1、 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心優(yōu)缺點分析 第 163 號白皮書版本 3作者 Dennis Bouley Wendy Torell Scott Neal摘要 借助標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)組裝和集成式數(shù)據(jù)中心模塊數(shù)據(jù)中心業(yè)內(nèi)稱之為集裝箱式或模塊化數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心設(shè) 計師實現(xiàn)了從定制化“工程項目”思維模式到標(biāo)準(zhǔn)化“ 現(xiàn)場集成”思維模式的轉(zhuǎn)變。預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心部署速度更快且可預(yù)測性更高，且其部署成本與傳統(tǒng)現(xiàn) 場施工的數(shù)據(jù)中心相差無幾。本白皮書全面比較了兩種 方案 ，分析各自的優(yōu)缺點，并且明確最適合部署預(yù)制模塊化施耐德電氣旗下的白皮書現(xiàn)收錄于施耐德電氣白皮書資料庫由施耐德電氣數(shù)據(jù)中心科研中心發(fā)表DCSCSchneider-

2、E 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心優(yōu)缺點分析簡介數(shù)據(jù)中心各利益相關(guān)方經(jīng)常面臨一些挑戰(zhàn)包括如何管理不斷增長的需求，以及所需擴展的數(shù)據(jù)中心容量。通常需要做出決策，確定是要投資新的設(shè)施，還是擴建或改造現(xiàn)有設(shè)施。這通常需要復(fù)雜的財務(wù)和技術(shù)分析，以確定適合自身業(yè)務(wù)的最佳方案。如今數(shù)據(jù)中心的建造有了更具成本優(yōu)勢 ，也更易于部署的替代解決方案，這種方案是預(yù)制化數(shù)據(jù)中心 IT、供電和制冷基礎(chǔ)設(shè)施模塊。 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心是一種預(yù)先設(shè)計、組裝和集成，且事先測試過的數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng) （包括機柜、冷水機組、泵、制冷單元、UPS、PDU、開關(guān)柜、變壓器等），它們作為標(biāo)準(zhǔn)化“ 即插即用式”模塊被運至數(shù)

3、據(jù)中心現(xiàn)場。這與傳統(tǒng)做法截然不同：以往數(shù)據(jù)中心的物理基礎(chǔ)設(shè)施都擁有獨一無二的一次性工程設(shè)計，其所有組裝、安裝和集成都在施工現(xiàn)場完成。預(yù)制模塊化方案帶來諸多優(yōu)點，包括提高成本和效率的可預(yù)測性、節(jié)省時間、節(jié)約空間、簡化規(guī)劃、提高可靠性、改善靈活性以及增強供應(yīng)商責(zé)任感。 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心可采用傳統(tǒng) ISO 標(biāo)準(zhǔn)的運輸集裝箱形式，抑或是專門建造的具有外圍結(jié)構(gòu)的空間。模塊也可在滑動底座上建造。鑒于其外觀特征方面千差萬別，本白皮書統(tǒng)一使用“預(yù)制模塊”這一術(shù)語（而非“集裝箱”）來描述預(yù)制化解決方案。相比傳統(tǒng)方式部署同一基礎(chǔ)設(shè)施時，預(yù)制模塊可加快部署速度 40%，且投資成本大致相同。第218 號白皮書預(yù)制化

4、數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的定量分析對比中的成本分析表明，雖然預(yù)制化系統(tǒng)的材料成本相對昂貴，但是安裝和空間方面的節(jié)省足以抵消這一額外支出，使得總成本大體相當(dāng)。既然成本大體相當(dāng)，并無成本優(yōu)勢可言，那么為何要選擇預(yù)制化解決方案，而不是傳統(tǒng) 的方案？本白皮書為數(shù)據(jù)中心專業(yè)人員確定預(yù)制化數(shù)據(jù)中心模塊所需的相關(guān)信息。投資成本考慮因素在本節(jié)中，我們就預(yù)制化模塊和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備之間的成本差異展開定性討論。 硬件/軟件成本 將預(yù)制化解決方案與傳統(tǒng)的實體數(shù)據(jù)中心進行比較，我們發(fā)現(xiàn)二者所采用的物理基礎(chǔ)設(shè)施硬件（ 機架、PDU、電纜橋架、開關(guān)柜、UPS、配電柜、熱交換器、風(fēng)冷冷水機、泵、過濾器、照明、安保

