藉由系统性设计循序打造智能机房

很清楚的，现在论及机房管理，绝对不能仅仅看待IT设备管理，甚至不能只谈IT设备与机房设施的整合，而最好能将建筑设计作为起始点，由此展开系统设计，才是足以确保孕育智能机房之道。

四年前，一座隶属于TANet学术网络的信息机房，原本能源使用效率(Power Usage Effectiveness；PUE)高达2.63，绝不能算是理想水准，结果参与改造专案的承包技师，藉由机电系统架构的强化，乃至于参酌TIA-942 Tier II标准加入节能设计，使得这座原本颇为耗电的机房，顺利脱胎换骨。

经由这番改造，该信息机房PUE骤降至1.6~1.8水准，相当于一年可以省下新台币120万元电费，同样一年可减少的二氧化碳排放量，足足等于一座大安森林公园一年的吸碳量，堪称成效卓着；正因如此，该座机日后成为其他学校或学术研究机构的参考典范。

此一成功案例，蕴含了相当重大的意义。综观台湾的信息机房建设，以往鲜少参考国际标准规范，要嘛以土法炼钢方式进行，要嘛即是概括接受建筑师事务所、技师事务所、信息系统供应商或系统整合商的单方面建议设计，久而久之，单就节能效率一事来看，往往沦于不及格水准；由此观之，尔后若欲扭转这个不利现象，不论是新建机房或旧机房改建，应当采取有别于以往的设计思维。

接轨国际标准　优化机房设计
参与上述TANet机房改善专案的日昇电机技师事务所主持人朱国权，与广知工程科技的总经理吴沧荣，一是专业的电机技师，另一是专业的冷冻空调技师，二人屡屡率领各自的技师团队，参与大大小小的机房设计专案。

二人联手执行的个案中，最引人津津乐道者，无疑就是台湾固网IDC机房设计专案，因为这座位在内湖区民权东路六段与瑞湖街交叉口的机房，在2012年三月期间，即由国际机房管理最具权威的机构－Uptime Institute，颁奖Tier III认证，堪称全台首例，此一案例不啻是云端机房的典范，意谓其可对企业用户做出十足承诺，保证能够绝不中断的优质云端服务。

难免有人纳闷，一般企业的信息机房，并不像电信公司，需要对外提供服务，其层次与规格颇有落差，难道也需要大费周章挑战Uptime Institute认证，来证明自己的IT服务够水准？对此朱国权表示，有无取得证书，倒还在其次，重点在于依循标准而来的方法论，绝对有助于提升机房设计品质，就像TANet机房，即便未以通过认证为目的，但参酌了TIA-942标准，仍然产生显着效益，就是最好的例子。

「我们开始意识到国际标准的重要性，时间点可回溯到2005年，」吴沧荣回顾当时参与南港软件园区第二期的机房设计案，即在遍寻技术平衡调整暨性能验证方法的过程中，深刻感受到，某种程度上，机房设计就如同汽车组装制造的生产线，绝不是把各项元件兜好，就能立即让车辆出厂上路，必须经过严谨的验证程序，确认其已达到最佳的运转状态才行，综观机房设计的各项环节，不管机电、空调、消防、安全乃至于环控，通通都应该如此。

最大的刺激点，无疑就在南港软件园区机房的发包单位，提示了一份经由一期专案所累积的数据记录，这些数据系由海外顾问撰写而成，薄薄的一本，却让使用单位付出了昂贵的代价，此后进入第二期工程阶段，实在难以承担如此沈重的财务负担，于是找来吴沧荣等本土技师，希望能参照上期海外顾问的做法来进行设计。吴沧荣惊觉，原来国际间讲求的设计理念，竟然严谨细腻到如此程度，值得台湾借镜与效法之处，实在相当多，于是与朱国权共同激荡出一个念头，得赶紧遍寻各个国际标准，找出值得遵循的验证方法论，并将此精髓引进并扩散，一来有助于带动台湾机房设计品质的提升，二来也让有心打造优质机房的用户，无须忍痛以昂贵费用向海外顾问取经。

