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一．新一代資料中心容量規劃制約模型
如何規劃資料中心的容量一直是困擾資料中心管理者和從業者的乙個重大問題。當資料中心的建設意向提出之後，資料中心的建設容量到底是多大？到底該按照那些因素去規劃資料中心的容量？
立項的資料中心到底該按照那種方式去建設？如何使將要建設的資料中心能夠面臨以後10年的業務成長？如何使資料中心保持可靠性，經濟性和節能環保的有機統一等等不一而足。
目前通行的做法是：首先根據業務的發展定出在資料中心生命週期內業務發展的路線圖，然後就可根據該路線圖就核定出對各階段業務支援的it裝置，繼而也就可以定出各階段支援系統的容量也規模。在獲取各系統在各階段的容量與規模之後，就可以進行細化設計了。
問題主要集中在如下二個方面：
1.資料中心業主往往沒有辦法對業務的發展做出清晰的**。
無論是電信，金融行業還是**，企業級資料中心，其業務的發展呈現出快速卻又不規則的發展模式。增長率在一段時間會非常高，但在一段時間之內又有可能停滯，基本上很難直接呈現出一種相對穩態的發展趨勢。這當然是和如今的經濟形勢密切相關的。
近年來全球經濟形勢的大起大落必然會在各行業體現出來，而這種業務的大起大落各資料中心的規劃者造成了相當大的困擾。
2.邊界限制因素越來越多。
資料中心規模越來越大，對資料中心從選址，區域劃分，土建，承重，裝飾裝修，供電，製冷，強電，弱電，綜合佈線，照明，防雷接地，消防，監控與門禁等各個不同的維度提出了新的建設要求。
但總的來說，資料中心最重要的三個制約條件是: 供電，製冷，占地面積（空間制約）。
圖1：資料中心容量三維限制模型
這三個關鍵的因素對於資料中心容量規劃的影響既相對獨立，又相互滲透，互為表裡。
1）供電
以前呈現出「海量」**的供電容量等目前是資料中心容量規劃的重要邊際制約。筆者在近幾年建設實踐中遇到的以供電容量確定資料中心容量的案例不在少數
gb/t 17467-1998中規定了一次側交流額定電壓3.6～40.5kv、單個變壓器最大容量是1600kva、工作頻率不大於50hz的公眾能接近的戶外預裝式變電站的使用條件、額定引數、一般結構要求和試驗方法。
該變電站是通過電纜連線的，可以從它的內部或外部進行操作。
1600kva到底可以為多大規模的資料中心提供用電呢？
可以用《中國電信[2005]741號idc規範》作為乙個大致參考，在該規範中，其界定的高負荷機房單機櫃最大功率≤4.0kva櫃（事實上，從2023年以後的設計實踐來看，單個伺服器機櫃4kva已經是相對保守的設計）。
即使安全係數取0.8（主要考慮變壓器安全工作範圍，ups的輸入諧波導致的變壓器容量降額等），最大也只能為320臺機櫃提供用電。但如果是要建立乙個可靠性等級為tia-942所界定的tir-4的系統，則還需要1臺1600kva的變壓器作為**備份。
此外，變壓器的輸出除了需要為資料中心的供電以外，還需要為製冷，照明和其他設施提供用電，其中主要是製冷。以耗電1600kva的系統為例，其有功功率為1280kw,但是這部分，若以艾默生的空調系統來核定，大致也需要耗電600kw。若加上環境熱負荷和供電及其他的考慮，另外一台1600kva的變壓器也還是需要的。
總結一下：對於乙個320個機櫃的系統（單機櫃用電功率為4.0kva），至少需要3臺1600kva的變壓器。這僅僅是針對乙個中型的資料中心。
大型資料中心對於市電的需求與規劃不單超出「380v/400v海量用電」的階段，也超出了對「10kv海量用電」的階段。目前對於大型的金融或電信資料中心，市電的規劃往往會直接從35kv做起。
以上海地區為例：
因此，對於資料中心在市電需求與規劃上有如下建議：
2）製冷
資料中心各裝置的散熱特性十分複雜，如下圖2.
