МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЦЕНТРА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ (ЦОД) Российский патент 2017 года по МПК G12B9/08 H05K7/02 G06F1/18 G06F1/20 H05K7/20 

[0001] Такие организации, как компании торговли через интернет, провайдеры интернет-услуг и поиска, финансовые учреждения, университеты и другие потребители ИТ ресурсов, часто выполняют компьютерные операции с использованием крупных вычислительных центров. Такие вычислительные центры располагают и используют большое количество серверного, сетевого и компьютерного оборудования, предназначенного для обработки, хранения и осуществления обмена данными, требуемого для выполнения операций указанных организаций. Обычно в компьютерном зале компьютерного центра находится много серверных стоек. Каждая серверная стойка, в свою очередь, содержит много серверов и соответствующее компьютерное оборудование.

[0002] Так как вычислительный центр может располагать большим количеством серверов, то для его работы может потребоваться большое количество электроэнергии. Кроме того, электроэнергия подается на большое количество распределенных по компьютерному залу участков (например, на многие раздельно располагающиеся стойки и на многие серверы в каждой стойке). Обычно электроснабжение такого центра осуществляется относительно высоким напряжением. Подаваемое напряжение электропитания затем понижается до более низкого значения (например, до 110 B). Для подачи пониженного напряжения питания на многочисленные конкретные компоненты центра используется кабельная сеть, токопроводящие шины, соединители и распределительные щиты.

[0003] Компьютерные системы обычно состоят из ряда компонентов, генерирующих избыточное тепло. Такие компоненты включают печатные платы, запоминающие устройства большой емкости, устройства электропитания и процессоры. Например, некоторые многопроцессорные компьютеры могут генерировать 250 Вт избыточного тепла. Некоторые известные компьютерные системы имеют в своем составе множество таких больших многопроцессорных компьютеров в конфигурации устанавливаемых в стойки компонентов, которые затем размещаются в стоечной системе. Некоторые известные стоечные системы включают 40 таких устанавливаемых в стойки компонентов, и такие стоечные системы могут вырабатывать до 10 кВт избыточного тепла. Кроме того, некоторые известные центры обработки данных (ЦОД) имеют в своем составе множество таких стоечных систем. Некоторые известные ЦОД используют способы и оборудование, предназначенные для отвода тепла от многочисленных стоечных систем, обычно осуществляемого путем циркуляции воздуха через одну или большее количество таких стоечных систем.

[0004] Величина вычислительной мощности, требуемая от каждого данного центра обработки данных, может быстро изменяться в соответствии с потребностями бизнеса. Чаще всего в данной местности существует необходимость увеличения вычислительной мощности. Обеспечение первоначального предоставления центром обработки данных вычислительной мощности или ее расширение (например, в форме введения дополнительных серверов) требует вложения ресурсов и может занимать несколько месяцев. Обычно требуется значительное время и ресурсы для осуществления проектирования и строительства ЦОД (или его расширения), прокладки кабелей, монтажа стоечных и охлаждающих систем. Также требуется дополнительное время и ресурсы для осуществления необходимых проверок, получения соответствующих сертификатов и разрешений, например, для электрической системы, а также системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).

[0005] Одна из проблем, существующих в ЦОД, - это проблема возникновения пожара. В некоторых центрах обработки данных пожар, возникающий в одной его части, вероятно, распространяется и на другие части данного ЦОД. Например, пожар, возникающий в электрическом трансформаторе или распределительной аппаратуре электропитания, может распространиться на весь ЦОД, выводя из строя все его серверы. Таким образом, пожар может приводить к большим убыткам вследствие как необходимости больших расходов на восстановление оборудования, так и из-за простоя/потери вычислительных ресурсов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

[0006] На Фиг.1 показан один из вариантов выполнения модульной вычислительной системы.

[0007] На Фиг.2 представлен вид сверху нижнего уровня одного из вариантов выполнения модульной вычислительной системы.

[0008] На Фиг.3 представлен вид сбоку одного из вариантов выполнения модульной вычислительной системы.

[0009] На Фиг.4 представлен вид сверху варианта выполнения электрического модуля модульной вычислительной системы.

[0010] На Фиг.5 представлен вид сверху варианта выполнения модуля ЦОД модульной вычислительной системы.

[0011] На Фиг.6 представлен вид сбоку варианта выполнения модуля кондиционирования воздуха для охлаждения модуля ЦОД модульной вычислительной системы.

[0012] На Фиг.7 представлен вид сбоку варианта выполнения модуля кондиционирования воздуха для охлаждения электрического модуля модульной вычислительной системы.

[0013] На Фиг.8 представлен вид сверху альтернативного варианта реализации настоящего изобретения для верхнего уровня модульной вычислительной системы, включающего использование отдельно устанавливаемого испарительного охлаждения.

[0014] На Фиг.9 представлена блок-схема, иллюстрирующая один из вариантов выполнения модуля ЦОД модульной вычислительной системы без отдельного электрического модуля.

[0015] На Фиг.10 показан один из вариантов реализации предоставления вычислительных ресурсов модульной вычислительной системой.

[0016] Так как настоящее изобретение допускает наличие различных модификаций и альтернативных форм, то здесь в виде приведенных примеров на фигурах с последующим их подробным описанием представлены конкретные варианты реализации данного изобретения. Однако следует понимать, что приводимые фигуры и подробные описания не предназначены для ограничения настоящего изобретения определенными раскрытыми формами, но напротив, данное изобретение охватывает все модификации, эквивалентные и альтернативные варианты в пределах сущности и объема настоящего изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения. Приводимые здесь разделы используются только в организационных целях и не предназначаются для ограничения объема описания или формулы изобретения. В настоящей заявке слово "может" используется в разрешительном (т.е. означает наличие возможности), а не в обязующем смысле (т.е. не означает наличие необходимости). Аналогично, слова "включает", "включая" и "включают" означают наличие, а не ограничение.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] Раскрыты различные варианты выполнения модульной системы для центра обработки данных (ЦОД). В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения модульная вычислительная система для ЦОД включает один или большее количество модулей ЦОД, содержащих компьютерные системы со стоечным монтажом. Электрический модуль соединен с модулями ЦОД и обеспечивает предоставление электропитания компьютерным системам, располагающимся в модулях ЦОД. К модулям ЦОД подключаются один или большее количество модулей кондиционирования воздуха. Модули кондиционирования воздуха включают по меньшей мере один вентилятор. Модули кондиционирования воздуха обеспечивают подачу воздуха по меньшей мере в одну компьютерную систему, находящуюся по крайней мере в одном из модулей ЦОД. Модули системы могут заранее изготавливаться перед выполнением их поставки на площадку ЦОД. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения модульная вычислительная система представляет собой отдельно располагаемую вычислительную систему с регулируемыми характеристиками окружающей среды, требующую для начала работы только подвода электропитания и подачи воздуха.

[0018] В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения модуль ЦОД включает первую часть модуля ЦОД, включающую первый ряд стоек для компьютерных систем, и вторую часть модуля ЦОД, включающую второй ряд стоек для компьютерных систем. Первая часть вычислительного модуля и вторая часть вычислительного модуля при их соединении друг с другом объединяются с образованием вычислительного пространства. Модули системы могут заранее изготавливаться перед выполнением их поставки на площадку ЦОД.

[0019] В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения способ предоставления вычислительных ресурсов для ЦОД включает размещение на его площадке одного или большего количества готовых модулей ЦОД. Модули ЦОД включают компьютерные системы со стоечным монтажом. Заранее изготавливаемые модули кондиционирования воздуха, включающие по меньшей мере один вентилятор, подключаются к модулям ЦОД. Модули кондиционирования воздуха обеспечивают подачу воздуха для охлаждения компьютерных систем, располагающихся в модулях ЦОД. На площадке центра эксплуатируются заранее изготавливаемые модули ЦОД.

[0020] Используемый здесь термин "модуль кондиционирования воздуха" означает модуль, обеспечивающий подачу воздуха в одну или большее количество систем или компонентов, внешних для данного модуля.

[0021] Используемый здесь термин "проход" означает пространство, следующее за одной или большим количеством стоек.

[0022] Используемый здесь термин "окружающая среда" означает состояние наружного воздуха в месте расположения системы или ЦОД. Температура окружающей среды может измеряться, например, внутри или возле впускного колпака системы кондиционирования воздуха.

