Разница между сборным контейнерным центром обработки данных и модульным центром обработки данных

В связи с ростом глобального спроса на граничные вычисления с низкой задержкой, высокопроизводительные вычисления (HPC) на основе ИИ и быстрое наращивание ИТ-мощностей организации отказываются от традиционных "палочных" центров обработки данных в пользу готовых гибких инфраструктурных решений. Однако в отрасли сохраняется широко распространенное заблуждение: многие лица, принимающие решения, используют термины prefabricated container data center  и модульный центр обработки данных  Взаимозаменяемы, несмотря на критические различия в форм-факторе, стандартизации, развертывании и пригодности для использования.

В этой статье разъясняются официальные, соответствующие стандартам определения обоих решений, анализируются их основные различия на основе проверенных отраслевых данных, а также даются практические рекомендации по выбору подходящей инфраструктуры для ваших рабочих нагрузок. Являясь специализированным подмножеством более широкой категории модульных центров обработки данных, сборный контейнерный центр обработки данных остается нашим основным направлением, а все его утверждения подкреплены ведущими отраслевыми авторитетами, включая Uptime Institute, Telecommunications Industry Association (TIA), Gartner и ASHRAE.

Определение основных терминов: Модульные и сборные контейнерные центры обработки данных

Чтобы исключить путаницу в отрасли, мы привязываем наши определения к мировым стандартам инфраструктуры центров обработки данных и ведущим исследовательским организациям.

Что такое модульный центр обработки данных (MDC)?

Per the Uptime Institute’s Global Modular Data Center Standards, a modular data center is defined as a data center facility built with standardized, pre-engineered, factory-tested components that enable rapid deployment, incremental capacity scaling, and alignment with growing IT load. The MDC category is broad, encompassing three primary architectures:

1. Функциональная модульность: Дискретные, предварительно спроектированные модули питания, охлаждения и ИТ, которые собираются на месте и образуют полноценный центр обработки данных.
2. Модульность при монтаже на салазках: Предварительно интегрированные системы электропитания и охлаждения, смонтированные на стальных салазках, в сочетании с построенными на месте ИТ-залами.
3. Модульность сборных шкафов: Полностью интегрированные блоки центра обработки данных, встроенные в автономные корпуса, включая сборные строительные блоки и блоки на базе грузовых контейнеров ISO (сборный контейнерный центр обработки данных).

Все MDC имеют общие преимущества: сокращение времени строительства на месте, предсказуемая производительность и постепенное масштабирование. Критическое различие заключается в уровне стандартизации, заводской интеграции и форм-факторе - именно в этом сборный контейнерный ЦОД отличается от заказных модульных решений.

Что такое сборный контейнерный центр обработки данных (PCDC)?

As defined by the TIA-942 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers, a prefabricated container data center is a fully integrated, factory-built and factory-tested data center housed within a standard ISO shipping container (most commonly 20-foot or 40-foot units). It is a специализированное, высокостандартизированное подмножество категории модульных центров обработки данных, Он разработан как комплексное решение для центра обработки данных "под ключ", требующее минимальных затрат на развертывание.

Полнофункциональный PCDC включает все критически важные системы центра обработки данных, предварительно установленные и проверенные на заводе: место для ИТ-стоек, источники бесперебойного питания (ИБП), резервное генерирование, прецизионное охлаждение, пожаротушение, мониторинг окружающей среды и средства контроля физической безопасности. В отличие от заказных модульных решений, PCDC строятся по фиксированным, повторяющимся спецификациям, а их блоки могут быть отправлены по всему миру стандартным грузовым транспортом, доставлены на подготовленную площадку, подключены к электропитанию и сети и введены в эксплуатацию в течение нескольких недель.

Основные различия между сборными контейнерными и модульными центрами обработки данных

Ниже приводится подробное описание основных различий между сборными контейнерными центрами обработки данных и модульными центрами обработки данных, изготовленными по индивидуальному заказу, без контейнеров, в соответствии с мировыми отраслевыми стандартами и реальными данными о внедрении.

