數據中心全生命周期建設

UPS是數據中心最核心最關鍵的設備之一。UPS承擔著為數據中心中IT設備及其它關鍵用電設備提供穩定可靠電力供應的責任,是保障數據中心電源質量和供電連續性的最后一道防線。如圖1所示,UPS只是數據中心眾多設備類別之一。

數據中心主要設備構成

一個數據中心實體,通常由一個或者一組建筑內的如圖1所示的設備組成。數據中心是一個復雜的系統,是一個工程。要建造一個數據中心,需要經過選址、規劃、設計、施工、調試、測試驗證和驗收等一系列復雜的過程,見圖2。

數據中心生命周期及相關國家標準

據有關機構統計,2014年,我國各類數據中心的總數達到273,165個,其中大型的企業級數據中心為993個。2015年起,數據中心的年增長接近3%。截止于2016年12月,我國超大規模數據中心數量已經位居全球第二。2017年我國在用機架166萬架,規劃在建機架107萬架。2017年中等規模以上的數據中心保有量約為5.9萬個,總面積超過1800萬平方米。預計到2020年,中等規模以上的數據中心保有量將超過8萬個,總面積將超過3000萬平方米。  

目前,我國已經形成13省市數據中心產業聚集區,如圖3所示。 

我國產業聚集

圖4是來自中國數據中心工作組(CDCC)的一組數據,從數據中可以看到,我國人均數據中心擁有量還僅是美國的一個零頭。 

中美兩國數據中心對比

我國已經經歷了若干年的數據中心大規模建造的時期,隨著網絡強國戰略、國家大數據戰略、中國制造2025、兩化融合、云計算、互聯網+、物聯網、人工智能、CPS(信息物理網絡)、智慧城市等等國家戰略的提出,數據中心作為支撐這些國家戰略的重要基礎設施,必將繼續迎來大發展時期。隨著5G技術的出現以及5G應用的成熟,數據中心也將從分散到集中的發展階段過渡到大規模的集中數據中心與分散的邊緣數據中心共同發展的階段。  

一個數據中心是否能夠發揮應有的作用,運維起著至關重要的作用。數據中心的運維期是整個數據中心全生命周期中最長的一個時期,也是整個生命周期里唯一的價值創造階段。  

伴隨著前幾年大規模數據中心的建設高潮,很多新建數據中心已經進入到運維期。 

數據中心的平均壽命為15~20年,我國有45%的數據中心已經超過10年,65%的數據中心存在供電和制冷方面的問題,30%希望在未來3~5年升級主要的數據中心基礎設施,90%表示高能效服務是重要的選擇。運維工作越來越受到重視。  

大型數據中心的電力消耗巨大,以2000個機架的數據中心為例,以每個機架平均功率如果按照3kW計算,其總負荷就將達到6000kW,全年的耗電量將達到5256萬千瓦時,電費支出超過5200萬元。如果再加上為此配套的空調,照明等其他設施的耗電量,電費將接近1億元。  

2017年我國數據中心用電量1200億千瓦時,已經超過三峽水電站一年發電量(1000億千瓦時),占到全社會用電量的2%。  

如圖5所示,數據中心的電費支出占數據中心全生命周期總體擁有成本中的最大部分,節電也成為當前數據中心一個最重要的主題。要節電,不僅選址、規劃設計和建造過程中需要采取必要的技術和措施,運維階段也同樣發揮著重要的作用。

數據中心總擁有量成本

2012年,工信部在關于印發《工業節能“十二五”規劃》的通知”(工信工信部規[2012]3號)第一次提出綠色數據中心的要求。通知要求重點推廣綠色數據中心、綠色基站、綠色電源,統籌數據中心布局、服務器、空調等設備和管理軟件應用,選址考慮能源和水源豐富的地區,利用自然冷源等降低能源消耗,選用高密度、高性能、低功耗主設備,積極穩妥引入虛擬化、云計算等新技術;優化機房的冷熱氣流布局,采用精確送風、熱源快速冷卻等措施。到2015年,數據中心PUE值下降8%。”  

隨后印發的“關于印發《2012年工業節能與綜合利用工作要點》的通知”(工信廳節[2012]56號)又進一步要求推動信息技術促進節能降耗。加強對信息技術推進節能減排工作的指導,深化信息技術推進企業節能減排,促進“兩化”深度融合。組織研究綠色信息技術發展戰略,推進綠色數據中心、綠色基站、綠色電源、綠色計算機評價標準的建立,加大現有通信設備節能技術改造,淘汰高耗能落后設備。 

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