[0023] Используемый здесь термин "вычислительный" включает любые операции, которые может выполнять компьютер - такие как выполнение вычислений, сохранение данных, извлечение данных или обмен данными.

[0024] Используемый здесь термин "центр обработки данных (ЦОД)" включает любое оборудование или его часть, которое выполняет компьютерные операции. Центр обработки данных (ЦОД) может включать серверы, предназначенные для выполнения или обслуживания многих конкретных функций. Примеры компьютерных операций включают обработку информации, обмен данными, моделирование и оперативное управление.

[0025] Используемый здесь термин "компьютерный зал" означает помещение в здании, где работают такие компьютерные системы, как устанавливаемые в стойки серверы.

[0026] Используемый здесь термин "компьютерная система" включает любые различные компьютерные системы или их компоненты. Одним из примеров компьютерной системы может служить устанавливаемый в стойку сервер. Используемый здесь термин "компьютер" не ограничивается обычно используемыми в данной области техники интегральными цепями, но также в широком смысле относится и к процессорам, серверам, микроконтроллерам, микрокомпьютерам, программируемым логическим контроллерам (ПЛК), специализированным интегральным и другим программируемым цепям, причем указанные термины могут заменять друг друга. В различных вариантах реализации настоящего изобретения "память" может без ограничения включать считываемую компьютером среду - такую как запоминающее устройство с произвольным доступом (RAM). В качестве альтернативы также могут использоваться компакт-диск - постоянное запоминающее устройство (CD-ROM), магнитно-оптический диск (MOD), и/или цифровой многоцелевой диск (DVD). Также дополнительные каналы ввода информации могут включать компьютерную периферию, связанную с таким интерфейсом оператора, как мышь и клавиатура. В качестве альтернативы также могут использоваться другие компьютерные периферийные устройства, включающие, например, сканер. Кроме того, в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения дополнительные каналы вывода информации могут включать интерфейсный монитор оператора и/или принтер.

[0027] Используемый здесь термин "модуль ЦОД" обозначает модуль, включающий или пригодный для размещения и/или физической поддержки одной или большего количества компьютерных систем, которые могут обеспечивать предоставление вычислительных ресурсов для ЦОД.

[0028] Используемый здесь термин "электрический модуль" означает модуль, распределяющий электропитание для систем или компонентов, внешних для данного электрического модуля.

[0029] Используемый здесь термин "испарительное охлаждение" означает охлаждение воздуха путем испарения жидкости.

[0030] Используемый здесь термин "внешняя система охлаждения" означает охлаждающую систему, внешнюю по отношению к модульной вычислительной системе. Например, внешняя система охлаждения может быть системой водяного охлаждения, подключенной к модульной вычислительной системе. Внешняя система охлаждения может располагаться внутри центра или на открытом воздухе.

[0031] Используемый здесь термин "естественное охлаждение" включает работу, при которой система кондиционирования воздуха по крайней мере частично осуществляет забор воздуха из внешнего источника (например, воздуха за пределами центра) и/или возвращаемого из компьютерного зала, и принудительно направляет его на электронное оборудование без активного охлаждения в подсистеме кондиционирования воздуха (например, при остановленном потоке жидкости через змеевики охлаждения в подсистеме кондиционирования воздуха путем закрывания вентиля регулирования расхода).

[0032] Используемый здесь термин "модуль" означает компонент или комбинацию компонентов, физически соединенных друг с другом. Модуль может включать такие функциональные элементы и системы, как компьютерные системы, стойки, вентиляторы, кабельные каналы, электрораспределительные устройства, системы пожаротушения, системы управления, а также такие конструктивные элементы, как каркас, корпус или контейнер. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения модуль заранее изготавливается вне центра обработки данных.

[0033] Используемый здесь термин "перемещаемый" означает компонент или комбинацию компонентов, содержащих контейнер, корпус, каркас или имеющих другую конструкцию, позволяющую осуществлять его перемещение как устройства из одного места в другое. Например, перемещаемый модуль можно перемещать как устройство на прицепе с платформой. В некоторых случаях перемещаемый модуль может при установке крепиться к участку пола, зданию или капитальной конструкции.

Например, перемещаемый модуль может крепиться болтами к полу ЦОД.

[0034] Используемый здесь термин "электрораспределительное устройство" относится к любому устройству, модулю, компоненту или их комбинации, которые могут использоваться для распределения электроэнергии. Элементы электрораспределительного устройства могут быть реализованы в виде одного компонента или узла (такого, как трансформатор и стойка электрораспределительного устройства, располагающиеся в общем корпусе), или могут распределяться между двумя или большим количеством компонентов или узлов (таких, как трансформатор и стойка электрораспределительного устройства, которые располагаются в своих корпусах и связанных кабелями, и т.д.).

[0035] Используемый здесь термин "стойка" означает стойку, контейнер, шкаф или другой элемент или комбинацию элементов, которые могут содержать или физически поддерживать одну или большее количество компьютерных систем.

[0036] Используемый здесь термин "механическое охлаждение" означает воздушное охлаждение с использованием процесса, включающего механическую работу по меньшей мере с одной жидкостью - такую, которая происходит в испарительно-компрессорных системах охлаждения.

[0037] Используемый здесь термин "источник питания" включает электропитание, получаемое из любого источника, включая, без ограничения, питание, получаемое из вторичной сети. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения "источник питания" может представлять собой выход трансформатора.

[0038] Используемый здесь термин "пространство" означает пространство, область или объем.

[0039] На Фиг.1 показан один вариант выполнения модульной вычислительной системы. Модульная вычислительная система 100 включает модули ЦОД 102, модули кондиционирования воздуха 104, электрический модуль 106 и модуль кондиционирования воздуха 108. Каждый из модулей кондиционирования воздуха 104 может обеспечивать подачу охлаждающего воздуха в один из модулей ЦОД 102. Модуль кондиционирования воздуха 108 может обеспечивать подачу охлаждающего воздуха в электрический модуль 106.

[0040] Каждый из модулей ЦОД 102 включает полумодуль 102А и полумодуль 102B. Каждый полумодуль содержит ряд 116 серверных стоек. Каждый ряд 116 серверных стоек может включать несколько стоек 110, причем каждая стойка включает несколько компьютерных систем со стоечным монтажом (для ясности на Фиг.1 компьютерные системы не показаны). В одном варианте реализации настоящего изобретения каждый полумодуль включает ряд из 10 стоек, всего 20 стоек на каждый модуль ЦОД. В одном варианте реализации настоящего изобретения размер модульной вычислительной системы увеличивается с шагом в 20 стоек до достижения максимального размера 60 стоек (три модуля ЦОД) на каждую систему. В одном варианте реализации настоящего изобретения общие габариты модульной вычислительной системы составляют примерно 19,2 м×7,9 м (без учета генератора).

[0041] Электрический модуль 106 может обеспечивать подачу электропитания на модули ЦОД 102. Электрические проводники для подвода питания от электрического модуля 106 к модулям ЦОД 102 могут быть кабелями и/или шинами, проходящими внутри или снаружи модулей. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения кабели проходят через кабельные каналы или кабельные короба, проложенные между электрическим модулем 106 и различными модулями ЦОД 102.

[0042] В приведенной на Фиг.1 системе показаны три модуля ЦОД 102. В других вариантах реализации настоящего изобретения, однако, модульная вычислительная система может включать только один или два модуля ЦОД или же более трех модулей ЦОД. Аналогично этому, размер электрического модуля для модульной вычислительной системы может предполагать поддержку менее трех модулей ЦОД или же более трех модулей ЦОД.

[0043] Каждый из модулей кондиционирования воздуха 104 обеспечивает подачу воздуха в один из полумодулей 102A и один из полумодулей 102B. Каждый полумодуль 102А и полумодуль 102B имеет впускное воздушное отверстие 112 для приема охлаждающего воздуха от соответствующего устройства кондиционирования воздуха 104. Каждый полумодуль 102А и полумодуль 102B имеет выпускное отверстие возвратного воздуха 114, предназначенное для возврата воздуха в устройство кондиционирования воздуха после его прохода через серверные стойки 110.

