機(jī)房恒溫恒濕空調(diào)機(jī)的發(fā)展歷程與趨勢

　　伴隨著上世紀(jì)中期計算機(jī)的產(chǎn)生，機(jī)房這一名詞應(yīng)運(yùn)而生。我國隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，與之配套的機(jī)房恒溫恒濕空調(diào)機(jī)也在迅速發(fā)展，其發(fā)展大致可分為以下四個時期：

　　前期機(jī)房（1960～1980年）

　　前期的機(jī)房是為某臺計算機(jī)（大、中、小型機(jī)）專門建設(shè)的，并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，完全是在摸索中建設(shè)的。這時的機(jī)房只有降溫措施，但沒有精密的溫度控制，也沒有測試和指標(biāo)。還采用的是風(fēng)道送風(fēng)，穩(wěn)壓器供電，缺乏對電力干擾（尖峰、浪涌）的防范，也沒有嚴(yán)格的除塵措施。A于換鞋、穿白大褂。由于是普通的雙開門，所以有很大的縫隙。惡劣的環(huán)境加上早期計算機(jī)的性能較差導(dǎo)致計算機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定工作時間只有幾十分鐘到幾個小時，往往一天就要發(fā)生好幾次故障。有時壞1次卻要修1～2天，可用性極差。

　　中期機(jī)房（1980～1990年）

　　由于計算機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)生，出現(xiàn)了專門為單個計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的機(jī)房，有了專用的機(jī)柜（大、中、小機(jī)柜），并且開始逐步制訂標(biāo)準(zhǔn)，包括機(jī)房選址、面積等。機(jī)房制冷也從集中冷卻到采用恒溫恒濕的專用空調(diào)機(jī)，機(jī)房設(shè)計上引進(jìn)了防靜電概念，使用了防靜電地板。在設(shè)備上也引進(jìn)了UPS等設(shè)備。消防系統(tǒng)方面采用自動與半自動的應(yīng)用，具有大機(jī)房面積、寬設(shè)備運(yùn)輸通道，能夠為單個指標(biāo)進(jìn)行測試和監(jiān)控。機(jī)房除塵方面采用新風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)房正壓防灰塵。所謂機(jī)房正壓就是通過一個類似打氣桶的設(shè)備向機(jī)房內(nèi)部持續(xù)不斷地輸入新鮮、過濾好的空氣，加大機(jī)房內(nèi)部的氣壓，由于機(jī)房內(nèi)外的壓差，使機(jī)房內(nèi)的空氣通過密閉不嚴(yán)的窗戶、門的縫隙向外泄氣，從而達(dá)到防塵的效果。這時候的計算機(jī)系統(tǒng)能穩(wěn)定工作幾天，并且已經(jīng)開始引入模塊化的概念。

　　后期機(jī)房（1990～2000年）

　　IT設(shè)備逐漸小型化，服務(wù)器逐步成為主體，多臺計算機(jī)、服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，開始大量共用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)水平逐漸提高，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了更嚴(yán)格的保護(hù)，也通過經(jīng)驗積累，從而制訂了新的標(biāo)準(zhǔn)，并廣泛使用恒溫恒濕的專用空調(diào)。供電系統(tǒng)的完善，采用了大量UPS，對防雷標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了完善，并有了綜合的監(jiān)控系統(tǒng)，專門的機(jī)房裝修設(shè)計。這時候的IT系統(tǒng)穩(wěn)定工作時間為幾十天，可用性和可靠性均有了大幅提升。但此時的服務(wù)器還是每臺配備一套顯示器鍵盤鼠標(biāo)，這就大大浪費(fèi)了資源。

