效PUE應(yīng) 滿 足 即 將 實 施 的 國 家 標(biāo) 準(zhǔn) 中 要 求：1級 最 高PUE1.20，2級PUE1.30，3級 限 定 值1.50。可 將1.20-1.50設(shè)為關(guān)鍵因素的數(shù)值范圍，建設(shè)方案的設(shè)計值作為目標(biāo)值。

該分析方法應(yīng)用時，最外圍設(shè)置為客戶或行業(yè)的理想值，第二圈設(shè)置為企業(yè)的目標(biāo)值。建設(shè)方案的關(guān)鍵因素的數(shù)值測算出來后在圖上顯示，隨后可針對性地進行判斷和優(yōu)化調(diào)整。

如 圖1中 模 型 數(shù) 值 所 示，其 快 速 交 付 優(yōu) 于 目 標(biāo) 值；PUE、可定制率和TCO偏差符合目標(biāo)值；智慧運營、運維信息共享、彈性比例和安全專享比例明顯低于目標(biāo)值。那么，下一步結(jié)合用戶需求的具體業(yè)務(wù)類型和比重，結(jié)合建設(shè)方案的實施難度，加上對建設(shè)成本投資和TCO的整體控制，可以針對性地優(yōu)化建設(shè)方案，或者調(diào)整安全專享比例的目標(biāo)值。通過多次優(yōu)化后，得到相對優(yōu)化和合理的建設(shè)方案。

2.3.2建設(shè)方案的精細(xì)化

首先，建設(shè)方案應(yīng)堅持綠色發(fā)展，滿足PUE的要求。

①通過節(jié)能新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，充分利用風(fēng)、光等可再生能源，輔以儲能技術(shù)、余熱回收等手段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色低碳的目標(biāo)。數(shù)據(jù)中心合理的PUE實現(xiàn)TCO最低才更佳，水資源缺乏的地區(qū)應(yīng)嚴(yán)控WUE。數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展應(yīng)結(jié)合發(fā)展趨勢，高效利用資源。綠色評價會從PUE逐步走向xUE，即包含1CUE1（碳使用效率）、PUE、WUE、GUE（出電率）等多維的評價體系。

②根據(jù)用戶需求降低能耗提高電源利用率。合理預(yù)估總用電和各區(qū)域用電容量，取定合理的綜合系數(shù)，匹配配電系統(tǒng)設(shè)備容量；通過電源和暖通技術(shù)實現(xiàn)機房間、模塊間、模塊內(nèi)的功率調(diào)整；通過預(yù)留低壓端子方式便于后期使用剩余容量。運營過程中應(yīng)合理分配用戶區(qū)域；并對用電情況進行監(jiān)控，提高各區(qū)域負(fù)載率。

其次，建設(shè)方案要提高數(shù)據(jù)中心智能運營水平。對運維數(shù)據(jù)輔以AI算法，實時分析和處理運維問題。通過對數(shù)據(jù)中心智能化系統(tǒng)升級，向用戶推送其相關(guān)的告警信息、能耗信息、動環(huán)信息；實時呈現(xiàn)和查詢，便于用戶快速了解機房和設(shè)備情況。

再次，建設(shè)方案要平衡和控制可定制率。合理地實現(xiàn)可定制化和標(biāo)準(zhǔn)化并存，同時滿足可定制、彈性化和快速交付。

①采用數(shù)據(jù)中心模塊化設(shè)計并提高數(shù)據(jù)中心預(yù)制化水平和彈性能力，滿足用戶業(yè)務(wù)快速上架的要求。

②適量擴大數(shù)據(jù)中心定制化服務(wù)范圍，不僅能滿足用戶電源、暖通、工藝和布線的要求，還能擴展網(wǎng)絡(luò)、信息安全、云定制的相關(guān)功能，實現(xiàn)一套完整的數(shù)據(jù)中心用戶解決方案。

③根據(jù)用戶有無物理安全專享需求不同可分為兩類采用分樓棟、分樓層、分區(qū)域設(shè)置。為提高機架利用率和上架率，無物理安全專享的機房可根據(jù)其預(yù)測規(guī)模分期建設(shè)，并設(shè)置合理的銷售策略，減少用戶業(yè)務(wù)變化后零散機架的產(chǎn)生。有物理安全專享區(qū)域涉及機房出租將影響機架利用率。在滿足消防與用戶要求的情況下，選擇合理的安全專享方案、優(yōu)化用戶組合是提高機架利用率和上架率的關(guān)鍵。

然后，建設(shè)方案要細(xì)化和嚴(yán)控TCO。對方案進行技術(shù)分析和投資效益分析，在滿足綠色低碳、用戶需求的前提下，實現(xiàn)整體TCO最低。

最后，建設(shè)方案可逐步實施全流程數(shù)字化服務(wù)。現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心智能化系統(tǒng)主要為系統(tǒng)運行和維護服務(wù)，未來可面向設(shè)計、實施、驗收、運維、運營的全流程數(shù)字化服務(wù)。

3安科瑞數(shù)據(jù)中心精密配電監(jiān)控系統(tǒng)

3.1主頁及系統(tǒng)介紹

開機進入主頁，包含進線參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、出線參數(shù)、報警查詢等功能，按按鈕可進入各功能界面查看。

數(shù)據(jù)中心IT服務(wù)器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜，占用空間較大，配電線纜多，新增設(shè)備不便，為了節(jié)省面積，智能小母線方案由于不占用機房面積、可按需靈活插拔，受到很多數(shù)據(jù)中心的青睞，被越來越多的應(yīng)用。

安科瑞智能母線監(jiān)控產(chǎn)品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類，包括始端箱監(jiān)測模塊、插接箱監(jiān)測模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監(jiān)測母線槽的運行溫度，確保母線槽配電安全。通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線手拉手簡單組網(wǎng)，可以實現(xiàn)任意插接箱檢修或更換時不影響其他在線運行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊。

3.2開關(guān)狀態(tài)

左側(cè)一列為主路開關(guān)狀態(tài)，主路跳閘SD狀態(tài)、主路防雷開關(guān)狀態(tài)、主路防雷故障點狀態(tài)，默認(rèn)為無源檢測點，分閘為綠色，合閘為紅色。主路右側(cè)的皆為支路開關(guān)狀態(tài)；默認(rèn)為有源檢測點，合閘為紅色，分閘為綠色。

3.3報警查詢

當(dāng)前報警界面可查看實時報警和歷史報警；開關(guān)量動作告警；任意數(shù)據(jù)的定時存儲；進線過電流2段閥值越限告警，可任意設(shè)定告警值；進線過壓、欠壓、缺相、過頻率、低頻率越限告警; 聲光告警功能。

3.4系統(tǒng)硬件配置

4結(jié)語

我國的數(shù)據(jù)中心正向新型數(shù)據(jù)中心演進，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也面臨了市場、技術(shù)、運營和維護等多方的新要求。其中建設(shè)方案和策略的選擇對投資和運營影響巨大，因此，需要重視提高數(shù)據(jù)中心建設(shè)的精細(xì)化水平。通過加強建設(shè)管理，才能更好地在確保綠色和安全的前提下，應(yīng)對用戶需求的新變化；并為用戶提供泛在、智能、可持續(xù)的云服務(wù)能力，承載更多行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求。

審核編輯黃宇