設計新型數(shù)據(jù)中心——回顧超級數(shù)據(jù)中心的設計歷程
本文作者Scott Kuehn是H+L Architecture的合伙人，H+L Architecture是一家建筑、景觀和室內設計公司，有80多名員工，在丹佛和科羅拉多設有辦事處，公司專門從事科學、技術、醫(yī)療保健和教育項目的規(guī)劃和設計。
美國國家大氣研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）懷俄明超級計算中心（Wyoming Supercomputing Center，NWSC）建設項目決定由H+L Architecture設計解決方案，由于這個項目的特殊性需求，設計人員不得不放棄許多數(shù)據(jù)中心建設標準，轉而尋求新的解決方法，希望建成一個與眾不同的設施，除了H+L Architecture外，項目團隊還包括桑德斯建設（Saunders Construction），加利福尼亞數(shù)據(jù)中心設計集團（California Data Center Design Group），RMH集團，Rumsey工程公司和馬丁/馬丁咨詢（Martin/Martin Consulting）工程公司。
用于關鍵研究，計算能力驚人
全球氣候變化問題的討論比以往任何時候都激烈，作為氣候變化問題的研究機構，NCAR現(xiàn)在新建數(shù)據(jù)中心顯得有點不合時宜，因為數(shù)據(jù)中心本身就是碳排放大戶，但該數(shù)據(jù)中心將用于天氣和氣候的詳細研究，研究結果將為決策者應對全球變暖提供關鍵的決策依據(jù)。
除了解開天氣和氣候的秘密外，這個面積約15.3萬平方英尺的數(shù)據(jù)中心將有助于解答一大堆大氣和地球科學問題，其存儲設備將保存***的歷史氣候記錄。NWSC將會在2.4萬平方英尺的區(qū)域內安裝10多萬顆處理器，其計算能力是目前NCAR計算設備的20多倍。
解決項目挑戰(zhàn)
NWSC項目的***個挑戰(zhàn)是項目團隊成員來自多家機構和公司，包括美國大氣研究大學協(xié)會，懷俄明大學，懷俄明州政府，Cheyenne LEADS，懷俄明貿易委員會，國家自然科學基金會，Cheyenne照明，燃氣和電力，需做好多方的協(xié)調工作。
除了需要做好多方協(xié)調外，必須提供一個能長期運行的解決方案，至少要能為客戶服務40年。H+L為每個問題研究了各種可能的解決方法，從電池類型到特殊的發(fā)電機，再到如何更好地遵守國防部頒發(fā)的指導方針。
從數(shù)據(jù)中心規(guī)模來講，雖然這個數(shù)據(jù)中心只能算是小到中型，但它需要替換和更新的計算機設備是高于常規(guī)的，它將會連續(xù)不斷地使用世界上最快，***進的計算機系統(tǒng)，和其它很少更新設備的數(shù)據(jù)中心不一樣，平均每3年NWSC的計算機設備就會全部更新一次，舊設備將會全部被淘汰。
為未來發(fā)展做好規(guī)劃
在NWSC的設計中，另一個關鍵的問題是如何更好地順應未來的發(fā)展，NCAR為超級計算機系統(tǒng)提供了一個開放競爭的采購流程，很難預測將會使用什么類型的計算機，最近幾年計算機系統(tǒng)已經發(fā)生了很大的變化，下一代計算機相對會更穩(wěn)定，未來先進的技術可能會產生許多不同的系統(tǒng)，設計人員不可能預知要給這些未來的系統(tǒng)預留什么樣的空間，但無論如何，要為將來的發(fā)展做好長遠規(guī)劃。
NWSC總共有1.2萬平方英尺的高架地板，H+L的總規(guī)劃是這個數(shù)字的兩倍，整個建筑將采用模塊化設計，可實現(xiàn)良好的擴展性和升級，能適應未來各種變化。對大多數(shù)數(shù)據(jù)中心而言，使用空氣制冷系統(tǒng)是***，最經濟的解決方案，但NWSC需要兩種制冷系統(tǒng)，一個是空氣制冷，另一個是水冷，在這個項目中，和大多數(shù)數(shù)據(jù)中心一樣，設備制冷是一個重要的問題，很明顯，運轉越快的計算機，其產生的熱量也越多。H+L為NWSC設計的解決方案還包括了使用風電，因為懷俄明州的Happy Jack風力發(fā)電公司和該數(shù)據(jù)中心距離很近，此外，懷俄明還有大量未開發(fā)的電力，因此電力供應在未來不會成為瓶頸。
加入綠色設計元素：LEED金獎
H+L為NWSC做的設計是可持續(xù)發(fā)展的，整個建筑都符合LEED的金色認證標準，它具有實時監(jiān)控能源消耗和電源使用效率（PUE）的能力，PUE是綠色電網(wǎng)協(xié)會的度量標準，NWSC的PUE值是非常低的，因為它使用了汽化制冷技術，在懷俄明的氣候環(huán)境中，這項技術工作得很好。
NWSC每年需要補充制冷的時間低于200小時，大部分時間，整個建筑都使用戶外的空氣實現(xiàn)汽化制冷，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心比較，光這一項制冷技術就可以讓NWSC每年減少80%的能源消耗。H+L的設計方案中還提到了利用服務器產生的熱量為辦公室供暖或融化路面上的冰，此外，室內采光的設計也很到位，白天基本上就不用打開照明設備了，光這一項設計也可為數(shù)據(jù)中心節(jié)省一筆不菲的電費開支。
讓來訪者者和內部員工都感覺很溫馨
大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都會拒絕來訪者，但NWSC不一樣，不管是長期職守的工作人員，還是偶爾到來的參觀者，都會感到很舒適，NCAR專門有一個來訪者中心，在這里可以看到整個數(shù)據(jù)中心的全貌，并希望普通大眾能來這里參觀和學習，在校學生可以在這里看到21世紀***進的科學技術，并有機會和自己的科學偶像親密接觸。NWSC將會和懷俄明州大學建立伙伴關系，開設相關課程，另外還有71個成員大學，17個附屬機構和16個國際附屬機構受益。
除了為來訪者提供友好的設計元素外，長期呆在這里的工作人員所處的空間也很舒服，能沐浴到自然陽光，能呼吸到戶外清新的空氣，還有一個2900平方英尺的內部庭院，里面有草和各種植物，還有長凳，員工可以在工作之余來這里放松放松。
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