不求最大,但求最快。预制化技术如何重塑数据中心领域的竞速格局。
数据中心曾被视为不过是“四面墙加一个外壳”——借用商业地产领域的行话来说,即一个能够抵御风雨、将外部环境隔绝在外的密闭围护结构。建造这个“外壳”其实是相对容易的部分。真正的挑战在于内部装修这一繁琐的工序:这是一个按部就班的流程,机电、暖通及给排水承包商需要轮流进场,依次安装各自的系统。
然而,随着人工智能(AI)彻底改变了数字世界的格局,加之人们对大幅缩短建设周期的需求日益迫切,传统的建设范式正迅速瓦解。人们关注的焦点已不再局限于建筑结构本身,而是转向了其内部日益复杂、盘根错节的管道与布线系统。面对一个“速度至上”的未来,数据中心的设计者们究竟该如何调整那种僵化且建设周期漫长的传统范式,以适应新时代的挑战?
对“速度”的迫切需求
为了缩短建设周期,数据中心行业开始向建筑施工行业寻求灵感。首先,通过在进行地基施工的同时于场外同步预制混凝土板材及模块化建筑构件,可以极大地缩短建筑外壳的建造阶段。这种“并行施工”的模式在仓储设施和商业建筑领域早已被证实行之有效——在这些项目中,整面墙体通常由卡车运抵现场,随后直接通过起重机吊装就位。数据中心运营商采用这种模式已有多年,尽管如此,其内部装修(Fit-out)阶段依然主要依靠人工操作,因而显得十分缓慢。
为了进一步提升建设速度,业界尝试将数据中心直接构建在随处可见的集装箱内部——这一理念的倡导者以IODataCenters公司最为知名。IO公司并未沿袭传统模式去建造用于容纳服务器的“白色空间”(即标准机房大厅),而是开发出了一系列专用的钢制模块。这些模块的尺寸与标准的40英尺集装箱相仿,但其内部结构与工程设计均是针对IT设备运行需求量身定制的。每一个模块内部均已预装了完整的消防灭火系统、安防监控系统,以及集成化的制冷与供电系统;抵达现场后,只需将其安放在预设的混凝土基座上,或直接置入现有的建筑外壳内部即可。随后,只需接通电源线缆并接入冷冻水管路,整个数据中心便可即刻投入运行。
遗憾的是,集装箱式数据中心存在诸多局限性。首先,钢结构紧凑的空间限制了气流路径,减少了表面积,从而限制了工作负载密度。具体而言,有限的空间使得冷水管道通往各个机架的布线变得复杂,而狭窄的通道也使得硬件维护缓慢且困难。几年后,IO公司悄然回归传统的托管机房,其传统解决方案在那里表现更佳。最终,该公司被分拆,其各项资产被出售给了不同的买家。
但这并不意味着集装箱式解决方案已经消亡。如今,众多设备供应商仍在为特定行业和特殊应用场景提供全系列的集装箱式解决方案。这些解决方案涵盖了从边缘数据中心部署到传统施工团队难以到达的偏远地区的安装等各种场景。
几天即可完成组装,而非数月
随着数据中心规模的扩大,其他创新也应运而生。设备制造商开始重新设计复杂的机械、电气和管道(MEP)系统,使其到货即可直接接线,而无需耗费数月时间进行现场组装。电力撬装设备和冷水机组以成品形式运抵现场,将原本需要数月的现场施工缩短至短短几天的起重机安装。这些预制模块也解决了多个承包商在同一有限空间内作业的协调难题。
另一方面,超大规模数据中心运营商开始要求采用可全球复制的标准化设计。他们开始将数据中心视为符合既定规范的产品,而非杂乱无章的建设项目。这催生了参考设计,其本质上是可部署到任何地方且只需进行少量定制的蓝图。
最终的飞跃自然而然地到来:为什么不在工厂预制整个数据中心模块呢?这些模块可以在包装和整体运输到目的地之前进行测试。由于这些模块的尺寸大于传统集装箱,因此避免了早期集装箱式解决方案所面临的空间限制。随着客户寻求构建整个数据中心而非单个组件,供应商锁定问题也随之减少。最重要的是,所有组件都经过预先测试,并根据参考设计进行验证,从而有效地将质量控制从混乱的施工现场转移到了可控的工厂环境。
场地准备至关重要。地基必须稳固,公用设施连接必须到位,进出道路必须做好超大型货物运输的准备。模块本身,有些重达数百吨,必须按正确的顺序运抵现场并进行连接。最后,调试团队还需要验证集成系统是否按设计协同工作,测试故障转移方案和整个设施的负载均衡情况。
审批助力速度
尽管如今预制技术日趋先进,但建造一座现代化数据中心远非运送预制组件并像搭乐高积木一样组装那么简单。而快速获取电力和水等资源则能起到至关重要的作用。
在马来西亚等国家,政府已设立专用数据中心园区,预先批准电力分配并接入公用设施,使运营商能够绕过长达数年的审批和基础设施建设流程。事实上,中国数据中心运营商BrightRay利用预制部件和柔佛州Sedenak科技园的快速审批流程,仅用了八个月就建成了其新的数据中心。
对于越来越多的数据中心而言,预制技术已从巧妙的变通方案转变为默认策略。当这种流水线式的建造方式与政策支持相结合时,原本需要数年才能完成的建设项目可以缩短至数月,从而为运营商提供人工智能时代所需的速度优势。在人工智能基础设施部署的竞赛中,最终的赢家并非建造规模最大的数据中心,而是建造速度最快的数据中心。
编辑:Harris
