Open Compute 是在 2011 年由 Facebook 創(chuàng)建的, 當(dāng)時(shí)他們公開(kāi)分享了他們?cè)诙砝諏萜召嚩骶S爾（ Prineville, Oregon ）設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)中心。從那以后，有100家以上的公司相繼加入。宣稱的使命為：“Open Compute 是為了管理 Open Compute Project 而成立的, 我們的使命是建立一個(gè)由消費(fèi)者主導(dǎo)的社區(qū)，致力于共同提升高效數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器相關(guān)技術(shù)，降低成本和減少數(shù)據(jù)中心以及服務(wù)器安裝對(duì)環(huán)境的影響。”

 

開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目（OCP）的成果已成為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的重要話題。截至目前，討論和詳細(xì)的規(guī)范要求主要集中在IT和機(jī)柜。此外，對(duì)成本節(jié)省相關(guān)的陳述缺乏相應(yīng)文檔支持以說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)此類成本節(jié)省。這就使其對(duì)上游配電架構(gòu)的影響留下了不確定性。在我們看來(lái)，開(kāi)放計(jì)算若要更廣泛地普及，我們不僅需要秉持OCP原則設(shè)計(jì)電氣架構(gòu)，而且需要提供數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)者期待的冗余和可維護(hù)等級(jí)，以及同時(shí)支持傳統(tǒng)和開(kāi)放計(jì)算IT設(shè)備的靈活性。

 

《傳統(tǒng)型與OCP數(shù)據(jù)中心投資成本計(jì)算器》用來(lái)分析傳統(tǒng)型配電架構(gòu)和OCP類型的配電架構(gòu)投資成本之間的差異。該工具可讓用戶選擇具有不同冗余等級(jí)的配電架構(gòu)，可調(diào)節(jié)電源成本來(lái)查看不同架構(gòu)時(shí)整體投資成本的差異。結(jié)果中的柱狀圖將投資成本進(jìn)行分解，用戶可以查看各子系統(tǒng)對(duì)成本產(chǎn)生的影響。該工具是基于以下假設(shè)條件開(kāi)發(fā)的：

 

 數(shù)據(jù)中心IT容量為9.6MW

單機(jī)柜功率密度為10kW

傳統(tǒng)型架構(gòu)的電池類型為閥控鉛酸蓄電池（VRLA），OCP架構(gòu)則為鋰電池解決方案

傳統(tǒng)型架構(gòu)的電池后備時(shí)間為5分鐘，OCP架構(gòu)的電池后備時(shí)間為4分鐘

在傳統(tǒng)型架構(gòu)和“混合IT負(fù)載簡(jiǎn)化版2N冗余架構(gòu)”對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)型服務(wù)器電源均考慮為2N冗余

投資成本包含為制冷系統(tǒng)供電的配電系統(tǒng)成本，但不包含制冷系統(tǒng)成本

投資成本僅分析原材料成本（不包含安裝設(shè)備所需要的人工成本）

 

一、計(jì)算器輸入?yún)?shù)

通過(guò)權(quán)衡工具網(wǎng)址：http://tools.apc.com，我們可以很容易找到該工具，下圖所示為該計(jì)算器的界面。該計(jì)算器的輸入部分包括物理基礎(chǔ)設(shè)施、IT電源屬性兩大部分。下面將為大家詳細(xì)介紹每個(gè)選項(xiàng)的含義以及對(duì)結(jié)果的影響。

 

1. 物理基礎(chǔ)設(shè)施

該部分可讓用戶選擇比較的配電架構(gòu)用以分析兩種架構(gòu)之間的投資成本差異。選擇一種傳統(tǒng)型架構(gòu)和一種OCP類型架構(gòu)。點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕返回工具界面。點(diǎn)擊左側(cè)按鈕選擇所選架構(gòu)的詳細(xì)單線圖。工具提供六種可選架構(gòu)，如下圖所示。PSU=IT設(shè)備電源  BBU=后備電池組件。

 

傳統(tǒng)無(wú)冗余 - 該架構(gòu)包含單路市電供電，單路發(fā)電系統(tǒng)及配電，集中式UPS以及末端配電（部分可參考Tier 1架構(gòu)）。這種架構(gòu)不可實(shí)現(xiàn)在線維修，也不包含假負(fù)載。