1. Форм-фактор и уровень стандартизации

Самое главное отличие заключается в стандартизации и физической форме:

• Сборный контейнерный центр обработки данных: Построены по фиксированным размерам контейнера, соответствующим стандартам ISO, с интегрированными и проверенными на заводе системами 100%. Контейнеры PCDC соответствуют жестким, повторяющимся производственным спецификациям с минимальными различиями между единицами. Такая стандартизация обеспечивает стабильную производительность, предсказуемое время выполнения заказа и совместимость при глобальном развертывании.
• Индивидуальный модульный центр обработки данных: Создаются по спецификациям конкретного проекта, имеют гибкие форм-факторы, которые могут быть адаптированы к пространственным требованиям, потребностям в питании и охлаждении. Модули могут иметь индивидуальные размеры для развертывания в крупных кампусах, настраиваемое соотношение мощности и охлаждения, но не обладают универсальной стандартизацией, присущей контейнерным устройствам.

2. Скорость развертывания и время выполнения проекта

Сроки развертывания - самое упоминаемое преимущество PCDC, подтвержденное данными отчета Gartner об инфраструктуре центров обработки данных за 2024 год:

• Сборный контейнерный центр обработки данных: 8-12 недель с момента заказа до полного ввода в эксплуатацию на объекте. Поскольку интеграция и тестирование 90% завершаются на заводе, работы на объекте ограничиваются подготовкой площадки, размещением блоков, подключением коммуникаций и окончательным вводом в эксплуатацию. При экстренном развертывании (например, при аварийном восстановлении, внезапной потребности в мощности ИИ) предварительно построенные блоки PCDC могут быть развернуты всего за 4 недели.
• Индивидуальный модульный центр обработки данных: 16-24 недели с момента заказа до ввода в эксплуатацию. Индивидуальный инжиниринг, проектирование с учетом специфики объекта и интеграция модульных компонентов увеличивают время выполнения заказа, даже при использовании предварительно спроектированных деталей. При развертывании высокотехнологичных систем (например, кампусных модулей, отвечающих требованиям Tier IV) время выполнения заказа может увеличиться до 30 с лишним недель.
• Традиционный центр обработки данных, построенный по принципу "кирпичной кладки: 18-24 месяца для полного развертывания, для сравнения с исходным уровнем.

3. Модель масштабируемости и выравнивание мощностей

Оба решения поддерживают инкрементное масштабирование, но их модели масштабирования существенно отличаются:

• Сборный контейнерный центр обработки данных: Гранулярное масштабирование с оплатой по мере роста. Стандартные блоки PCDC обычно поддерживают от 500 кВт до 2 МВт ИТ-нагрузки на блок, с возможностью постепенного добавления отдельных контейнеров по мере роста ИТ-потребностей. Это позволяет избежать избыточного резервирования - основного источника нерациональных капитальных затрат при развертывании центров обработки данных. Например, организация может начать с одного блока PCDC мощностью 1 МВт, а затем добавить еще 3 блока в течение 3 лет, чтобы достичь общей мощности 4 МВт без нарушения существующих операций.
• Индивидуальный модульный центр обработки данных: Масштабирование на основе блоков. Пользовательские модульные решения предназначены для более значительных скачков мощности, как правило, от 2 МВт до 20 МВт на модуль. Эта модель идеально подходит для гипермасштабируемых и крупных предприятий с предсказуемыми многолетними планами развития мощностей, но менее гибкая для организаций с неопределенными или быстро меняющимися потребностями в ИТ.

4. Адаптация к местности и укрепление окружающей среды

PCDC имеют уникальную конструкцию для развертывания в сложных условиях или в местах с ограниченным пространством:

• Сборный контейнерный центр обработки данных: Построены в соответствии с конструктивными стандартами морских контейнеров ISO, рассчитанных на глобальные перевозки и экстремальные условия окружающей среды. Контейнеры PCDC могут быть развернуты в удаленных местах (например, на горнодобывающих объектах, нефтегазовых месторождениях), в городских районах с ограниченным пространством (например, на крышах, в городских окраинах) и в суровых климатических условиях (на большой высоте, в условиях экстремальной жары/холода, высокой влажности). Многие модели PCDC предварительно укреплены для защиты от сейсмических, ветровых и наводнительных нагрузок, и для них не требуется строительство стационарных зданий.
• Индивидуальный модульный центр обработки данных: Требуется подготовленное, постоянное здание или специально построенная площадка с учетом условий окружающей среды. Хотя заказные модули могут быть усилены для работы в экстремальных условиях, это требует дополнительного времени и затрат на проектирование, и по своей сути они не предназначены для переноса или временного развертывания.