5、和消防設(shè)施）基本是一樣的。一般而言，無論這些基礎(chǔ)設(shè)施組件安裝在何處，成本是相同的 。模塊化的基礎(chǔ)設(shè)施，是很難再像傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心那樣將其中的成本進行細(xì)分。由于需購置額外材料（比如集裝箱外殼）以及將硬件、軟件和控制裝置預(yù)組裝/集成到一起會產(chǎn)生其他成本，預(yù)制 設(shè)計成本 預(yù)制化模塊首先由研發(fā)部門設(shè)計，經(jīng)客戶驗證測試，最后投入量產(chǎn)。一旦投入量產(chǎn)，設(shè)計在工廠內(nèi)完成，并最終運送給最終用戶。而在傳統(tǒng)方式下，設(shè)計階段有多方參與。電氣承包商、機械承包商、設(shè)計師、最終用戶、設(shè)施部門、IT 部門和公司高管需要頻繁開會，深入討論。各方對設(shè)計要點反復(fù)推敲，權(quán)力制約和人際關(guān)系在其中扮演重要角色，決策往往需要層層。 “設(shè)計”成

6、本包括兩方面的成本：設(shè)備選型和布局以及場地規(guī)劃和施工。采用預(yù)制化模塊，設(shè)備選型和布局在工廠就已經(jīng)完成（計入系統(tǒng)成本），場地規(guī)劃和施工的工作量也有所減少，因為場地布置和規(guī)劃大為簡化，只涉及五個專業(yè)的人員參與，即：結(jié)構(gòu)設(shè)計師、土建設(shè)計師、電氣設(shè)計師、機械設(shè)計師和建筑師。采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)方式時，場地規(guī)劃設(shè)計和施工可能占到項目總成本的 5%。 安裝成本 “安裝”成本包括在現(xiàn)場進行的組裝、集成和試運行所涉及的所有工作。具體而言，包括： 版本 32施耐德電氣 數(shù)據(jù)中心科研中心 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心優(yōu)缺點分析系統(tǒng)項目管理 由于項目的復(fù)雜性降低，且由單一供應(yīng)商提供全部物理基礎(chǔ)設(shè)施，預(yù)制化設(shè)施的項目監(jiān)督成本顯

7、著減少。 場地準(zhǔn)備和現(xiàn)場項目管理 這項支出包括為管道和電線管槽挖掘地溝、場地平整和澆筑混凝土墊塊，以及其他一般性現(xiàn)場支出。不論采用哪種方式，這類支出都不可避免，因此成本也趨于一致 。 現(xiàn)場安裝 典型基礎(chǔ)設(shè)施硬件安裝包括設(shè)備拆包、盤點、整理和組裝相關(guān)費用，以及與設(shè)備互聯(lián)和系統(tǒng)開機啟動相關(guān)的支出。對于預(yù)制化模塊而言，大量此類工作都已無必要（僅需將模塊放置在水泥地板上，然后把模塊接入現(xiàn)有的樓宇開關(guān)柜，為設(shè)備制冷安裝水管，然后啟動系統(tǒng)）。 此外，還可以節(jié)省運輸成本。相比于運送傳統(tǒng)的現(xiàn)場組裝系統(tǒng)的單個零件和設(shè)備，預(yù)組裝模塊的運送成本大幅降低。而且，這種整件運輸?shù)姆绞胶唵我仔?，運輸途中發(fā)生的損壞也顯著減少

8、，而損壞通常會導(dǎo)致額外支出，或者引起不必要的延誤。 管理/控制系統(tǒng)的安裝和調(diào)試 在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心內(nèi)，管理軟件和控制系統(tǒng)的安裝和編程是一項重大支出（每瓦 0.30 美元或更高），其中包括將管理系統(tǒng)儀表盤/界面集成到供電和制冷基礎(chǔ)設(shè)施中所需的成本開支，以及調(diào)試控制系統(tǒng)使其達(dá)到預(yù)期性能（如設(shè)定制冷系統(tǒng)，以優(yōu)化節(jié)能模式的工作時段和能耗）所需的花費。但鑒于系統(tǒng)控制的復(fù)雜性，對于大多數(shù)定制數(shù)據(jù)中心而言，這方面的成本控制目標(biāo)總是遙不可及。而對于預(yù)制化設(shè)施來說，這部分支出已經(jīng)包含在工廠成本中， 軟件和控制系統(tǒng)的編程和優(yōu)化在工廠內(nèi)已經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置，幾乎不需要任何現(xiàn)場作業(yè)，同時還提升了數(shù)據(jù)中心的工作性能。 調(diào)試 調(diào)

