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专业设备 规范运维还不够?这届互联网数据中心开始“智”冷了丨互联网数据中心建设

2023-08-10 10:48:57 30

自1996年“Internet Data Center”概念被提出以来,我国IDC行业从无到有,先后经历了PC门户网站、移动互联网、云计算阶段,互联网数据中心(以下简称“数据中心”)特性也随着时代的变迁演进不断升级,“简单机房+粗糙运营”已不复存在,“专业设备+规范运维”的传统数据中心也逐渐无法满足当前高质量发展的需求。

如今,随着互联网新兴技术和创新业务日新月异的发展,云计算应用落地进程逐步加快,数据资源存储、计算和应用需求大幅提升,数据中心已成为经济社会发展历程中不可或缺的关键基础设施。同时,各地陆续出台能耗限制政策,国家提出“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标,也为社会经济的发展增添了更多“绿意”,数据中心的承载和需求早已今非昔比。

“事儿”多?这届数据中心又有新需求

制冷也要“清凉绿意”

数据中心是数字社会的基石,其L1层则是整个数据中心的发展基石,从能源、环境、设施、安防等层面出发为数据中心提供基础支撑,也承接起时代赋予数据中心的全新需求,其中快速交付、绿色节能、智能运维、安全可靠即是重中之重。

需求一:和时间赛跑,实现业务快速交付

数据中心投资高,成本收回周期长,早一天投运就能早一天盈利。而传统数据中心建设模式TTM耗时将近两年,周期过长,同时基础设施难以匹配和跟上IT设备三年一迭代的演进趋势。因此,L1层急需和时间赛跑,满足业务快速交付、高效扩展的需求。

需求二:迎战“碳中和”,绿色节能是关键

在数据中心的OPEX(运营支出)中,电费占比超过一半,为降低成本,数据中心始终都在不断探索节能降耗新措施。近年来,地方能耗审批趋严,国家“双碳“目标和未来监管制度逐步完善成为数据中心进一步降低PUE、减少能源消耗的新动力。

需求三:人才供不应求?智能运维考虑一下

数据中心的人才需求持续供不应求,运维人力短缺。随着数据中心规模越来越大,运维管理工作日益复杂,人工运维难度大、效率低,还带来了诸多安全隐患——根据Uptime Institute对安全事故历史数据的统计显示,“70%的数据中心故障都是人为引起的”。因此,数据中心需要更简单智能的运维手段。

需求四:变的是功率密度,不变的是安全可靠

数据中心服务器单机柜功率和密度不断提高,产生的热量也随之激增,一旦制冷系统出现故障,机房会在更短时间内超过极限温度,使机器宕机或损坏,带来巨大损失。不断变化的是功率密度,不变的是数据中心核心要求——安全可靠。

需求驱动进步。数据中心发展至今,L1层一直随之演进。

以制冷系统为例,面对数据中心更高功率、更高密度的发展趋势,设备厂商们在制冷方式、制冷效率上展开探索创新,成果斐然:曾经以房间为单位的空调制冷演变为近端制冷,间接蒸发冷却、液冷、等新冷却技术涌现,制冷效率越来越高,PUE值越来越低,共创一片“清凉绿意”。

间接蒸发冷却,将成数据中心“新宠”

当厂商们的创新成果应用到数据中心,综合成本、适用程度、运维难度,都是重要影响因素。譬如液冷技术虽然降温快、能耗低,但客户对可靠性和能耗成本节约存疑,给应用推广带来挑战。

相比之下,间接蒸发冷却技术是利用湿球温度远低于干球温度的原理,通过非直接接触式换热器将直接蒸发冷却得到的湿空气(二次空气)的冷量,传递给待处理空气(一次空气),实现空气等湿降温,大幅增加利用自然冷却的时间。得益于安全高效、显著节能的特性,间接蒸发冷却的接受程度更高,正在成为数据中心制冷方式的新选择。

在间接蒸发冷却领域,先后有多个企业投入生产研发,华为可谓是其中的佼佼者。根据近日ICTresearch发布的《2020-2021年中国数据中心蒸发冷却空调产品市场报告》显示,华为间接蒸发冷却解决方案以34.5%的市场份额,稳居中国市场第一。赛迪顾问《2020-2021年中国机房空调市场研究年度报告》也指出,2020年,华为间接蒸发冷却解决方案问鼎中国市场。

回顾来路,华为在2019年首次发布FusionCol间接蒸发冷却解决方案,2020年发布优化升级2.0方案,在极短的时间内,获得来自数据中心等客户的广泛应用和认可,原因何在?