 

傳統(tǒng)2N冗余 - 該架構(gòu)提供兩路市電供電，單路可共用的發(fā)電系統(tǒng)及配電，2N冗余集中式UPS，2N末端配電（部分可參考Tier 3架構(gòu)）。母聯(lián)開(kāi)關(guān)置于中壓配電和低壓配電側(cè)可實(shí)現(xiàn)在線維修的同時(shí)還可提供給關(guān)鍵負(fù)載供電的冗余配電系統(tǒng)。UPS輸出側(cè)也包含假負(fù)載。

 

傳統(tǒng)IT負(fù)載簡(jiǎn)化版2N冗余 - 該架構(gòu)等同于“混合IT負(fù)載（OCP和傳統(tǒng)型）簡(jiǎn)化版2N冗余供電”，唯一不同的是該架構(gòu)100%為傳統(tǒng)IT負(fù)載。 該架構(gòu)具有兩路市電供電，單路可共用的發(fā)電系統(tǒng)及配電，僅單路UPS，2N末端配電以及帶有2N電源的傳統(tǒng)IT負(fù)載。

 

開(kāi)放計(jì)算規(guī)格無(wú)冗余 - 該架構(gòu)配合OCP傾向于簡(jiǎn)單和降低成本。該架構(gòu)包含單路市電供電，單路發(fā)電系統(tǒng)及配電，沒(méi)有集中式UPS（替代的是機(jī)柜內(nèi)的無(wú)冗余BBU），無(wú)冗余末端配電（部分可參考Tier 1的架構(gòu)），機(jī)柜內(nèi)無(wú)冗余PSU。 該架構(gòu)不可實(shí)現(xiàn)在線維修，也不包含有假負(fù)載，僅支持OCP服務(wù)器。

 

開(kāi)放計(jì)算規(guī)格2N冗余 - 該架構(gòu)類似于“開(kāi)放計(jì)算規(guī)格無(wú)冗余”，不同的是該架構(gòu)提供2N冗余給負(fù)載。 該架構(gòu)具有兩路市電供電，可共用的發(fā)電系統(tǒng)及配電，沒(méi)有集中式UPS（替代的是機(jī)柜內(nèi)單套BBU）,2N冗余末端配電，機(jī)柜內(nèi)2N冗余PSU。僅僅支持OCP服務(wù)器。

 

混合IT負(fù)載簡(jiǎn)化版2N冗余 - 該架構(gòu)等同于“傳統(tǒng)IT負(fù)載簡(jiǎn)化版2N冗余”，不同的是該架構(gòu)可靈活的給給傳統(tǒng)IT負(fù)載和OCP服務(wù)器供電。 該架構(gòu)具有兩路市電供電，單路可共用的發(fā)電系統(tǒng)及配電，單路集中UPS可支持傳統(tǒng)式和OCP負(fù)載，帶有2N電源的傳統(tǒng)IT負(fù)載和OCP負(fù)載（機(jī)柜內(nèi)沒(méi)有BBU）。

 

2. IT電源屬性

傳統(tǒng)電源成本可以讓用戶自行輸入傳統(tǒng)PSU的成本。單位瓦特電源成本是基于PSU的額定功率的，但也同時(shí)顯示基于IT負(fù)載的單位瓦特成本。 由于過(guò)度設(shè)計(jì)的原因，PSU的額定功率往往是高于IT負(fù)載值。 需要注意的是在該工具中OCP的PSU成本是固定的，與該輸入項(xiàng)沒(méi)有關(guān)系。

電源混合比例參數(shù)是當(dāng)選擇“混合IT負(fù)載（OCP和傳統(tǒng)型）簡(jiǎn)化版2N冗余供電”時(shí)需要考慮的輸入?yún)?shù)。 該參數(shù)可以調(diào)節(jié)傳統(tǒng)型和OCP IT負(fù)載的比例。由于過(guò)度設(shè)計(jì)的原因，傳統(tǒng)IT負(fù)載的電源成本往往高于OCP的電源成本。