9、試包含對數(shù)據(jù)中心設(shè)計/建造過程的所有文檔記錄和驗證工作。不同數(shù)據(jù)中心其試運行的具體步驟也各不相同，但是通常都包含諸如工廠目測、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、啟動、功能測試以及系統(tǒng)集成測試。對于預(yù)制化設(shè)施來講，工廠目測和質(zhì)量保證這兩個步驟通常在工廠進行，從而節(jié)約了現(xiàn)場時間和費用。 空間成本 預(yù)制化模塊另一個主要成本優(yōu)勢體現(xiàn)在，安放物理基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)場施工作業(yè)大幅降低 ，甚至減少為零。這類施工不但代價不菲（每平方米 1,076-1,614 美元，或每平方英尺 100-150 美元），而且還會破壞正常設(shè)施運行（見圖 1 和圖 2）。 圖 1數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)擴建方法版本 33施耐德電氣 數(shù)據(jù)中心科研中心 預(yù)制模塊化數(shù)

10、據(jù)中心優(yōu)缺點分析圖 2在傳統(tǒng)架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心內(nèi)安裝高架地板 對于預(yù)制化模塊方案，建設(shè)性的工程量破壞性小且簡單，無需建造實體或外圍結(jié)構(gòu)，也不需要重新翻修內(nèi)部空間，因此現(xiàn)場安裝量大幅下降。圖 3 中，吊車正在將預(yù)制化模塊吊裝到現(xiàn)場的水泥墊塊上。吊裝完成后，供電線路將接入主開關(guān)柜、制冷設(shè)施模塊和 IT 機房，同時冷凍水管將接 入 IT 機房內(nèi)的空調(diào)設(shè)備。 圖 3預(yù)組裝的預(yù)制化數(shù)據(jù)中心供電模塊的安裝現(xiàn)場 如果數(shù)據(jù)中心選用供電和制冷模塊，那么傳統(tǒng)方式中諸多的前期設(shè)計和施工管理職責(zé)將從數(shù)據(jù)中心業(yè)主/最終用戶轉(zhuǎn)移到解決方案供應(yīng)商，如圖 4 所示（注：如果采用傳統(tǒng)方式，很可能是由一家設(shè)計建造公司來執(zhí)行所有這些工

11、作）。制造商將負(fù)責(zé)設(shè)計數(shù)據(jù)中心供電和制冷模塊，并為不同 客戶認(rèn)可和簽發(fā)這些模塊。數(shù)據(jù)中心供電和制冷物理基礎(chǔ)設(shè)施成為生產(chǎn)供應(yīng)鏈上的一個環(huán)節(jié)，而不再是現(xiàn)場定制施工的一部分，這對安裝成本有著重要影響。 在傳統(tǒng)方式主/最終用戶要么負(fù)責(zé)開發(fā)方案、裝配組件、向各種供應(yīng)商采購設(shè)備，要么雇 傭和管理承包商來完成這些工作。與之形成對比的是，由于預(yù)制化模塊已在工廠內(nèi)預(yù)先建造，業(yè)主/最終用戶無需處理這些耗時費力的工作（比如，不需跟蹤設(shè)備組件，只需管理少量的送貨進度，只需與極少的施工承包商接洽）。 要比較預(yù)制化數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心兩種方案的成本優(yōu)劣，請使用施耐德電氣的權(quán)衡工具，預(yù)制化與傳統(tǒng)型數(shù)據(jù)中心成本計算器。 版

12、本 34施耐德電氣 數(shù)據(jù)中心科研中心 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心優(yōu)缺點分析傳統(tǒng)方式 預(yù)制模塊 初期圖 4在傳統(tǒng)方式下，數(shù)據(jù)中心業(yè)主需負(fù)責(zé)規(guī)劃和制定解決方案或?qū)⑵渫獍?結(jié)束* 僅包含模塊的施工文件；對于其它系統(tǒng)比如發(fā)電機組的施工文件仍是數(shù)據(jù)中心業(yè)主的職責(zé)范圍 運營成本考慮因素以上著重于分析投資成本。實際上，當(dāng)比較預(yù)制化模塊與傳統(tǒng)供電和制冷方式時，運營成本也需考慮分析。 維護成本 成本節(jié)省的機會在于預(yù)制化模塊維護成本的降低。雖然模塊化需在更為緊湊的空間里實施維護工作，但是用戶可以簽訂“一站式”模塊服務(wù)合同來實現(xiàn)成本節(jié)約。無需與多個供應(yīng)商簽署不同合同條款，只需簽署一份合同就可以獲得一個或兩個完整的“大型”預(yù)

