Модульный подход формирует архитектуру ЦОД как набор стандартизированных блоков («модулей») ИТ-пространства, питания и охлаждения, которые можно поэтапно вводить, перестраивать и выводить из эксплуатации без остановки сервиса. Цель — обеспечить:
* Модульность — это не только контейнеры. Это принцип построения white space, power blocks и cooling blocks с унифицированными интерфейсами (электро, гидравлика, автоматика).
| Тип решения | Время ввода | Масштабируемость | Энергоэффективность при 25–50% загрузки | Ограничения |
|---|---|---|---|---|
| Контейнерный | Минимальное | Высокая | Выше, за счёт включения модулей «по требованию» | Ограничения по площади/шуму/городским регламентам |
| Индустриализированный (гибридный) | Среднее | Очень высокая | Выше, за счёт модульных UPS/чиллеров | Требует продуманной стыковки инженерных интерфейсов |
| Традиционный с модульной разбивкой | Среднее | Средне-высокая | Средняя/выше (зависит от дисциплины поэтапного ввода) | Риск «застрявшей» избыточной мощности при отклонении спроса |
$$ P_{\text{инфр}}(L)\;\approx\;\sum_m P_{m}^{\text{min}}\cdot I(L\!>\!L_m)\;+\;\sum_m f_m(L)\,, $$
где \(L\) — текущая доля ИТ-нагрузки, \(P_{m}^{\text{min}}\) — базовая мощность включённого модуля \(m\), \(f_m(L)\) — переменная часть потребления. Цель модульной стратегии — минимизировать сумму базовых мощностей, держать систему в зоне высоких КПД и включать только нужные модули.
$$ t_{k+1}=\min\{\,t:\; D(t)\ge S_k\cdot \alpha\,\}\,, $$
где \(D(t)\) — прогноз спроса, \(S_k\) — установленная мощность очереди \(k\), \(\alpha\) — порог расширения (напр., 0.75–0.85). Такой триггер удерживает инфраструктуру в «эффективной зоне» без рисков дефицита.
* Критичные ошибки: ранний «перевыпуск» мощности, отсутствие секционирования, общий крупный UPS/чиллер без модулей, жёсткие уставки по «старым» стандартам, неучтённая плотность ИИ-кластеров.
| Аспект | Модульный подход | Монолитный подход |
|---|---|---|
| CAPEX | Поэтапный, «плати по мере роста» | Высокий upfront, риск избыточности |
| OPEX при неполной загрузке | Ниже (модули в зоне лучшего КПД) | Выше (базовые потери крупной системы) |
| Надёжность/ремонт | Секционирование, локальная изоляция отказов | Общие точки отказа |
| Скорость расширения | Высокая (готовые модули/под-подключение) | Средняя/низкая |
| Инженерная сложность | Требует продуманной стыковки интерфейсов и автоматики | Ниже, но менее гибко |
$$P_{\text{fan}}\propto Q^3,\qquad P_{\text{pump}}\propto \dot V^3$$
* Наибольшая часть выигрышей достигается на этапе стратегии и дизайна; в эксплуатации важно дисциплинированно отключать лишние модули и поднимать уставки, опираясь на мониторинг.
| Климат/ресурсы | Режим по умолчанию | Добавки/акценты |
|---|---|---|
| Холодный/умеренный | Air-side economizer + изоляция коридоров | Увлажнение по расширенным конвертам ASHRAE; контроль ESD |
| Сухой жаркий | Испарительное/адъабатическое + water-side | Повышенные уставки подачи; усиленный контроль воды |
| Влажный жаркий | Water-side economizer + чиллеры с VSD | Осушение, агрессивная изоляция коридоров |
| Высокая плотность (ИИ) | Жидкостные контуры (CDU/TCS) | Тёплые петли для утилизации тепла; резерв по мощности |
* Модульность — стратегический принцип: проектируй под-уровень для ИТ, питания и охлаждения, вводи по очередям по триггеру загрузки. * Энергоэффективность достигается снижением базовых потерь и удержанием модулей в зоне оптимального КПД (UPS/чиллеры/VSD). * Комбинируй изоляцию коридоров, экономайзеры и повышенные уставки по ASHRAE; для ИИ-кластеров — сразу закладывай жидкостные контуры. * Монолит оправдан только при гарантированной высокой загрузке и предсказуемом росте; во всех прочих сценариях выигрывает модульный/гибридный подход. * Дисциплина измерений (PUE по подам, COP, загрузка UPS, время в free-cooling) — основа устойчивой экономии OPEX.