2015年11月19～20日,由中国工程建设标准化协会主办、中国数据中心工作组(CDCC)承办的“2015中国数据中心工程标准化建设年度论坛”在北京举行。11月20日下午,中国优秀数据中心颁奖典礼隆重开启。

　　凭借强大的品牌市场占有率和深厚的技术实力,施耐德电气信息技术(中国)有限公司的产品在众多参评企业中脱颖而出,荣膺“2015数据中心产品应用奖”。

　　在此次论坛上,施耐德电气信息技术(中国)有限公司中国区售前技术总监石葆春先生对其获奖的产品和解决方案进行了介绍,并接受了行业媒体记者的采访。

　　据石葆春介绍,2005年,施耐德推出基于标准服务器机柜为服务对象的整体基础设施解决方案——“英飞”解决方案,该整体解决方案在业界创下多项第一,例如:两排机柜排列的布局模式、行级空调、通道封闭系统、机柜顶部卡装式走线系统、机架式模块化UPS、模块化电池、模块化配电系统、监控及运维管理系统等。

　　石葆春表示,数据中心基础设施就是指为IT机柜服务的辅助子系统。数据中心基础设施主要有四大子系统:UPS供配电系统、制冷系统、机柜系统本身、整个机房的监控及运维管理系统。施耐德电气从2000年开始,专门为行业用户提供基于标准的机柜和机柜排的数据中心基础设施的整体解决方案。

　　石葆春对这四大系统的作用和功能分别进行了阐述。

　　1 机柜系统

　　进入到21世纪后,全球诞生了一大批互联网巨头,例如Facebook、亚马逊、Google、国内的BAT等,为全球数亿的互联网用户提供不同的服务,新的应用服务开发出来并得到用户认可后,需要立即进行大规模部署,快速上架运行,例如要求达到5000台服务器/天。采用标准服务器机柜在现场进行IT设备的增添和调试的传统交付模式已经不能满足大规模交付和快速部署的需求。2011年起,国外以Facebook牵头的OCP和国内以BAT移动电信牵头的ODCC均致力于打造开放的计算平台,共同研发新的IT和基础设施解决方案。可以在工厂完成软硬件调试并进行整机柜交付的天蝎机柜在此背景下诞生了。

　　天蝎机柜和传统标准机柜有所不同,它将原来在服务器内的风扇和电源模块均外迁到机柜上面,由机柜提供统一的公用供电(甚至包括电池模块)和散热系统。服务器厂家将机柜、风扇、电源模块、服务器、监控等进行统一集成,在工厂完成硬件和软件的调试,形成一个产品,将整机柜交付给用户。

　　基础设施所服务的对象由原来的标准机柜变成了新的天蝎机柜,解决方案也需要相应发生变化,施耐德中国研发团队和国外研发团队从2012年起关注IT的新变化,并配合互联网巨头成功推出基于天蝎机柜的整体解决方案,如图1所示。

　　2 UPS

　　目前面临来自于HVDC高压直流和天蝎机柜内带锂电池的电源模块分散供电的挑战。为了提高可用性和运行效率,降低UPS供配电系统的总拥有成本TCO,作为全球领先的三相UPS提供厂商之一,施耐德在2014年推出了革命性的GalaxyVM系列UPS。通过采用超级旁路运行模式、专利的四电平逆变器技术和外置维修旁路的双柜体设计,VM系列UPS展现出了业界领先的高可用性、高效率、高适应性、高性能指标和低生命周期总成本,表现出了对不同类型负载、运行环境、市电电网和发电机的强大兼容性与适应性,适用于各行业的不同类型数据中心和关键电源供电等场合。

　　中大功率三相UPS为双变换模式,提供±1%精度的供电质量。但是,IT设备本质上并不需要这么高的供电精度,IT设备允许的输入电压范围为-20%～+10%。因此双变换模式并没有给IT设备带来好处,反过来由于能量经过整流和逆变两次100%的变换，UPS效率并不高，在实际负载率下，效率在88%～94%不等。另外，由于功率器件一直承受高电压和负载电流，UPS的故障率一直被关注。

　　在这种情况下,超级旁路优先模式的推出带来了革命性的变化,该模式弱化了输出性能(电压精度220V±6-10%可选),提供了和高频双变换UPS一样的的输入性能(输入功率因数0.99,输入谐波电流<3%,逆变器与旁路并联,提供双向有源滤波)。但是在可用性和效率方面有极大地提升。满载下运行效率可达99%,从旁路模式可以0ms切换到逆变器模式。同时,由于在超级旁路优先模式功率器件的电流不大(仅电池充电功率),因此器件的寿命得以延长提高了系统整体的可用性。超级旁路工作示意图如图2所示。

　　即使在双变换模式下,由图1天蝎机柜图2超级旁路工作示意图于VM系列UPS逆变器采用了具有专利的4电平逆变器技术,降低了功率器件的承压(由800V降低到266V),提高了器件的可靠性,同时降低了器件功耗。满载双变换模式下效率可达96.5%,20%负载时效率也可以达到96%。