13、制化模塊維護服務(wù)。 在這種情況下，一家承包商將全面負(fù)責(zé)預(yù)制化模塊的正常運行。這種方法簡單易行，因為一旦發(fā)生意外事故，數(shù)據(jù)中心業(yè)主無需花費時間去追溯應(yīng)該是哪家供應(yīng)商對此事負(fù)責(zé)任。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中，許多零件和部件（水管、電氣裝置、供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和機架）通常由不同供應(yīng)商提供維護支持，相互推諉責(zé)任的情況時有發(fā)生。 軟件或管理方式升級也可以節(jié)省成本。由于不再需要為諸多的產(chǎn)品或設(shè)備專門編寫代碼，數(shù)據(jù)中心預(yù)制化模塊可以為用戶提供一整套標(biāo)準(zhǔn)化的固件升級。 能源成本 傳統(tǒng)機電室的消耗的能源也比同等規(guī)模的供電和制冷預(yù)制化模塊要多。這主要是因為預(yù)設(shè)計模塊可以更好地集成供電和制冷系統(tǒng)的控制裝置（當(dāng)與制冷系統(tǒng)的控制

14、裝置協(xié)調(diào)運作時，這一優(yōu)點尤為突出）。 下面以冷水機的控制為例。要確保冷水機組、冷卻塔、水泵和閥門高效協(xié)同工作，要進行大量的編程工作，而加入節(jié)能模式更是讓復(fù)雜性大大增加。事實上，正是因為其復(fù)雜性，很多時候在設(shè)計時會禁用節(jié)能冷卻模式，直接導(dǎo)致額外的能耗增加。 “美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會 (ASHRAE) 公布了冷水機組的制冷性能系數(shù) (COP)。COP 越高，系統(tǒng)總體性能越好。雖然組成冷水機組的單個部件可以達(dá)到公布的標(biāo)準(zhǔn)，但大多數(shù)冷水機組的整體 COP 卻不盡如人意。需要集成不同組件的控制裝置時，就會遭遇這一問題。定制化設(shè)計以及現(xiàn)場控制系統(tǒng)集成所帶來的低效表現(xiàn)，往往意味著在節(jié)能冷卻模式下運行

15、的時間明顯偏少， 導(dǎo)致總體能耗偏高。 預(yù)制化數(shù)據(jù)中心的電能利用率（PUE）是可預(yù)測的，因 為設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)化元器件已預(yù)先測試，控制裝置已提前完成協(xié)調(diào)方面的調(diào)試。 對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心而言，由于控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，PUE 往往很難預(yù)測。但是，預(yù)制化數(shù)據(jù)中心的電能利用率（PUE）是可預(yù)測的，因為設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)化元器件已預(yù)先測試，控制裝置已提前完成協(xié)調(diào)方面的調(diào)試。讓我們來看一個例子：一個位于美國密蘇里州圣路易斯市內(nèi)的 1MW 的傳統(tǒng) 版本 35施耐德電氣 數(shù)據(jù)中心科研中心數(shù)據(jù)中心生命周期 數(shù)據(jù)中心業(yè)主的管理職責(zé)范圍 預(yù)制化模塊提供商 的職責(zé)范圍 概念設(shè)計 圖紙設(shè)計深化設(shè)計 施工圖設(shè)計* 招標(biāo)/談判 設(shè)備采購

16、施工/ 安裝 運營 退役 概念設(shè)計圖紙設(shè)計深化設(shè)計施工圖設(shè)計招標(biāo)/ 談判設(shè)備采購施工/運營 退役 安裝 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心優(yōu)缺點分析數(shù)據(jù)中心，負(fù)載率在 50%，平均功率密度為每機架 6kW，配備高架地板、冷水機組、變頻器(VFD)、水控裝置以及節(jié)能冷卻模式，其 PUE 一般為 1.75。具有可比性的預(yù)制化數(shù)據(jù)中心經(jīng)測試和分析，測得的 PUE 為 1.4 甚至更低。體現(xiàn)在電費上，預(yù)制化數(shù)據(jù)中心可節(jié)約 20%的電費。 預(yù)制化模塊優(yōu)點 除成本節(jié)省這一優(yōu)勢外，數(shù)據(jù)中心業(yè)主還有其他理由選擇預(yù)制化模塊方案： 可預(yù)測的效率 基于設(shè)計時的實測數(shù)據(jù)，預(yù)制化模塊允許用戶提出將預(yù)期效率寫入規(guī)格書的要求 ，要求制造商

