预制化数据中心与传统数据中心的量化比较

《预制化数据中心与传统数据中心的量化比较》由会员分享，可在线阅读，更多相关《预制化数据中心与传统数据中心的量化比较（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 预制化数据中心与传统数据中心的 定量分析比较 版本 0 作者：Wendy Torell Mercedes Cortes James Luntz 第 218 号白皮书 预制模块化数据中心相较于以传统方式建造的数据中 心具有诸多优势，如灵活性更强、可预测性更高和部 署速度更快。然而，有观点表示，成本因素是这种设 计部署时的一大障碍。在本白皮书中，我们将侧重量 化采用相同配电和制冷架构的 440 kW 预制化数据中 心与传统数据中心的投资成本差异，以突显关键成本 驱动因素，并论证预制化数据中心并不会导致投资成 本增加的情况。我们采用 Romonet 公司基于云端分析 平台来完成此次的分析和验证工作

2、，该平台为厂商中 立的行业资源。 摘要 施耐德电气旗下的白皮书现收录于施耐德电气白皮书资料库 由施耐德电气数据中心科研中心数据中心科研中心发表 DCSCSchneider-E 预制化数据中心与传统数据中心的定量分析比较 耐德电气 数据中心科研中心 版本 0 2 选择预制化数据中心而非传统的“现场建造”数据中心往往旨在获得部署更快、可靠性更高以及 更容易预测等优势。第 163 号白皮书预制化数据中心供电和制冷模块对这些优势做了更详细 的介绍。 不过，在谈及成本影响的问题时，有些人坚信预制化能够节省成本，而有些人则认为预制化会使 成本增加。 这说明对于这种设计方法的实际成本影响存在认识不清的情况。

3、 由于存在诸多会影响预制化数据中心和传统模块化数据中心成本差异的变量和假设，因此对成本 的理解比较复杂。在第 164 号白皮书传统数据中心与可扩展预制化数据中心总拥有成本 （TCO）的比较分析中，我们论证了预制化数据中心如何为扩展并优化数据中心设计而提供的 灵活性，从而相比建造过度规划的传统数据中心，可实现显著的成本节省和节能优势。 在本白皮书中，我们对两个拥有相同容量、相同制冷和配电架构、相同冗余等级、相同密度和相 同机柜数量的数据中心进行投资成本差异定量分析比较。这样做使我们能够分别考察不同类型数 据中心解决方案（预制化与传统型）的成本差异。此次分析基于施耐德电气参考设计（第 26 号），

4、我们将在下一章节中进行详细的描述。 此次分析的投资成本包括材料成本、设计成本、场地准备成本、安装和调试费用。对于这一特定 设计，预制化数据中心的投资成本能节省 2%（大致与传统数据中心的成本相同）。图图 1 说明了 按成本类型划分的成本明细。如图所示，虽然预制化数据中心的材料成本较高，但其能够大幅降 低空间成本（户外与建筑）以及劳动力（现场作业）成本。有关这一块内容，我们会在“结果” 章节做详细的探讨。我们使用 Romonet 公司基于云端的 Analytics Platform（分析平台）1完成 并验证此次的分析。 $-$1,000,000$2,000,000$3,000,000$4,000

5、,000$5,000,000$6,000,000传统型预制化现场建造与预制化投资成本概览 适用于第26号参考设计和架构相同的传统数据中心材料 劳动力 空间我们对两个 440 kW 的数据中心进行了分析一个是由电源、制冷和 IT 模块组成的预制化数 据中心，另一个是使用传统建筑来放置所有内部设备的“现场建造”数据中心。图图 2 说明了这两 种方法的概念布局。上面一张图为预制化数据中心，带有室外电源、水力模块（制冷）、放置在 室外场地的 IT 模块，连同通常放在室外的数据中心设备（比如发电机、冷水机）。下面一张图 为传统建造的数据中心空间，包括 IT 机房、动力室、电气室以及一些通常放在户外的设备

6、（比1 有关 Romonet 的内容我们将在“方法论”章节做进一步的讨论。http:/ 简介 图 1 成本分析结果显示传统数 据中心和预制化数据中心 的成本大致相同。 分析所采用的 架构 551 万美元 539 万美元 2% 成本节省 预制化数据中心与传统数据中心的定量分析比较 耐德电气 数据中心科研中心 版本 0 3 如冷水机和发电机）。表表 1 提供了两个数据中心的总结，包括 Tier 等级、电源、制冷和机柜设 计细节。 这些数据中心基于经过归档的施耐德电气参考设计（可登录 http:/designpor- 进行访问）。请详见边栏边栏大致了解参考设计 的价值，如需了解更多信息，请参考第

7、147 号白皮书数据中心项目：使用参考设计的优势。 这两个设计采用相同的主要组件（即相同的 UPS、冷水机、机架式 PDU、机柜等）。 预制化数据中心空间视图预制化数据中心空间视图 现场建造现场建造数据中心空间视图数据中心空间视图 什么是参考设计？ 参考设计是用于建造数据中心的 经过测试、验证和归档的计划方 案。其包括单线图、地板布局 图、管网图和设备清单。 其作为项目团队开展项目的起点 颇具价值，因为其能够： 简化规划 缩短制定可建设计划的时间 依托可预测的性能表现来降 低风险 施耐德电气参考设计可在以下网 址查阅：http:/designpor- ter.html 图 2 分析所采用的预制