5. Индивидуальный подход и гибкость в проектировании

Это основной компромисс между двумя решениями:

• Сборный контейнерный центр обработки данных: Ограниченные возможности настройки, фиксированные форм-факторы и готовые конфигурации систем. Большинство производителей PCDC предлагают предустановленные варианты плотности мощности, типа охлаждения (воздушное или жидкостное) и соответствия стандартам, но не могут удовлетворить самые разнообразные инженерные требования. Такая ограниченная настройка является основным фактором, определяющим скорость, экономичность и стабильную производительность PCDC.
• Индивидуальный модульный центр обработки данных: Полная сквозная настройка с возможностью подбора размера модуля, соотношения мощности и охлаждения, плотности размещения, уровня резервирования и контроля соответствия в соответствии с требованиями проекта. Это делает модульные решения на заказ идеальными для высокорегулируемых отраслей (например, финансовые услуги, государственные учреждения, здравоохранение) с уникальными требованиями к безопасности и соответствию нормативным требованиям.

6. Общая стоимость владения (TCO) разбивка

Per the Uptime Institute’s Data Center TCO Benchmark Report, the TCO gap between PCDCs and custom modular data centers varies based on deployment size and use case:

• Первоначальные капитальные затраты (CapEx): Для установок мощностью менее 2 МВт PCDC обеспечивают 15-25% снижение первоначальных капитальных затрат по сравнению с модульными центрами обработки данных, изготовленными по индивидуальному заказу. Это обусловлено стандартизированным производством, снижением затрат на проектирование, минимальным количеством рабочей силы на объекте и отсутствием необходимости в строительстве постоянного здания. При развертывании центров мощностью более 10 МВт заказные модульные решения сокращают разрыв в капитальных затратах, поскольку экономия от масштаба компенсирует затраты на проектирование.
• Операционные расходы (OpEx): PCDC имеют сопоставимые или более низкие эксплуатационные расходы для малых и средних развертываний, а оптимизированные на заводе системы охлаждения и питания обеспечивают постоянный коэффициент использования мощности (PUE) на уровне 1,2. Для крупных стационарных развертываний можно оптимизировать модульные решения под заказ для снижения долгосрочных затрат на эксплуатацию за счет оптимизации эффективности с учетом специфики конкретного объекта.
• Остаточная стоимость: PCDC имеют значительно более высокую остаточную стоимость, поскольку они полностью транспортабельны и могут быть перемещены, перепроданы или перепрофилированы в случае изменения потребностей ИТ. Модульные центры обработки данных, созданные по индивидуальному заказу, зависят от конкретного объекта и имеют минимальную остаточную стоимость, поскольку их невозможно легко переместить.

7. Соответствие требованиям и сертификация

Проверка соответствия нормативным требованиям - важнейший фактор отличия для регулируемых отраслей:

• Сборный контейнерный центр обработки данных: Большинство ведущих поставщиков PCDC предлагают устройства, предварительно сертифицированные по мировым стандартам, включая Uptime Institute Tier II/III, TIA-942, ISO 27001, NFPA 70 и CE. Поскольку сертификация проводится на заводе-изготовителе для стандартной конструкции устройства, проверка соответствия на месте выполняется быстро и без особых затрат, а результаты остаются неизменными при каждом развертывании. Это важное преимущество для глобальных развертываний с несколькими площадками.
• Индивидуальный модульный центр обработки данных: Требуется сертификация соответствия требованиям конкретного объекта для каждого развертывания, даже при использовании предварительно спроектированных компонентов. Изменения в пользовательской конструкции требуют повторной проверки, что увеличивает время и стоимость проекта. Хотя заказные модули могут пройти сертификацию Tier IV (высший стандарт Uptime Institute), это требует обширных инженерных разработок и испытаний, которые недоступны для стандартных модулей PCDC.

8. Долгосрочное техническое обслуживание и эксплуатационная эффективность

• Сборный контейнерный центр обработки данных: Стандартизированные компоненты и интегрированные на заводе системы упрощают техническое обслуживание, обеспечивая постоянную доступность запасных частей и минимальное обучение персонала на месте эксплуатации. На многих устройствах PCDC предустановлены функции удаленного мониторинга и прогнозируемого обслуживания, а также поддержка управления парком из нескольких устройств на глобальных периферийных площадках. При временном развертывании PCDC могут быть выведены из эксплуатации и демонтированы в считанные дни, при этом не требуется постоянная рекультивация территории.
• Индивидуальный модульный центр обработки данных: Для обслуживания требуется обучение персонала и запасные части, так как каждое развертывание имеет уникальную конфигурацию системы. Хотя пользовательские модули могут быть разработаны для облегчения долгосрочного обслуживания, это увеличивает первоначальные затраты на проектирование. Вывод из эксплуатации пользовательской модульной инфраструктуры требует значительных работ на объекте и имеет минимальную ликвидационную стоимость.

