孙长青,注册暖通工程师,高级工程师,规划设计部总工程师,IDC单位设计总监等,有多年从事数据中心规划设计、咨询顾问、甲方自建设计部等全过程的实战经验,对数据中心有一定的了解,同时,做过10多个数据中心的Uptime设计认证工作,对国标GB50174及Uptime理论多有感触,对数据中心能评指标、IT负载率、数据中心蓄冷系统等有些了解,对数据中心如何降低PUE也略有经历。经过总结多年来的实战心得,方有此文,以便大家更加了解数据中心等级的核心理念,同时对国情和国际理论间存在的差异有所认识。
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在上篇《国标A级与Uptime TierIV等级的级别对比》中,针对国标A级和Uptime Tier IV各个角度进行了对比,由上篇可知,《数据中心设计规范》(GB50174-2017)A级机房的基本要求是容错,Uptime Tier IV等级机房的基本要求也是容错。它们之间有很大差距,上文通过多个角度进行了对比分析。
当然,上篇文章中的A级和UptimeTier IV是各自标准中的最高等级,并不是所有的数据中心都会选择最高标准去执行,因为级别越高,可靠性保障的要求越高,造价就会越高,在不需要最高安全等级的情况下,拔高标准去做最高等级的数据中心,往往会付出不必要的代价。
各标准中还有其他等级,也是数据中心建设过程中经常被选取的标准,比如国标B级和Uptime Tier III,这两个级别有些相似之处,又不完全相同,国标B级的核心词汇是冗余基础上的设备容错,而定义中又有冗余设备故障而系统不中断的要求, Uptime Tier III的核心词汇是在线维护 , 而Uptime Tier II的核心词汇是冗余组件/单路径 ,可见,国标B级的等级要求介于Uptime Tier III和Uptime Tier II之间。剩余的其他等级,比如国标C级、TierI、Tier II等级,在一般规模以上的数据中心中都不常用,基本没有新建数据中心会参选这几种标准去建造。
那么,对于国标B级和Uptime Tier III的异同,在此也需要了解一下,更好的为数据中心级别的选定做为理论基础。
1、《数据中心设计规范》中对B级的规定如下:
3.2.4 B级数据中心的基础设施应按冗余要求配置,在电子信息系统运行期间,基础设施在冗余能力范围内,不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。(备注:冗余设备检修或故障不会导致系统中断) 选址: 6.1.7 新建A级数据中心的抗震设防类别不应低于乙类,B级和C级数据中心的抗震设防类别不应低于丙类。B级机房对选址过程中与危险点的距离也有要求。 暖通: 机房专用空调 N+1冗余。冷冻水供水管网——只需要单一路径。 电气: 不间断电源N+1配置。柴油发电机作为后备电源时,不间断电源最少备用时间7min。 8.1.13 B级数据中心宜由双重电源供电,当只有一路电源时,应设置柴油发电机组作为备用电源。 柴发: 8.1.14 后备柴油发电机组的性能等级不应低于G3级;A级数据中心发电机组应连续和不限时运行,发电机组的输出功率应满足数据中心最大平均负荷的需要。B级数据中心发电机组的输出功率可按限时500h运行功率选择。 规范附录A: 当供电电源只有一路时需设置后备柴油发电机系统。
8.1.15柴油发电机应设置现场储油装置,储存柴油的供应时间应按本规范附录A的要求执行。当外部供油时间有保障时,储存柴油的供应时间宜大于外部供油时间。柴油在储存期间内,应对柴油品质进行检测,当柴油品质不能满足使用要求时,应对柴油进行更换和补充。
消防: 13.1.3 B级和C级数据中心的主机房宜设置气体灭火系统,也可设置细水雾灭火系统或自动喷水灭火系统。
2、Uptime Tier III的基本要求:
