4 模块化的驱动力
科技发展本身就是围绕如何提高生产力和生产效率进行，数据中心发展成模块化也一样。本章节，笔者谈一下三个卖方层面推动模块化发展的驱动力。任何卖方都希望利益最大化，利益驱动力有很多层面，笔者只谈重点部分。
1) 咨询设计院 ——对于设计院来说，模块化的系统设计会更加容易部署，优化业主投资，模块化使得咨询设计院基于机电容量不断优化模块化四要素，凸显咨询设计院之间差异化的专业水平。简而言之，咨询设计院会基于不同技术，创造出不同的设计版本，以便于不同项目可以套方案用。典型的例子就是Facebook。Facebook的俄勒冈数据中心设计和Altoona数据中心设计思路，做法几乎如出一辙，但是Altoona比俄勒冈设计做了不少细节优化。
图13 Facebook俄勒冈数据中心设计
图14FacebookAltoona数据中心设计
2) 设备供应商——第一点，模块化使得部件平台归一化，包括元器件、设计等可以重复使用，提高规模效益，降低生产风险。简单例子就是1000英寸的大屏显示，如果要完整切割，整个产品难度非常高且昂贵，但通过多块50英寸屏幕拼装的模块化方式，规模和成本和难度就下降了很多。
第二点，模块化后，由于大容量设备切割成若干小容量，从工业化角度看，规模效应可以提高品质。
第三点，模块化提高服务效率，例如电源行业，现在维修模块化设备基本就是换模块方式。客户层面看到是提高了现场修复时间(MTTR减少)，对厂家来说，简化了售后工程师技术门槛和流程。
3) 集成解决方案供应商，模块化是一个增大销量获取额外利润的好策略。尤其销售单一产品竞争力不足时，打着模块化旗帜可以捆绑其他产品销售。集成解决方案供应商需要从设计、设备、工程、服务这四个层面做就可以。这种模块化方案往往包装成黑盒子类解决方案，特别适合缺乏技术掌控力的小型客户群。
笔者在此辛辣点评，国内“微模块”现今出现一些盲目热潮，用户需要明确自己的需求而不随波逐流，从软件应用到IDC公司的角度是XX业务对应XX个机架，每个机架对应XX个服务器+XX个交换机，从而得出一个微模块的电力和制冷容量，即XX个机架，每个机架XX kW。热潮背后的原因，市场夸大宣传和炒作概念，从机电设备的形式上考虑微模块，若干机架部署几台空调或电源并通过通道密闭放置在一起。“微模块”技术门槛不高，大量供应商涌入。厂商认为微模块技术形式上无非是产品简单组合。无论用户说模块需要xxkW机架功率，xx个机架，对厂家而言最后无非配多还是配少电源和空调。这些产品市场上都有标准品，设计方式也比较固定，只要找几个设计人员、外购设备，出项目经理就能进入这个市场。于是就不难解释，为什么国内近年一些做部件级的公司(如空调、电源、机架、监控等等)或者集成商都开始宣传自己的微模块方案了。在此，笔者并非想说“微模块”一无是处或不先进或如何，仅想辨明一些市场现象和背后的技术道理。“微模块”概念起于国内互联网公司的实践，既然存在，必然有存在的道理。至于其他公司的“微模块”形式是否适合所有用户，都值得用户思考。无论做什么“X模块”，关键是价值有多少，怎么量化并体现，这个问题会在第六章讲解。
5 客户需要什么样的模块化
第五章提到了卖方层面的推动力，然而站在客户的角度面对各种模块化的价值宣传，究竟哪些适合自己需求呢?该怎么判断?这些问题本质上是说要怎样选择模块化，数据中心才能实现最大价值?在这里，我们可以参考下看数据中心价值公式(公式来自施耐德APC的第117号白皮书)。
价值的提升=(可用性上升×灵活性上升/TCO)下降
链接：/salestools/VAVR-5X4MCQ/VAVR-5X4MCQ_R1_CH.pdf?sdirect=true
回到四要素法——系统设计、设备容量、组合方式、平面布局，我们可以看出，对于价值公式来说，可用性设计和灵活性，其实比较难量化。可用性指标是个系统参数，虽然含有设备的可用性部分，但整体取决于系统设计。简单来说，即使设备供应商宣传模块化UPS比塔式UPS更可靠，但如果是一路市电一路模块化UPS供电系统对比两路2N塔式UPS供电系统，后者系统可靠性肯定更高。这里面体现一点是，可用性主要是由系统设计决定的，但更多是用户需要多么合理的可用性。至于灵活性，也是个较难量化的指标，这里面关键是以多少容量作为一个模块，怎么组合，怎么布局，但是一旦业务需求的容量变化，尤其是IT机架功率变化巨大，灵活性匹配都是一个难题。最后看TCO指标，TCO是最容易量化的。而TCO的关键是在于对整体系统设计的把握。道理很简单，即使模块化UPS再便宜，2N的模块化UPS供电和一路市电一路高压直流供电相比，TCO肯定后者更低。系统设计已经把TCO的大部分省了下来。我们再用微模块来举例，比较两套配置：
