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如何提高数据中心电力系统的适应性和可靠性
 
近日在英国举办的年度大会上,一家数据中心行业媒体推出了一种新理念,旨在使电力系统更可靠、更具适应性,同时使得数据中心能切实利用电力容量,不然它们会被浪费掉。采用适应性冗余电力(ARP)技术创建控制平台,可以根据对数据中心实际需求进行实时评估,可以采取和制定有关路由电气的决策。

i3 Solutions公司常务董事Ansett对这个理念进行了阐述。他说,“很多数据中心的电力系统已不适应数据中心设施的技术发展。设施每个部分都是灵活的,并利用软件实时适应新变化,但电力系统却是静态的、不灵活的。”

他指出,目前很多业界人士已经认识到了这一点。数据中心运营商可以挖掘现有的电力系统的潜力,以便更灵活地提供电力。

他说,“电力系统的运营成本非常昂贵,每兆瓦的电力成本约为500万美元,通常占数据中心总成本的60%。而且无论使用何种拓扑结构,它们都是静态的,并且规模非常庞大。一旦安装部署很难有所改变。”

2

数据中心设施的电力系统通常使用2N冗余(IT系统的最大电源需求的两倍),或更低的冗余级别(例如“N+1”冗余),并且一直采用,不能灵活配置。

相比之下,数据中心中的IT资源可以整合后以最有效的方式运行,并可以作为计算、存储甚至网络资源的虚拟化处理池。他说,“但所有这些应用都依赖于固定的电气平台,而用户在采用分布式冗余、模块冗余或2N冗余等方面做出了选择,很难更改。”

采用适应性冗余电力(ARP)可以使电力系统的部署更加灵活,允许更改数据中心电力系统的冗余配置,因此可以在多个不同的冗余级别上提供电力,使电源系统的可靠性更好地匹配应用,并在适当的情况下提供2N、N、“N+1”的冗余电源。

Ansett表示,适应性冗余电力(ARP)还可以利用低于满载运行的UPS电力系统中,未使用的电力容量,这是静态的电力系统无法做到的。最后,可以允许数据中心在IT工作中负载级别指定的电力冗余,优先考虑它们对电力的访问权限。

AR、IR、AIR和ITLP

适应性冗余电力(ARP)有四个级别,可以使电力系统配置更加灵活。

•电力可调整冗余(AR)规定并管理IT负载的预定冗余级别。其冗余完全来自离散的专用组件。

•电力固有冗余(IR)规定并管理IT负载的预定冗余级别。其冗余完全来自未使用的电力容量。

•适应性和固有冗余(AIR)结合了以上这两个选项的优势。

•IT负载优先级(ITLP)管理离散或固有冗余电力,以确保为预定的优先级提供电力。

这个想法是基于这样一个事实,即现代数据中心的UPS电力系统是高度网络化的,但大多数没有在智能管理技术的情况下运行。每个IT负载都采用多个UPS电源,以便在发生故障时,及时切换电源。

这种配置比较安全,但并不灵活,需要非常繁杂的人工设置。由于大多数UPS电源效率约为30%-40%,因此通常可以将负载切换到另一台正常运行的UPS。但是,许多经历过IT宕机,或业务中断的工作人员往往会遇到超出负载容量的情况。这也意味着用户需要支付更高的费用,无论他们实际上是否能保持这种使用水平。在一切都转向按需付费模式的时代,这种方式是站不住脚的。

适应性冗余电力(ARP)实现了电力容量的受控切换,以支持预定的冗余配置,并同时在同一电力系统内提供多个冗余配置。

适应性冗余电力(ARP)还可以实现IT负载选择优先级:当多个电力系统组件同时不可用时,它会将电力转移到具有优先级的负载层次结构。

基于这样的思想,数据中心电力基础设施中的切换设备可以更加智能。它可以应用于基于静态转换开关的广泛采用的架构,也更加通用,这几乎适用于任何具有集成或上游UPS系统的电力基础设施。

适应性冗余电力(ARP)使电力系统在大多数时间自动运行,在出现问题时采取措施切换,并使其以智能方式运行,而不是当前使用的预定模式。

这是可以实现的,因为IT系统由具有一定备用时间的电力设施供电。即使电力已经中断,其响应时间也有足够的引入软件控制来决定采取什么行动。然后采用静态转换开关(STS)等设备执行该决定,采用智能设备可以更好地切换。数据中心故障通常归咎于静态转换开关(STS)的动作,但实际上罪魁祸首几乎总是非智能设置。Ansett表示,静态转换开关(STS)的快速切换设计非常出色。

3

直到2008年左右,数据中心的虚拟化只专注于服务器和存储设备,如果实现虚拟化,都可以集中使用这些设备。这样做意味着现在可以充分利用以前浪费的资源。

网络仍然没有实现虚拟化,因为无法在软件中分享和重新配置一些关于物理连接的东西。事实证明,网络将受益于将路由决策分离到单独的控制平台中,这种控制平台可以实现网络应用和负载平衡等功能。

适应性冗余电力(ARP)在电力网络方面也做了类似的工作,根据对数据中心实际需求的实时评估,创建一个控制平台,可以采取和制定有关路由电气的决策。

Ansett说,“也许我们可以将其视为电网的SDN。”

即使IT负载也可以作为此决策的一部分,因此为每个负载提供的电力都是基于其实际的关键性。例如,企业的帐户程序可以路由到不同的UPS不断电系统,具有更高的可靠性。这些设备都是高度网络化的设备。

电力网络已被视为一种完全的硬件绑定。其实没有必要这样做,因为采用软件控制的方法将使电力系统更加可靠,同时利用当前被浪费的电力容量,可以达到精确定制的可靠水平。

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