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淺析數據中 心UPS供電系統演進方向




    數據中 心是信息社會的關鍵基礎設施,是ICT技術的核心載體。ICT技術發(fā)展帶來的個人信息消費的增加與企業(yè)及各種機構的信息化建設與改造催生了巨量的數據中 心建設需求。據ICTresearch預測,2012年-2020年間,中國數據中 心的數量將從4萬個增到8萬個,從1000萬平方米增長到3000萬平方米。數據中 心的大規(guī)模建設進一步加大了市場對于UPS的需求。數據中 心的大規(guī)模建設進一步加大了市場對于UPS的需求。然而,現在的UPS真的能適應數據中 心的發(fā)展,尤其是未來云數據中 心的發(fā)展嗎?未來的數據中 心需要什么樣的UPS呢?筆者認為,在保證供電的前提下,未來的數據中 心的UPS供電系統具備以下幾個方面的特點。
  
  1.“快”:快速部署、快速擴容
  
  目前在數據中 心的建設方式上,模塊化的理念已逐漸被大家所接受。無論是模塊化數據中 心還是集裝箱數據中 心,都是這一理念的具體實現,模塊化UPS同樣符合這一理念。如果僅從整體部署速度來看,模塊化UPS和塔式UPS差別并不大,但如果從后期擴容方面看模塊化的優(yōu)勢就非常明顯。按需擴容的功率模塊,在線熱插拔的擴容,更符合業(yè)務快速發(fā)展的需要。尤其是對于平均壽命只有3到5年的互聯網企業(yè),誰能早一天完成部署,早一天實現擴容,就能早一步贏得客戶,早一步占據市場。相比傳統塔式UPS一到兩周的安裝時間,模塊化UPS只需十幾分鐘即可完成擴容。
  
  2.“易”:易用性、高可用性
  
  相比傳統數據中 心設計的復雜的Tier4架構、2N系統,ECO模式、市電直供+UPS備份等等“不可思議”的方案正在被互聯網巨頭們采用。正是虛擬化的技術實現,使得互聯網企業(yè)從追求單純的供電變成了更看重以快速維護代表的可用性。
  
  因此UPS也要向IT設備一樣易維護。這對UPS有兩點要求:1、發(fā)生故障不能影響業(yè)務運行,即不影響正常電力供應;2、發(fā)生故障后要方便維護,運維人員可自行維護而無需聯系廠家,自行拿備件替換。顯然,模塊化UPS符合這一要求。無論是交流模塊化UPS還是直流模塊化UPS(高壓直流)都體現出了更高的可用性和易維護性。
  
  3.“省”:節(jié)省空間和運行費用
  
  省空間:目前的中小型數據中 心大多建設在 樓宇之間,高密度一直是IT設備的普遍追求,如刀片式服務器。更高功率密度,體積更加小巧的UPS能夠為用戶節(jié)省更多空間,對提供出租服務的企業(yè)來說,則意味著可以部署更多的機架用于租賃;另一方面,基礎設施架構融合,已成為數據中 心發(fā)展的趨勢之一,而更高功率密度的UPS將更方便地與服務、存儲等IT設備實現一體化部署,目前各主流廠家均已推出了這種一體化產品,如華為mircoDC,APCinfraStruXure等。
  
  省電費:高昂的電費開支,也使得用戶更青睞的UPS,因為UPS除本身損耗更低之外,還能降低制冷方面的能耗開支。有一點需要指出的是,雖然大多數廠家都宣稱可提供UPS,但負載率的影響仍然要考慮。對大部分數據中 心而言,UPS的實際負載率不會超過30%(新建數據中 心只有10%),而隨著虛擬化技術的實現,CPU利用率上升之后,UPS的實際負載率一般也不會超過40%(以1+1系統為例)。因此只有在低負載率(20%~40%)也能做到94%以上UPS才符合數據中 心的實際需求。
  
  除此之外,目前的主流服務器因為大量采用PFC校正電路,其輸入功率因數已普遍超過0.9.這就要求為其供電的UPS同樣應能提供0.9更高的輸出功率因數,否則為了匹配這些服務器,用戶將不得不采購更多的UPS.比如,按理論計算(不考慮冗余等實際情況),10臺500VA/450W(功率因數0.9)的服務器,其總功耗為5kVA/4.5kW,只需采購一臺5KVA輸出功率因數大于0.9(輸出功率大于4.5kW)的UPS即可。而如果UPS功率因數為0.8甚*更低,則需要兩臺5kVA的UPS.
  
  4.“智”:智能化,更易于管理
  
  幾乎所有的UPS廠商都宣稱可提供智能化的設備。但目前的智能化主要還是集中在UPS本身的技術層面,或網管方面。面對IT與CT行業(yè)層出不窮的新理念、新產品,尤其是近年來伴隨移動互聯網而出現的智能終端、可穿戴設備,UPS行業(yè)的“智能化”顯然還不夠智能。那么未來將有哪些方面會出現突破?
  
 、倌芎木毣芾恚和ㄟ^傳感器輕松獲取機房內部物理生態(tài)系統(供配電系統、溫控系統、IT設備等)與機房外部自然生態(tài)系統(電網信息、氣象信息、用戶使用信息等),實現整個數據中 心的自我優(yōu)化與瓦特級的能耗管理。
  
  ②信息處理與價值挖掘:將收集到的信息數據,通過數據分析,它將為用戶描繪出一副數據中 心的整體用電圖譜,客戶可以快速的查詢到相關信息,如耗電的服務器、用電的周期規(guī)律等,并將會進一步挖掘這些信息的價值。
  
  ③物聯網技術應用:網管APP、移動式運維、自動化維護將逐漸代替?zhèn)鹘y的運維方式,除了對數據中 心的日常管理,物聯網技術的應用,還將帶來設備維護方式的變革。如設備壽命預測、故障預防、故障處理等。
  
  綜上所述,從未來數據中 心需求的角度上來說,*佳UPS系統應該具有可快速部署和擴容,簡單易用,具有高可用性、高密度和智能化等特點。工頻機由于自身的局限性,難以匹配未來數據中 心的需求;采用高頻技術的塔式機比起傳統的工頻塔式機雖然在體積、效率等方面有了明顯改善,但塔式機仍非 優(yōu)選擇;而基于高頻技術基礎的模塊化UPS則很好的匹配未來數據中 心的發(fā)展需求,必將取代工頻機、塔式機成為未來數據中 心的不間斷供電系統的主流選擇。
  
  事實上,隨著行業(yè)的發(fā)展和技術的演進,高頻化、模塊化的UPS已經獲得了廣泛的接受。主流廠商如華為、艾默生、APC等也在將重 點轉向了對高頻模塊化UPS的研發(fā)和推廣,逐步退出了工頻機、塔式機的研發(fā),同時用戶也對高頻和模塊化也表現出越來越高的接受度,例如中國電信和中國電信2014年的UPS集采中,5個標段有均有4個標段為高頻機,且模塊化UPS均作為獨立標段出現。而根據行業(yè)知名網站機房360的關于UPS技術發(fā)展趨勢的一項專題調查顯示,90%以上的用戶建設機房時會優(yōu)先考慮高頻機。這些都在表明,高頻化、模塊化的UPS是數據中 心供電演進的必然方向。