表6
经过上面的论述，四要素的关键点在于能准确和一定幅度范围确定容量模型，然后选择系统设计，最后才是组合方式和平面布局。以最容易量化的指标作标准容量模型的量化比较，就是TCO。
以下我们再举一个例子：需要200个机架，配置1200kVA的UPS容量，我们使用上面提到模块化的核心逻辑思路推演一遍：
第一步，总容量需要1200kVA，究竟做何种配电架构，是2N，N+1，还是DR分布式冗余?究竟选择哪种UPS技术，是模块化UPS、飞轮UPS、还是塔式UPS?在多种技术架构之间比较用价值公式三大指标衡量，选择合适的系统设计，例如选择的是2N的塔式UPS。
第二步，基于系统设计，1200kVA可以有多种塔式UPS设备容量组合，例如4台300kVA、6台200kVA、3台400KVA、2台600kVA，还有1200kVA模块化UPS，应该怎么搭配组合呢?把各种组合按照价值公式三大指标衡量一次，例如比较TCO，把上下级配电成本和电池成本包含在内，包含设备效率总体计算。
第三步，组合形式和平面布局。具体怎么布局、放置，除了考虑运维要求外，布局影响最大的就是设备之间相连的管线路由。对于管线路由原则上越短越省，
所以，我们看模块化的价值时候，可以用顺着上面逻辑来考察。但这里会引发一个额外问题，作为客户，找谁最能帮助我看清楚模块化价值呢?继续回到模块化的四要素，系统设计是价值公式三大指标里面的关键点。那么谁最懂系统设计就找谁。显而易见，客户最应该找的是咨询设计院，不是集成商，也不是设备厂商。咨询设计院由于做过很多类似项目，对相关设备造价、性能参数、总体能效对比有历史参考设计和数据。咨询设计院的这种优势和专业性是集成商和设备商无法比拟的，这也是咨询设计院的价值。
反过来说，作为客户，价值公式三个指标，用户该怎么量化综合权衡模块化谁优谁劣?笔者认为，如果三个都是变量之间的比较，是一件痛苦的事情，不妨把可用性和灵活性两个变量固定下来成为定量，一旦业务目标确定，可用性指标即可确认，而灵活性中最难度是机电系统是否适应未来IT的发展，同时机电容量是否有弹性空间和分期扩容规模，前面一点只能预估下一代，但下两代就说不清了，后面一点是需要合理的预测，因此最后只比较TCO一个变量。这么看来判断模块化方案价值大小其实不难，基于可用性和灵活性的基线下，选择最佳TCO的就是最佳模块化方案。因此，用户其实应该更关注系统设计和设备容量这两个模块化要素。
说到这里，我们再来看为什么国外的“传统”数据中心比国内“模块化”数据中心更节能，更低TCO。其实并没有什么奥秘，真正原因在于，国外对系统设计、容量模型上理念更先进，设计更优，在处理布局设计上更有经验。
我们可以就TCO说一个日常生活的例子，让读者更容易理解。如下图：
图15网络引用图(仅做举例，与具体公司无关)
只考察纤维含量，虽然猕猴桃纤维含量是香蕉的5倍，基准应该是每g猕猴桃和每g香蕉对比。以1斤猕猴桃的纤维素换算，应该如下：
5斤香蕉的纤维素 = 1斤猕猴桃的纤维素
而如果香蕉3元一斤，猕猴桃20元一斤，那么5斤香蕉才15元，1斤猕猴桃要20元，相当于同样的钱买香蕉，得到的纤维素其实更多;或采用TCO看，得到同样纤维素情况下，香蕉的TCO更低。
例如北美某Colo数据中心就是用“传统”水冷冷冻水系统+机房空调设计，年平均PUE可以做1.15，气候条件类似于江苏北部。欧美某设计院之前考察过一些国内技术情况并且和笔者交流，欧美同行并不认为国内“微模块”形式如宣传般的那么好。因为国外Colo系统设计能够很好实现动态密度，高密度和低密度混合密度等部署方式，即使分期部署，系统也能调到部分负荷运行效率最优点等。例如美国DRT不少的数据中心，主机房(Data hall)有多个，机架、配电，以及机房空调等使用的也是“传统方案”，但年平均PUE能做到1.2~1.3，TCO也比较低。以图16为例：
图16 图片来自网络公开图片，橙色部分是列头柜、灰色是精密空调。
6 实施模块化数据中心的方法论
在本章节开始之前，笔者提几个问题希望读者思考：
1) 咨询设计院的模块化、设备供应商和集成解决方案供应商对模块化的理解和驱动力显然不一样(前面提到咨询设计院在四要素里面最能协助用户权衡各种模块化价值)，那什么时候找设备供应商和集成解决方案供应商呢?又如何协调处理三者之间互相关系呢?
