Пришло время переосмыслить принципы проектирования вашего центра обработки данных
Хотя многие знакомы с терминами «архитектура Catcher» или «архитектура резервированных блоков», немногие испытали эту модель в действии, однако ситуация скоро изменится.
Сегодняшние центры обработки данных сталкиваются с множеством проблем: они постоянно работают, чтобы обеспечить максимальную доступность в условиях растущего спроса, предлагая непрерывное обслуживание и стремясь всегда обеспечивать надежность и устойчивость. Эти факторы стали базовыми показателями производительности для всех высокопроизводительных объектов, которые также стремятся к значительной экономии капитальных (CAPEX) и операционных (OPEX) затрат за счет оптимизации распределения электроэнергии, подкрепленной максимально возможным уровнем отказоустойчивости.
Как же отказоустойчивость архитектуры влияет на будущее проектирования центров обработки данных и их доступность? Может ли «умное» проектирование помочь решить некоторые из наиболее сложных проблем, с которыми сталкиваются центры обработки данных, с учетом их будущей производительности?
Оптимизация инфраструктуры центра обработки данных с помощью архитектуры с блочным резервированием
С точки зрения проектирования, ключевыми факторами являются обеспечение непрерывного и надежного обслуживания и устранение простоев, а доступность основана на отказоустойчивости архитектуры и оптимизации совокупной стоимости владения (TCO). В более долгосрочной перспективе важную роль играют капитальные и операционные затраты, а также выбросов парниковых газов в атмосферу, на которые влияют архитектурные решения. Аналогичным образом, на простоту обслуживания объекта также действуют ранние проектные решения, поскольку непродуманные шаги в отношении архитектуры распределения электроэнергии могут привести к излишней сложности текущего обслуживания.
Отказоустойчивость стала ключевым словом в проектировании, особенно в плане гибкости и использования модульных решений, которые позволяют рассчитать размеры объекта с учетом его текущих потребностей, а также с возможностью масштабирования и адаптации со временем.
Некоторые проекты позволяют минимизировать потребность в избыточном оборудовании и оптимизироватьэффективность использования энергии (PUE), что приводит к установке меньшего количества оборудования, снижению капитальных затрат и уменьшению выбросов парниковых газов в атмосферу, а также упрощению обслуживания.
Одна из таких архитектур, Catcher, отвечает всем этим требованиям.
Как Catcher вписывается в типичные топологии ИБП?
При традиционной избыточности 2N центр обработки данных имеет в два раза больше необходимого количества каждого критически важного компонента, чтобы гарантировать, что ни одна точка отказа не сможет нарушить работу всей системы. Даже в случае выхода из строя одного компонента система продолжает работать без перебоев, обеспечивая исключительную надежность.
Чтобы выдержать такую гарантию в случае незапланированного технического обслуживания или непредвиденных неисправностей, электрическая схема должна предусматривать резервирование всего электрооборудования — генераторов, инверторов, ИБП, коммутаторов, — что означает инвестиции в оборудование и потребность в площади в два раза больше, чем до данного момента.
В настоящее время архитектура развиваются в направлении снижения первоначальных капитальных затрат за счет обеспечения высокого уровня резервирования с помощью распределенного резервирования или технологии Catcher.
Распределенные архитектуры, такие как 4N3 и 5N4, оптимизируют резервирование питания за счет его распределения между различными системами.
Однако здесь есть определенная сложность, поскольку для распределения электроэнергии по ИТ-стойкам используется разные типы шин для каждого потока питания, что может быть дорогостоящим и усложнять процессы технического обслуживания.
На примере архитектуры 4N3 четыре системы могут работать с нагрузкой до 75 % от мощности в нормальном режиме, а в случае выхода из строя одного источника питания три оставшихся могут продолжать поддерживать ИТ-нагрузку.
Использование архитектуры Catcher с блочным резервированием для снижения затрат и повышения отказоустойчивости центра обработки данных
Архитектура Catcher позволяет конечному пользователю эффективно выбирать необходимый уровень резервирования для оптимизации капитальных затрат (CAPEX) в центре обработки данных, сохраняя при этом отказоустойчивость и возможность проведения одновременного технического обслуживания. Например, архитектура может включать 6 нормальных потоков питания, которые могут быть загружены до 100 %, что оптимизирует коэффициент использования центра обработки данных, 1 или 2 резервных потока питания, готовых принять нагрузку в случае одного или двух сбоев.