a) 一个可同时维护的数据中心拥有冗余容量组件,以及多个独立分配路径来为关键系统提供服务。对于电力中枢和机械分配路径,只需要一条分配路径来随时为关键环境服务。 电力中枢是指从现场发电系统(例如,引擎式发电机、燃料电池)的输出到 IT 不间断电源 (UPS) 的 输入的电力分配路径以及为关键机械设备服务的电力分配路径。机械分配路径是指将热量从关键空间移除到室外环境的分配路径。例如,冷冻水管路、冷却水管路、制冷剂管路等等。 b) 所有 IT 设备都具有双电源且正确安装,与现场架构的拓扑相匹配。如不满足该要求则须使用转换 装置如小型机架式转换开关。 c) 支持"N’容量的 12 小时现场燃料储存。 Uptime Tier III 的结果实效测试: a) 所有单一容量组件和分配路径的元件都可以有计划地从系统中移除,而且不会对任何关键环境造成影响。 b) 以任何理由将冗余组件和分配路径从系统中移除时,应有足够的永久安装容量来满足现场需求。 看定义,《数据中心设计规范》B级机房的核心词汇与Uptime Tier III机房的核心词汇不太一样,Uptime Tier III是在线维护,《数据中心设计规范》B级要求的是冗余基础上的设备容错。而对其各自等级的具体细节要求,是有所不同的。 3、多个角度进行对比分析 3.1 关于基本要求 《数据中心设计规范》中,B级数据中心的基础设施应按冗余要求配置,在电子信息系统运行期间,基础设施在冗余能力范围内,不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。 B级机房系统对冗余的要求为设备冗余及冗余设备的容错。分配路径方面,对暖通管网系统只要求单一管路,但是对电源系统要求双重电源供电。 Uptime Tier III中,同时维护的数据中心拥有冗余容量组件,以及多个独立分配路径来为关键系统提供服务。对于电力中枢和机械分配路径,只需要一条分配路径来随时为关键环境服务。 Uptime TierIII要求一条分配路径处于活跃状态,其他路径可处于冷备状态。其配置需要满足关键设施的在线维护。 两者之间存在一定的差异,按B级的要求,所有冗余设备平时应处于热备状态,对供电电源要求双重电源供电,而对冷冻水路径方面则没有冗余要求。而按Uptime TierIII要求,则冗余设备及分配路径平时均可处于冷备状态,检修时能有备份替代满足运行即可,而对供电电源及冷冻水分配路径均需要有冗余。 3.2 关于不间断电源 《数据中心设计规范》对UPS(不间断电源)要求,N+1配置即可实现机房的B级配置。Uptime Tier III 中UPS(不间断电源),也是要求UPS满足在线维护的要求,一般也需要N+1的UPS配置。 在国标B级和Uptime Tier III中,采用一路(N+1配置UPS)不间断电源和一路市电的配电方式均可满足要求。 3.3 关于柴发 《数据中心设计规范》B级数据中心发电机组并不是必选项,有两路市电电源即可不用柴发。当供电电源只有一路时,需设置后备柴油发电机系统。另外,对柴发的运行时间要求没那么严格,B级数据中心发电机组的输出功率可按限时500h运行功率选择。 Uptime Tier III 要求柴发要能连续运行,也就是功率级引擎式发电机能够在不限小时数内以额定千瓦运行。 所以,B级机房按照主用功率来选取的柴发机组,满足数据中心B级机房要求的,但是主用功率无法满足数据中心Uptime TierIII的要求。 再看柴发的柴油储备,都明确要求储油时间为12小时,唯一的区别是,国标有额外的补充措施:当外部供油时间有保障时,储存柴油的供应时间宜大于外部供油时间。这也就意味着外部供油的时效性将决定储油时间,如果在柴油供油便利地区,园区储油时间可缩短;如果在柴油供油困难地区,园区储油时间将不得不延长。
3.4 关于消防
《数据中心设计规范》B级机房对消防提出了明确的要求。
Uptime TierIII对消防没有做任何要求。也就是Uptime对消防系统不做考察。
总结
通过以上对比分析大家可以看到,由于国情、关注点、出发理念的不同,《数据中心设计规范》的B级与Uptime体系的级别Tier III,具体到各个细节点的时候,还是有较大的差距。至于大家觉得哪个更好,还是需要根据现实的自身情况进行比较确定,具体实施的时候,是要严格遵守国标B级,还是严格遵守Uptime Tier III,或者兼容并蓄两者的优点,需要再考虑经济性、可靠性、市场需求等,做出最适合自己的选择。