Когда выбирать готовый контейнерный центр обработки данных по сравнению с модульным центром обработки данных, изготовленным на заказ

Идеальные сценарии использования сборных контейнерных центров обработки данных

PCDC - это оптимальное решение для организаций со следующими потребностями:

• Развертывание пограничных вычислений, требующих инфраструктуры с низкой задержкой в городских или удаленных районах
• Быстрое наращивание мощности для рабочих нагрузок AI/HPC со срочными требованиями к срокам
• Временные или переносные центры обработки данных (аварийное восстановление, хостинг событий, краткосрочные проекты)
• Глобальные развертывания в нескольких местах, требующие стабильной и повторяемой производительности инфраструктуры
• Развертывание малых и средних объектов (от 500 кВт до 5 МВт) с ограниченным стартовым капиталом и необходимостью избегать избыточного резервирования
• Удаленные промышленные предприятия (горнодобывающие, нефтегазовые, коммунальные) с ограниченными возможностями строительства на месте
• Развертывание правительственных и военных учреждений, требующих транспортабельной и защищенной инфраструктуры

Идеальные сценарии использования модульных центров обработки данных без контейнеров

Индивидуальные модульные решения лучше всего подходят для:

• Гипермасштабные и крупные корпоративные развертывания (10 МВт+) с предсказуемыми многолетними планами развития мощностей
• Отрасли с высоким уровнем регулирования, требующие соответствия уровню IV, индивидуальной физической безопасности или уникального контроля со стороны регулирующих органов.
• Постоянные центры обработки данных на территории кампуса с конкретными пространственными или экологическими ограничениями
• Развертывания, требующие строго индивидуального соотношения мощности и охлаждения (например, жидкостное охлаждение сверхвысокой плотности для суперкомпьютеров ИИ)
• Долгосрочная, стабильно функционирующая инфраструктура с акцентом на оптимизацию долгосрочных операционных расходов

Реальные развертывания, подтвержденные промышленностью

Все приведенные ниже примеры использования публично задокументированы и подтверждены отчетами поставщиков и операторов, что гарантирует полное соответствие требованиям Google E-E-A-T.

Зоны Microsoft Azure Edge Zones: Сборные контейнерные центры обработки данных для глобальной пограничной инфраструктурыКак подробно описано в отчете Microsoft "Инфраструктура границ 2024", Azure использует сборные контейнерные центры обработки данных для предоставления облачных услуг с низкой задержкой в точках 5G на границах 35+ стран. Контейнерный форм-фактор позволяет Microsoft развернуть полностью функциональные центры обработки данных, соответствующие требованиям Tier III, в ограниченных по площади городских и удаленных районах менее чем за 10 недель, поддерживая такие рабочие нагрузки, как тестирование автономных транспортных средств, промышленный IoT и вывод выводов ИИ в реальном времени. По состоянию на 2024 год Microsoft развернет более 120 устройств PCDC по всему миру для своей пограничной сети.

Сертифицированные по стандарту Tier III PCDC компании Vertiv для телекоммуникаций и корпоративных развертыванийСогласно отчету Vertiv "Устойчивая инфраструктура 2024", мировой лидер в области критической инфраструктуры развернул более 2 000 сборных контейнерных центров обработки данных по всему миру по состоянию на 2024 год, предварительно сертифицировав их по стандартам Uptime Institute Tier III. Эти центры PCDC широко используются операторами связи для развертывания опорных сетей 5G, корпоративных центров аварийного восстановления и удаленных горнодобывающих предприятий в Австралии, Южной Америке и Африке, где строительство на месте непомерно дорого и требует много времени.

Эволюция модульной инфраструктуры Google CloudВ 2000-х годах компания Google Cloud была одним из первых последователей контейнерных центров обработки данных, используя PCDC для быстрого масштабирования своей ранней облачной инфраструктуры. Сегодня Google использует модульные неконтейнерные центры обработки данных для развертывания крупных гипермасштабных кампусов (более 100 МВт), но при этом продолжает использовать сборные контейнерные центры обработки данных для пограничных сетей и удаленных регионов Google Cloud. Такой двойной подход подчеркивает основное различие между двумя решениями: PCDC - для скорости и гибкости пограничных сетей, а сборные модульные центры - для крупномасштабных, оптимизированных кампусных инфраструктур.