[0044] В приведенном на Фиг.1 варианте реализации настоящего изобретения один модуль кондиционирования воздуха 104, включающий полумодуль кондиционирования воздуха 104А и полумодуль кондиционирования воздуха 142B, предназначен для обслуживания полумодулей 102А и 102B модуля ЦОД 102. Полумодуль кондиционирования воздуха 104A и полумодуль кондиционирования воздуха 142B могут соединяться с образованием общей камеры. Воздух от вентиляторов 120 в полумодуле кондиционирования воздуха 104А может смешиваться с воздухом от вентиляторов 120 в полумодуле кондиционирования воздуха 142B. Этот смешанный воздух от полумодулей кондиционирования воздуха 104А и 142B может подаваться на модуль ЦОД 102, например, через впускные воздушные отверстия 112 в полумодуле 102А и полумодуле 102B. В других вариантах реализации настоящего изобретения каждый полумодуль 102А и 102B может получать воздух от отдельного модуля кондиционирования воздуха. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения модуль кондиционирования воздуха может подключаться и/или подавать охлаждающий воздух в более чем один модуль ЦОД.

[0045] В одном варианте реализации настоящего изобретения устройство кондиционирования воздуха для модуля ЦОД образуется путем соединения двух половин. Например, устройство кондиционирования воздуха для модуля ЦОД 102 может формироваться из двух половин, причем каждая половина модуля кондиционирования воздуха соответствует одному полумодулю 102A и 102B.

[0046] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения каждый полумодуль 102А, полумодуль 102B, полумодуль кондиционирования воздуха 104А, полумодуль кондиционирования воздуха 142B, электрический модуль 106 и модуль кондиционирования воздуха 108 представляют собой готовые модули. Все полумодули 102A, полумодули 102B, полумодуль кондиционирования воздуха 104A, полумодуль кондиционирования воздуха 142B, электрический модуль 106 и модуль кондиционирования воздуха 108 могут раздельно доставляться на место расположения ЦОД. Например, каждый модуль или полумодуль может доставляться на полуприцепе. На месте расположения полумодули 102А и 102B соединяются с образованием модуля ЦОД 102. Когда полумодули 102А и 102B полностью соединяются с образованием модуля ЦОД 102, то модуль ЦОД 102 может становиться герметизированным модулем.

[0047] На Фиг.2 представлен вид сверху нижнего уровня одного варианта выполнения модульной вычислительной системы. Модули ЦОД 102 и электрический модуль 106 модульной вычислительной системы 100 располагаются на одной линии. Каждый из полумодулей 102А и 102B модуля ЦОД 102 включает ряд 116 входящих в него стоек 110. В приведенном на Фиг.2 варианте реализации настоящего изобретения все ряды 116 включают по 10 стоек ПО. Однако ряд 114 может включать любое количество стоек. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения каждый полумодуль может включать более одного ряда стоек. Воздух в модуль ЦОД 102 может подаваться от одного из модулей кондиционирования воздуха 104 через впускные воздушные отверстия 112. Воздух может возвращаться из модуля ЦОД 102 в модуль кондиционирования воздуха через отверстия для выпуска возвратного воздуха 114. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения выходящий из стойки 110 воздух может выбрасываться в окружающую среду.

[0048] На Фиг.3 представлен вид сбоку одного из вариантов выполнения модульной вычислительной системы. Модули ЦОД 102 и электрический модуль 106 образуют нижний уровень модульной вычислительной системы 100. Модули кондиционирования воздуха 104 и 108 образуют верхний уровень модульной вычислительной системы 100. Полумодули кондиционирования воздуха 104A и 142B устанавливаются на полумодули 102A и 102B, соответственно. Модуль кондиционирования воздуха 108 устанавливается на электрический модуль 106. Модули кондиционирования воздуха 104 содержат вентиляторы 120. Вентиляторы 120 могут осуществлять циркуляцию воздуха в модулях ЦОД 102 и электрическом модуле 106.

[0049] Количество установленных в системе модулей ЦОД может выбираться на основе требований к ЦОД. Например, если центру обработки данных в Здании A требуется 38 серверных стоек и в Здании B - 55 серверных стоек, тогда в Здании A могут устанавливаться два 20-стоечных модулей ЦОД (где можно установить всего до 40 стоек), и в Здании В могут устанавливаться три 20-стоечных модулей ЦОД (где можно установить всего до 60 стоек). Кроме того, со временем в ЦОД могут добавляться модули к модульной вычислительной системе в случае увеличения требуемой в данном здании вычислительной мощности и выполняться их перераспределение в случае уменьшения требуемой в данном здании вычислительной мощности.

[0050] На Фиг.4 приводится вариант выполнения электрического модуля. Электрический модуль 106 может подключаться к внешнему источнику электропитания, такому как вторичная сеть. Электрический модуль 106 может подводить электропитание к модулям ЦОД 102. Электрический модуль 106 включает коммутационный/механический распределительный щит 124 и источник бесперебойного питания (ИБП) 126. Хотя на Фиг.4 показан только один ИБП, электрический модуль в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения может иметь боле одного ИБП (например, 5 ИБП). В определенных вариантах реализации настоящего изобретения электрический модуль для модуля вычислительной системы может не иметь ИБП. Сервисный доступ к компонентам электрического модуля может осуществляться через дверцы обслуживания электрического модуля 128.

[0051] Электрический модуль 106 может содержать весь электропривод, связанный с модульной вычислительной системой. В одном варианте реализации настоящего изобретения электрический модуль 106 включает автомат включения резерва (АВР) на 1600 A, 2 ИБП мощностью по 550 кВт каждый, аварийный распределительный щит, главные распределительные щиты и механический распределительный щит. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения на стойки в модулях ЦОД подается напряжение электропитания при использовании соединения звездой 480/277Y.

[0052] Охлаждающий воздух для компонентов электрического модуля 106, включающих, без ограничения, источник бесперебойного питания 126, может подаваться модулем кондиционирования воздуха 108 (см. Фиг.1 и 2). В электрическом модуле 106 предусмотрены впускное воздушное отверстие электрического модуля 130, выпускное отверстие возвратного воздуха электрического модуля 132 и выпускное воздушное отверстие 134.

[0053] Электрический модуль 106 включает систему пожаротушения 136. Система пожаротушения обеспечивает пожаротушение электрического модуля 106. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения система пожаротушения автоматизирована. В одном варианте реализации настоящего изобретения система пожаротушения 136 включает устройство пожаротушения типа FM-200. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения система пожаротушения 136 соединяется с системой управления ЦОД. В одном варианте реализации настоящего изобретения система пожаротушения управляет заслонками на впускном воздушном отверстии 130, выпускном отверстии возвратного воздуха 132 и выпускном воздушном отверстии 134. Система пожаротушения 136 может автоматически закрывать заслонки при обнаружении в электрическом модуле 106 пожара.

[0054] Электрический модуль 106 включает резервную систему охлаждения 138. В одном варианте реализации настоящего изобретения резервная система охлаждения 138 включает систему испарительного охлаждения.

[0055] На Фиг.5 приводится вариант выполнения модуля ЦОД для модульной вычислительной системы. Модуль ЦОД 102 включает полумодуль 102А и полумодуль 102B. Полумодули 102А и 102B могут соединяться вместе на площадке центра. При соединении полумодуля 102А и полумодуля 102B используются опоры 139.

Полумодуль 102А содержит в своем составе ряд 116А серверных стоек 110A. Полумодуль 102B содержит в своем составе ряд 116B серверных стоек 110B. Тыльный проход 140А располагается за рядом 116А. Тыльные проходы 140 выполняются в пространстве, располагающемся за рядом 116А серверных стоек 110A, и в пространстве, располагающемся за рядом 116B серверных стоек 110B. При соединении полумодулей 102А и полумодулей 102B образуется общий проход 142 между рядом 116А и рядом 116B. Опоры 137 могут располагаться между стойками.

[0056] Во время работы модульной вычислительной системы 100 модуль кондиционирования воздуха 104 (приведенный на Фиг.1) может подавать воздух в модуль ЦОД 102 через впускные отверстия 112. Воздух может подаваться из впускных отверстий 112 в общий проход 142. Воздух из общего прохода 142 может проходить через переднюю часть 144 серверных стоек 110А и 110B, через компьютерные системы, располагающиеся в серверных стойках 110А и 110B, и затем выходить из серверных стоек через выпускные воздушные устройства 146 на тыльной части 148 серверных стоек 110А и 110B. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения выходящий воздух из различных серверных стоек 110А смешивается в тыльных проходах 140. Воздух из тыльных проходов 140 может поступать в модуль кондиционирования воздуха через возвратные отверстия 114. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения выпускное воздушное устройство 146 отделяет воздух, выходящий из одной из серверных стоек 110А или 110B, от воздуха в тыльных проходах 140. Например, воздух из одной из серверных стоек 110А или 110B может попадать непосредственно в модуль кондиционирования воздуха 104 или выводиться прямо в окружающую среду. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения выпускное воздушное устройство 146 имеет в своем составе заслонки.

