【高性能计算中心】 高性能计算中心机房设计方案

高性能计算中心机房设计方案

目录

1.1 总述 (3)

1.1.1 设计目标 (3)

1.1.2 需求分析 (3)

1.1.3 系统特点 (3)

1.1.4 高性能机房建设方案 (4)

1.2 空调系统 (6)

1.2.1 选型分析 (6)

1.2.2 空调配置 (6)

1.2.3 空调特点与优势 (7)

1.2.4 空调性能参数 (8)

1.3 机柜系统 (9)

1.3.1 机柜配置 (9)

1.3.2 机柜特点 (9)

1.3.3 机柜规格参数 (10)

1.4 机柜配电系统 (10)

1.4.1 配电模块配置 (10)

1.4.2 配电模块规格 (11)

1.5 行级监控系统 (11)

1.6 场地条件需求 (13)

1.6.1 摆放要求 (13)

1.6.2 机房环境 (13)

1.6.3 室外场地 (13)

1.6.4 UPS (14)

1.6.5 电源接入 (14)

1.6.6 接地 (14)

1.7 配置清单 (14)

2

高性能计算中心机房设计方案

1.1总述

1.1.1设计目标

高性能计算中心的建设和稳定高效运行，需要一套可靠的信息系统基础设施作为支撑保障，确保高性能计算中心机房各种电子设备的高效、稳定、可靠运行。

本方案提供一套易管理、易维护、便于扩展、高效节能的机柜级制冷、配电、布线及监控系统一体化解决方案，与高性能计算IT设备配套集成一站式服务。

1.1.2需求分析

本项目高性能计算中心IT设备总功耗不超过31KW，可用设备装机空间为126U。

根据IT设备功耗及装机空间需求，配置机柜、机柜行级空调、行级配电及监控系统，确保设备散热良好、气流组织有序、系统高效节能、易于控制管理。

1.1.3系统特点

本机房方案采用曙光云座C1000系统整体解决方案，提供机柜、空调、配电和监控四个子系统模块整合的一体化方案，做到给用户一个全面的、先进的、功能满足要求的一站式解决方案，并适应高性能计算应用对机房基础设施的节能性、扩展性、智能性及建设周期的新要求。

曙光云座C1000系统具有以下几大优势。

3

CloudBase C1000机柜排级机房基础设施系统，是曙光公司为解决高密度刀片服务器散热问题所推出的以机柜排为单位、封闭风道的、以氟利昂为冷媒，包含机柜、配电、制冷、监控等四个子系统的整体解决方案。C1000机柜排级机房基础设施系统解决了服务器设备高密度安装时产生的散热问题、配电问题、线缆管理问题及监控问题，具有高制冷能力、高可用性、节能等特点。

曙光C1000系统采取机柜排内循环制冷，专门针对IT设备冷却散热，可以有效解决高密度制冷瓶颈，降低机房PUE值、节能降耗，降低对机房环境的依赖。另外，C1000系统还有智能化的配电管理模块和丰富的监控管理模块，可以统一集成到曙光管理软件平台下监控，实现机房基础设施与IT系统的智能化综合控制管理。

此外，C1000机柜制冷系统和服务器等设备统一为曙光自有产品，机柜在风量、风压、风温上可以实现与服务器的最佳匹配，机柜配套和IT设备均由曙光统一设计，并由曙光统一提供一站式售后服务。

1.1.4高性能机房建设方案

机房共配置4个机柜，其中3台设备机柜、1台列头配电机柜、2组行间制冷空调。机房还需配置相关的机房空调、灭火柜、UPS、电池柜和配电柜等。各台设备摆放布局见下图

4

图机房布置图

图 C1000系统设备摆放布局

5

1.2空调系统

1.2.1选型分析

随着新一代计算机的晶体管集成密度越来越高，处理器的速度越来越快，服务器的发热量也急剧增长。当前，高集成的刀片式服务器已经成为科学计算的主力，刀片式服务器在提供更高密度、更高计算能力的同时也带来了更多的功耗。

对于传统机房开孔地板下送风进行制冷的方式，由于气流难以像电流一样被约束，冷热气流的混合、对流、短路等，均会造成气流组织偏离设计值，从而使部分机柜得不到足够的风量或者机柜内的部分服务器得不到足够的冷量，产生局部热区或热点；而同时又有一部分冷风没有被利用。这种情况降低了系统制冷的工作效率，浪费电能。美国采暖, 制冷与空调工程师学会研究得出，这种开放式的精密空调开孔地板下送风进行制冷的机房环境，只能解决约1.100- 1.500 W/m² 的热量。那么如果按照每个机柜占用3m² 空间计，那么也就是仅可以解决3-5 KW/机柜的热量。

本方案IT设备主要采用高密度刀片服务器，单箱刀片5U高、功耗就高达4~6KW，传统地板下送风方式制冷远不能解决刀片应用的高密度散热需求。

曙光云座C1000系统突破传统制冷概念，采用独立的水平送风制冷空调柜，配合机柜排柜门通道封闭设计，制冷效率高、系统噪音低，冷热通道分离，就近精确送风，可以提供单机柜最高10KW至30KW的制冷能力。

本项目高性能计算中心IT设备制冷采用曙光云座C1000系统氟冷行间空调与柜门封闭机柜实现。曙光C1000系统采取机柜排内循环、氟利昂制冷，专门针对IT设备冷却散热，可以有效解决高密度制冷瓶颈，降低机房PUE值、节能降耗，降低对机房环境的依赖。1.2.2空调配置

本方案采用曙光云座C1000系统空调为机柜内IT设备制冷，由冷却环境的“冷库”方式转变为冷却设备的“冰箱”方式。C1000系统效果图见下图。

6

图 C1000系统整体效果图

IT设备总功耗不高于31KW，共配置2台C1000氟冷空调室内机模块，每台空调提供30kW 显冷量，一共提供60kW显冷量，空调具有除尘除湿功能。穿插在机柜排中摆放，每台C1000氟冷空调室内机模块显冷量为30KW，机组内部双系统高可靠性设计。

配套配置2台C1000空调室外机，每台室外机内压缩机均为3+1冗余设计，其中3台为定速涡旋压机、1台为数码涡旋压机，数码涡旋压机可以调节冷媒量、有效保证制冷量的稳定输出。

1.2.3空调特点与优势

曙光C1000系统，空调机穿插在机柜排中布局，且与机柜为左右并柜布置，空调与机柜的主体框架前后均留有通道设计，机柜排两端安装侧板，机柜排内形成冷热通道分离，正面为冷通道，背面为热通道，气流组织见下图示意，有效避免冷热风混合现象，实现就近精确送风，提高机组的制冷效率。

7