安科瑞 王明單

摘要：通過(guò)分析用戶需求、建設(shè)和運(yùn)維等多方對(duì)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的要求；結(jié)合國(guó)家政策、數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢(shì)，創(chuàng)新性地引入關(guān)鍵因素多角度分析法。同時(shí)系統(tǒng)性地提出數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展中如何進(jìn)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(lái)，全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來(lái)了數(shù)據(jù)的快速增長(zhǎng)。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(huì)不可或缺的“數(shù)字底座”。在國(guó)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(dòng)下，數(shù)據(jù)中心進(jìn)入持續(xù)高速發(fā)展期；同時(shí)也正由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展演進(jìn)。數(shù)據(jù)中心需面對(duì)需求多樣化、質(zhì)量高要求、運(yùn)營(yíng)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(lái)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(duì)政策與趨勢(shì)、用戶需求和建設(shè)與運(yùn)維要求進(jìn)行綜合分析。

1.1政策與趨勢(shì)分析

目前，數(shù)據(jù)中心在規(guī)?；l(fā)展的基礎(chǔ)上，其布局和發(fā)展進(jìn)入了政策和行業(yè)驅(qū)動(dòng)的新階段。首先，一體化大數(shù)據(jù)中心政策推動(dòng)數(shù)據(jù)中心布局優(yōu)化，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心協(xié)同發(fā)展。全國(guó)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(tái)及東數(shù)西算工程的實(shí)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(guó)家的政策進(jìn)行統(tǒng)籌和適度集約，并根據(jù)建設(shè)的需求對(duì)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(shí)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(guò)對(duì)以上重要政策和發(fā)展趨勢(shì)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(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。

1.2用戶需求分析

首先，我國(guó)數(shù)據(jù)中心的用戶需求迎來(lái)了行業(yè)增長(zhǎng)、技術(shù)驅(qū)動(dòng)和區(qū)域轉(zhuǎn)移新機(jī)遇。

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

②儲(chǔ)能、蓄冷、高密度、算力網(wǎng)絡(luò)、智能運(yùn)維、超融合架構(gòu)等技術(shù)的創(chuàng)新，加速推動(dòng)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(shí)施，推動(dòng)了市場(chǎng)熱點(diǎn)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(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)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(duì)算、存力和運(yùn)力的不同需求。

③運(yùn)營(yíng)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(jìng)爭(zhēng)加劇。

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

①安全可靠要求。黨政軍、金融等用戶對(duì)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(duì)安全專(zhuān)享也提出更高的要求。

②定制化需求。根據(jù)用戶對(duì)算力、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)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(jī)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(dòng)快速上架對(duì)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(dòng)的需求，也有利于建設(shè)方對(duì)上架率的控制，滿足各級(jí)部門(mén)的考核。

④智能化提升。金融、政企等部分用戶要求快速、實(shí)時(shí)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(duì)云需求越來(lái)越大。其中，AI等高算力需求增加顯著，對(duì)配套設(shè)施也提出更高要求。

⑥高性價(jià)比。功能相近的情況下，大規(guī)模用戶對(duì)成本會(huì)越來(lái)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(duì)大規(guī)模用戶具備很好的吸引力。

1.3建設(shè)與運(yùn)維要求

數(shù)據(jù)中心的方案應(yīng)重點(diǎn)分析滿足建設(shè)的需求和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的需要。包括以下方面：

①滿足綠色低碳。實(shí)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(yùn)維。

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

③規(guī)劃與定制結(jié)合。機(jī)房統(tǒng)一規(guī)劃不能滿足部分用戶定制化需求，對(duì)于需要物理安全專(zhuān)享需求的用戶，后期改造難度大、浪費(fèi)機(jī)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(lèi)用戶需求。

④提高機(jī)架利用率?？梢酝ㄟ^(guò)機(jī)架利用率=可用機(jī)架數(shù)/總機(jī)架數(shù)進(jìn)行測(cè)算。高機(jī)架利用率有利于提高投資效益，用戶機(jī)架需求變化、規(guī)劃分配不合理都會(huì)導(dǎo)致零散機(jī)架增多，難以后續(xù)使用的情況，可通過(guò)合理規(guī)劃?rùn)C(jī)房布局、分配用戶區(qū)域方法提升機(jī)架利用率。

⑤提高上架率。合理分期配置和建設(shè)，配合高機(jī)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(huì)資源的節(jié)約。國(guó)家也在“東數(shù)西算”中，要求樞紐節(jié)點(diǎn)的上架率大于等于65%。

⑥提升負(fù)載率。設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行合理的計(jì)算，根據(jù)用戶對(duì)功率需求特點(diǎn)進(jìn)行合理的分配，并預(yù)留低壓端子，剩余容量通過(guò)分布式不間斷電源方式，實(shí)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(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)、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(guó)家統(tǒng)籌布局的要求，對(duì)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(jìn)行調(diào)研，確保符合國(guó)家，當(dāng)?shù)卣咭蠛蛿?shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)。其次，根據(jù)目標(biāo)用戶及其業(yè)務(wù)特點(diǎn)，選擇與其適配的機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)房等級(jí)進(jìn)行建設(shè)，如有必要，可將不同等級(jí)的機(jī)房分區(qū)建設(shè)。

2.2用戶需求驅(qū)動(dòng)