[0057] Сервисный доступ к передним частям серверных стоек 110А и 110B может осуществляться через дверцу обслуживания 150 модуля ЦОД. Сервисный доступ к тыльной части серверных стоек 110А и 110B может осуществляться через дверцы обслуживания 152 этих стоек. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения дверцы обслуживания стоек могут располагаться на обоих концах рядов стоек. Например, дверцы обслуживания могут предусматриваться под каждым выпускным отверстием возвратного воздуха 114.

[0058] В одном варианте реализации настоящего изобретения каждый полумодуль 102A и 102B имеет размеры не более 2,7 м в ширину×7,9 м в длину×2,7 м в высоту. В каждом модуле может размещаться 10 стоек в работающем (горячем) ряду при компоновке с наличием холодных рядов. В данном примере модуль ЦОД имеет емкость в 20 стоек. В одном варианте реализации настоящего изобретения каждая стойка представляет собой стойку стандартного размера, которая может быть получена непосредственно от производителя или изготовлена на площадке. В одном варианте реализации настоящего изобретения стойка имеет размеры 610 мм×1016 мм×1778 мм, и она соответствует поставляемой компанией Rittal. Каждый модуль ЦОД может иметь три выходные точки, по одной на каждый горячий ряд и третья - для общего холодного ряда.

[0059] В данном варианте реализации настоящего изобретения модуль ЦОД включает 10 кВт стойку с номинальным используемым диапазоном 7,5-9,0 кВт. Температура окружающей среды внутри модуля ЦОД может подниматься до 35°C на впускной стороне стойки. В одном варианте реализации настоящего изобретения максимальная нагрузка для модулей ЦОД, электрического модуля и модулей кондиционирования воздуха не должна превышать 1 МВт.

[0060] В реализации настоящего изобретения, приводимой на Фиг.5, вид и размещение полумодулей 102A и 102B представлены в виде зеркальных изображений друг друга. Например, впускное воздушное отверстие 112 полумодуля 102А служит зеркальным отображением впускного воздушного отверстия 112 относительно разделительной линии, проходящей между полумодулем 102А и полумодулем 102B, а выпускное отверстие возвратного воздуха 114 полумодуля 102А служит зеркальным отображением выпускного отверстия возвратного воздуха 114 относительно разделительной линии, проходящей между полумодулем 102А и полумодулем 102B (каждое выпускное отверстие возвратного воздуха 114 находится дальше от разделительной линии, чем впускные воздушные отверстия 112). В других вариантах реализации настоящего изобретения вид и размещение обоих половин модуля ЦОД могут быть аналогичными - такими, что одна конфигурация полумодуля может использоваться в любой позиции (т.е. на правой или левой сторонах). В одном варианте реализации настоящего изобретения впускное воздушное отверстие 112 имеет тот же самый размер и расположение, что и выпускное отверстие возвратного воздуха 114, с соответствующими переходными пластинами и/или каналами, устанавливаемыми в модулях кондиционирования воздуха с целью обеспечения подачи и удаления воздуха в соответствующих местах модуля ЦОД (например, как описано выше, чтобы воздух подавался в общий проход 142 и удалялся с тыльных проходов 140).

[0061] На Фиг.6 приводится вариант выполнения модуля кондиционирования воздуха для охлаждения модуля ЦОД. Модуль кондиционирования воздуха 104 включает вентиляторы 120, частотно-регулируемый привод (VFD) 121, внешние воздухозаборные отверстия 160, выпускные отверстия возвратного воздуха 162, задвижку возвратного воздуха 163, фильтры 164 и теплообменник 166. VFD 121 может подключаться к вентиляторам 120. Частотно-регулируемый привод (VFD) 121 может соединяться с системой управления для его использования при управлении вентиляторами 120. В одном варианте реализации настоящего изобретения каждый модуль кондиционирования воздуха 104 включает однодвигательный вентилятор. Верхние части модулей кондиционирования воздуха 104 могут иметь небольшой уклон для предотвращения скопления воды. Как показано на Фиг.3, полумодули 104А или 142B могут иметь два расположенных рядом вентилятора. хМодуль или полумодуль кондиционирования воздуха может, однако, иметь любое количество или расположение вентиляторов.

[0062] Во время работы модульной вычислительной системы вентиляторы 120 подают воздух из внешних воздухозаборных отверстий 160, выпускных отверстий возвратного воздуха 162 или их комбинации через фильтры 164, и направляют его в камеру 168. Воздух проходит из камеры 168 через подающее отверстие 170. Воздух из подающего отверстия может поступать в модуль ЦОД, соединенный с модулем кондиционирования воздуха 104. В одном варианте реализации настоящего изобретения теплообменник 166 соединяется с петлей водяного охлаждения. Охлаждающая вода проходит через теплообменник 166 и может охлаждать воздух перед его попаданием в модуль ЦОД. В другом варианте реализации настоящего изобретения теплообменник 166 соединяется с системой водоснабжения. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения модуль кондиционирования воздуха 104 может включать или соединяться с механической охлаждающей системой и/или системой испарительного охлаждения.

[0063] На Фиг.7 приводится вариант выполнения модуля кондиционирования воздуха для охлаждения электрического модуля. Модуль кондиционирования воздуха может иметь конструкцию, в общем виде аналогичную конструкции модулей кондиционирования воздуха 104. Вентиляторы 120 модуля кондиционирования воздуха 108 могут подавать воздух из канала возвратного воздуха 180, внешних воздухозаборных отверстий 182 или их комбинации направлять его в камеру 184, заставляя проходить через подающее воздушное отверстие 186 аналогично приведенному выше описанию для модуля кондиционирования воздуха 104 на Фиг.6. Модуль кондиционирования воздуха 108 также включает механическую охлаждающую систему 190. Механическая охлаждающая система 190 включает устройство конденсации 192. Устройство конденсации 192 включает теплообменники 194 и вентиляторы 196. Устройство конденсации 192 может работать по необходимости для обеспечения должного охлаждения электрического модуля 106 в различных режимах работы. Выходящий из устройства конденсации воздух может подаваться через воздушное отверстие 198. Модуль кондиционирования воздуха 108 включает впускную задвижку 200 для уменьшения поступления внешнего воздуха.

[0064] В одном варианте реализации настоящего изобретения модуль кондиционирования воздуха 108 включает 3 вентилятора - 2 вентилятора для массового удаления воздуха во время цикла зарядки ИБП и один вентилятор для обеспечения управления температурой базового модуля.

[0065] Охлаждающие компоненты располагаются в модулях кондиционирования воздуха 104 и могут соединяться с системой управления. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения отдельная система управления предназначается для электрического модуля и отдельная система управления - для каждого модуля ЦОД. Каждая система управления может выполнять измерение таких рабочих условий для модуля ЦОД, как температура, давление, скорость потока воздуха и влажность, и выполнять регулирование на основе измеренных условий таких параметров системы охлаждения для данного модуля ЦОД, как скорость вентилятора, поступление воздуха и механическое охлаждение. В одном варианте реализации настоящего изобретения все подсистемы кондиционирования воздуха и подсистемы циркуляции воды центра обработки данных управляются общим устройством управления. В других вариантах реализации настоящего изобретения предусмотрены отдельные контроллеры для каждой подсистемы кондиционирования воздуха и подсистемы циркуляции воды или для подсистемы кондиционирования воздуха и/или подсистемы циркуляции воды. Устройства подсистемы кондиционирования воздуха и подсистемы циркуляции воды могут управляться в автоматическом, ручном режиме или с использованием их сочетания.

[0066] В определенных вариантах реализации настоящего изобретения система управления включает по меньшей мере один программируемый логический контроллер (ПЛК). ПЛК может среди прочего открывать и закрывать заслонки модулей кондиционирования воздуха на основе команд оператора с целью обеспечения потока воздуха через модуль ЦОД, требуемого для преобладающих рабочих условий. В альтернативном случае ПЛК может регулировать состояние заслонок между полностью открытыми и закрытыми для изменения воздушного потока.