当年适逢TIA-942标准出炉，因此来自于Uptime Institute机构的Tier认证(Tier Certification)制度，就成为朱、吴二人的努力方向，朱国权甚至赴美接受ATD 课程训练，成为全球第17位获得认证的ATD 国际Tier设计师；且正好当时二人各自担任电机、冷冻空调等技师公会的理事长，具有一定的高度，可以向工程业界宣导国际标准认证的理念，他们就这麽做起了电机技师公会的传教士。

机房全天候运转　务求具备可维护性
「推广国际标准的重要性，在于两大重点，其一，是所有工程设计，都应该要历经调校与测试，并需要确保最终执行成果，与原始设计维持一致，凡此种种，皆有必要透过一套实务验证程序加以确认，」朱国权接着说，其次，信息机房是24小时全天候运转，与办公室环境可谓大相迳庭，一般办公室内若有任何设备异常，大可将之关机进行维修，但机房则不允许，所以必须具备十足的可维护性，才能避免任何关键服务因停机而导致中断、为企业带来巨额损失。

只不过，纵使TIA-942标准立意甚佳，但朱、吴二人在推广过程中，确实遭遇莫大反弹，只因国际标准对于施工品质要求严谨，倘若按表操课，肯定会徒增工程成本，从而侵蚀技师团队的利润空间，而用户所需投资的金额过大，明显不具卖点，但两人并不因此而退却。

朱国权指出，以一座符合Tier III认证等级的机柜，假使是5kW规格，要价往往超过100万新台币，如果不考虑这层认证因素，或许只需付出30万~40万、甚至砍价到10万以下，就有可能购得同样支持5kW规格的普通机房，只是未来何时会出状况，并没有任何把握。

但倘若技师、甚至是用户，始终因为计较初始建置成本的高低，因而影响到施工品质，吴沧荣期期以为不可，只因有可能形成因小失大的悲剧。他引述一份来自海外的统计报告，一般来说，机房的生命周期平均为30年，在这段漫漫长路里，初期建设成本不过占了10%，翻修与汰换成本则占20%，另外的70%大饼，则是来自于运转与维护，所以后面的这块，才是最值得着力的一环，假使方法正确，让运转与维护成本省下20~30%、甚至超过40%，都是很有可能的事，比起针对一开始的10%成本锱铢必较，孰轻孰重，答案显而易见。

一座座孤岛　相互整合串联
所谓Tier认证，其实可分为两个阶段，第一阶段是设计验证，举凡环境控制、通讯、网络、电力、空调、消防、安全、接地、避雷…等等，所有可能出现机房环境的控制需求，通通都得盖在内；至于第二阶段则是施工验证，Uptime Institute机构会指派人员到场驻足一周，进行严苛的Site Survey，检验其施工结果是否符合当初设计，不仅如此，甚至连标准作业程序SOP、紧急作业程序EOP、维运作业程序MOP，样样都不容或缺。

吴沧荣认为，这对于台湾惯常采取的测试暨验收程序，已造成莫大的颠覆效果，主因在于，以往论及环控、教育训练等后段维护事宜，总是被摆在施工完成后才进行，无须接受测试暨验收的考验、磨难，甚至慢慢做都可以，如今一下子拉到前面，需要与专案同步进行，冲击自然不小；但可以肯定，藉由游戏规则的调整，连带会促使空调、电力等系统之间的界面，都能顺利与环控机制整合。

也就是说，不管是各项机房基础设施之间，抑或机房基础设施与IT设备之间，全都会被串联在一起，而非如同过去机电技师只管机电、空调技师只管空调，IT设备厂商也仅以自家产品为念，一味要求栖身在低温环境，确保不会因过热而出现当机，过去各个孤岛之间鲜少有连结，如今伴随智能机房的国际趋势使然，彼此都已高度连结。

在此前提下，朱国权也建议业主，在机房最初始的设计阶段，不管是外部的设计、施工单位，乃至于内部的执行、维运团队，都应该齐聚一堂、同时作业，不宜任由这些单位或团队各自为政。

顺应国际情势　而非业主自决
表面上看来，Tier认证是业主或用户本身的自发性作业，可以为了凸显其服务的优质性，因而积极投入，也可能碍于节省金钱、节省人力、节省时间、避免麻烦…等各式理由或藉口，选择继续走传统老路，但现实世界里，情况未必是如此。

