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UPS供电理念的发展与转变

UPS供电理念的发展与转变

点击数:7236 次   录入时间:03-04 11:37:01   整理:http://www.55dianzi.com   电源


  从图中可以看出,一般数据中心机房由于是来自不同地域和不同厂家的设备,它们的性能一致性和连接紧密性都会存在着一定的“缝隙”。整个系统的可靠性取决于系统中最薄弱的环节,而且各环节都有可能成为最薄弱的那一个。环节越多这种可能性就越大,换言之,可靠性也就越低。

  六、可用性的提出和数据中心功能范围的划分

  当代数据中心关心的已不单单是系统运行的可靠性,而更关心在指定时间内正常运行的时间比例,这就是可用性。其表达式如下所示。

  式中: A为可用性,是一个小于1的小数。

  MTBF为平均无故障时间,是可靠性指标,用h表示。

  MTTR为平均修复时间,用h表示。

  由式中可以看出,除了表征硬件的可靠性指标外又加进了维修的软指标。如果能做到MTTR=0,就可以实现高可用性。

  从上面的介绍可以看出,数据中心的设备环节越少,实现高可用性的可能性就越高。如图6所示,把数据中心功能划分为两个范围,一个是IT系统,另一个是出IT以外的所有构成运行环境的设备,美国可用性研究中心称之为NCPI,含义是网络关键物理基础设施。在这里:

  NCPI=供配电系统+冷却系统+19英寸IT机柜系统+布线系统+管理系统(包括服务系统)



图6 将数据中心功能划分为两个范围的示意图



  划分后的硬件环节由多个变成了两个。很明显,UPS供电系统已被集成进NCPI。NCPI是一个概念,实现这个概念的系统结构称为InfraStruXure,中文名字叫做“英飞”。经这种划分后“英飞”系统的可用性可做到5个“9”,即0.99999,表示在一年的运行时间中,其可能的断电时间不会超过5min。

  假如图5中每个独立环节的可靠性都为p=0.99999,那么系统的可靠性PS就是:

  PS=0.999997=0.99993,不可靠性QS =1-PS =0.00007

  如果图6中两个独立环节的可靠性也都为p=0.99999,那么系统的可靠性PN就是:

  PN=0.999992=0.99998,不可靠性QN =1-PN =0.00002

  从上面简单比较可以看出,IT和“英飞”构成系统的可靠性比原来提高了将近3倍,即不可靠性仅为原来的30%。再加之在结构上的一些特殊之处,使数据中心具有了以前从未有过的功能。图7示出了“英飞”B型系列的外形图。图中所示是一个包括供电功率为40~80kW、2(N+1)模块化冗余UPS电源的实例,系统的两端为UPS和PDU,中间的柜子为放置IT设备(服务器、路由器等)的192机架。

  构成单元:

  1..N+1模块化冗余UPS

  2.可监测的配电PDU系统

  3..环境监测系统

  4.散热系统

  5.可联网集中监控系统

  6.放置IT设备的192机架

  7.电源和数据电缆布线

  8.负载再分配断路器群

  9.安全门锁



图7 “英飞”B型系列的外形图



  七、“英飞”系列所体现出的功能和优势

  1.系统的整体性。“英飞”系列就是一个实际上的小机房。只需将市电接到它的PDU上和将IT设备放入包括电源在内预留好的位置,整个系统就可运行了。一个40kW的系统只需4个小时即可安装完毕并投入运行。节省了用户的投资、时间和诸多麻烦。

  2.提高了系统的可用性。由于系统是模块化冗余结构,电源故障不影响运行,宏观上可做到平均修复时间MTTR=0。

  3.方便增容和移动。用户可边投资边建设,使资金得到合理的应用。由于是标准机柜结构,拆装方便,所以搬家容易、快捷、无浪费或少浪费。

  4.安全。由于设有安全门锁,未经授权人员无法接触机器,避免了人员造成的各种故障。

  5.便于IT设备集中。由于IT机柜与多家IT设备结构兼容,方便了数据中心的改造和IT设备的集中。

  6.良好冷却功能。高温是可靠性的天敌。一般IT机柜的冷却能力低于2kW,由于“英飞”系列引入了气流分配单元,可将每个IT机柜的冷却能力提高到4kW~8kW,满足了IT设备集中的要求。

  7.节约空间。由于将原来的整体保护变为区域保护,优化了机房空间的应用,图8示出了这种情况。

  8.完善的管理系统。完善的管理可预警故障,完善的故障指示可缩短修复时间和降低了对值班人员的知识要求。尤其对负载电流的的监测可具体到每一台设备,从而可预防过载事件的发生。

  9.方便了用户和厂家的沟通。用户面对的只有两家:一家是IT厂家,一家是“英飞”厂家,改变了多头服务的弊病,减轻了用户的负担、节约了用户的时间,也促进了用户和厂家的关系,从而保证了服务的可靠性和及时性。

  10.“英飞”除B系列外还有A系列和C系列。A系列的供电功率范围是6kW~12kW,可带12个IT机柜。C系列的供电功率范围是320 kW ~1280kW,可带几百个IT机柜。

  “英飞”系列的出现正是体现了数据中心供电理念的改变。目前还只是将冷却系统的气流分配单元引入系统,随着IT机柜功率密度的进一步增加,冷却需进一步加强。比如刀片服务器的出现已向冷却系统提出了更高的要求(一个IT机柜插满刀片服务器后的功率将达到20kW),采用气流分配、导向和提速技术已无济于事。随着技术的进一步发展发展,将制冷单元直接引入“英飞”系统的时代已不很遥远。NCPI概念的含义将进一步扩大与发展。

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