[0067] Модульная вычислительная система 100 может включать устройства измерения температуры, которые в одном варианте реализации настоящего изобретения представляют собой термопары. В качестве альтернативы устройства измерения температуры включают, без ограничения, резистивные датчики температуры (RTD) и любые устройства, способствующие выполнению описываемой здесь операции охлаждения. Например, термопара для охлаждающей воды должна располагаться внутри подсистемы водяного охлаждения 138 для того, чтобы способствовать измерению температуры охлаждающей воды на выходе теплообменника. В одном варианте реализации настоящего изобретения температура охлаждающей воды должна контролироваться в пределах требуемого температурного диапазона или заданного значения. Соответствующие точки установки или диапазоны в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения находятся между 5 градусами Цельсия (°C) и 28 градусами Цельсия (°C).

[0068] В различных вариантах реализации настоящего изобретения может осуществляться управление работой одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха охлаждающей системы в соответствии с одним или большим количеством условий. Например, контроллер может быть запрограммирован на переключение источника подачи воздуха для подсистемы кондиционирования воздуха с возвратного воздуха на внешний воздух в случае возникновения одного или большего количества заранее оговоренных состояний, связанных с температурой и влажностью.

[0069] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения модули кондиционирования воздуха 104 и модуль кондиционирования воздуха 108 могут работать только в режиме естественного охлаждения, без использования охлаждения хладагентом. В других вариантах реализации настоящего изобретения один или оба модуля кондиционирования воздуха 104 и модуль кондиционирования воздуха 108 могут работать с использованием охлаждения хладагентом в местности с предельной влажностью и выделением тепла. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения модули кондиционирования воздуха 104 и модуль кондиционирования воздуха 108 могут использовать испарительное охлаждение (выборочно или постоянно во время работы).

[0070] В некоторых вариантах реализации модульной вычислительной системы некоторые или все модули могут быть физически соединены друг с другом. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения модули крепятся вместе, например, болтами или штифтами. В других вариантах реализации настоящего изобретения, однако, модули могут не крепиться, а просто составляться или располагаться рядом друг с другом. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения соседние модули могут включать направляющие элементы - такие как рельсы, штифты или ключи. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения один или оба соседние модули или два соседних полумодуля могут включать элементы герметизации, обеспечивающие автоматическую герметизацию соседних элементов при их соединении.

[0071] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения интерфейсные возможности соседних модулей модульной вычислительной системыа используются таким образом, что автоматически осуществляются их электрическое соединение и/или соединение охлаждающего воздуха при соединении соответствующих модулей. Например, когда приведенный на Фиг.6 модуль кондиционирования воздуха 104 соединяется с приведенным на Фиг.5 модулем ЦОД 102, то впускное воздушное отверстие 170 в каждом из полумодулей кондиционирования воздуха 104А и 142B может находиться на одной линии с соответствующим впускным воздушным отверстием 112 в одном из полумодулей ЦОД 102А и 102B, а выпускное отверстие возвратного воздуха 162 в каждом из полумодулей кондиционирования воздуха 104А и 142B может находиться на одной линии с соответствующим выпускным отверстием возвратного воздуха 114 в одном из полумодулей ЦОД 102А и 102B. Аналогично, когда приведенный на Фиг.7 модуль кондиционирования воздуха 108 соединяется с приведенным на Фиг.4 электрическим модулем 106, то впускное воздушное отверстие 186 модуля кондиционирования воздуха 108 может находиться на одной линии с впускным воздушным отверстием 130 электрического модуля 106, а выпускное отверстие возвратного воздуха 180 модуля кондиционирования воздуха 108 может находиться на одной линии с выпускным отверстием возвратного воздуха 132 электрического модуля 106. Таким образом, модульная вычислительная система 100 может быть готова к работе сразу же после соединения модулей кондиционирования воздуха 104 с соответствующими модулями ЦОД 102, модуля кондиционирования воздуха 106 с электрическим модулем 106 и выполнения электрических соединений между электрическим модулем 108 и модулями ЦОД 102 без необходимости, например, установки между модулями соединительных каналов.

[0072] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения модули модульной вычислительной системы могут быть отделены друг от друга. Соединения между модулями могут выполняться с использованием соответствующих каналов, кабельных каналов, электрических кабелей, шин и т.д.

[0073] На Фиг.8 представлен вид сверху альтернативного варианта реализации настоящего изобретения для верхнего уровня модульной вычислительной системы, включающий отдельно расположенное испарительное охлаждение. Верхний уровень 210 включает модуль кондиционирования воздуха 212 и модуль кондиционирования воздуха 214. Модуль кондиционирования воздуха 212 может обеспечивать охлаждающий воздух для модуля ЦОД модульной вычислительной системы. Модуль кондиционирования воздуха 214 может обеспечивать охлаждающий воздух для электрического модуля модульной вычислительной системы. Модуль кондиционирования воздуха 212 образуется из полумодулей кондиционирования воздуха 212А и 212B. Полумодуль кондиционирования воздуха 212A и полумодуль кондиционирования воздуха 212B образуют общую камеру 215 для воздушного потока. Вентиляторы 120 могут подавать воздух через выпускное отверстие возвратного воздуха 162, внешнее воздушное отверстие 216 или комбинацию обоих отверстий. Воздух может подаваться через фильтры 218 и систему испарительного охлаждения 220 и затем направляться в модуль ЦОД через впускное воздушное отверстие 170. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения механическая охлаждающая система может использоваться вместо или кроме системы испарительного охлаждения 220.

[0074] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения каждый из модулей ЦОД 102 и электрический модуль 104 используют систему диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) и/или систему управления предприятием (BMS). В одном варианте реализации настоящего изобретения система измеряет температуру воздуха и в других механических системах (например, в ИБП, устройстве распределения электроэнергии) через регулярные промежутки времени и выполняет саморегулирование. Если система SCADA не может выполнить соответствующие регулировки, то система автоматически извещает об этом персонал обслуживания.

[0075] В данном варианте реализации настоящего изобретения электрический модуль и модули ЦОД в модульной вычислительной системе имеют свои собственные системы пожаротушения. В случае начала пожара в одном из модулей ЦОД, возникновения другого катастрофического события или обнаружения какого-либо другого проблемного состояния в модуле ЦОД система управления этого модуля ЦОД может его отключить. Отключение данного модуля может включать, без ограничения, закрывание задвижек на всех воздушных отверстиях в модуле ЦОД для тушения пожара. Электрический модуль и остальные модули ЦОД в модульной вычислительной системе могут продолжать работать во время обслуживания, удаления или замены поврежденного модуля ЦОД. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения электрический модуль и модули ЦОД могут включать и разрешенную FM изоляцию. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения модуль может иметь разрешение FM.

[0076] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения модульная вычислительная система располагается на своем месте как сертифицированное оборудование (например, как постоянное оборудование). В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения каждый модуль перед поставкой на место эксплуатации может проходить предварительную сертификацию общепризнанной национальной испытательной лабораторией. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения модули могут быть внесены в списки сертификации UL и/или ETL. Модульная вычислительная система или части модульной вычислительной системы могут иметь знаки сертификации ETL SEMKO, CE/ETSI или UL. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения наличие сертифицированного устройства уменьшает объем осуществляемого строительного надзора. Например, инспектор по электрооборудованию может только проверить кабельные соединения между трансформатором/генератором и внешней панелью на электрическом модуле 106, или соединения любых дополнительных модулей ЦОД 102, введенных после первоначального разворачивания системы. Модульная вычислительная система, таким образом, может в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения быть самодостаточной системой с возможностью быстрого разворачивания и только с незначительными коммунальными и коммуникационными соединениями, которые обычно требуют только простой регистрации разрешений.