据悉，大陆为避免因机房运作效率不彰，导致冲击公共服务品质，因此早已透过十二五计划，针对信息机房多所规范，虽然站在当地政府立场，不可能强制要求各级公民营单位，都需要接受美国主导的Tier认证，但毕竟TIA-942标准有其独特性与指标性，影响所及，大陆通过Tier认证的机房数量，开始逐步增多。

大陆如此，诸如韩国、马来西亚、印度…等其他亚洲国家，投入Tier认证的速度都已加快；由此可见，TIA-942标准俨然成为国际潮流，如同台湾固网，也是为了争取海外企业进驻，才如此大费周章导入Tier认证，换句话说，这股趋势不完全取决于业主自决，甚至已成为证明IT服务健全与否的重要指标。

暂且跳脱信息机房，观察晶圆厂这个同样讲求品质与强度的场域，它们多是在民国80~90年期间建置，当时还未出现Tier认证观念，所以只能按照自认为严谨的方式进行建造，虽然最终都能展现极高的稳定度，但每年总得停机3~4天进行岁修，每一天的损失，其实都高达好几十亿元，如果取决于诉诸「基础设施同时可维修」的Tier III等级，或许哪一天，晶圆厂根本不必为了岁修而停机数日。

奠基于ITIL　激发智能性整合功能
朱国权认为，DCIM所诉求的环控、IT管理整合，无疑是一个划时代的进步，唯有如此，才能将业主以往碍难横向串联的资产管理、设施管理、维运管理、网安管理…等种种环节，得以全面统整到一致性的管理平台。

事实上，DCIM智能性整合功能的个中精髓，其实正是立基在ITIL架构之上。朱国权与吴沧荣两位技师，为了顺应这股整合潮流，所以在数年前相继争取到ITIL、PMP认证，只因这两项证照都出自IT业界的语言，唯有予以了解并熟悉，才有助于缩短其与IT管理象限之间的差距。

另值得一提的，以往不少企业机房的建立过程，都是由国际级信息大厂进行主导，技师参与的机率甚低，但近几年则情况丕变，信息大厂也敞开心胸，邀请专业技师与之并肩作战，这个时候，技师愈能理解信息大厂讲述的语言，就愈能雀屏中选，成为大厂夥伴，争取到更多专案建置机会。

BOX：认识TIA-942的四大等级
本文：
现已普遍用于评量机房通信基础设施的TIA-942标准，主要是按照数据中心基础设施的可用性、稳定性及安全性，进而划分为Tier I、Tier II、Tier III与Tier IV等四个等级，而这四个等级的划分，主要取材自美国Uptime Institute所制定的场地基础设施性能标准，及相关分类等级的体系框架。

下列兹就TIA-942项下四个等级，逐一进行深入介绍：
一、Tier I：基本数据中心
列于此等级的数据中心(机房)，对于有计划或无计划的营运中断反应最为敏感，相对来说，所受影响程度也最大）。这类机房都配置了电脑电力分配及冷却，但不强制拥有高架地板，另需要有一台UPS或一台发电机。而这些系统的关键负荷，可达到N的100%。基于预防性检修的需求，一年度内场地内基础设施需要被完全停运作；此外，Tier I机房仅具备由电力及冷却分配的一条单向管路，并无多余的组成部分，因此仅可提供99.671%可用度。

二、Tier II：基础设施部分备援
此等级的数据中心采用的设备，具有部分备援的水准，因此比起Tier I机房，对于有计划或无计划的营运中断反应相对较低，其内部已有高架地板，也有一台UPS及发电机，而动力设计为N+1，拥有一条单一的分配线路，关键负荷可达到N的100%。因应其关键线路的维修，以及场地内其他基础设施的维修维护，需有一次处理性的关闭中断；Tier II系由电力与冷却分配的一条单向代理组成，但夹带多余的备援组成部分，故可提供99.749%可用度。

