如何提高數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性

近日在英國舉辦的年度大會上，一家數(shù)據(jù)中心行業(yè)媒體推出了一種新理念，旨在使電力系統(tǒng)更可靠、更具適應(yīng)性，同時使得數(shù)據(jù)中心能切實(shí)利用電力容量，不然它們會被浪費(fèi)掉。采用適應(yīng)性冗余電力(ARp)技術(shù)創(chuàng)建控制平臺，可以根據(jù)對數(shù)據(jù)中心實(shí)際需求進(jìn)行實(shí)時評估，可以采取和制定有關(guān)路由電氣的決策。

i3 Solutions公司常務(wù)董事Ansett對這個理念進(jìn)行了闡述。他說，“很多數(shù)據(jù)中心的電力系統(tǒng)已不適應(yīng)數(shù)據(jù)中心設(shè)施的技術(shù)發(fā)展。設(shè)施每個部分都是靈活的，并利用軟件實(shí)時適應(yīng)新變化，但電力系統(tǒng)卻是靜態(tài)的、不靈活的。”

他指出，目前很多業(yè)界人士已經(jīng)認(rèn)識到了這一點(diǎn)。數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商可以挖掘現(xiàn)有的電力系統(tǒng)的潛力，以便更靈活地提供電力。

他說，“電力系統(tǒng)的運(yùn)營成本非常昂貴，每兆瓦的電力成本約為500萬美元，通常占數(shù)據(jù)中心總成本的60%。而且無論使用何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它們都是靜態(tài)的，并且規(guī)模非常龐大。一旦安裝部署很難有所改變。”

數(shù)據(jù)中心設(shè)施的電力系統(tǒng)通常使用2N冗余(IT系統(tǒng)的大電源需求的兩倍)，或更低的冗余級別(例如“N+1”冗余)，并且一直采用，不能靈活配置。

相比之下，數(shù)據(jù)中心中的IT資源可以整合后以最有效的方式運(yùn)行，并可以作為計(jì)算、存儲甚至網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化處理池。他說，“但所有這些應(yīng)用都依賴于固定的電氣平臺，而用戶在采用分布式冗余、模塊冗余或2N冗余等方面做出了選擇，很難更改?！?/p>

采用適應(yīng)性冗余電力(ARp)可以使電力系統(tǒng)的部署更加靈活，允許更改數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)的冗余配置，因此可以在多個不同的冗余級別上提供電力，使電源系統(tǒng)的可靠性更好地匹配應(yīng)用，并在適當(dāng)?shù)那闆r下提供2N、N、“N+1”的冗余電源。

Ansett表示，適應(yīng)性冗余電力(ARp)還可以利用低于滿載運(yùn)行的UpS電力系統(tǒng)中，未使用的電力容量，這是靜態(tài)的電力系統(tǒng)無法做到的。最后，可以允許數(shù)據(jù)中心在IT工作中負(fù)載級別指定的電力冗余，優(yōu)先考慮它們對電力的訪問權(quán)限。

AR、IR、AIR和ITLp

適應(yīng)性冗余電力(ARp)有四個級別，可以使電力系統(tǒng)配置更加靈活。

?電力可調(diào)整冗余(AR)規(guī)定并管理IT負(fù)載的預(yù)定冗余級別。其冗余完全來自離散的專用組件。

?電力固有冗余(IR)規(guī)定并管理IT負(fù)載的預(yù)定冗余級別。其冗余完全來自未使用的電力容量。

?適應(yīng)性和固有冗余(AIR)結(jié)合了以上這兩個選項(xiàng)的優(yōu)勢。

?IT負(fù)載優(yōu)先級(ITLp)管理離散或固有冗余電力，以確保為預(yù)定的優(yōu)先級提供電力。

這個想法是基于這樣一個事實(shí)，即現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的UpS電力系統(tǒng)是高度網(wǎng)絡(luò)化的，但大多數(shù)沒有在智能管理技術(shù)的情況下運(yùn)行。每個IT負(fù)載都采用多個UpS電源，以便在發(fā)生故障時，及時切換電源。