[0077] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения некоторые или все электрические компоненты, входящие в описанный выше электрический модуль 106 (такие, как источники бесперебойного питания, коммутаторы), могут выполняться на платах модулей ЦОД. На Фиг.9 представлена блок-схема, иллюстрирующая один вариант выполнения модуля ЦОД модульной вычислительной системы без отдельного электрического модуля. Модульная вычислительная система 221 включает модуль ЦОД 222 и модуль кондиционирования воздуха 224. Модуль ЦОД 222 включает полумодули 222А и 222B. Полумодули 222А и 222B включают устанавливаемые в стойки источники бесперебойного питания (ИБП) 226 и распределительный щит 228. Распределительный щит может содержать выключатель 230. Модуль ЦОД 222 может электрически соединяться с источником питания. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения предусмотрено наличие ИБП на уровне серверов. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения в модульной вычислительной системе могут вообще отсутствовать ИБП.

[0078] В вариантах реализации настоящего изобретения, приведенных на Фиг.1, 2 и 3, модули ЦОД 102 и электрический модуль 106 модульной вычислительной системы 100 располагаются на одной линии относительно друг друга. В других вариантах реализации настоящего изобретения, однако, модули ЦОД могут различно располагаться относительно электрического модуля. Например, электрический модуль может располагаться между двумя модулями ЦОД. В соответствии с другим примером электрический модуль может быть окружен тремя или большим количеством модулей (например, со всех четырех сторон, или с западной, северной и восточной сторон). В определенных вариантах реализации настоящего изобретения может быть предусмотрено наличие промежутка между электрическим модулем и модулем ЦОД, или между двумя модулями ЦОД.

[0079] На Фиг.10 показан один вариант предоставления компьютерных ресурсов, включающий использование модульной вычислительной системы. В блоке 250 выбирается площадка для предоставления вычислительных ресурсов с использованием модульной вычислительной системы. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения площадка расположена на открытом воздухе. В других вариантах реализации настоящего изобретения площадка расположена на открытом воздухе, как в случае склада.

[0080] В блоке 252 определяется вычислительная мощность, требуемая для ЦОД. В блоке 254 исходя из вычислительной мощности определяется количество модулей ЦОД для вычислительной системы.

[0081] В блоке 256 выполняется доставка на площадку модулей системы. Доставляемые модули могут включать модули ЦОД, электрические модули и модули кондиционирования воздуха. Каждый модуль или часть модуля (такая, как полумодуль 102А) могут доставляться отдельно, например, полуприцепом. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения модули или части модулей заранее изготавливаются в одном месте, таком как производственное предприятие, и перевозятся на площадку центра обработки данных, расположенную в другом месте. В определенных вариантах реализации настоящего изобретения, однако, все или некоторые части модулей для вычислительной системы могут собираться на площадке ЦОД. Например, две половины модулей ЦОД могут соединяться на площадке, в модуль ЦОД могут устанавливаться стойки или в модуль кондиционирования воздуха могут устанавливаться такие охладительные системы, как вентиляторы или испарительные охладители. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения модули перед доставкой на площадку предварительно сертифицируются. В блоке 257 модульная вычислительная система может работать с предоставлением ЦОД вычислительных услуг.

[0082] В блоке 258 выполняется переоценка потребности в вычислениях для центра обработки данных (ЦОД). В блоке 260 на основе выполненной переоценки на площадку могут быть доставлены и установлены дополнительные модули. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения к существующей модульной вычислительной системе добавляются один или большее количество модулей ЦОД.

[0083] В блоке 262 проверяется состояние модулей ЦОД и электрического модуля в модульной вычислительной системе. В блоке 264 в ответ на предупреждение о возникновении пожара осуществляется отключение одного из модулей ЦОД. В блоке 266 удаляется и заменяется поврежденный пожаром модуль ЦОД. Модули ЦОД, отличающиеся от поврежденного пожаром модуля, могут продолжать работу во время замены поврежденного пожаром модуля ЦОД.

[0084] Пункт 1. Модульная вычислительная система для ЦОД, включающая:

один или большее количество модулей ЦОД, включающих один или большее количество компьютерных систем со стоечным монтажом;

один или большее количество электрических модулей, соединенных по меньшей мере с одним или большим количеством модулей ЦОД и предназначенных для обеспечения электропитания по меньшей мере одной компьютерной системы в одном или большем количестве модулей ЦОД; и

один или большее количество модулей кондиционирования воздуха, соединенных по меньшей мере с одним модулем ЦОД, отличающихся тем, что по крайней мере один из модулей кондиционирования воздуха включает по меньшей мере один вентилятор, причем по меньшей мере один модуль кондиционирования воздуха предназначен для обеспечения подачи воздуха по меньшей мере в одну компьютерную систему по крайней мере в одном из модулей ЦОД.

[0085] Пункт 2. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что модульная вычислительная система предназначена для работы без внешней системы охлаждения.

[0086] Пункт 3. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха представляет собой перемещаемый модуль, предназначенный для естественного охлаждения по меньшей мере одного модуля ЦОД без внешней системы охлаждения.

[0087] Пункт 4. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха включает по меньшей мере один теплообменник, предназначенный для осуществления такого обмена жидкостью с внешней системой охлаждения, при которой жидкость из этой внешней системы охлаждения может циркулировать через по меньшей мере один теплообменник для охлаждения воздуха по меньшей мере в одном модуле кондиционирования воздуха.

[0088] Пункт 5. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха устанавливается сверху на один или большее количество модулей ЦОД.

[0089] Пункт 6. Модульная вычислительная система по п.1_; отличающаяся тем, что по крайней мере один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха включает одно или большее количество подающих воздушных отверстий, и тем, что по меньшей мере один из модулей ЦОД включает одно или большее количество подающих воздушных отверстий, причем по крайней мере одно впускное воздушное отверстие по меньшей мере одного модуля кондиционирования воздуха по крайней мере частично располагается на одной линии по меньшей мере с одним впускным воздушным отверстием по меньшей мере одного модуля ЦОД, и модуль кондиционирования воздуха соединяется с модулем ЦОД таким образом, что подаваемый воздух может поступать из модуля кондиционирования воздуха в модуль ЦОД через по крайней мере частично располагающиеся на одной линии подающие воздушные отверстия.

[0090] Пункт 7. Модульная вычислительная система по п.6, отличающаяся тем, что по крайней мере один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха включает одно или большее количество выпускных отверстий возвратного воздуха, и тем, что по меньшей мере один из модулей ЦОД включает одно или большее количество выпускных отверстий возвратного воздуха, причем по крайней мере одно выпускное отверстие возвратного воздуха по меньшей мере в одном модуле кондиционирования воздуха по крайней мере частично располагается на одной линии с по меньшей мере одним выпускным отверстием возвратного воздуха модуля ЦОД, причем модуль кондиционирования воздуха соединяется с модулем ЦОД таким образом, что возвратный воздух может проходить от модуля ЦОД в модуль кондиционирования воздуха через по крайней мере частично располагающееся на одной линии выпускное отверстие возвратного воздуха.

[0091] Пункт 8. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из одного или большего количества электрических модулей представляет собой перемещаемый модуль.

[0092] Пункт 9. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из одного или большего количества модулей ЦОД предварительно изготавливается.

[0093] Пункт 10. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха предварительно изготавливается.

[0094] Пункт 11. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из одного или большего количества электрических модулей предварительно изготавливается.

[0095] Пункт 12. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из электрических модулей выполняет распределение электропитания на два или большее количество модулей ЦОД.

[0096] Пункт 13. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из модулей ЦОД включает предварительно изготовленную первую часть модуля и предварительно изготовленную вторую часть модуля.

[0097] Пункт 14. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из модулей ЦОД включает соединенные друг с другом первую часть модуля ЦОД и вторую часть модуля ЦОД, и тем, что каждая первая часть модуля ЦОД и вторая часть модуля ЦОД включают по меньшей мере один ряд из одной или большего количества стоек, содержащих по меньшей мере одну компьютерную систему.

[0098] Пункт 15. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один из модулей ЦОД включает:

первую часть модуля ЦОД, включающую первый ряд стоек для компьютерных систем;

вторую часть модуля ЦОД, включающую второй ряд стоек для компьютерных систем;

причем первая часть модуля ЦОД и вторая часть модуля ЦОД соединяются с образованием общего прохода между первым рядом первой части модуля ЦОД и вторым рядом второй части модуля ЦОД.

[0099] Пункт 16. Модульная вычислительная система по п.15, отличающаяся тем, что по крайней мере один из модулей кондиционирования воздуха предназначен для подачи воздуха в общий проход, причем по крайней мере одна из стоек первого ряда стоек предназначается для приема воздуха из общего прохода и удаления воздуха из стойки, и по крайней мере одна из стоек второго ряда стоек предназначается для приема воздуха из общего прохода и удаления воздуха из стойки.