　　3 数据中心制冷系统(见图3、图4)

　　施耐德除了创新的行级空调、通道封闭系统、压差管理系统外,又有行业领先的技术更新。

　　2014年,施耐德推出高水温行级空调,300mm宽度,可以提供最高60kW的制冷能力,兼容7℃～18℃进水水温,满足了目前高效率高水温冷冻水系统的要求,降低了投资成本的同时还减少了空调末端的占地面积。

　　另外,2016年施耐德将推出第二代风风换热的自然冷却室外机组,满足中大型数据中心在高效制冷方面的需求,降低数据中心PUE值。

　　第二代产品带水喷淋蒸发,可选压缩机模块和冷水模块,降低初期投资。同时重量降低一半,能耗降低30%,节水15%。成本也进一步得到降低,满足用户需求。同时,从整个冷冻水系统来讲,施耐德除了提供机房内的空调末端外,还提供机房外面的带自然冷却的冷冻水机组(风冷和水冷都有),并采用施耐德BMS控制系统,实现对室外冷冻水机组、室内空调末端、管道阀门和水泵等的统一控制,根据真实热负荷和室外温湿度环境,调整整个系统的供水量、供回水温度、送风温度、机柜进风温度等。在保证可用性的前提下,提供最高的效率。

　　4 数据中心监控及运维管理系统DCIM

　　2015年,施耐德推出了新的*温湿度传感器,内置小电池可以工作7年。同时整合施耐德原来在配电和楼宇管理方面的优势,目前可以全面管理数据中心环境、安防视频、基础设施设备(UPS、空调末端、电池等)、中低压配电系统、楼宇冷冻水系统,并与Intel合作可以监控到服务器的参数(CPU利用率、功耗、温度等)。在此基础上通过调用两大数据库(IT设备数据库,基础设施数据库)数据,可快速搭建数据中心模型。通过分析收集到的数据与信息,在模型的基础上,就可以做比较复杂的模拟、分析、预测、策略建议、优化,实现从资产管理到能效管理、容量管理、变更管理、报表管理、制冷优化、IT优化等功能。

　　5 微模块数据中心(见图5、图6)

　　在记者问及施耐德的微模块数据中心在行业中的应用时,石葆春表示,随着信息技术的发展,反应灵敏的数据中心将会逐渐成为用户的首选。而微模块数据中心由于具备绿色节能、快速安装等优点,已逐渐成为未来几年大规模替代传统数据中心的新秀。

　　施耐德公司在2000年以后,开始提供基于标准服务器机柜的解决方案,在2005年推出了英飞集成系统解决方案,英飞这个为标准服务器机柜提供的解决方案本身就是一个微模块,英飞系统的两排机柜背对背摆放,中间是热通道封闭,然后在机柜顶部安装了走线槽,电源线、网络线都在机柜顶部走线,除了服务器机柜还有行级空调,还包括模块化UPS、模块化电池以及模块化的配电系统。所有的供配电系统、制冷系统、机柜系统、监控系统都在两排机柜里面。实际上从其发展的模式来讲,就是人们所称的微模块,英飞系统本质就是微模块的前身。

　　微模块具有很多的优势,其最大的优势是降低了对于机房物理空间的要求,只要机房物理尺寸足够摆放微模块系统就可以部署,而微模块的尺寸非常灵活,可以根据客户机房的实际情况进行调整和改变。另外还采取了很多定制化的一些辅助包围的系统设计,对于机房的环境适应性很强。因为采用的是模块化结构,因此安装部署的速度较快,满足了用户对于快速部署的要求。总之,施耐德公司从2005年开始发布微模块产品之后,很多行业用户选择部署了不同的微模块解决方案。微模块解决方案的优势在于:

　　(1)简化了对数据中心机房建筑物理空间的需求不需要单独的配电房、空调间,不需要高架地板、天花板,也不需要在墙壁上安装配电箱。提高了空间利用率,减少配套装饰装修成本和空间成本。

　　(2)快速交付

　　各柜体和附件现场可无工具安装,对施工人员技能要求低,保证了施工质量。

　　(3)灵活扩展

　　由于系统采用模块化架构,很容易增容或者降容,满足用户业务的变化及迁移等的需求。

　　(4)总TCO降低

　　高效率、合理的负载率、按需增长的配置、低配套成本,使得总TCO降低。通过行级空调这种紧靠热源的实时动态调整的制冷模式、通道遏制系统降低冷热空气的混合、模块化UPS提高负载率,提高了整个数据中心的效率,降低PUE值。

　　(5)高密度

　　行级空调和通道封闭系统提供了高达50kW/机柜以上的制冷能力,解决了刀片式服务器等散热的要求。

　　最后,石葆春表示,施耐德配合服务器厂商研发了新的天蝎机柜,并占据该领域大部分市场份额。施耐德公司在数据中心基础设施领域一直以创新著称,今后将进一步引领数据中心领域的技术和应用,不断推陈出新,开创绿色、节能、高效数据中心的未来。