這種配置比較安全，但并不靈活，需要非常繁雜的人工設(shè)置。由于大多數(shù)UpS電源效率約為30%-40%，因此通常可以將負(fù)載切換到另一臺正常運(yùn)行的UpS。但是，許多經(jīng)歷過IT宕機(jī)，或業(yè)務(wù)中斷的工作人員往往會遇到超出負(fù)載容量的情況。這也意味著用戶需要支付更高的費(fèi)用，無論他們實(shí)際上是否能保持這種使用水平。在一切都轉(zhuǎn)向按需付費(fèi)模式的時代，這種方式是站不住腳的。

適應(yīng)性冗余電力(ARp)實(shí)現(xiàn)了電力容量的受控切換，以支持預(yù)定的冗余配置，并同時在同一電力系統(tǒng)內(nèi)提供多個冗余配置。

適應(yīng)性冗余電力(ARp)還可以實(shí)現(xiàn)IT負(fù)載選擇優(yōu)先級：當(dāng)多個電力系統(tǒng)組件同時不可用時，它會將電力轉(zhuǎn)移到具有優(yōu)先級的負(fù)載層次結(jié)構(gòu)。

基于這樣的思想，數(shù)據(jù)中心電力基礎(chǔ)設(shè)施中的切換設(shè)備可以更加智能。它可以應(yīng)用于基于靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)的廣泛采用的架構(gòu)，也更加通用，這幾乎適用于任何具有集成或上游UpS系統(tǒng)的電力基礎(chǔ)設(shè)施。

適應(yīng)性冗余電力(ARp)使電力系統(tǒng)在大多數(shù)時間自動運(yùn)行，在出現(xiàn)問題時采取措施切換，并使其以智能方式運(yùn)行，而不是當(dāng)前使用的預(yù)定模式。

這是可以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)镮T系統(tǒng)由具有一定備用時間的電力設(shè)施供電。即使電力已經(jīng)中斷，其響應(yīng)時間也有足夠的引入軟件控制來決定采取什么行動。然后采用靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)(STS)等設(shè)備執(zhí)行該決定，采用智能設(shè)備可以更好地切換。數(shù)據(jù)中心故障通常歸咎于靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)(STS)的動作，但實(shí)際上罪魁禍?zhǔn)讕缀蹩偸欠侵悄茉O(shè)置。Ansett表示，靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)(STS)的快速切換設(shè)計(jì)非常出色。

直到2008年左右，數(shù)據(jù)中心的虛擬化只專注于服務(wù)器和存儲設(shè)備，如果實(shí)現(xiàn)虛擬化，都可以集中使用這些設(shè)備。這樣做意味著現(xiàn)在可以充分利用以前浪費(fèi)的資源。

網(wǎng)絡(luò)仍然沒有實(shí)現(xiàn)虛擬化，因?yàn)闊o法在軟件中分享和重新配置一些關(guān)于物理連接的東西。事實(shí)證明，網(wǎng)絡(luò)將受益于將路由決策分離到單獨(dú)的控制平臺中，這種控制平臺可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和負(fù)載平衡等功能。

適應(yīng)性冗余電力(ARp)在電力網(wǎng)絡(luò)方面也做了類似的工作，根據(jù)對數(shù)據(jù)中心實(shí)際需求的實(shí)時評估，創(chuàng)建一個控制平臺，可以采取和制定有關(guān)路由電氣的決策。

Ansett說，“也許我們可以將其視為電網(wǎng)的SDN?！?/p>

即使IT負(fù)載也可以作為此決策的一部分，因此為每個負(fù)載提供的電力都是基于其實(shí)際的關(guān)鍵性。例如，企業(yè)的帳戶程序可以路由到不同的UpS不斷電系統(tǒng)，具有更高的可靠性。這些設(shè)備都是高度網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備。

電力網(wǎng)絡(luò)已被視為一種完全的硬件綁定。其實(shí)沒有必要這樣做，因?yàn)椴捎密浖刂频姆椒▽⑹闺娏ο到y(tǒng)更加可靠，同時利用當(dāng)前被浪費(fèi)的電力容量，可以達(dá)到精確定制的可靠水平。

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