安(ān)科瑞 劉(liú)邁

　　摘要(yào)： 隨著(zhuó)AI算(suàn)力需求(qiú)爆發式(shì)增長，數據中(zhōng)心(xīn)機房(fáng)中的應(yīng)用價(jià)值與(yǔ)典型案(àn)例。

　　關鍵詞： 數(shù)據中(zhōng)心；智能小(xiǎo)母綫；末(mò)端配(pèi)電；AMB監(jiān)控係統(tǒng)；AI算(suàn)力(lì)；能(néng)效管(guǎn)理(lǐ)

　　一(yī)，引言(yán)：數據中(zhōng)心(xīn)配電的時代之(zhī)問

　　AI算力(lì)需(xū)求(qiú)的爆(bào)發式增(zēng)長正(zhèng)在重塑數(shù)據中心(xīn)的基(jī)礎設(shè)施格(gé)局。單機櫃(guì)功率密度從傳統的5-8kW躍升至如今(jīn)的15-30kW乃至(zhì)更高的(dí)上百(bǎi)千(qiān)瓦(wǎ)，供(gōng)電(diàn)可靠性要求邁(mài)向99.999%以(yǐ)上(shàng)的嚴苛標準(zhǔn)，PUE（電能(néng)利(lì)用效率）成(chéng)為(wéi)行(háng)業(yè)競(jìng)爭的(dí)核心(xīn)指(zhǐ)標。在這一背景下(xià)，傳統配電(diàn)方(fāng)案日益(yì)顯(xiǎn)得力(lì)不從心。

　　小母綫係統是數據(jù)中(zhōng)心末(mò)端(duān)配(pèi)電革(gé)新的重要力量。

　　二，傳統數據中(zhōng)心配(pèi)電模(mó)式的困境

　　在(zài)傳統(tǒng)配電模式中(zhōng)，IT機房(fáng)采(cǎi)用列(liè)頭櫃(guì)從總配電(diàn)櫃受(shòu)電(diàn)，再通過電纜經地(dì)板下的電纜(lǎn)橋架分配給各個機(jī)櫃(guì)，形成典型的(dí)放射式(shì)供配電(diàn)係統-3。然而(ér)，隨著(zhuó)業(yè)務量(liáng)的急速(sù)提升(shēng)，這套(tào)模式(shì)暴(bào)露(lòu)出一(yī)係列(liè)深(shēn)層次問題。

　　2.1 供電(diàn)綫纜與(yǔ)橋(qiáo)架(jià)金屬(shǔ)消耗量巨(jù)大

　　以10列×20台機櫃(guì)的(dí)機房(fáng)為例(lì)，在數(shù)據(jù)中心(xīn)兩路電源(yuán)的2N架(jià)構下，共(gòng)需要(yào)400個配(pèi)電回路(lù)，每(měi)條回(huí)路電(diàn)纜(lǎn)長度在2-20米之(zhī)間(jiān)，電纜與(yǔ)橋架(jià)的(dí)金屬消耗(hào)量驚人。大(dà)量電(diàn)纜堆(duī)積(jī)不(bù)僅占據(jù)空間，還(huán)會對機(jī)房氣流(liú)組織(zhī)造(zào)成(chéng)幹(gān)擾(rǎo)，不利(lì)於(yú)IT設備(bèi)散熱。

　　2.2 剛性架構製約(yuē)靈活擴容

　　傳(chuán)統配電采(cǎi)用“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)"的(dí)固定(dìng)布(bù)綫方式(shì)，一(yī)旦機櫃位置調(tiáo)整或功率(shuài)升級，就(jiù)需要重新布(bù)綫甚至(zhì)改造列頭櫃，嚴(yán)重影(yǐng)響業務連續性(xìng)。在數據(jù)中(zhōng)心(xīn)生命周期(qī)中，IT設備的(dí)迭代(dài)周期通常為3-5年，而配(pèi)電係統(tǒng)改(gǎi)造的復雜(zá)度與(yǔ)成(chéng)本往往成(chéng)為“隱形(xíng)"的運維負(fù)擔。

　　2.3 能(néng)效(xiào)管(guǎn)理(lǐ)存在(zài)盲(máng)區(qū)