　　現(xiàn)代機(jī)房（21世紀(jì)）

　　IT設(shè)備進(jìn)一步小型化，所有設(shè)備都進(jìn)入機(jī)架，機(jī)架成為機(jī)房IT設(shè)備的主體。具有更合理的可用性設(shè)計，更高的實用性、先進(jìn)性、靈活可擴(kuò)展性、可管理性、可維護(hù)性，設(shè)備更加標(biāo)準(zhǔn)化。并且加強(qiáng)了對數(shù)據(jù)保存環(huán)境的重視，對機(jī)房建設(shè)進(jìn)行了更加嚴(yán)格的監(jiān)測與監(jiān)督。IT設(shè)備的工作時間基本上是連續(xù)的，可保持24小時不關(guān)機(jī)。這時候的系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作幾個月或者時間更持久。隨著IT設(shè)備的發(fā)展，NCPI理念應(yīng)運(yùn)而生，并成為未來機(jī)房的發(fā)展趨勢。

　　國內(nèi)機(jī)房建設(shè)存在的常見問題

　　隨著機(jī)房的不斷發(fā)展，一些問題逐漸暴露了出來。

　　首先是規(guī)劃設(shè)計與運(yùn)營管理落后，國內(nèi)專家總結(jié)為“一流設(shè)備”、“二流設(shè)計”、“三流管理”。之所以產(chǎn)生這種結(jié)論主要是國內(nèi)對機(jī)房設(shè)施層面的重視不足。

　　其次是設(shè)計理念方面的問題，系統(tǒng)性、可用性不高，機(jī)房的整個系統(tǒng)在設(shè)計的時候應(yīng)該均衡，不能某一部分太好，其他部分相對較差。影響機(jī)房運(yùn)行可用性的因素主要有供電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)架系統(tǒng)。再者就是未重視擴(kuò)展性的需求，最后使機(jī)柜內(nèi)配電存在很大問題，到處都是插線板、電纜線，從而帶來很大的安全隱患。

　　另外，與IT設(shè)備與機(jī)架化脫節(jié)。為了美觀采用不合理的設(shè)計，使得機(jī)柜內(nèi)的配風(fēng)存在問題，機(jī)房建成后普遍存在經(jīng)常出現(xiàn)局部熱點(diǎn)的現(xiàn)象。機(jī)房負(fù)壓也是一個很嚴(yán)重的問題，由于設(shè)計、維護(hù)不合理，大多數(shù)機(jī)房在運(yùn)行時對機(jī)房外部都是負(fù)壓，造成機(jī)房內(nèi)灰塵潔凈度嚴(yán)重超標(biāo)。對安全隱患的認(rèn)識不足，是眾多機(jī)房存在安全隱患的重要原因。

　　最后就是機(jī)房負(fù)壓的問題，風(fēng)量的分配由出風(fēng)口風(fēng)壓、出風(fēng)口面積等許多因素決定。在冷風(fēng)從地板出風(fēng)口向上排出后的上升過程中，動壓不斷下降，從而引起位于機(jī)柜不同高度設(shè)備的配風(fēng)量分布很不均勻。當(dāng)出口風(fēng)速比較小時，動壓不夠強(qiáng)，冷風(fēng)不能被送到機(jī)柜上部的設(shè)備，上部設(shè)備過熱，而加大出口風(fēng)速，雖然能夠解決機(jī)柜上部的送風(fēng)問題，但會引起機(jī)柜下部位置的凈壓過低甚至產(chǎn)生負(fù)壓（射流效應(yīng)），從而使下部設(shè)備配風(fēng)不足引起過熱。

　　機(jī)房設(shè)計技術(shù)發(fā)展趨勢

　　計算機(jī)技術(shù)還在不斷發(fā)展，作為計算機(jī)（IT設(shè)備）的“家”--機(jī)房，也在隨之發(fā)展，NCPI理念逐漸被認(rèn)同并成為未來機(jī)房發(fā)展的趨勢。針對上面存在的問題，以及日后發(fā)展要面臨的問題，機(jī)房發(fā)展要通過高安全性、高可用性、高靈活性、機(jī)架化、節(jié)能性等方面的綜合考慮向前邁進(jìn)。

