新基建背景下數據中心評估體系研究

徐 欽，楊 玲

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

國內數據中心市場規模在各行各業蓬勃發展的影響下快速增長。預計2020年我國IDC市場規模繼續保持高速增長，市場規模將接近2 000億元。預計2021年和2022年，我國IDC市場規模將迎來爆發式增長，2022年將達到3 200億元[1]。

2020年3月4日中央召開會議，指出要加快包括5G網絡和大數據中心等在內新型基礎設施的建設進度。正式將5G等發力于科技端的基礎設施建設提高到國家戰略層面，驅動經濟增長極。其中大數據中心領域是新基建中七大領域中的一個重要領域，也是其余高科技基礎設施建設過程中重要的基礎條件。對數據中心使用者來說，最關心的是其可用性，而對于建設者和運營者來說，建設成本和運營費用等是不得不直面的挑戰。這就需要在新基建建設背景下，探討一個適合當前中國數據中心的評估體系。

1 傳統數據中心建設方式

1.1 國際評估體系

Uptime Institute成立于1993年，并在1995年提出Tier分類機房基礎設施概念。TIA-942（2005）引用了其概念，逐步被全球用戶廣泛認知和接受，成為全球最知名的數據中心認證機構。其主要標準文件是評估數據中心的重要綱領性文件，僅提出目標等概念性內容，對具體措施不做具體要求，因此靈活性很強，可以通過不同的手段達到目標。

Uptime數據中心基礎設施認證體系涉及設計認證、建造認證、永續運營認證以及M&O運維管理認證共4項認證，包括了前期設計、中期建造以及后期運營維護等數據中心的全過程，是完整而全面的評估體系。截至目前，全球已有超過85個國家和地區，1 000余個數據中心申請通過了Uptime認證[2]。4項認證的認證內容和認證依據如表1所示。

表1 4項認證的認證內容和認證依據

1.2 國內評估體系

國內數據中心評估體系比較知名的是中國質量認證中心（CQC）開展的數據中心認證。認證共分為4類，具體如表2所示。

表2 國內評估體系

CQC的場地基礎設施認證主要與GB50174—2017《數據中心設計規范》相對應，信息系統機房動力和環境系統認證主要與GB50174—2017《數據中心設計規范》和JRT0131—2015《金融業信息系統機房動力系統規范》相對應，數據中心節能認證主要與GB/T 32910.3—2016《數據中心資源利用》第三部分相對應，數據中心基礎設施運維評價項目主要與GB/T 33136—2016《信息技術服務數據中心服務能力成熟度模型》和GB/T 51314—2018《數據中心基礎設施運行維護標準》規范相對應。這些國標或行標文件構成了CQC認證和評價數據中心的技術條文。

1.3 現有評估體系的優劣勢

對比目前主流的兩大認證體系，優劣勢如表3所示。

表3 兩大認證體系的優劣勢對比

通過上述的比較可以看出，國內外的Uptime認證和CQC認證各有優勢。由于指導理念、誕生環境以及發展路徑的不同，兩者的差異是比較明顯的。Uptime認證依托于專業認證團隊，采用目標達成為目的的認證方式，不拘泥于具體條文，兼具靈活性和原則性。而CQC方式依托于國內權威規范，操作性強且易于理解和實施，即使不進行認證，對設計、建造以及運營也具備很高的指導意義。相對的，他們的劣勢也是比較明顯的，共有的一點是相同等級內部的差異無法區分，原因在于等級的顆粒度比較大。

對比以上現有數據中心評估體系，本文嘗試探討一種新的評估體系，以便于數據中心相關人員能夠快速掌握，并對相同等級內部不同差異的部分給與適當的評價和分析。

2 可靠性評估

2.1 拓撲分析

數據中心基礎設施的可靠性評估可以說是數據中心評估體系中最重要的一環。傳統的評估方式無論是以目標為導向的Uptime認證，還是以規范條文為導向的CQC認證，均是以拓撲分析為基礎。對于實際系統來說，除包括具有串并聯、n中取r以及旁聯系統等典型結構外，還有組合而成的大型復雜系統，可以用可靠性框圖分析法或網絡系統分析法分析可靠性。

2.2 關鍵節點可靠性指標

關鍵節點可靠性指標可分為以下幾個方面進行評估。首先是獨立可靠性，累計失效概率、失效率、平均壽命以及可靠壽命。其次是維修性，包括平均修復時間、修復率以及維修度。最后是有效性，包括極限有效度、平均有效度以及瞬時有效度。

2.3 設備材料選型與測試

每個設備材料的選型與測試都可以為網絡系統分析中的節點或弧進行賦權。由于初始數據不完備，因此可以利用貝葉斯方法測算并修正。

3 節能環保評估

3.1 指標分析

節能環保的參數包括PUE、單功耗占地指標、單功耗耗能指標以及單功耗用水指標等。在評估過程中，一方面需要注意不同單機架功率條件下的指標差異。單機架功耗越大，相應的單功耗指標越小，而單機架指標越大，與功率密度相一致。另一方面需要注意的是不同技術路線所產生節能指標的差異。例如，冷凍水主機的消耗包含了電能的消耗和水資源的消耗，間接蒸發冷卻技術合適于缺水和干燥地區，減少了大量水資源的消耗，但其技術要求環境的匹配性更高，因此評估其是否合理也是評價指標的重點。

3.2 全過程分析

目前，節能環保不僅僅是作為建設過程中的考核指標，也是運營過程中需要面對的問題。如果在方案選取伊始就能夠因地制宜地選擇合理的節能環保措施和產品，那么在運營過程中可以減少大量開支以及人力和物力的消耗。相關的產品和技術對運營本身有著巨大影響。此外，在看不見的生產和后期維護、更新、淘汰以及報廢等過程中，對于節能環保的全過程要求，也應該納入節能環保評估的框架內。

4 運營服務評估

運營服務重點評估人員管理、維護要求與過程以及文件管理等。其中，在人員管理方面，評估組織架構、人員配置、任務分配、資格評定、培訓計劃以及崗位職責等。在維護要求及過程中，評估維護計劃、對接流程、緊急事態管理、質量管理考核、資產管理、工器具保養與更新、備品備件管理、供應商管理、故障分析以及預防性計劃等。在文件管理方面，評估檔案庫、竣工圖、各類報告、標準流程、政策文件以及流程文件等。

5 結 論

建立的新評估體系更契合國內建設、運營以及使用的實際情況。本文不但提出了評估的原則，也提出了評估的具體內容和做法，能夠為建設者和產業鏈上的各個生態角色提供有實際操作的指導方法。此外，其能精細化同等級數據中心的差別。每個數據中心都不同，配置的多少和選材的好壞都會影響數據中心的評價。因此需要不斷合理利用新評估體系，以滿足各方面的實際需求。