17、公開這一預(yù)期效率。這種可預(yù)測性對于注重能效的公司來說非常具有吸引力。新數(shù)據(jù)中心建設(shè)要面臨的一個常見挑戰(zhàn)是管理現(xiàn)場不可預(yù)見的問題和變化，這些對實現(xiàn)設(shè)計的預(yù)期效率不利。預(yù)制化模塊方案有助于實現(xiàn)這些效率目標(biāo)，因為這種方案可以免受諸多現(xiàn)場施工問題的困擾。 可預(yù)測成本 建設(shè)項目越復(fù)雜，出現(xiàn)變更單和成本超支的可能性就越高。將大多數(shù)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施集成在受控的工廠環(huán)境中，現(xiàn)場變更和延誤的機會顯著減少。 可轉(zhuǎn)移性 如果可轉(zhuǎn)移性是一個重要的考量指標(biāo)，那么預(yù)制化模塊方案更是明智的選擇。假設(shè)一家公司需要部署數(shù)據(jù)中心供電和制冷設(shè)備，但是它的場地租期只剩 18 個月了。如果場地租期到期后不續(xù)約，這家公司可以將他們的物理

18、基礎(chǔ)設(shè)施（供電和制冷）搬走，而不是將它們丟棄在原租賃的場地。 財務(wù)靈活性 從財務(wù)角度來說，預(yù)制化模塊可被歸入“設(shè)備”類別而不是“樓宇”類別。這可能會帶來一些稅費、保險和財務(wù)方面的利益。當(dāng)然，各地和各區(qū)的稅法、保險政策和采購/租賃合同各不相同，因此，應(yīng)事先確認(rèn)在具體業(yè)務(wù)環(huán)境中是否可以獲得這類財務(wù)方面的利益。 應(yīng)對不確定性 如果未來增長存在高度不確定性，預(yù)制化模塊方案堪稱行之有效的選項。它的靈活的可擴展性和按需配置的特點可以將風(fēng)險降到最低。 釋放高價值的占地空間 在許多情況下，數(shù)據(jù)中心所占用的物理空間可能更適合用于部署一些核心職能。大學(xué)、醫(yī)院、呼叫中心和工廠就是其中的典型代表，數(shù)據(jù)中心的擴容會侵占

19、寶貴的樓宇空間，使其存在的財務(wù)合理性遭受質(zhì)疑。將數(shù)據(jù)中心遷移到樓宇外或非核心的占地空間，對于企業(yè)的 CIO 和 CFO 而言，不啻于是財務(wù)上的雙贏局面。 加快部署速 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心從概念設(shè)計到試運行可能需要花費 2 年的時間，具體取決于數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和復(fù)雜性，但部署速度對業(yè)務(wù)部門而言，往往至關(guān)重要。那些希望搶先推出產(chǎn)品的公司（ 比如，期望將新產(chǎn)品首家推出市場的公司）非?？粗貢r間成本。采用預(yù)制化模塊構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心 ，從概念設(shè)計到試運行的部署時間比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心最快可縮短 40%。預(yù)制化模塊供應(yīng)商為客戶實施的設(shè)計過程采用可重復(fù)的流程，設(shè)計和集成在一起的子系統(tǒng)，可以節(jié)省 50的設(shè)計/施工時間。此外，采用

20、預(yù)制化方案時，可以并行開展更多任務(wù)，節(jié)省大量時間。例如，現(xiàn)場準(zhǔn)備工作可以在工廠建造模塊時同時完成?，F(xiàn)場測試、安裝和調(diào)試也能更快完成，因為模塊是在工廠經(jīng)過預(yù)簡化培訓(xùn) 預(yù)制化模塊方案可以大大簡化對工作人員的培訓(xùn)，因為模塊全部采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計并使用系統(tǒng)級別的界面進行操作。如此一來，數(shù)據(jù)中心運營人員的變動對數(shù)據(jù)中心的風(fēng)險大幅減少。 預(yù)制化模塊缺點 既然預(yù)制化模塊方案具有靈活性、快速部署以及成本等方面的優(yōu)勢，那為什么并不是每個數(shù)據(jù)中心都適合采用這一方案？預(yù)制化模塊方案面臨的部分挑戰(zhàn)如下： 樓宇現(xiàn)有投資 - 在評估 IT 機房的預(yù)制時，務(wù)必對傳統(tǒng)樓宇現(xiàn)有或已計劃的投資進行考量，因為這會對成本分析有重大影響。