三、Tier III：基础设施同时可维修
此等级的数据中心，具有能够进行任何有计划的场地基础设施活动，而又不致因为电脑系统运行状况而中断之能力，所谓有计划的活动，包括预防性及程序性的维修、修理，抑或汰换零组件，增添或调整组件的容量，以及执行组件与系统的测试。在于空调系统部分有两套独立管路，当其中一条管路进行维修或测试的同时，另一条管线也能保持运转不中断。在系统上的关键负荷不超过N的90%，而当企业期望获得正常而合理的额外保护时，Tier III场地将被有计划地设计成为「可升级至等级Tier IV」，其系由多条有效的电力和冷却分配道路所组成，然其中只有一条代理执行运转，另外多余的组成部分，则在运转的同时进行维修，足以提供99.982%的可用度。

四、Tier IV：基础设施故障容错
这个等级的数据中心，具有能进行任何有计划的维修活动，且不会对关键负荷造成中断的能力，在此同时，也可提供基础设施足额的电力与空调容量，在此前提下，任何无计划性的故障，都不会影响其关键负载，其需要同时执行的电路分配，通常为S+S的双电源系统组态，每套电力系统都有N+1备援的两个独立UPS。在一个系统上的关键负载不会超过N的90%，而全部硬件设备都需要有故障容错之双电源输入。在严格的故障容错机制下，Tier IV拥有维持无计划故障或运行错误时，不致产生电脑机房运作中断的能力，其系由多条有效的电力与冷却分配道路组成，有多余的备援组成，而且是故障容错，所以能提供高达99.995%的可用度。

Box：业主只要有心　改造机房为时不晚

绿色机房的主轴，不外乎两点，一是节能(PUE)，另一则是可靠度(Tier)，意欲实现这两大目标，最好的方式，即是从机房建造之初始，就开始做系统性设计；然不可讳言，既有机房的数量，远远超过新建机房，岂不意谓这些旧机房，只能忍痛与节能可靠保持距离络？

日昇电机技师事务所的朱国权强调，情况并非如此，业主只要有心接受改造，绝对还有调整的空间。广知工程科技总经理吴沧荣举了一例，十多年前，他曾在花莲承接一桩机房改造案，当时该机房很奇特，不管空调吨数怎麽加，里头温度就是降不下来。

后来更离谱的是，以该机房不算大的面积，即使空调负载经追加到让人咋舌的1,200吨，过热现象仍然挥之不去，甚至热到连机板都烧掉，迫使业主只好找冷冻空调技师共商解决之道。

吴沧荣一到场，并不是赶忙帮业主计算还需追加多少空调负载，因为先前听业主吐过几次苦水，他心中已大致有谱，可以肯定其原因绝非是空调吨数不足，而是热冷混风情况太严重，假使不对症下药，一切的努力终将成为虚工，因此他借助计算流体力学(Computational Fluid Dynamics；CFD)软件，把原本不对的气流流场，调整到正常状态，很快就化解这场灾难。

值得一提的，这座位在花莲的机房，后来将空调负载从1,200吨急降至30吨，结果内部温度还比从前低，机房改造的价值，至此已经表露无遗。

十年过去了，许多机房业主面临的窘境，却没有太大的不同，有些时候，甚至只要将服务器摆放位置，做180度翻转，散热冷率就会截然不同，但不少业主从未意识到问题症结，甚至还因为服务器转换角度需要停机，生怕影响IT服务的运行，惹来使用者抱怨，所以最终宁可选择抗拒改变，这也说明了，许多业主或管理人员亟待学习、成长的空间，其实还相当之大。

如今随着云端化、虚拟化的盛行，恐将迫使业主「不想改都不行」！朱国权解释，早期Thermal控制走的是固定模式，各项参数都可以算得很精准，但现在机柜的负载情况随时变动，使得固定式设计逻辑不再适用，必须转变成为「可调式」，首当其冲需要调整的，无疑正是空调，因为机柜负载一变，产出热空气就不同，影响所及，举凡送风量、送风温度、风扇转速，一直到后头的水泵、冷却水塔，通通得跟着变，空调如此，UPS也不例外，也得随时升载或降载，也难怪变频式空调系统、模块式UPS大行其道，值此时刻，机房设计思维岂能一成不变？

附档：Uptime Institute.jpg