原因一、极简架构

华为间接蒸发冷却解决方案采用模块化架构的一体化产品设计,集装箱整体架构内置DX补冷系统,各部件在工厂预制集成,在现场可以快速安装,相比传统冷冻水系统减少了大量的管路施工及调试工作,帮助数据中心缩短TTM可达50%,实现业务尽快上线。

原因二、绿色节能

该解决方案充分发挥间接蒸发冷却的特点,根据一年中的外界温度不同,按需切换干模式、喷淋模式和混合制冷模式,最大化地利用自然冷源,减少压缩机的工作时间,将4次换热过程简化为1次,减少热量损失,有效降低制冷能耗,进而降低数据中心OPEX。同时采用iCooling智能调优技术,通过对制冷系统的各项数据进行收集、清洗,应用神经元网络深度学习算法,进行数据建模和推理,实时给出最佳的调优方案,实现PUE最优。

原因三、智能运维

采用了极简设计的华为间接蒸发冷却解决方案不需要专业的暖通工程师进行维护,以向导式调测,支持故障自检,运维简单。在数据中心运营时,传统冷却系统调优、参数优化对运维人员能力水平要求极高。华为的iCooling智能调优技术,通过对制冷系统进行数据建模和推理,让普通运维人员也能即刻达到“老师傅”的水平。

原因四、前瞻安全

人工运维只能对故障“亡羊补牢”,无法做到见微知著,无法发现潜在问题。华为间接蒸发冷却解决方案借助各类图像、声音、振动等智能传感器,匹配AI智能算法,实现间接蒸发冷却系统全自动巡检及故障预测。

可以看出,华为的间接蒸发冷却解决方案凭借技术创新和产品表现,满足了当前数据中心诸多新需求,实现极简、绿色、智能、安全。也正是凭借此类种种创新技术的不断迭代,华为持续助力构筑面向未来的互联网数据中心基础设施。

价值与潜力,助力“碳中和”

由于占用面积大、远端制冷效果差,部分数据中心对间接蒸发冷却产品“望而却步”。华为间接蒸发冷却解决方案则解决了这些“后顾之忧”:通过采用高效高分子换热芯、自研高效EC风机、高效直流变频涡旋压缩机等器件的应用,并在控制上进行部件级协同调优,将制冷密度做至最高来降低间接蒸发冷却产品的占地面积;同时,为间接蒸发冷却系统量身打造EC风机,相较传统EC风机能达到更高效率,更高风量,在全范围内风量可提升30%~55%,以此来解决远端制冷效果差的问题。

必须指出,间接蒸发冷却并非适合所有数据中心,在高温高湿区域,由于可获取的自然冷源较少,使用间接蒸发冷却解决方案的节能效果受限。

所处区域年平均温度低于25℃、海拔低于4000m的数据中心,才是间接蒸发冷却的适用对象。例如山东临沂经济技术开发区大数据中心,由于采用华为间接蒸发冷却方案,该项目从开始土建施工到试运营仅用时4个多月,工期较传统水冷系统节省50%以上,建成后的数据中心高效制冷,PUE从1.41降低至1.25(同地域数据中心平均PUE为1.45),年省电费四百多万。

面对“碳达峰”、“碳中和”这一国家长期目标,已经有数家互联网企业行动起来,积极发布集团“碳中和”规划,其中绿色环保、节能降耗的数据中心均在规划中占据重要篇幅。可以预见,在双碳进程中,绿色节能的数据中心将持续受到更多互联网企业的青睐,极简绿色、智能、安全的间接蒸发冷却产品,将驶入更广阔的发展蓝海。

本文转载自 IDC圈

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