刀片时代信息机房设计

刀片时代信息机房设计

－－供电、制冷与配电系统艾默生网络能源信息机房设计总工朱利伟jetwayzhu@Emerson片时代的来临，带来机房新革命Source:IDCIBMBladeCenter31.6kW/RackBladeserverswillbe25%ofmixby2008;increasingrackpowerdensityMailServerFileServerWebServerAppServerDevelopmentTestingUpto30serversbeingconsolidatedintoone,increasingrackpowerdensity多达30台服务器的功能被集成到一台服务器中，进一步增加机架的功率密度VirtualizationLayerVirtualization虚拟计算技术EmersonConfidential刀片时代的来临，带来机房新革命刀片服务器带来IT行业的深刻变革，布置更多应用、降低空间消耗、易于扩展、网格计算与集群计算刀片服务器越来越高的功率密度对机房支撑系统要求更高运算密度越高，业务应用越多，机房越重要对机房的用电安全性、制冷可靠性要求更高供电可靠性，每机柜功率密度从6KW上升到15kw，甚至32kw可靠的备用发电机电源系统高可用性的2(N+1)双总线冗余供电系统供电环节所有消除所有单点故障点系统完全可以在线扩容，在线维护高密度发热问题单位发热量超过1200－1600W/平方米因为大量应用刀片式服务器，热密度非常高，部分机柜已经达到25kw灵活性：业务飞速增长，必须考虑足够的备份与扩容用电成本急剧增加，如何提高效率，如何降低成本EmersonConfidential刀片时代的功率密度不断增长Intel486ProcessorsPentium(II)ProcessorsPentium3&4ProcessorsFutureCPUDevelopments1401301201101009080706050403020100EstimatedThermalDesignPowerMax(Watts)EstimatedIntroductionDate198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003IA64(140-180W)Itanium2(130W)Pentium4--2.4GHz(61W)Pentium4--3.0GHz(83W)Xeon--2.4GHz(78W)Pentium3--1.4GHz(35W)20042005EmersonConfidential刀片时代的功率密度不断增长EmersonConfidential刀片时代的机房规划负荷规划供电系统规划市电供电系统备用发电机系统低压配电系统电缆及电缆路由列头柜配电系统散热系统规划机房空调容量室外机布置局部高密度负荷密度级别每机柜4KVA（3.6~4KW）每机柜5KVA（4.5~5KW）每机柜6KVA（5.4~6KW）每机柜15KVA（13.5KW~15KW）部分区域20~32KVA（18~32KW）/机柜容量增加，负荷密度增加的在线扩容EmersonConfidential艾默生一体化柔性解决方案独立单元简单简便单机系统固定框架容量大小的标准单元保留初期投资,然后不断扩容来节省成本可以冗余模块化解决方案由于结构的约束只能单向增长通过增加模块来提高容量可以冗余可扩容性解决方案可重新配置来解决需求不确定性适应在功率/热密度容量和可靠性方面不断变化的需求优化的构架组件可适用于全方位的企业解决方案最佳成本的解决方案柔性解决方案EmersonConfidential艾默生一体化柔性解决方案