　　高安全性：最主要的是雷擊，據(jù)統(tǒng)計設(shè)備非自然損壞失占10~30%。其次是火災(zāi)，其中又以電池為主，機(jī)房中50%的火災(zāi)是由于電池起火引起的。另外還有水災(zāi)，比如空調(diào)漏水等也是機(jī)房水災(zāi)的一大起因。最后是非法進(jìn)入，包括電腦的、人為的入侵。這些都是在機(jī)房建設(shè)中需要考慮的安全問題。

　　高可用性：提高平均無故障時間（MTBF），降低平均修復(fù)時間（MTTR），提高運(yùn)維管理水平，把可用性提高到“5個9”的可用性水平，即年停機(jī)時間僅有5分鐘，達(dá)到99.999%。

　　高靈活性要能夠保證隨需應(yīng)變，擴(kuò)展、升級容易，并且占地面積小。

　　機(jī)架化：機(jī)架化有兩個概念，一個是機(jī)架定位單元（RLU），這需要事先確定數(shù)據(jù)中心的主要標(biāo)準(zhǔn)：中心可以支持多少設(shè)備，以及是否有能力來支持這些設(shè)備等。這是根據(jù)數(shù)據(jù)中心每個機(jī)架的運(yùn)行需求得出的數(shù)字。一個機(jī)架根據(jù)其主要要求（電源、冷卻等）有特定的RLU值，而這些數(shù)字可以與其它同樣或類似的要求一起使用。在擁有各類設(shè)備的數(shù)據(jù)中心，RLU定義一般不止一個。例如，在數(shù)據(jù)中心一個區(qū)域內(nèi)的所有存儲機(jī)架可以被視為RLU-A機(jī)架，而所有服務(wù)器機(jī)架則為RLU-B機(jī)架。

　　另外就是“機(jī)房模塊”的概念，正如美國可用性研究中心提出的“IT微環(huán)境”概念所提示的那樣，機(jī)架（機(jī)柜）正在成為IT設(shè)備的“新家”，或者說，機(jī)柜內(nèi)的微環(huán)境才是所謂的“機(jī)房環(huán)境”。更有研究專家稱“機(jī)柜即機(jī)房”。在某種程度上，至少在機(jī)房的物理空間層面上，機(jī)柜確實可以理解為被“切割成模塊的機(jī)房”。

　　節(jié)能性：機(jī)房的密封、絕熱、配風(fēng)、氣流組織，這些方面如果設(shè)計合理將會降低空調(diào)的使用成本。另外，因為UPS輸入電流諧波成分應(yīng)小于5%，所以UPS效率的提高能有效降低對電力的需求，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

　　在NCPI領(lǐng)域，由于行業(yè)的特殊性，標(biāo)準(zhǔn)化存在著實際的困難，因此長期以來缺乏監(jiān)督的動力和變革興趣。但業(yè)內(nèi)人士已逐漸認(rèn)識到，必須避免一次性獨(dú)特工程設(shè)計的低效及容易出錯的復(fù)雜性，要透明地管理IT物理基礎(chǔ)設(shè)施的日常業(yè)務(wù)，才能建立起任何基礎(chǔ)設(shè)施所期望的高品質(zhì)。

　　如今，業(yè)內(nèi)人士已開始憑借自己的經(jīng)驗和商業(yè)判斷力來推動行業(yè)朝著更穩(wěn)定和更高效的標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。將標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用于NCPI的設(shè)計、部署和運(yùn)營當(dāng)中，以獲得易于理解、可預(yù)測和高效的NCPI結(jié)構(gòu)和功能。由于標(biāo)準(zhǔn)化可顯著地提高NCPI的商業(yè)價值，即可用性、適應(yīng)性和總擁有成本的改進(jìn)，因而必然會成為NCPI技術(shù)發(fā)展中的一個具有戰(zhàn)略意義的長期發(fā)展趨勢。

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