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(cè)數(shù)據(jù)中心總體規(guī)模，確?？傮w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(jī)房空間進(jìn)行定制化建設(shè)，后期循環(huán)前期過(guò)程，遇到重大變化時(shí)及時(shí)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(shí)踐，針對(duì)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(duì)建設(shè)方案影響的不同，重點(diǎn)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(guò)分析和優(yōu)化調(diào)整，實(shí)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(diǎn)聚焦在彈性配置、快速交付、運(yùn)維信息共享和安全專(zhuān)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(duì)數(shù)據(jù)中心建設(shè)實(shí)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(shí)現(xiàn)彈性配置、運(yùn)維信息共享和快速交付，但其安全專(zhuān)享比例低；傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)安全專(zhuān)享比例高，但彈性配置、運(yùn)維信息共享和快速交付較差。因此，同時(shí)考慮上云服務(wù)需求增加迅速，數(shù)據(jù)中心機(jī)房在建設(shè)和配置時(shí)，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(shí)現(xiàn)的最佳值。例如，客戶對(duì)快速交付期望值肯定是越快越好，但可能帶來(lái)的是建設(shè)成本的增加和資源配置的不合理?？梢葬槍?duì)上云業(yè)務(wù)實(shí)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(shí)現(xiàn)快速交付的最佳值。

建設(shè)方案方面需重點(diǎn)關(guān)注綠色低碳PUE、智慧運(yùn)營(yíng)、可定制程度和TCO控制等因素。根據(jù)國(guó)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(shí) 施 的 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 中 要 求：1級(jí) 最 高PUE1.20，2級(jí)PUE1.30，3級(jí) 限 定 值1.50?？?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(jì)值作為目標(biāo)值。

該分析方法應(yīng)用時(shí)，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(cè)算出來(lái)后在圖上顯示，隨后可針對(duì)性地進(jìn)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(yùn)營(yíng)、運(yùn)維信息共享、彈性比例和安全專(zhuān)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(lèi)型和比重，結(jié)合建設(shè)方案的實(shí)施難度，加上對(duì)建設(shè)成本投資和TCO的整體控制，可以針對(duì)性地優(yōu)化建設(shè)方案，或者調(diào)整安全專(zhuān)享比例的目標(biāo)值。通過(guò)多次優(yōu)化后，得到相對(duì)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(jiān)持綠色發(fā)展，滿足PUE的要求。

①通過(guò)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(chǔ)能技術(shù)、余熱回收等手段，實(shí)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(shí)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(shì)，高效利用資源。綠色評(píng)價(jià)會(huì)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(píng)價(jià)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(guò)電源和暖通技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)房間、模塊間、模塊內(nèi)的功率調(diào)整；通過(guò)預(yù)留低壓端子方式便于后期使用剩余容量。運(yùn)營(yíng)過(guò)程中應(yīng)合理分配用戶區(qū)域；并對(duì)用電情況進(jìn)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(yùn)營(yíng)水平。對(duì)運(yùn)維數(shù)據(jù)輔以AI算法，實(shí)時(shí)分析和處理運(yùn)維問(wèn)題。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)中心智能化系統(tǒng)升級(jí)，向用戶推送其相關(guān)的告警信息、能耗信息、動(dòng)環(huán)信息；實(shí)時(shí)呈現(xiàn)和查詢，便于用戶快速了解機(jī)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(shí)現(xiàn)可定制化和標(biāo)準(zhǔn)化并存，同時(shí)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(jì)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(kuò)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(kuò)展網(wǎng)絡(luò)、信息安全、云定制的相關(guān)功能，實(shí)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(wú)物理安全專(zhuān)享需求不同可分為兩類(lèi)采用分樓棟、分樓層、分區(qū)域設(shè)置。為提高機(jī)架利用率和上架率，無(wú)物理安全專(zhuān)享的機(jī)房可根據(jù)其預(yù)測(cè)規(guī)模分期建設(shè)，并設(shè)置合理的銷(xiāo)售策略，減少用戶業(yè)務(wù)變化后零散機(jī)架的產(chǎn)生。有物理安全專(zhuān)享區(qū)域涉及機(jī)房出租將影響機(jī)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(zhuān)享方案、優(yōu)化用戶組合是提高機(jī)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(duì)方案進(jìn)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(shí)現(xiàn)整體TCO最低。

最后，建設(shè)方案可逐步實(shí)施全流程數(shù)字化服務(wù)?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)中心智能化系統(tǒng)主要為系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)服務(wù)，未來(lái)可面向設(shè)計(jì)、實(shí)施、驗(yàn)收、運(yùn)維、運(yùn)營(yíng)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(yè)及系統(tǒng)介紹

開(kāi)機(jī)進(jìn)入主頁(yè)，包含進(jìn)線參數(shù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、出線參數(shù)、報(bào)警查詢等功能，按按鈕可進(jìn)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(jī)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(lái)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(lèi)，包括始端箱監(jiān)測(cè)模塊、插接箱監(jiān)測(cè)模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配母線槽連接器紅外測(cè)溫模塊用于監(jiān)測(cè)母線槽的運(yùn)行溫度，確保母線槽配電安全。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線手拉手簡(jiǎn)單組網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)任意插接箱檢修或更換時(shí)不影響其他在線運(yùn)行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊。

3.2開(kāi)關(guān)狀態(tài)

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

3.3報(bào)警查詢

當(dāng)前報(bào)警界面可查看實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警；開(kāi)關(guān)量動(dòng)作告警；任意數(shù)據(jù)的定時(shí)存儲(chǔ)；進(jìn)線過(guò)電流2段閥值越限告警，可任意設(shè)定告警值；進(jìn)線過(guò)壓、欠壓、缺相、過(guò)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(yǔ)

我國(guó)的數(shù)據(jù)中心正向新型數(shù)據(jù)中心演進(jìn)，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也面臨了市場(chǎng)、技術(shù)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)等多方的新要求。其中建設(shè)方案和策略的選擇對(duì)投資和運(yùn)營(yíng)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(guò)加強(qiáng)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(duì)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