21、已經(jīng)具有防風(fēng)雨的外圍部件的預(yù)制化模塊，將它們安置在已經(jīng)完工的機房內(nèi)所增加的成本，將弱化其所帶來的成本收益。 版本 36施耐德電氣 數(shù)據(jù)中心科研中心 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心優(yōu)缺點分析預(yù)制化模塊和室內(nèi)數(shù)據(jù)中心的距離 如果由室外模塊為室內(nèi) IT 機房提供供電和制冷，那么距離將是重要考量因素。如果室內(nèi) IT 機房毗鄰?fù)鈮蛭蓓?，?shù)據(jù)中心與預(yù)制化模塊之間的連接費用可控制在最低水平。但是，如果數(shù)據(jù)中心位于樓宇底層，那么敷設(shè)電線和水管的高昂成本（需要穿墻、地板和/或天花板）將令人望而生畏。 物理風(fēng)險 暴露在室外的預(yù)制化模塊將受諸如惡劣天氣、蓄意破壞、車輛進出（如放在停車場里 ）以及動物/昆蟲騷擾的影響。在選擇部

22、署預(yù)制化模塊前，應(yīng)對其場地做風(fēng)險評估。在這些情況下，還必須對其他支持系統(tǒng)（例如發(fā)電機、冷水機或冷凝機）加以考慮。 供電和網(wǎng)絡(luò)連接 當(dāng)預(yù)制化模塊安裝后，應(yīng)提供額外的配電裝置（額外斷路器/開關(guān)柜）以及光纖連接。 尺寸限制因素 預(yù)制化模塊體積龐大，且較為笨重，雖然可以移動，但在放置或者遷移時仍有一定困難。這些模塊有時因為超重，無法安裝在樓宇的屋頂上，或在狹窄的城市街道中運輸時，會遇到通行方面的問題。 當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)的要求 由于預(yù)制化模塊是一項新技術(shù)，當(dāng)?shù)卣赡苓€沒有制定預(yù)制化模塊限制要求方面的指導(dǎo)說明。各市政對供電、制冷和 IT 模塊的類別劃定，可能也各不相同。因此，當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)決定了要進行多大程度的模塊設(shè)

23、計和定制，才能獲得相關(guān)主管機構(gòu) (AHJ) 的批準(zhǔn)。 運輸 美國運輸安全管理局 (TSA) 規(guī)定了寬度（11.6 英尺，3.5 米）和長度方面的限制要求，確 保載貨卡車和火車能夠通過彎道、橋下和隧道。在以外的地區(qū)，道路可能更為狹窄，進一步限制了集裝箱的通過性。非標(biāo)準(zhǔn)寬度的預(yù)制化模塊需要獲取特殊通行證才可上路，有時還需專門護送，增加了預(yù)制化模塊的運輸成本。 表 1 就上述各個方面總結(jié)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心和預(yù)制化模塊之間的差異。（注：用綠色標(biāo)記標(biāo)注的單元格表示該項因素的最佳表現(xiàn)者）。 預(yù)制化模塊類型 施耐德電氣從三個屬性對預(yù)制化模塊進行分類，這三個屬性可定義大多數(shù)預(yù)制化模塊數(shù)據(jù)中心。這三個屬性是： 功能

24、模塊外觀特征配置方式功能模塊 數(shù)據(jù)中心按功能可分為以下三大部分：供電設(shè)施、制冷設(shè)施以及 IT 區(qū)域。預(yù)制化數(shù)據(jù)中心模塊也可提供多個功能（比如一體型配置），但通常情況下它們各自僅提供其中某項功能 。 外觀特征 指結(jié)構(gòu)類型、尺寸或形狀。外觀特征會影響其運輸便捷性、安放方式以及安放位置（ 室內(nèi)還是室外，地面還是屋頂）。以下是三種基本的預(yù)制化數(shù)據(jù)中心外觀特征：ISO 集裝箱式、獨立封閉式和滑動底座式。 配置方式 各個功能塊在數(shù)據(jù)中心里有多種部署和實現(xiàn)方式。大致可歸類為以下 3 個主要類別： 部分預(yù)制化數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心由預(yù)制化功能模塊和傳統(tǒng)的“現(xiàn)場施工”系統(tǒng)二者結(jié)合而 成； 整體預(yù)制化數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中