圖2：資料中心各裝置熱密度發展趨勢圖
上圖至少揭示了兩個重要的問題：
1．資料中心各型別的裝置具有不同的發熱密度，這就意味著針對不同的裝置應該有不同的製冷解決方案。
2. 資料中心各型別的裝置本身的發熱密度在不同的階段有著不同的熱密度（一般是越來越熱）。
因此，製冷對於資料中心的限制主要體現在以下幾個方面：
1).設計的製冷系統能夠滿足不同裝置在不同階段的製冷要求。從而能夠使得資料中心初期規劃的電資源和空間資源能夠得到充分的合理的使用。
圖3：機櫃空間利用增長示意圖
需要針對不同的功率密度（熱密度）做出不同的製冷方案規劃。
圖4：不同功率密度對應不同機房製冷方案
2).資料中心製冷系統的建設是乙個系統工程，除了機房空調主機之外，還會和建築結構產生廣泛且深刻的聯絡。
①機房樓層的淨空高會直接影響送風方式的選擇。能否採用靜電地板，靜電的高度是否直接占用太多高度以至於上走線槽道的布置或者照明期間的分布？當然，採用風道上送風也有同樣的擔心。
資料中心淨空高必須考慮如下因素：靜電地板高度（或者上送風風道高度），機櫃高度，兩層上走線槽道高度，照明高度，天花上回風高度等等。實際經驗表明，新一代資料中心機房淨空高一般大於等於4.
5m為宜。
②室內機，室外機的距離會直接影響冷卻方式的選擇。一般來講，當室外機高於室內機時，建議垂直最大距離為25公尺；當室外機低於室內機時，建議垂直最大距離為5公尺。建議管道總長不超過60公尺，超過上述限制，就不再推薦採用風冷的機組。
③房間的建築形狀也直接關係到機房的氣流組織。機房空調的送風距離一般是15公尺，如果超過這個距離，就建議採用對吹的方式。因此，對資料中心房間作區域分割時，一般會建議乙個子機房的距離不超過30公尺。
3.資料中心對能量的需求最終體現在對於電能的需求上。空調系統是資料中心機房的能耗的第二大戶。
由它所產生的功耗約佔資料中心機房所需的總功耗的37%左右。其中25%左右的功耗**於空調的製冷系統所產生的功耗，12%左右的功耗**於空調的送風和回風系統所產生的功耗。因此，合理的設計製冷系統能夠確保在滿足資料中心製冷需求的基礎上儘量減少對於電能的需求。
3）占地面積
資料中心所使用的占地是乙個不可再生的資源，始終是困擾it經理人的乙個重要的問題。在當前流行的主流it技術（刀片伺服器，虛擬化等）的背後都有「減少占地面積」的原因。
資料中心的面積始終是資料中心建設者，管理者最為關注的因素之一。
資料中心對於選址有著嚴苛的要求，取得合適的地點建設合適規模的資料中心需要付出越來越昂貴的代價。
資料中心空間的制約主要體現在兩個方面：初始的建築面積制約和執行後擴容空間的制約。
圖5：新一代資料中心所面臨的挑戰排序，idc
國內目前新一代資料中心在500平公尺以上的機房可以達到35%，而且這趨勢依然在增強之中。
圖6：中國下一代資料中心樣本規模分布，ccid
二．新一代資料中心需求成長模型
上部分內容力圖從巨集觀的角度圖形顯示資料中心容量和三個關鍵的制約條件之間定性的關係，描述的是總量的關係。至於單個制約條件的供需成長關係，可見下圖：
圖7：單個制約條件(面積，供電和空調)供需成長關係
詳細解讀如下：
1）it裝置針對系統需求的成長速度步幅最小，頻度最高：這和it裝置本身的物理特性密切相關，當有新業務需求時，在機櫃中增加it裝置即可，基本上對供電，製冷以及占地面積的衝擊不會太大，因此會呈現相對平滑的特性。
2）在資料中心規劃時，會根據業務成長的狀況對面積進行分割槽，同時也會為每一期所使用的面積預留合適的裕量。因此，面積的成長首先是一種小步幅成長的關係，突破臨界點（分期界限）之後，會有新的大面積空間投入使用。
3）機房空調的成長速度也相對平滑，在前期的基礎設施（比如水管，送回風設施等）準備預留妥當的情況之下，面對機房的熱負荷不斷提高的情況之下，可通過階段步進增加終端的製冷單元即可實現。
4）供電系統的成長就會顯得相對緩慢，呈現的步幅頻率低，步幅大。為什麼供電裝置沒有採取類似於it裝置和機房空調一樣的隨著業務成長而頻繁步進的模型呢？為什麼供電系統沒有採用小容量，多模組的建設方式呢？
主要是交流供電系統的模組化和可靠性存在著複雜的關係,核心是隨著供電模組數的提高，系統的可靠性呈現出下降的趨勢。因此，新一代資料中心的供電系統在進行建設時，必須在可擴容性（通過模組化來支援）和可靠性之間取得一定的平衡。
目前主流的建設方式主要是採取2(n+1),n≤3的方式，隨著業務成長n會逐漸增大。如果當前系統n達到3之後，就會考慮新建系統。因此，體現在供電的供需成長關係上，就會有頻率低，步幅大的特點。
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