　　多數傳統(tǒng)係(xì)統(tǒng)僅監測主幹回(huí)路(lù)，缺(quē)乏支路級的精細(xì)化管(guǎn)理能(néng)力(lì)，難(nán)以(yǐ)實施動(dòng)態容(róng)量調整和負(fù)載均(jūn)衡(héng)。故障(zhàng)發(fā)生時排查耗時(shí)較(jiào)長，平均修復時間（MTTR）居(jū)高不下(xià)。在AI算力負(fù)載劇烈(liè)波(bō)動(dòng)的新(xīn)場景(jǐng)下(xià)，傳統配(pèi)電係統的短(duǎn)板進一步(bù)放大(dà)。

　　三，智(zhì)能小母(mǔ)綫(xiàn)：末端(duān)的配電革命(mìng)

　　智能小(xiǎo)母綫(xiàn)係統(tǒng)通(tōng)過(guò)模(mó)塊(kuài)化設計，數(shù)字化監控(kòng)和智能(néng)化分析三(sān)位(wèi)一體的技(jì)術(shù)路綫(xiàn)，有效應(yīng)對(duì)上(shàng)述(shù)挑(tiāo)戰(zhàn)。與傳統(tǒng)列頭櫃相比，其(qí)核(hé)心優勢(shì)體現(xiàn)在以(yǐ)下(xià)幾個維(wéi)度(dù)。

　　3.1 靈(líng)活可擴展(zhǎn)，適(shì)配AI快速迭代(dài)

　　智(zhì)能(néng)小母(mǔ)綫係(xì)統通(tōng)過始(shǐ)端箱(xiāng)接受(shòu)前端UPS來(lái)電(diàn)，以(yǐ)具有(yǒu)金屬(shǔ)外(wài)殼(ké)的母排(pái)係(xì)統(tǒng)組成輸(shū)電(diàn)幹綫，采(cǎi)用(yòng)即(jí)插(chā)式插(chā)接箱給各個(gè)機櫃(guì)內的(dí)PDU分配(pèi)電。當(dāng)個(gè)別(bié)機櫃(guì)需(xū)要擴(kuò)容(róng)或(huò)調整回(huí)路(lù)時，僅需增(zēng)減插接箱即可實現，無(wú)需改造母(mǔ)綫(xiàn)本(běn)體結構(gòu)。這(zhè)種模塊化設(shè)計大(dà)幅(fú)降低了(liǎo)硬(yìng)件(jiàn)迭(dié)代(dài)與機房重構(gòu)的成本(běn)，適(shì)應AI時(shí)代(dài)算(suàn)力(lì)密集，部署提速的(dí)發展節奏。

　　3.2 釋(shì)放機(jī)房空(kōng)間(jiān)，提升(shēng)單(dān)位麵積算(suàn)力(lì)價值

　　傳(chuán)統列(liè)頭櫃每(měi)20台機櫃(guì)需(xū)占用(yòng)1個機位空間，而母綫方案通過取(qǔ)消(xiāo)列頭櫃(guì)可釋(shì)放(fàng)約(yuē)5%的(dí)機房(fáng)麵積(jī)用於(yú)新(xīn)增IT設(shè)備。以滲透(tòu)率50%的(dí)全(quán)球數據中心(xīn)容(róng)量(liáng)計算，此舉(jǔ)將(jiāng)顯著提升單機櫃算力密(mì)度(dù)，直(zhí)接降(jiàng)低(dī)單(dān)位(wèi)算力(lì)的空(kōng)間成(chéng)本。母綫槽可直接部署於機(jī)櫃上方(fāng)，部署周期(qī)縮短至(zhì)原(yuán)有(yǒu)模式的(dí)四分(fēn)之一(yī)。

　　3.3 全生(shēng)命(mìng)周期成(chéng)本優勢顯著

　　母綫槽(cáo)使(shǐ)用(yòng)壽命長達(dá)20-25年，支持多次拆(chāi)卸(xiè)復(fù)用(yòng)，而傳(chuán)統列頭櫃加(jiā)電(diàn)纜方(fāng)案(àn)每8-10年需(xū)整體更換(huàn)。盡管(guǎn)母綫初(chū)期投(tóu)入成本高出(chū)約(yuē)20%，但通過(guò)空間擴(kuò)容帶來(lái)的(dí)機(jī)櫃(guì)增量(liáng)收(shōu)益(yì)，其額外成本(běn)可在(zài)2年(nián)內(nèi)回(huí)收，疊(dié)加運(yùn)維(wéi)效率提升(shēng)與故障(zhàng)率降(jiàng)低，長期(qī)經(jīng)濟(jì)性進一(yī)步強(qiáng)化。

