說起數(shù)據(jù)中心的規(guī)模體量,有多個描述口徑,比如:數(shù)據(jù)中心占地面積、數(shù)據(jù)中心建筑面積、數(shù)據(jù)中心機架數(shù)量、數(shù)據(jù)中心服務器數(shù)量、數(shù)據(jù)中心市電容量、數(shù)據(jù)中心能耗指標(標準煤)容量、數(shù)據(jù)中心IT總功率等等。各種描述口徑,都抓住了數(shù)據(jù)中心的各自特點,也都有各自的局限。
數(shù)據(jù)中心占地面積及建筑面積都是數(shù)據(jù)中心規(guī)模的指標之一,但是同樣面積的數(shù)據(jù)中心,其布置機柜數(shù)或IT總功率差距也會非常大,并不是廣泛接受的表述方式。
機架數(shù)是最直觀的數(shù)據(jù)中心規(guī)模表述方式,甚至在政府的正式文件中,也以機架數(shù)來體現(xiàn)數(shù)據(jù)中心規(guī)模,例如,工信部首次公布的《全國數(shù)據(jù)中心應用發(fā)展指引(2017)》中,就是以機架數(shù)來衡量和預估各地數(shù)據(jù)中心規(guī)模:根據(jù)預測,2018年北京地區(qū)可用數(shù)據(jù)中心規(guī)模將達到18.6萬架左右,需求規(guī)模將超過30萬架,供應存在較大缺口。與此同時,河北、內(nèi)蒙古、天津等距離北京較近地區(qū),預計2018年可用數(shù)據(jù)中心規(guī)模將達到49.2萬機架。
平時各數(shù)據(jù)中心也常以機架數(shù)來做描述,如某某宣傳自己上海布局的某數(shù)據(jù)中心規(guī)模達1萬架機柜,極大的擴充了其在該區(qū)域的占有率,使其能夠滿足更多戰(zhàn)略客戶的迫切需求。
但機架數(shù)的表述方式,并不能將整個數(shù)據(jù)中心的規(guī)模做很好的限定,因為單機架密度千差萬別,交代完機架數(shù)量后,還需要給出單機架功率密度,來確定最終的數(shù)據(jù)中心規(guī)模。
隨著數(shù)據(jù)中心行業(yè)的發(fā)展,IDC的規(guī)模越來越大,其對數(shù)據(jù)中心規(guī)模的評價方式的影響力也越來越大。IDC行業(yè)的出租費用現(xiàn)在普遍以××元/kw(這個單價地域差距非常大,也隨著時間不同有較大波動,不含電費的價格大概在6001200之間,含電費的價格以4kw的機柜為例,單機柜大概在60008500之間。)來計價。
也就是說,數(shù)據(jù)中心的總體規(guī)模,最終折算到IT總功率是最直接體現(xiàn)其經(jīng)濟價值的。那么,總的數(shù)據(jù)中心規(guī)模,以總IT功率來統(tǒng)計將是最貼合實際的一個指標。
由此延伸而出的總面積、總市電容量、需要的能耗指標,都需要根據(jù)各自的規(guī)劃設計水平及運維水平進行優(yōu)化,在IT功率一定的情況下,來實現(xiàn)最低的單位IT功率建筑面積、最低的單位IT功率市電容量、最小的PUE值等。所以,整個數(shù)據(jù)中心的規(guī)模,規(guī)劃設計起著至關(guān)重要的作用。
IT負載率是IT設備實際所需要的功率與額定負載時所需的功率的比值,用公式表示為
Kc=Psb/Psn
式中: Psb——IT設備實際所需功率。
Psn——IT設備額定功率。
在規(guī)劃設計過程中,確定數(shù)據(jù)中心規(guī)模的時候,IT負載率是一個繞不過的因素。這個IT負載率,在不同的人群使用時,取值也有很大不同,其范圍落在在0.8~1之間。
那么,這個IT負載率在規(guī)劃設計時,該不該要呢?數(shù)值取多少合適呢?
銀行等金融類數(shù)據(jù)中心,有時會取IT負載率為1。
但是在其他行業(yè),比如互聯(lián)網(wǎng)行業(yè),IDC行業(yè)投資方等是希望IT負載率取值小于1的。這是直接與經(jīng)濟利益掛鉤的,在能耗指標相同的情況下,IT負載率取值0.9或1,可以放置的IT服務器數(shù)量就要相差10%,這個在算投資回報收益的時候,將是一個非??捎^的數(shù)值,任何投資者都會眼紅的。
規(guī)劃設計中,一般以單機架功率為最小統(tǒng)計單位,而IT機架功率是由一臺臺服務器組合而來。服務器電源做的是交直流轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換過程中本身需要消耗一定電力,大致有以下幾個特點:
a.低負載情況下,電源轉(zhuǎn)換效率很低,這意味著更多的電力消耗在電源本身上;
b.隨著負載增加,轉(zhuǎn)換效率迅速上升,負載為40%-60%時轉(zhuǎn)換效率達到最高;
c.負載超過60%后,電源轉(zhuǎn)換效率隨負載升高緩慢降低。滿負載時電源轉(zhuǎn)換效率反而相對較低,電源空耗更多的電力。
真正在服務器運行的過程中,都不會以額定功率運行。比如,以300w的額定功率服務器為例,真正運行的時候,一般是達不到這個值的,根據(jù)行業(yè)不同,徘徊在額定功率的50%~90%之間。
這就為IT負載率的存在埋下了伏筆。
三、IT負載率與數(shù)據(jù)中心規(guī)模的關(guān)系
以IT總功率表示的數(shù)據(jù)中心規(guī)模一般由以下公式確定:
IT總功率=Q÷8760÷PUE÷ρ
其中:Q——年耗電量
PUE——年均PUE
ρ——IT負載率
由公式可知,IT負載率的大小,直接影響到整體數(shù)據(jù)中心的規(guī)模。
規(guī)劃設計過程中,通常會以單機架功率來進行整體規(guī)劃,假設根據(jù)數(shù)據(jù)中心需求,各方最終確定單機柜功率為4kw。那么,以42U標準機架為例,比如說2U的機架式服務器,假設單臺功率為550W,則放8臺的功率即可達到4.4kw,而42U標準機架,考慮散熱空間及其他輔助設備,可以放15~20臺2U的服務器。現(xiàn)實中,單機柜功率達到16kw,甚至20kw的也有不少案例。這就是單臺機架內(nèi)仍然有很大的擴展空間,可以加大單機柜額定功率。
根據(jù)筆者多年數(shù)據(jù)中心Uptime設計認證(TCDD)的經(jīng)驗,Uptime對其認證的任何等級的IT機房,都要考慮極端氣候條件下最不利場景能保證N的容量需求,其認證機房均要求IT負載率必須為1,不得取小于1的系數(shù)。
而后面的建設及運行階段的IT負載率,根據(jù)業(yè)務的不同,實際數(shù)值也是天差地別,有些業(yè)務低峰時期IT負載率甚至會低于60%。
這其中蘊藏著極大的寶藏,有待后期運維和管理部門繼續(xù)挖掘這部分潛力,當然,如果挖掘不當,可能就是給自己挖坑了!慎之!