浅析未来几年机房技术的发展


2021-05-31


      机房技术在二十世纪八十年代开始建立雏形,但快速的发展发生在二十一世纪的五、六年中。这是由IT技术的快速发展所驱使的。在未来的十年中,IT技术将不断创新与革命。同时,新材料、电力电子、制冷技术等基础学科研究也将出现突破性进展,必将引领机房技术在结构布局、供配电、制冷、监控管理等方面产生革命性变化。

      首先,在机房布局方面,可能有以下几个发展方向:

      一、机房的性能和面积比将成为机房评估的重要指标。随着IT设备的小型化,机房面积可能会越来越小。

      二、机房的性能和能耗比将成为机房评估的另一个重要指标。随着节能意识的加强,各种节能措施将被实施,如高效率UPS(尤其在负载率的运行状态)、围护结构的绝热处理、低传热系数玻璃的采用等。另外,针对于目前采用的房间内开放式制冷模式的所谓“冷库式”机房,在有些应用场合将被采用房间内密闭空间的封闭式制冷模式的所谓“冰箱式”机房所替代,用以减少或消除围护结构的能耗、提高制冷效率。

      三、“机架(机柜)就是机房”的概念将被接受。这是从“IT微环境”或机柜是模块化的机房环境这方面考虑机房的作用,并以此为出发点来规划、设计机房的模式。设计思路上“选址?布局?机房设备(指UPS、空调等)摆放?机柜摆放”的设计逻辑将完全逆转。

      四、“一体化机房”或“整体机房”概念将被实施。标准化的、定制化的、预生产的、组件式(或称积木式)的、整体设计的机房构建(或称“搭建”)模式,将越来越普及,尤其是针对中小型机房用户。

      其次,在机房供配电方面,可能有以下几个发展方向:

      一、由备用供电系统向不停电供电系统发展。柴油发电机将起到更重要的作用。同时,机房的配电系统将成为UPS之后的另一个关注点。

      二、UPS供配电系统的标准化、模块化设计将普遍采用,以降低MTTR(平均修复时间)、提高可用性、扩展性、设备安装施工质量,并可降低生产和销售成本。

      三、机柜级配电的管理将受到重视。这是目前供配电系统“端到端”路径中最薄弱的一环。同时,机柜配电设备PDU的管理(如负载率管理),也是影响IT设备扩展性的重要障碍。

      四、直流供电系统有可能提出并进行研究。随着新出现的CPU工作电压的不断降低,抗干扰能力在不断下降,交流供电系统中的谐波问题、地线噪声问题带来的影响越来越严重。直流供配电系统可能将成为一种被迫的选择。

      再有,在空气调节方面,将有以下几个发展方向:

      一、冷媒的变化。目前,机房内从冷源到IT设备普遍采用的冷媒是空气,但空气的能量传输率(单位面积传送的能量功率)非常低(空气为10kw/m2,水为1700kw/m2,而线缆传送电能的传输率为1kw/mm2=106kw/m2),所以机房内大量空间被用作气流组织的通道,而且难以控制(约束)。冷冻水或其它新型冷媒,有可能被用来作为机房内冷源到热负荷之间的冷量传输媒质。

      二、冷却系统布局的变化。由机房作为制冷系统的模式向机柜或机柜群作为制冷系统的模式的变化。“冰箱式”机房是“机柜群”模式的表现,机柜级空调机则是“机柜”模式的表现。对于功率密度更大的IT设备,甚至出现“机柜U”级制冷系统和“服务器”级制冷系统。

      三、“机房气象学”概念的出现。机架式时代的全面到来,使机房内气候出现明显而剧烈的局部差异性,“机房环境”已不能表述IT设备个体的环境,着眼于机柜、甚至着眼于机柜“U”空间的“IT微环境”或“机房气象”才能真正描述IT设备的工作环境。

      四、节能型制冷技术将得到开发和应用。例如:在冬季使用的,利用室外空气做为冷源的热交换设备,以及与楼宇空调系统共用(可提高效率)的制冷设备等。

      最后,在机房监控管理方面,将有以下几个发展方向:

      一、IT设备的控管向集中化发展。机房内各种IT设备。KVM的出现,曾改变了基于单机的设备管理模式。未来,基于IP的、Internet的、异地的能够管理不同平台的远程集中管理模式将普遍采用。

      二、机房设备的监控管理向网络化、标准化发展。各机房设备厂商使用各自通信协议的局面将被改变,串口将被网口取代,所有设备基于IP进行管理。

      三、机房设备管理与IT设备管理的一体化。如果IPMI能够成为所有IT设备管理的唯一标准,它就可能同时被应用到机房设备监控子系统中,成为统一的管理协议,从而形成机房内所有各种设备的集中控管的局面。

      四、机房设备的控制功能将加强。机房设备监控系统的控制功能,将不再局限于设备开关机和对参数的设置,还将出现针对机房环境、IT微环境的自动控制,例如根据服务器的运算量,实时调节机柜组制冷系统的风量或空气温度,或当操作人员进入机房时自动开启部分照明系统等。

      五、管理终端的变化。随着无线移动通信技术的发展,为了满足管理的实时性要求,移动PDA(或被称为手机管理平台)将成为管理员最“顺手”的管理终端。