高可用性消除从组件到系统的单点故障高性价比生命周期内综合成本最低高适应性更快捷灵活地适应客户需求的变化EmersonConfidential刀片时代的主要供电问题UPS系统工作不可靠UPS故障，导致供电中断单机供电系统1+1，2+1，N+1并联系统；一个或多个主机故障导致供电中断电池故障输入电源停电后，电池放空导致输出中断配电系统故障（如开关异常动作）开关损坏开关老化，发热导致脱扣配电系统设计不当，负载变化引起冲击，开关不能选择性脱扣人为问题与意外破坏维护中，人为的误操作维修过程中，维修好的UPS并联到系统中，调试或操作不当，导致系统崩溃意外的破坏其他工程部门在装修、安装、维护等工作中，意外容量不足问题高速增长业务应用，刀片服务器应用，导致服务器越来越多，机架越来越多数据中心、服务器机房的用电量突飞猛进供电系统容量不足，特别是UPS容量不足扩容场地不足扩容过程、扩容后系统不可靠，事故频发EmersonConfidential刀片时代的供电解决之道解决UPS供电系统不可靠解决易于扩容、可靠扩容艾默生供电系统柔性解决方案UPS系统采用双路UPS供电系统，满足TIA942标准的2N，2（N＋1）的供电方案业界最高供电可靠性，可用度高度99.99999%在线维护，在线扩容故障冗错NX系列UPS（10~200KVA），全球最新：最新控制技术，6台直接并联，体积最小，节省用户宝贵空间机架配电与管理－－SPM（SeverPowerManagement）：服务器电源管理系统SPM，随需而定，随需增长监控到每个机柜的工作电流、开关状态，安全保障服务器运行电量计费，为用户用电成本管理提供基础数据内置隔离变压器（选件），供电更可靠，零地电压彻底解决EmersonConfidential刀片时代的柔性供电方案双总线供电方案2(N+1)双总线供电方案2NEmersonConfidentialSPMUPS‘A’-‘B’10~200kVAUPS‘C’-‘D’10~200kVASPMRack1Rack2Rack3Rack4Rack5Rack6Rack7Rack82(N+1),2个系统!刀片时代的柔性供电方案EmersonConfidential刀片时代的柔性供电方案供电可靠性解决系统＋系统UPS双母线供电方案，2N系统，2（N＋1)系统彻底消除单点故障在线扩容，在线维护每套系统可6台并联供电可靠性业界最高，达99.99999%最小占地面积全高频设计，最新DSP控制，扩容方便可靠占地面积最小，节省用户宝贵空间随需设计，按需配电标准化配电与管理系统SPM与机架、负载同步增长配电：为机架提供配电管理：机架用电安全管理计量：机架电费计量EmersonConfidentialUPS产品NXa/NXe三进三出系列UPS，艾默生全球最新NX系列UPS包括10/15/20/30/40/60/80/100/120/140/160/200KVA长延时机型NXa系列三进三出UPS单机容量30/40KVA(有内置电池机型)60/80/100/120/140/160/200KVA(外置电池机型)刀片时代的电源和配电产品NXe系列三进三出UPS单机容量10/15/20KVA，包含内置电池机型和外置电池机型EmersonConfidentialNX三进三出系列UPS100%全数字双DSP控制逆变器与整流器实现100%全数字化控制100%电网环境可用性超宽输入电压频率范围380V（－45%，＋15%），输入高压600V不损坏专业电源防雷技术，内置6KVA/3KAD级防雷，20KAC级防雷配置可选。输入功率因数>0.99,谐波电流<3%；无变压器设计，体积更小，重量更轻全高频，无变压器设计业界产品特点单片机，速度慢，智能性差主控制电路存在大量电容、电感等模拟器件可靠性差，精度差整流器为6管晶闸管输入电压范围无法满足恶劣电网，输入电压范围窄，输入频率范围窄体积大，无法充分节约空间刀片时代的电源和配电产品EmersonConfidential优异的单机及并机输出性能6台并机，无需任何附件即可实现N+1并联单点故障可以自动清除有效消除各种环流，环流小于1A在任何负载情况下都具有很高的均流精度：电流不平衡度小于1%内置双母线系统设计

LBScable

双电源负载

单电源负载

STS

业界产品特点6台并机并机环流>2A，并机电流不均衡度>2％无内置双母线设计方案刀片时代的电源和配电产品EmersonConfidential刀片时代的电源和配电产品服务器电源管理系统SPM配电、管理、计量三合一20/30/40/60/80/100/120KVA提供多至84路开关每个开关的电流、状态监控内置隔离变压器（选件）EmersonConfidential刀片时代的主要制冷问题负载快速增加下，局部过热机柜内部过热制冷量不足超高热密度制冷问题EmersonConfidential刀片时代的柔性制冷方案机房布局与空调布置采用专用机房空调服务器机柜面对面、背对背布置形成冷通道、热通道EmersonConfidential刀片时代的柔性制冷方案地板高度与机柜密度机柜密度越高，推荐的地板高度越高在刀片时代，建议地板高度600mm～1000mm建议上走线、桥架走线地板下空间完全用于制冷通道EmersonConfidential刀片时代的柔性制冷方案EmersonConfidential刀片时代的柔性制冷方案高密度的制冷方案艾默生LiebertXD空调系统专为高密度、局部过热设计外置式机柜式高达25kw/rack制冷量200028,2UServers2kwHeatLoad200242,1UServers6kwHeatLoad20066BladeCenters24kwHeatLoad2008?EmersonConfidential刀片时代的机房空调产品艾默生CM＋系列机房专用空调同等制冷量下，占地面积最小，节省宝贵机房空间可拆卸搬运高能效比的艾默生谷轮(Copeland)公司涡漩式(SCROLL)压缩机，高效、节能高技术“V”型蒸发器盘管，使热交换更快、更有效率独特的风扇驱动系统，送风系统运行更加平稳，送风效果更佳专利可拆洗的电极式加湿器高效过滤器大屏幕LCD带图形、全中文显示标准RS232/SNMP通讯接口，接入IP监控系统20/30/40/50/60/70/80/90/100KW可选黑色机柜，与服务器机架保持颜色一致EmersonConfidential刀片时代的机房空调产品艾默生Datamate3000系列小型机房专用空调温恒湿机房空调，分为制冷功率5,5KW,7.5KW和12.5KW三种产品输入电压范围宽（±25％），缺相、相序反保护功能，来电自启动先进的涡旋式压缩机，高效、节能冷凝器可适应极宽的室外环境条件（温度+49C~-34C