[00100] Пункт 17. Модульная вычислительная система по п.16, отличающаяся тем, что по крайней мере один из модулей кондиционирования воздуха предназначен для удаления по крайней мере части выходящего воздуха из по меньшей мере одной из стоек.

[00101] Пункт 18. Модульная вычислительная система по п.16, отличающаяся тем, что по крайней мере одна из первых и вторых частей модуля ЦОД включает горячий проход, причем по крайней мере одна стойка, смежная с горячим проходом, предназначена для выпуска воздуха в горячий проход, и по крайней мере один из модулей кондиционирования воздуха предназначен для удаления по крайней мере части выпускаемого воздуха из горячего прохода.

[00102] Пункт 19. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что первый из модулей кондиционирования воздуха предназначен для подачи воздуха в первый из модулей ЦОД, а второй из модулей кондиционирования воздуха предназначен для подачи воздуха во второй из модулей ЦОД.

[00103] Пункт 20. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что первый из модулей кондиционирования воздуха устанавливается над первым из модулей ЦОД, а второй из модулей кондиционирования воздуха устанавливается над вторым из модулей ЦОД.

[00104] Пункт 21. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает отдельную систему управления воздушным охлаждением для каждого из по крайней мере двух модулей ЦОД, причем каждая система управления охлаждением предназначена для управления работой по меньшей мере одного из модулей кондиционирования воздуха.

[00105] Пункт 22. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере модули кондиционирования воздуха включают механическую охлаждающую систему,

[00106] Пункт 23. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере модули кондиционирования воздуха включают систему испарительного охлаждения.

[00107] Пункт 24. Модульная вычислительная система по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере два модуля по отдельности содержат системы пожаротушения, и тем, что по меньшей мере две системы пожаротушения не зависят одна от другой.

[00108] Пункт 25. Модуль ЦОД, включающий:

первую часть модуля ЦОД, включающую первый ряд стоек для компьютерных систем;

вторую часть модуля ЦОД, включающую второй ряд стоек для компьютерных систем;

причем первая часть модуля ЦОД и вторая часть модуля ЦОД при соединении друг с другом образуют вычислительное пространство.

[00109] Пункт 26. Модуль ЦОД по п.25, отличающийся тем, что первая часть модуля ЦОД и вторая часть вычислительного модуля предварительно изготавливаются.

[00110] Пункт 27. Модуль ЦОД по п.25, отличающийся тем, что первая часть модуля ЦОД и вторая часть вычислительного модуля предварительно изготавливаются и обладают взаимозаменяемостью друг с другом.

[00111] Пункт 28. Модуль ЦОД по п.25, отличающийся тем, что вычислительное пространство включает общий проход между первым рядом первой части модуля ЦОД и вторым рядом второй части модуля ЦОД.

[00112] Пункт 29. Модуль ЦОД по п.25, отличающийся тем, что по крайней мере одна из стоек первого ряда стоек предназначена для приема воздуха из общего прохода и выпуска воздуха, и тем, что по крайней мере одна из стоек второго ряда стоек предназначена для приема воздуха из общего прохода и выпуска воздуха из стойки.

[00113] Пункт 30. Модуль ЦОД по п.25, который дополнительно включает один или большее количество модулей кондиционирования воздуха, предназначенных для соединения по меньшей мере с одной из первых и вторых частей модуля ЦОД, отличающийся тем, что один или большее количество модулей кондиционирования воздуха предназначены для подачи охлаждающего воздуха по меньшей мере на одну компьютерную систему в стойке.

[00114] Пункт 31. Модуль ЦОД по п.30, отличающийся тем, что по крайней мере один из модулей кондиционирования воздуха включает соединенные друг с другом первую часть модуля кондиционирования воздуха и вторую часть модуля кондиционирования воздуха, причем по меньшей мере один модуль кондиционирования воздуха предназначен для смешивания воздуха, подаваемого первой частью модуля кондиционирования воздуха, с воздухом, подаваемым второй частью модуля кондиционирования воздуха.

[00115] Пункт 32. Модуль ЦОД по п.31, отличающийся тем, что по меньшей мере один модуль кондиционирования воздуха предназначен для подачи смешанного воздуха в общий проход, образованный первой частью модуля ЦОД и второй частью модуля ЦОД.

[00116] Пункт 33. Способ предоставления вычислительных ресурсов для ЦОД, включающий:

размещение одного или большего количества готовых модулей ЦОД, включающих один или большее количество компьютерных систем со стоечным монтажом на площадке ЦОД;

соединение одного или большего количества готовых модулей кондиционирования воздуха, включающих по меньшей мере один вентилятор, по меньшей мере с одним из модулей ЦОД, отличающееся тем, что по крайней мере один из модулей кондиционирования воздуха предназначен для подачи охлаждающего воздуха по меньшей мере в одну компьютерную систему в одном или большем количестве модулей ЦОД; и

работу по меньшей мере одного из одного или большего количества готовых модулей ЦОД на площадке.

[00117] Пункт 34. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п.33, отличающийся тем, что работа модулей ЦОД на площадке включает использование одного или большего количества вентиляторов в модулях кондиционирования воздуха для естественного охлаждения одной или большего количества компьютерных систем по крайней мере в одном из модулей ЦОД.

[00118] Пункт 35. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п.33, отличающийся тем, что размещение одного или большего количества готовых модулей ЦОД включает:

раздельную доставку первой части модуля ЦОД и второй части модуля ЦОД на площадку; и

соединение на площадке первой части модуля ЦОД со второй частью модуля ЦОД для образования модуля ЦОД.

[00119] Пункт 36. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п.33, который дополнительно включает соединение одного или большего количества электрических модулей с одним или большем количеством модулей ЦОД, отличающийся тем, что по крайней мере один из электрических модулей предназначен для обеспечения электропитания по меньшей мере одной из компьютерных систем в одном или большем количестве модулей ЦОД.

[00120] Пункт 37. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п.36, отличающийся тем, что дополнительно включает:

размещение по крайней мере дополнительного модуля ЦОД на площадке;

соединение по крайней мере одного дополнительного модуля ЦОД по меньшей мере с одним электрическим модулем на площадке; и

работу по меньшей мере одного дополнительного модуля ЦОД на площадке.

[00121] Пункт 38. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п.36, отличающийся тем, что дополнительно включает отдельное управление подачей охлаждающего воздуха по меньшей мере в два модуля ЦОД на площадке.

[00122] Пункт 39. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п.36, отличающийся тем, что дополнительно включает прекращение работы одного модуля ЦОД на площадке в ответ на возникновение проблемного состояния в данном модуле ЦОД при поддержке работы по меньшей мере одного прочего модуля ЦОД на данной площадке.

[00123] Пункт 40. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п.39, отличающийся тем, что дополнительно включает замену отключенного модуля ЦОД при поддержке работы по меньшей мере одного прочего модуля ЦОД на данной площадке.

[00124] Хотя приведенные выше варианты реализации настоящего изобретения и были достаточно подробно описаны, многочисленные возможные варианты и модификации будут вполне очевидны специалистам после полного ознакомления с приведенным выше раскрытием данного изобретения. Предполагается, что приводимая ниже формула изобретения охватывает все упомянутые его варианты и модификации.