25、心完全由預(yù)制化 IT、供電和制冷模塊構(gòu)成 一體型數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心為單個獨立封閉空間，且配備齊全，自帶 IT、供電和制冷系統(tǒng) 版本 37施耐德電氣 數(shù)據(jù)中心科研中心 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心優(yōu)缺點分析有關(guān)預(yù)制化模塊類型的更多信息，請參見第 165 號白皮書，預(yù)制化模塊化數(shù)據(jù)中心的分類。 表 1傳統(tǒng)和預(yù)制化模塊方案對比匯總版本 38施耐德電氣 數(shù)據(jù)中心科研中心因素傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心預(yù)制化模塊 部署時間 通常需要 12 至 24 個月 可在 8 個月或更少時間完成設(shè)計、交付、安裝并投入運行 部署成本 由于需要進行大量現(xiàn)場組裝、安裝和集成工作，因此前期投資成本較高 大功率的預(yù)制供電和制冷模塊可構(gòu)建大型數(shù)據(jù)中心

26、法規(guī)限制要求 在基礎(chǔ)設(shè)施部署的各個步驟，需要監(jiān)管部門按特設(shè)要求審批通過。該審批過程往往會導(dǎo)致后續(xù)施工延期。最終用戶自行負(fù)責(zé)獲得相關(guān)審批。 選擇安裝預(yù)制化模塊的數(shù)據(jù)中心業(yè)主應(yīng)在安裝前與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)主管部門確認(rèn)。根據(jù)地域的差異，許可手續(xù)可能迥然不同。 安防 資產(chǎn)被放置在樓宇內(nèi)部，遠(yuǎn)離外部環(huán)境，因此物理安全得到更好保障。 物理基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)安置在樓宇外面，增加了其遭受安全和惡劣天氣的可能性。 安裝 從物理基礎(chǔ)設(shè)施的角度來看，改建比新建數(shù)據(jù)中心更為復(fù)雜，同時帶來更大侵?jǐn)_。基礎(chǔ)設(shè)施組件需要分別安裝，分別啟動，然后試運行。 需要能夠搬運預(yù)制化模塊的專業(yè)設(shè)備，比如吊車。大多數(shù)硬件安裝在工廠完成，現(xiàn)場施工大大簡化。

27、 稅費 被視為樓宇的永久組成部分 從繳稅角度來看，作為臨時構(gòu)筑物認(rèn)定會更具吸引力（ 參見施耐德電氣第 115 號白皮書，可移動的模塊化數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的會計和稅務(wù)分析） 可靠性 不同供應(yīng)商提供的各種零部件的現(xiàn)場組裝使得協(xié)調(diào)工作量增加，因此產(chǎn)生人為失誤的可能性也更大。 組件在交貨前已經(jīng)完成預(yù)先配線和工廠驗收，因此性能更具可預(yù)測性。越小的模塊設(shè)計可降低了人為失誤的風(fēng)險，因為發(fā)生單點故障，整個數(shù)據(jù)中心并不會宕機。 效率 由于現(xiàn)有樓宇結(jié)構(gòu)的限制，無法通過優(yōu)化供電和制冷系統(tǒng)獲得電氣效率的提升；復(fù)雜的定制化控制裝置還會造成制冷系統(tǒng)運行不佳，降低效率。 預(yù)制化模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的內(nèi)部組件，可設(shè)定預(yù)期的P

28、UE。 碳足跡 所用的施工建材均會產(chǎn)生大量碳排放。磚塊、保溫層和混凝土都是高碳排放建材?；炷脸Ｓ脕碇谱鞯匕?、墻體和天花板。樓宇基礎(chǔ)設(shè)施的約束會影響PUE，從而導(dǎo)致能耗水平欠佳。 鋼材和鋁材的碳排放只有混凝土的一半?；炷羶H被用來澆筑地面底座。預(yù)制化模塊所需的混凝土用量遠(yuǎn)比同等規(guī)模、數(shù)據(jù)中心的外圍建筑用量要少。經(jīng)優(yōu)化和測試的控制裝置確保可預(yù)測的PUE，減少能耗。 可維護性 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心更寬敞的空間供維修人員開展作業(yè)。維修期間不會受到外部惡劣天氣條件的影響。 維護需在更為狹窄的空間內(nèi)完成。在某些情況下，需通過從外部開門或?qū)⒃O(shè)備移出進行設(shè)備維修， 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心優(yōu)缺點分析預(yù)制化模塊應(yīng)用 以下是