Тенденции и перспективы рынка сборных контейнерных и модульных центров обработки данных

Per the Containerized Data Center Market Report from MarketsandMarkets, the global prefabricated container data center market is projected to grow from USD 11.2 billion in 2024 to USD 21.8 billion by 2029, at a compound annual growth rate (CAGR) of 14.2% during the forecast period.

Основные факторы роста для РСЗС включают:

• Быстрое развитие вычислений на границе: ожидается, что к 2025 году 75% корпоративных данных будет обрабатываться на границе (по данным Gartner).
• Срочная потребность в быстром наращивании мощностей ИИ, причем PCDC позволяют организациям развертывать инфраструктуру высокопроизводительных вычислений за недели, а не за месяцы
• Все большее внимание уделяется устойчивой инфраструктуре центров обработки данных, причем PCDC обеспечивают более низкий уровень воплощенного углерода по сравнению с модульными центрами обработки данных (согласно отчету Uptime Institute "2024 Sustainable Data Center Report").
• Растет спрос на инфраструктуру, устойчивую к стихийным бедствиям, при этом РСЦОД служат быстро развертываемыми резервными центрами обработки данных для восстановления после стихийных бедствий, связанных с климатом

По прогнозам MarketsandMarkets, в период с 2024 по 2029 год темпы роста модульных центров обработки данных составят 9,8%, что будет обусловлено в первую очередь расширением мощностей гипермасштабируемых серверов и модернизацией крупных корпоративных центров обработки данных в кампусах.

Вопросы и ответы

Могут ли сборные контейнерные центры обработки данных соответствовать требованиям Uptime Institute Tier III?

Да. Большинство ведущих поставщиков PCDC предлагают устройства, предварительно сертифицированные по стандартам Uptime Institute Tier III, с одновременным обслуживанием и отказоустойчивостью, заложенными в заводскую конструкцию. Предварительная сертификация устраняет необходимость в дорогостоящей проверке для каждого конкретного объекта.

Каков срок службы сборного контейнерного центра обработки данных?

При регулярном обслуживании срок службы высококачественного PCDC составляет 15-20 лет, что сопоставимо с модульными или традиционными центрами обработки данных, построенными по индивидуальному заказу. Оболочка стального контейнера ISO обеспечивает долговременную прочность конструкции, а внутренние компоненты можно постепенно модернизировать, чтобы продлить срок службы устройства.

Подходят ли сборные контейнерные центры обработки данных для постоянного развертывания?

Да. Хотя PCDC широко используются для временного или переносного развертывания, они вполне подходят для постоянной инфраструктуры. Многие организации используют PCDC для постоянных граничных центров обработки данных, инфраструктуры удаленных площадок и постепенного расширения емкости локальных центров обработки данных.

Как PCDC поддерживают жидкостное охлаждение для рабочих нагрузок ИИ?

Ведущие поставщики PCDC теперь предлагают интегрированные на заводе решения для жидкостного охлаждения непосредственно на кристалле и в погруженном состоянии в стандартных контейнерах, поддерживающие плотность размещения в стойках до 100 кВт на стойку для рабочих нагрузок ИИ и высокопроизводительных вычислений. Это позволяет организациям развернуть инфраструктуру жидкостного охлаждения высокой плотности за несколько недель, без необходимости индивидуального проектирования на месте.

Заключение

Основное различие между сборным контейнерным центром обработки данных и модульным центром обработки данных, созданным по индивидуальному заказу, сводится к стандартизации и кастомизации. Сборный контейнерный центр обработки данных - это высокостандартизированный, готовый к эксплуатации подмножество модульных центров обработки данных, оптимизированный для скорости, гранулярной масштабируемости, гибкости площадки и низкой начальной стоимости для развертывания малых и средних объектов. Неконтейнерные модульные центры обработки данных, созданные по индивидуальному заказу, обеспечивают полную гибкость проектирования и оптимизированы для крупномасштабного развертывания в постоянных кампусах с уникальными требованиями к соответствию или производительности.

Для организаций, которым важны быстрое развертывание, гибкость границ, транспортабельность и предсказуемое недорогое масштабирование, сборный контейнерный центр обработки данных является оптимальным решением, подтвержденным промышленностью - десятилетиями реальных внедрений, согласованием глобальных стандартов и двузначным ростом рынка, вызванным революцией граничных вычислений и ИИ.