Изобретение относится к модульной вычислительной системе для центра обработки данных (ЦОД). Технический результат – обеспечение первоначального предоставления ЦОД вычислительной мощности или ее расширение, повышение эффективности отвода тепла, обеспечение защиты от пожара. Достигается тем, что модульная вычислительная система включает один или большее количество модулей ЦОД, содержащих компьютерные системы со стоечным монтажом. По меньшей мере, один электрический модуль соединяется с модулями ЦОД и обеспечивает электропитание компьютерных систем, располагающихся в модулях ЦОД. Один или большее количество модулей кондиционирования воздуха соединяются с модулями ЦОД. Модуль ЦОД может включать две предварительно изготовленные части, каждая из которых включает ряд стоек, включающий две или большее количество компьютерных систем со стоечным монтажом, общий проход на передней стороне ряда стоек, тыльный проход на тыльной стороне ряда стоек, впускное отверстие для воздуха в общем проходе и выпускное отверстие для возвратного воздуха в тыльном проходе. Две части вычислительного модуля, относящегося к модулям ЦОД, могут соединяться друг с другом с образованием вычислительного пространства. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Модульная вычислительная система для центра обработки данных (ЦОД), включающая: один или большее количество модулей ЦОД, причем, по меньшей мере, один из модулей ЦОД включает: ряд стоек, включающий две или большее количество компьютерных систем со стоечным монтажом, общий проход на передней стороне ряда стоек, тыльный проход на тыльной стороне ряда стоек, впускное отверстие для воздуха в общем проходе, и выпускное отверстие для возвратного воздуха в тыльном проходе, и один или большее количество модулей кондиционирования воздуха, установленных сверху, по меньшей мере, одного модуля ЦОД, причем, по меньшей мере, один из модулей кондиционирования воздуха включает, по меньшей мере, один вентилятор, причем, по меньшей мере, один модуль кондиционирования воздуха выполнен с возможностью обеспечения подачи воздуха, по меньшей мере, к одной компьютерной системе, по меньшей мере, в одном из модулей ЦОД, причем, по меньшей мере, один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха выполнен с возможностью впуска воздуха в, по меньшей мере, один модуль ЦОД через впускное отверстие для воздуха и в общий проход, из общего прохода через переднюю часть, по меньшей мере, двух стоек в ряду стоек, через компьютерные системы со стоечным монтажом, по меньшей мере, в двух или большем количестве стоек в ряду стоек и в тыльный проход, и, по меньшей мере, в один из модулей кондиционирования воздуха из, по меньшей мере, одного из модулей ЦОД через выпускное отверстие для возвратного воздуха в тыльном проходе.

2. Модульная вычислительная система по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха представляет собой перемещаемый модуль, выполненный с возможностью естественного охлаждения, по меньшей мере, одного модуля ЦОД без внешней системы охлаждения.

3. Модульная вычислительная система по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха включает, по меньшей мере, один теплообменник, выполненный с возможностью осуществления такого обмена жидкостью с внешней системой охлаждения, при которой жидкость с этой внешней системы охлаждения может циркулировать через, по меньшей мере, один теплообменник для охлаждения воздуха, по меньшей мере, в одном модуле кондиционирования воздуха.

4. Модульная вычислительная система по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из одного или большего количества модулей кондиционирования воздуха включает одно или большее количество подающих воздушных отверстий, причем, по меньшей мере, одно впускное воздушное отверстие, по меньшей мере, одного модуля кондиционирования воздуха, по меньшей мере, частично располагается на одной линии, по меньшей мере, с одним впускным воздушным отверстием, по меньшей мере, одного модуля ЦОД, и модуль кондиционирования воздуха соединяется с модулем ЦОД таким образом, что подаваемый воздух может поступать из модуля кондиционирования воздуха в модуль ЦОД через, по меньшей мере, частично располагающиеся на одной линии подающие воздушные отверстия.

5. Модульная вычислительная система по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из модулей ЦОД включает соединенные друг с другом первую часть модуля ЦОД и вторую часть модуля ЦОД, а каждая первая часть модуля ЦОД и вторая часть модуля ЦОД включают, по меньшей мере, один ряд из одной или большего количества стоек, содержащих, по меньшей мере, одну компьютерную систему.

6. Модульная вычислительная система по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из модулей ЦОД включает: первую часть модуля ЦОД, включающую первый ряд стоек для компьютерных систем, вторую часть модуля ЦОД, включающую второй ряд стоек для компьютерных систем, причем первая часть модуля ЦОД и вторая часть модуля ЦОД соединяются с образованием общего прохода между первым рядом первой части модуля ЦОД и вторым рядом второй части модуля ЦОД.

7. Модуль ЦОД, включающий: первую часть модуля ЦОД, включающую первый ряд стоек для компьютерных систем и первое открытое пространство, расположенное между первым рядом стоек и внешней границей первой части модуля ЦОД, вторую часть модуля ЦОД, включающую второй ряд стоек для компьютерных систем и второе открытое пространство, расположенное между вторым рядом стоек и внешней границей второй части модуля ЦОД, причем первая часть модуля ЦОД и вторая часть модуля ЦОД выполнены с возможностью перевозки по отдельности на площадку ЦОД и сборки друг с другом на площадке ЦОД посредством бокового соединения внешних границ первой части модуля ЦОД и второй части модуля ЦОД с образованием на площадке ЦОД герметизированного модуля ЦОД, предназначенного для обеспечения подачи воздуха, поступившего в герметизированный модуль ЦОД, в первый ряд стоек и второй ряд стоек, причем герметизированный модуль ЦОД включает: первый ряд стоек и второй ряд стоек, проходящих параллельно друг другу на одной высоте, и общий проход, образованный боковым соединением первого открытого пространства и второго открытого пространства, проходящий поперек между первым рядом стоек и вторым рядом стоек, выполненный с возможностью направления воздуха, поступившего в герметизированный модуль ЦОД, через общий проход и наружу из общего прохода через первый ряд стоек и второй ряд стоек.

8. Модуль ЦОД по п. 7, отличающийся тем, что первая часть модуля ЦОД и вторая часть вычислительного модуля предварительно изготавливаются и обладают взаимозаменяемостью друг с другом.

9. Модуль ЦОД по п. 7, отличающийся тем, что дополнительно включает один или большее количество модулей кондиционирования воздуха, выполненных с возможностью соединения, по меньшей мере, с одной из первых и вторых частей модуля ЦОД, при этом один или большее количество модулей кондиционирования воздуха выполнены с возможностью подачи охлаждающего воздуха, по меньшей мере, к одной компьютерной системе в стойке.

10. Способ предоставления вычислительных ресурсов для ЦОД, включающий: размещение одного или большего количества готовых модулей ЦОД, включающих один или большее количество компьютерных систем со стоечным монтажом на площадке ЦОД, установку одного или более готовых модулей кондиционирования воздуха, включающих, по меньшей мере, один вентилятор сверху, по меньшей мере, одного из модулей ЦОД, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из модулей кондиционирования воздуха выполнен с возможностью подачи охлаждающего воздуха, по меньшей мере, к одной компьютерной системе в одном или большем количестве модулей ЦОД, эксплуатацию, по меньшей мере, одного из одного или большего количества готовых модулей ЦОД на площадке, перемещение воздуха из модуля кондиционирования воздуха через впускное отверстие для воздуха, по меньшей мере, одного модуля ЦОД и в общий проход на передней стороне, по меньшей мере, двух стоек в ряду стоек, по меньшей мере, в одном модуле ЦОД, перемещение, по меньшей мере, части воздуха из общего прохода через компьютерные системы, по меньшей мере, в двух стойках в ряду стоек, перемещение, по меньшей мере, части воздуха, прошедшего через компьютерные системы, в тыльный проход на тыльной стороне, по меньшей мере, двух стоек в ряду стоек, перемещение, по меньшей мере, части воздуха в тыльном проходе через выпускное отверстие для возвратного воздуха, по меньшей мере, одного из модулей ЦОД в тыльном проходе и в один из одного или большего количества готовых модулей кондиционирования воздуха.

11. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п. 10, отличающийся тем, что работа модулей ЦОД на площадке включает использование одного или большего количества вентиляторов в модулях кондиционирования воздуха для естественного охлаждения одной или большего количества компьютерных систем, по меньшей мере, в одном из модулей ЦОД.

12. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п. 10, отличающийся тем, что размещение одного или большего количества готовых модулей ЦОД включает: раздельную доставку первой части модуля ЦОД и второй части модуля ЦОД на площадку и соединение на площадке первой части модуля ЦОД со второй частью модуля ЦОД для образования модуля ЦОД.

13. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п. 10, отличающийся тем, что дополнительно включает соединение одного или большего количества электрических модулей с одним или большим количеством модулей ЦОД, а, по меньшей мере, один из электрических модулей выполнен с возможностью обеспечения электропитания, по меньшей мере, одной из компьютерных систем в одном или большем количестве модулей ЦОД.

14. Способ предоставления вычислительных ресурсов по п. 13, отличающийся тем, что дополнительно включает: размещение, по меньшей мере, дополнительного модуля ЦОД на площадке, соединение, по меньшей мере, одного дополнительного модуля ЦОД, по меньшей мере, с одним электрическим модулем на площадке и эксплуатацию, по меньшей мере, одного дополнительного модуля ЦОД на площадке.