　　4，安(ān)科瑞(ruì)母(mǔ)綫監(jiān)控係(xì)統解(jiě)決方(fāng)案

　　安(ān)科瑞(ruì)智能母(mǔ)綫監控產(chǎn)品(pǐn)分(fēn)為交(jiāo)流(liú)和(hé)直(zhí)流母綫監控兩類(lèi)，包(bāo)括始(shǐ)端(duān)箱監測(cè)模塊，插(chā)接箱(xiāng)監(jiān)測模(mó)塊以(yǐ)及(jí)觸摸屏，另(lìng)外還可以(yǐ)搭配(pèi)母(mǔ)綫槽連接器紅外(wài)測溫模(mó)塊(kuài)用於監測(cè)母(mǔ)綫(xiàn)槽的運(yùn)行(háng)溫度，確(què)保母綫槽配電(diàn)安全。

　　4.1，係統(tǒng)結(jié)構

4.2，係統功(gōng)能(néng)

　　4.2.1主(zhǔ)菜單

　　用戶(hù)登錄進入主菜單(dān)頁麵，主(zhǔ)菜(cài)單上顯示(shì)有數據采(cǎi)集，報警查詢(xún)，參數設置(zhì)和幫(bāng)助四(sì)個板(bǎn)塊，點擊任意(yì)板(bǎn)塊(kuài)可(kě)進入對應(yīng)界麵進行數(shù)據(jù)查看及參數(shù)，功能編輯(jí)。

4.2.2實(shí)時監測

　　在主(zhǔ)頁點(diǎn)擊數(shù)據(jù)采(cǎi)集按(àn)鈕(niǔ)後，進入係統圖界麵，係(xì)統實(shí)時顯示(shì)每一(yī)路的三相總電(diàn)壓(yā)及各個插(chā)接(jiē)箱(xiāng)，始端(duān)箱的(dí)電(diàn)壓情(qíng)況。

4.2.3 基(jī)本參(cān)數(shù)界(jiè)麵

　　顯(xiǎn)示電(diàn)壓，電流，功(gōng)率，電(diàn)能(néng)等(děng)電參數數(shù)據，在設(shè)備地址旁邊(biān)的(dí)輸入框(kuàng)輸入(rù)本箱子對應的儀(yí)表(biǎo)地址(zhǐ)，即(jí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)箱(xiāng)子(zǐ)中儀(yí)表數據的(dí)采集(jí)。

4.2.4 諧波數據(jù)

　　係統(tǒng)通過(guò)智能(néng)小(xiǎo)母(mǔ)綫監(jiān)控(kòng)係統，采集(jí)諧波參數，分(fēn)析(xī)各(gè)回(huí)路是(shì)否(fǒu)存在(zài)諧波，並分(fēn)析(xī)諧(xié)波(bō)次數(shù)，通過(guò)點擊“箭(jiàn)頭(tóu)"可以(yǐ)左右切(qiē)換各(gè)個(gè)插(chā)接箱，始(shǐ)端(duān)箱的2-63次(cì)諧(xié)波數(shù)據；

4.2.5 需量閾值

　　顯示(shì)電壓(yā)，電流，功(gōng)率的需量(liáng)閾值(zhí)及發(fā)生時(shí)間，根據(jù)數(shù)據(jù)分析(xī)，調整(zhěng)數據中(zhōng)心(xīn)機房的用電負荷，根(gēn)據實(shí)際用電(diàn)情況(kuàng)調整變(biàn)壓器容(róng)量，或者(zhě)通過人為(wéi)幹(gān)預(yù)，降(jiàng)低需(xū)量閾值(zhí)，保障供(gōng)電連續性和穩(wěn)定(dìng)性。

4.2.6 電(diàn)能查(chá)詢

　　電(diàn)能(néng)情況可(kě)以查(chá)詢上12月份的每個月用電(diàn)量，上(shàng)一(yī)年(nián)總(zǒng)用(yòng)電量，本年(nián)已用(yòng)電(diàn)量，根據(jù)選擇不同時(shí)間查詢(xún)電能(néng)值(zhí)。通過時間(jiān)對比(bǐ)，區域對比(bǐ)，分析出合適的(dí)用電(diàn)方案，節能降耗，降低PUE值(zhí)。

4.3 配置方案(àn)

　　5，總(zǒng)結

　　在AI算(suàn)力(lì)驅動(dòng)的新(xīn)一(yī)輪數據中心末(mò)端(duān)配(pèi)電提(tí)供了(liǎo)從傳統列頭(tóu)櫃到(dào)智能(néng)母(mǔ)綫(xiàn)的升(shēng)級(jí)路徑。

　　參考文(wén)獻：

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