IT负载率与数据中心规模——孙长青

中科仙络 规划设计部总工 孙长青

1、数据中心规模指标

提及数据中心的规模体量，有多个描述口径，好比：数据中心占地面积、数据中心建筑面积、数据中心机架数量、数据中心服务器数量、数据中心市电容量、数据中心能耗指标（标准煤）容量、数据中心IT总功率等等。各类描述口径，都抓住了数据中心的各自特色，也都有各自的局限。

一、面积规模指标

数据中心占地面积及建筑面积都是数据中心规模的指标之一，可是一样面积的数据中心，其布置机柜数或IT总功率差距也会很是大，并非普遍接受的表述方式。

二、机架数规模指标

最流行的表述方式是机架数。

机架数是最直观的数据中心规模表述方式，甚至在政府的正式文件中，也以机架数来体现数据中心规模，例如，工信部首次公布的《全国数据中心应用发展指引（2017）》中，就是以机架数来衡量和预估各地数据中心规模：根据预测，2018年北京地区可用数据中心规模将达到18.6万架左右，需求规模将超过30万架，供应存在较大缺口。与此同时，河北、内蒙古、天津等距离北京较近地区，预计2018年可用数据中心规模将达到49.2万机架。

平时各数据中心也常以机架数来作描述，如某某宣传本身上海布局的某数据中心规模达1万架机柜，极大的扩充了其在该区域的占有率，使其可以知足更多战略客户的迫切需求。

但机架数的表述方式，并不能将整个数据中心的规模作很好的限定，由于单机架密度千差万别，交代完机架数量后，还须要给出单机架功率密度，来肯定最终的数据中心规模。

三、IT总功率规模指标

随着数据中心行业的发展，IDC的规模愈来愈大，其对数据中心规模的评价方式的影响力也愈来愈大。IDC行业的出租费用如今广泛以××元/kw（这个单价地域差距很是大，也随着时间不一样有较大波动，不含电费的价格大概在600~1200之间，含电费的价格以4kw的机柜为例，单机柜大概在6000~8500之间。）来计价。

也就是说，数据中心的整体规模，最终折算到IT总功率是最直接体现其经济价值的。那么，总的数据中心规模，以总IT功率来统计将是最贴合实际的一个指标。

由此延伸而出的总面积、总市电容量、须要的能耗指标，都须要根据各自的规划设计水平及运维水平进行优化，在IT功率必定的状况下，来实现最低的单位IT功率建筑面积、最低的单位IT功率市电容量、最小的PUE值等。因此，整个数据中心的规模，规划设计起着相当重要的做用。

2、IT负载率

一、IT负载率简介

IT负载率是IT设备实际所须要的功率与额定负载时所需的功率的比值，用公式表示为

Kc=Psb/Psn
式中: Psb——IT设备实际所需功率。
Psn——IT设备额定功率。

在规划设计过程当中，肯定数据中心规模的时候，IT负载率是一个绕不过的因素。这个IT负载率，在不一样的人群使用时，取值也有很大不一样，其范围落在在0.8~1之间。

那么，这个IT负载率在规划设计时，该不应要呢？数值取多少合适呢？

银行等金融类数据中心，有时会取IT负载率为1。

可是在其余行业，好比互联网行业，IDC行业投资方等是但愿IT负载率取值小于1的。这是直接与经济利益挂钩的，在能耗指标相同的状况下，IT负载率取值0.9或1，能够放置的IT服务器数量就要相差10%，这个在算投资回报收益的时候，将是一个很是可观的数值，任何投资者都会眼红的。马克思说:“一旦有适当的利润,资本就大胆起来。若是有10%的利润,资本就会保证处处被使用…… ”咳咳……

二、为什么会有IT负载率的存在？

规划设计中，通常以单机架功率为最小统计单位，而IT机架功率是由一台台服务器组合而来。服务器电源作的是交直流转换，转换过程当中自己须要消耗必定电力，大体有如下几个特色：

a.低负载状况下，电源转换效率很低，这意味着更多的电力消耗在电源自己上；

b.随着负载增长，转换效率迅速上升，负载为40%-60%时转换效率达到最高；

c.负载超过60%后，电源转换效率随负载升高缓慢下降。满负载时电源转换效率反而相对较低，电源空耗更多的电力。

真正在服务器运行的过程当中，都不会以额定功率运行。好比，以300w的额定功率服务器为例，真正运行的时候，通常是达不到这个值的，根据行业不一样，徘徊在额定功率的50%~90%之间。

这就为IT负载率的存在埋下了伏笔。

3、IT负载率与数据中心规模的关系

以IT总功率表示的数据中心规模通常由如下公式肯定：

IT总功率=Q÷8760÷PUE÷ρ
其中：Q——年耗电量
PUE——年均PUE
ρ——IT负载率

由公式可知，IT负载率的大小，直接影响到总体数据中心的规模。

规划设计过程当中，一般会以单机架功率来进行总体规划，假设根据数据中心需求，各方最终肯定单机柜功率为4kw。那么，以42U标准机架为例，好比说2U的机架式服务器，假设单台功率为550W，则放8台的功率便可达到4.4kw，而42U标准机架，考虑散热空间及其余辅助设备，能够放15~20台2U的服务器。现实中，单机柜功率达到16kw，甚至20kw的也有很多案例。这就是单台机架内仍然有很大的扩展空间，能够加大单机柜额定功率。

根据笔者多年数据中心Uptime设计认证（TCDD）的经验，Uptime对其认证的任何等级的IT机房，都要考虑极端气候条件下最不利场景能保证N的容量需求，其认证机房均要求IT负载率必须为1，不得取小于1的系数。

然后面的建设及运行阶段的IT负载率，根据业务的不一样，实际数值也是天差地别，有些业务低峰时期IT负载率甚至会低于60%。

这其中蕴藏着极大的宝藏，有待后期运维和管理部门继续挖掘这部分潜力，固然，若是挖掘不当，可能就是给本身挖坑了！慎之！