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2016/10/21

傳統資料中心跟上新時代需求(下)

依循要領升級機房設施 再造既有資料中心第二春

John Collins
由於新興技術爆炸成長,資料中心在維護、調整業務及IT策略、風險激增等均面臨重大挑戰。對大多數企業而言,升級舊有資料中心的成本遠低於建造全新的設施。本文將提出企業組織可採取的一些最具成本效益且實用的步驟,藉以提升舊有運算設施的可靠性、效率及容量。
更新資料中心配電設備

資料中心配電設備是資料中心的骨幹,負責向所有IT設備及支援基礎設施提供電力。許多現有資料中心仰賴的配電架構,是針對之前的IT設備所開發,通常已經使用超過10年,一般包含電源線、變壓器、配電板、配電裝置(PDU)以及電源自動切換開關(ATS)等。

現今的配電設計迅速演進發展,其驅動因素包括下列需求:越來越高的功率密度、能源效率、彈性,以及盡可能減少維護同時維持可靠性的各項效益。目前已針對直流(DC)配電系統等設備的大幅變更有所探究,不過有一些實用且經濟實惠的選項,可用於大幅強化舊有資料中心。

升級PDU

現代PDU(電源分配器)及匯流排解決方案,已經大幅超越前代PDU,為現今資料中心提供高效彈性的配電。現代PDU的佔用空間已經大幅縮小,節省寶貴的資料中心空間,其中有許多PDU使用能源效率高的TP-1變壓器,可節省能源進而抵消升級成本。

此外,同時提供配電盤及擴展開關(Subfeed)配電的裝置提升了彈性,而全方位的計量套件則大幅強化管理,可掌握至分支電路層級,透過IP提供遠端監控,並支援常見通訊協定(SNMP、Modbus TCP等等)。

匯流排是模組化的配電系統,包含預先組裝的匯流條軌,以及插入式電源分線盒的固定或可調整垂直下拉線,並提供插座、斷路器及延長線。這些系統提供高度的彈性、模組化功能、安全及可靠性。不論使用哪一種系統取代,現代PDU及匯流排都可讓舊有資料中心支援現今資料中心的獨特需求。

實作高配電

全球許多地方是以400/230Vac負載配電至IT設備。不過北美地區傳統上是以208/120Vac配電,導致成本較高、效率較低、佔用較多空間等問題。為機架提供更高的交流(AC)電壓可在多方面提高效率。

採用400V或480V以取代208V,可讓資料中心管理者降低配電纜線的損耗,且不必再使用PDU中的變壓器。現代PDU或匯流排系統可實現這類架構,並在大部分資料中心組態提升1%至3%的效率。但是,這也會帶來較高的電弧閃絡風險。

安裝現代機架PDU

由於資料中心裝置比以往更小,通常採用兩個或三個電源供應器供電,單一機架設備可能產生80條以上的電源線需要管理。虛擬化及整合基礎架構提供動態的運算能力;工作負載、應用程式及儲存會依據業務需求,在資料中心內部及之間移動。

傳統電源延長線所提供的電源或彈性,不足以應付前述真實情況。為了確保現代業務絕對必要的營運效率,資料中心必須精細地監控及管理配電。進階機架PDU具有各種功能及可靠性,協助現今資料中心維持本身營運,不過更重要的是支援持續變更及加速的業務需求。

選擇機架PDU應從功率額定值著手。資料中心人員選擇PDU時考量這項因素後,接下來就要評估技術層面。一般來說,機架PDU分為三類:基本配電、計量配電,以及管理或切換配電。

如果將基本配電PDU提升至計量配電,資料中心就能在當地測量電流及負載平衡,此外還能遠端監控分支電路,並有利於容量規劃。進階計量器可讓資料中心在插座層級計測電源,這是準確進行第三級PUE計算所需的進階功能。

此外,受管理的PDU可提升插座切換這項功能,適合用於熄燈資料中心,或是需要快速回應遠端機架內循環電源的情況。插座切換功能也可讓資料中心關閉未使用的插座,避免機架PDU意外過載。最後一點,插座切換可讓資料中心依序開啟電力及執行卸載;這些進階功能堪稱整體電源策略的重要元素。


▲完全隔離送風與回風的氣流,能提高效率。


升級或安裝電源自動切換開關

隨著發電機技術的進步、再生能源儲存設備的問世、多種電力來源的日漸普及,許多資料中心多半會利用次要緊急電源,或是加入這項功能。切換開關是可靠、堅固、多功能及精巧的組件,可在電源之間切換必要的負載及配電系統。這類裝置提供接觸器及斷路器結構,並可作為斷電延遲、斷相及封閉過渡切換,以便進行旁通隔離,此外還具有進階控制器及計量器,可進行主動管理。升級或新增這類功能,可讓資料中心隨現今的業務需求演進發展,而且不是只有全球最大的資料中心才適合使用雙重電源功能。

更換UPS電路驅動組件

將舊型不斷電系統(UPS)更換為較新的機型,能夠以低風險、成本較低的方式,提高可靠性和節省年度支出。此外,這種作法還可以減少能源浪費,同時確保部署適當規模的UPS。

雖然新型UPS在標準負載情況下通常只能達到80%至82%的效率,但更新型UPS在最大電源控制的情況下,通常可在廣泛的作業容量達到92%至96%的效率,而最新、最先進的UPS,即使在輕度負載時亦可提供99%的高效率。

虛擬化技術出現之後,因為資料中心負載降低,造成UPS負載大量減少,讓UPS逐漸偏離最佳效率的目標,舊型UPS尤其如此,因而造成UPS規模過大,因為虛擬化已經在許多資料中心降低整體負載。調整適當規模可讓UPS的整體投資最佳化、節省空間,並可降低維護成本。

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