 

二、計(jì)算器輸出結(jié)果

該工具的計(jì)算結(jié)果是根據(jù)使用者的輸入?yún)?shù)為其計(jì)算兩種解決方案的累計(jì)成本并進(jìn)行比較，同時(shí)，還提供了10年TCO的明細(xì)分析。

 

1. 投資成本匯總

投資成本匯總圖以可視化的方式顯示傳統(tǒng)型和OCP架構(gòu)的投資平均成本，以單位IT瓦特計(jì)，如下圖所示。 柱狀圖顯示了架構(gòu)所包含的每級(jí)配電的投資成本。 右上角的下拉菜單可選擇常見(jiàn)的不同幣種。 柱狀圖下的結(jié)論給出兩種架構(gòu)之間投資成本百分比差異。

 

2. 投資成本細(xì)分

投資成本細(xì)分餅圖將投資成本匯總圖中的各級(jí)配電（中壓配電、發(fā)電站、低壓配電、末端配電、機(jī)柜配電及IT設(shè)備配電）進(jìn)行分解，如下圖所示。 用戶可以比較傳統(tǒng)型和OCP架構(gòu)對(duì)應(yīng)的同一級(jí)別或者不同級(jí)別的成本。 然而，餅圖下對(duì)應(yīng)的百分比差異的結(jié)論則只有在兩種架構(gòu)選擇同級(jí)時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。圖中也可用于比較兩種架構(gòu)所包含的設(shè)備投資成本之間的差異。 例如，選擇傳統(tǒng)型架構(gòu)中的“IT設(shè)備配電”和OCP架構(gòu)中的“機(jī)柜配電”用于比較傳統(tǒng)IT電源和OCP電源的成本差異。

 

三、參考資料

本工具的模型主要是基于施耐德電氣數(shù)據(jù)中心科研中心開(kāi)發(fā)的數(shù)學(xué)模型。可通過(guò)施耐德電氣白皮書(shū)庫(kù)查閱有關(guān)開(kāi)發(fā)權(quán)衡工具的科學(xué)原理。與該工具相關(guān)的白皮書(shū)、權(quán)衡工具和參考設(shè)計(jì)如下：

 

1. 白皮書(shū)

第229號(hào)白皮書(shū)：《數(shù)據(jù)中心電池技術(shù)：閥控鉛酸蓄電池與鋰電池的比較》

第231號(hào)白皮書(shū)：《用于UPS鋰電池的常見(jiàn)問(wèn)題解答》

第232號(hào)白皮書(shū)：《開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目（OCP）電源與傳統(tǒng)IT電源量化分析》

第75號(hào)白皮書(shū)：《比較 UPS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置方案》

 

2. 權(quán)衡工具

施耐德電氣權(quán)衡工具19：《鋰電池和鉛酸電池計(jì)算器》

 

3. 參考設(shè)計(jì)

第62號(hào)參考設(shè)計(jì)：《帶混合IT負(fù)載的簡(jiǎn)化版具有2N冗余的9.6MW數(shù)據(jù)中心》

第101號(hào)參考設(shè)計(jì)：《OCP類型參考設(shè)計(jì)》

本文所介紹的權(quán)衡工具——《傳統(tǒng)型與OCP數(shù)據(jù)中心投資成本計(jì)算器》旨在幫助闡明傳統(tǒng)配電架構(gòu)與基于OCP的配電架構(gòu)的資本成本差異。這款工具有助于用戶根據(jù)不同水平的冗余選擇設(shè)計(jì)，并調(diào)整電源成本，以了解整體資本支出差異。圖表顯示了成本明細(xì)，因此用戶可了解哪些子系統(tǒng)導(dǎo)致成本差異。UPS效率一直是數(shù)據(jù)中心行業(yè)討論的熱點(diǎn)，那么，不同類型的UPS效率到底如何呢？敬請(qǐng)關(guān)注下一期：施耐德數(shù)據(jù)中心論壇 | 權(quán)衡工具專題（八）《三相UPS效率比較計(jì)算器》詳解。

 

文章摘自施耐德電氣信息技術(shù)

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