2) 为什么谷歌、微软、Facebook、雅虎的数据中心模块化设计和思路都不一样呢?
3) 怎样才能判断一个数据中心模块化程度是否更深，模块化的级别有没有高低?
4) 如果实施模块化数据中心，数据中心有那么多东西，用户该从哪个系统做起?为什么要先做这个模块?怎么一步步做到类似国际同行先进水平?
这些问题看似很普通，但其实业界并没有成型的方法论体系。这是笔者撰写该文章的出发点所在，是个人思考与经验的精华产出，也是最主要不同于施耐德APC第160号白皮书之处。本章节笔者先回答第一个问题，其余问题将会在下一章节回答。\
要回答第一个问题，笔者需要引入一个很重要的概念——标准化。为什么模块化时候一定要提标准化呢?因为如果模块化不可以复制使用，每一个都是独特的，这样的模块化是不具备推广意义和实际使用意义。因此模块化的重要前提是标准化。
标准化是数据中心做模块化的目标，所以笔者把数据中心如何做成模块化，称之为数据中心标准化进程。从一个数据中心项目来看，起码包括设计与工程施工两大阶段。也就是说，数据中心标准化进程，就是设计和制造施工两部分的标准化。笔者认为，咨询设计院，顾名思义，就是出设计图。而设备供应商和集成解决方案供应商提供的是产品和工程，把图纸变成现实。第一个问题答案就是，咨询设计院的模块化，就对应标准化设计;而设备供应商和集成解决方案供应商模块化对应是标准化预制。
怎么理解这两者呢?简单举一个生活例子：
标准化设计，相当于医生开药方，药物名字和含量都标准化;而标准化预制，是基于标准化设计后，把医生的药方变成一个成品制药，如药丸/药片等等。如果只做到标准化设计，相当于拿着医生药方还是要去药房开药，煲药才能用。而每个药丸/药片，背后的药方成分一定是固定的，也就是必须有标准化设计，经过固定生产工艺，流程后制成的药片过程就是标准化预制。因此，做了标准化设计并非意味着就做了标准化预制，但做了标准化预制的，肯定需要有标准化设计，这是两者逻辑关系。
以国内“微模块”为例做分析。先看看“微模块”做法，由用户/设计院/集成商根据客户需求给出标准的规格书和相关设计图，集成商把设备采购后发货在现场把每个设备拼装，安装过程和传统数据中心无异。由此看来，“微模块”实际上只是做到标准化设计，不算是标准化预制。如果有人反驳说，微模块可以做电缆管路预制好等等，也有预制，这种其实相当于把部分现场工程标准化设计+预制，然后微模块只是组合起来罢了，核心思想是一致的，而这些工程预制跟微模块预制也可以没有直接关系，传统做法一样可以做。
另外一个例子，集装箱数据中心究竟属于模块化哪一类?集装箱数据中心，由于厂家预先已经有成型的设计方案，在工厂把各个部件预制在一个箱体内，使用工厂化流程把现场大部分工程放在工厂做，这种是标准化预制。如图17所示：
图17 APC的IT集装箱
既然标准化分为标准化设计和标准化预制两个层面，那么我们把数据中心设备进行归类，都按照这两个层面划分成矩阵，就可以得出整个数据中心标准化进程。把数据中心设备分为两大类，ICT设备和基础设施(facility)，进一步分解子项，笔者为了简化没有细分，例如机电模块可以分成中压电力模块、低压电力模块、UPS电源模块等等，抑或可以有消防模块等，笔者只希望在此提模块化最有价值的部分，关键想传递方法论思想，得出：
表7
图18 GE的Power Mod
把这些分类作为横轴，标准化设计和标准化预制作为纵轴，就能得出标准化进程，如表8所示。
表8
所以从标准化进程看，模块化就是标准化的结果。
小提示：
关注以及定期获得更多资讯：扫描下方微信公众服务号“山海晶”二维码或者查找微信公众服务号“山海晶”/“Mocsun”关注，获取更多中小功率锂电池UPS系统、机柜级柔性智能母线槽RFI-Busway、数据机舱DC-M2000、机房工程、UPS、机房空调、蓄电池等机房产品代理等相关信息，以及相关行业动态、IDC机房技术动态等信息。