8、化数据 中心设计和现场建造数据 中心设计的概念性布局 预制化数据中心与传统数据中心的定量分析比较 耐德电气 数据中心科研中心 版本 0 4 *注：我们的分析不考虑建筑周边的其他室外空间。 设施供电 我们进行分析的数据中心带有冗余市电供电和冗余发电机，每路供电为 1200A 480V 开关柜总 线，配 500kW UPS，然后通过低压配电柜和 175 kW PDU（配电单元）的组合将电力配送至 IT 模块。电源也为动力室供电，配有独立的 N+1 UPS（每个容量 32 kW）。图图 3 为供电的单线 图。 Utility AG500kW SYPX3x DX Cooler400A, 480V, 6

9、5kA800A, 480V, 65kA1200A, 480V, 65kAPPIT Module 1SSWChillerChillerVFDVFDUPSUPSUtility BG500kW SYPX3x DX Cooler800A, 480V, 65kA1200A, 480V, 65kASSWPChillerVFDUPS400A, 480V, 65kA400A, 480V, 65kAIT Module 22x DX Cooler属性 预制化 现场建造 设计负载 440 kW 440 kW 目标可用性 Tier III Tier III 供电架构 2N 电源；(2)个 500 kW 电源模块，带

10、5 分钟后备电源时间，2N 后备发电机 2N 电源；(2)个 500 kW 电源系统，带 5 分钟后备电源时间，2N 后备发电机 制冷架构 N+1 风冷冷水机、水侧节能冷却模式、 水力模块、N+1 行级空调 N+1 风冷冷水机、水侧节能冷却模式、 动力室、N+1 行级空调 IT 配置 44 台机柜，平均 10 kW/机柜，(2)个双 组舱模块 44 台机柜，平均 10 kW/机柜，IT 机房 结构 特制的预组装式基础设施，安装在封闭 的能够抵御恶劣天气的柜体内 传统建筑的专用 IT 机房，基础设施现 场装配 场地面积 910 平方米室外空间 725 平方米建筑空间* 表 1 比较所采用的架构

11、图 3 供电架构 预制化数据中心与传统数据中心的定量分析比较 耐德电气 数据中心科研中心 版本 0 5 设施制冷 我们分析的数据中心，其制冷设计由 3 台风冷冷水机组成，每台冷水机的制冷量为 275 kW，采 用 N+1 配置。每台冷水机带有集成的干式冷却器，用于节能冷却模式。在预制化数据中心设计 中，水力模块包括水泵、阀门、控制器和所需仪表。在现场建造式数据中心设计中，此设备位于 楼宇内的动力室内。图图 4 为数据中心的管网架构和水泵配置。其设计用于为 IT 机房内的行级空 调提供冷冻水。 膨胀水箱污物/空气 分离器膨胀水箱蓄冷罐供给IT来自IT供给IT来自IT变频器变频器变频器冷水机 27

12、5 kW冷水机 275 kW冷水机 275 kW乙二醇补给器IT 机房 在这两个设计中，IT 机房内有 44 个 IT 机柜，能够支持平均 10 kW/机柜的 IT 负载。（2N）冗余 PDU 带有隔离变压器，可为每台机柜内的机架安装式 PDU 供电。热通道气流遏制用于优化空间 内的气流，N+1 行级空调位于整个机柜行内。 两个设计之间的机柜、冷水机和 PDU 的确切排布各有不同。在预制化数据中心设计中，IT 机房 由 2 个双组舱 IT 模块构成。图图 5 显示了两个双组舱模块。在现场建造式数据中心设计中，假定 有一个空间更大的 IT 机房，配有 44 台机柜和配套设备。 图 4 制冷架构

13、图 5 预制化数据中心 内的IT空间 预制化数据中心与传统数据中心的定量分析比较 耐德电气 数据中心科研中心 版本 0 6 我们使用由 Romonet 公司提供的第三方数据中心建模软件来进行本次的投资成本分析比较。图图 6 显示了模型数据中心的逻辑布局。这一模型描述了通过数据中心电源和制冷基础设施的能源流 向。蓝色连接箭头表示电源连接线；红色连接箭头表示制冷连接线。建模软件也能够分析能源成 本，但对于此次的分析，由于在两个设计中使用的子系统相同（因此能源差异可忽略不计），我 们仅关注本工具中的投资成本部分。 每一块代表一个数据中心的子系统，对于其中每一块的成本数据，都包括了材料的投资成本以及

14、安装成本。此外，如上所述，我们也对每一块进行了配置以匹配设计的冗余性。阴影区域表示子 系统所在的房间或模块。没有阴影的组件放置在室外。 Romonet 专家对这一模型进行了审查和验证。 方法论 图 6 Romonet公司Analytics Platform（分析平台）中分析的数据中心模型 预制化数据中心与传统数据中心的定量分析比较 耐德电气 数据中心科研中心 版本 0 7 假设条件 此财务分析中使用的主要假设条件如下： 根据上面的描述和线路图，一次性安装 440 kW 数据中心设备。 数据中心的安装地点位于美国，采用美国平均的劳动力价格。 土地成本为 269 美元/平方米（25 美元/平方英尺）。 已建成建筑空间成本为 1,615 美元/平方米（150 美元/平方英尺）。 预制化数据中心所需的室外空间总面积（包括各个模块的间隔空间）为 865 平方米 （9,310 平方英尺）。 预制化模块全都放置在室外。 现场建造数据中心的建筑面积为 727 平方米（7,829 平方英尺） 数据来源 我们的施耐德电气数据中心投资成本计算器用作子系统材料和安装成本的