29、預(yù)制化數(shù)據(jù)中心模塊的一些常見應(yīng)用： 尋求以更快更便宜的方法，為客戶提供“分階段、可重復(fù)”的計算機供電和支持系統(tǒng)擴展的托管服務(wù)商 預(yù)制化模塊可為托管服務(wù)商提供相應(yīng)的解決方案，在市場環(huán)境變化引發(fā)服務(wù)需求波動時 ，借助大功率的模塊化組件，經(jīng)濟高效地完成擴建或縮減。 供電和制冷容量或空間不足的數(shù)據(jù)中心 預(yù)制化模塊可以快速增加制冷和供電容量，確保在現(xiàn)有機架上放置額外的服務(wù)器，提升單位機柜的功率密度后，可獲得足夠的供電和制冷能力。 時間緊迫的新建項目 那些希望搶先推出產(chǎn)品的公司（比如，期望將新產(chǎn)品首家推出市場的公司 ）非?？粗貢r間成本。 在租賃場地上運營的數(shù)據(jù)中心 如果企業(yè)是在租賃的場地上運營業(yè)務(wù)，他們可

30、能不會斥資購置無法帶走的固定資產(chǎn)。如客戶不再延續(xù)租賃合同，模塊化的設(shè)施則可以隨企業(yè)一同轉(zhuǎn)移。 IT 部門的工作人員愿意自主管理供電和制冷 無需依賴設(shè)施部門的緊張資源，這些部門自己能夠利用預(yù)制的基礎(chǔ)設(shè)施模塊，控制冷凍水供應(yīng)。 現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施 PUE 表現(xiàn)欠佳，數(shù)據(jù)中心設(shè)施深受其累 由于實際空間的限制條件，這些設(shè)施的改善空間有限。添加預(yù)制化模塊無疑是一種替代解決方案，可幫助其解決自身設(shè)計缺陷所帶來的固有問題。 擁有閑置空間的公司 比如，空倉庫可用于放置一系列的預(yù)裝模塊。這樣一來，不僅可以利用閑置空間，還能避免新建實體建筑物可能發(fā)生的工期延誤和施工成本。 空間有限的公司 要論證新建或擴建工程在財務(wù)上切

31、實可行或有利可圖，這對于數(shù)據(jù)中心運營商并非易事。如果這些建筑空間本來可用于創(chuàng)造營收（醫(yī)院、大學(xué)或工廠），那么這一工作更具挑戰(zhàn)性。對于這些組織機構(gòu)，預(yù)制化數(shù)據(jù)中心提供了傳統(tǒng)施工的替代方案。 版本 39施耐德電氣 數(shù)據(jù)中心科研中心 預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心優(yōu)缺點分析結(jié)論預(yù)制化數(shù)據(jù)中心模塊方案是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心設(shè)計和建造方式的一種替代選擇。面臨新的經(jīng)濟形勢， 企業(yè)已無力承受建造傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所需的前期高昂成本投入和可能發(fā)生的施工延期風(fēng)險。得益于預(yù)設(shè)計型預(yù)制化模塊的運用，規(guī)劃周期的重點已從現(xiàn)場施工轉(zhuǎn)變?yōu)閷︻A(yù)生產(chǎn)、預(yù)測試的供電和制冷模塊的現(xiàn)場集成。這種轉(zhuǎn)變帶來了諸多裨益，即：以總體相當(dāng)?shù)某杀荆涌觳渴鹚俣?，減少空間

32、占用，提高預(yù)測性，增加靈活性。 預(yù)制化模塊的理想應(yīng)用場景包括： 1.尋求以更快的方法，提供“分階段、可重復(fù)”的計算機供電和支持系統(tǒng)擴展的新建數(shù)據(jù)中心（特別是未來負(fù)載增長存在不確定性時）。 擁有閑置空間（如倉庫空間）的公司，可以更快部署新數(shù)據(jù)中心，無需承擔(dān)新建實體建筑所需的花費。 受限于空間、供電和制冷能力的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心。 2.3.與傳統(tǒng)的實體數(shù)據(jù)中心相比，預(yù)制化模塊方案可以提供多種優(yōu)勢，但這些優(yōu)勢取決于公司的具體業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)。預(yù)制方案為數(shù)據(jù)中心運營商和 CIO 提供了便于管理增長、投資成本和部署速度的“ 利器”。在各大領(lǐng)先企業(yè)中，數(shù)據(jù)中心正在從實體式建筑向模塊化方案過渡，而云計算商業(yè)模式也將加速預(yù)制化模塊在市場上的快速部署。 關(guān)于作者 Dennis Bouley 是 MediaSolve 集團的客戶權(quán)益保護人和內(nèi)容制作人，MediaSolve 集團是一家戰(zhàn)略性 B