Использование статических систем переключения (STS), размещенных между ИБП и нагрузкой, означает, что критическая нагрузка может быть перенесена с «нормального пути» на резервный, который «перехватит» питание в режиме онлайн, обеспечивая непрерывное электропитание без перебоев для критической нагрузки.
«В нормальном режиме нагрузки подаются по нормальному пути. В случае каких-либо неисправностей или технического обслуживания нормального пути статическая система переключения (STS) автоматически переключает нагрузку на резервный путь. Такая архитектура с блочным резервированием обеспечивает плавный переход с нормального пути на архитектуру Catcher. Другой вариант использования Catcher — сочетание статического устройства включения резерва с автоматическим. Например, одна сторона нагрузки ИТ-клиента (сторона A) соединена с STS, а другая (сторона B) — к автоматическому устройству включения резерва (ATS) — каждая из них подключена как к нормальному, так и к резервному пути. В случае сбоя нормального пути STS сначала переключается, подключая резервные блоки, а затем ATS, обеспечивая бесперебойный и одновременный переход для обоих путей. В заключение, стороны A и B ИТ-стоек будут оставаться с подключенным питанием, сохраняя резервирование серверов»
Ключевые факторы для оптимизации электрической инфраструктуры с более низкой совокупной стоимостью владения (TCO) и большей устойчивостью
При расчете улучшения показателей CAPEX и OPEX для центров обработки данных следует учитывать всю электрическую инфраструктуру — от высоковольтного трансформатора до ИТ-инфраструктуры. Выбор правильного резервирования (1 резервированный блок на X нормальных блоков) позволит значительно снизить затраты CAPEX и OPEX по сравнению с традиционной архитектурой. Например, можно исключить полный поток мощности: трансформатор, генераторную установку, распределительный щит, ИБП, аккумуляторные батареи, а также все связанные с ними операции по техническому обслуживанию.
«Например, при расширении до 10 залов для хранения данных, несмотря на то, что для подключения резервного блока требуется оборудование статической системы переключения (STS), в целом используется значительно меньше оборудования: трансформаторов и генераторных установок, ИБП, аккумуляторных батарей — в общей сложности меньше приблизительно на 30 %. Например, если сравнить архитектуру с одной системой STS Catcher и конструкцию 2N, мы получим сокращение глобальных капитальных затрат (CAPEX) на 42 % и уменьшение занимаемой площади на 38 %. Результатом является высоко оптимизированная электрическая инфраструктура, снижение совокупной стоимости владения, повышение устойчивости и энергоэффективности, что делает данное решение привлекательным для центров обработки данных, предоставляющих услуги колокации».
Эти системы, проверенные на заводе и зарекомендовавшие себя зарекомендовавшие, были протестированы ведущими игроками рынка, имеющими значительный опыт в области применения в центрах обработки данных. Список их успешных реализаций продолжает расти по всему миру.
Модель Catcher позволяет оптимизировать резервирование при ограничении инвестиционных затрат. Благодаря высокой гибкости, это идеальное решение с точки зрения адаптации к высоко специфическим и меняющимся потребностям центров обработки данных — дает возможность проектировщикам создавать более совершенные центры обработки данных и переосмыслить свои проекты, чтобы обеспечить их соответствие требованиям будущего.
Успешная эксплуатация в течение нескольких лет и установка объектов с системами Catcher мощностью в сотни МВт доказали высокую надежность продуктов STS в сложных условиях эксплуатации».
Подтвержденная совместимость продуктов производителя
Наконец, что не менее важно, совместимость продуктов имеет решающее значение для ИБП и статической системы переключения (STS); обеспечивая совместную работу оборудования с аналогичными параметрами, что позволяет решить любую проблему, связанную с колебаниями нагрузки на сеть или ИТ-систему.
«Полный пакет ИБП + STS от Socomec использует архитектуру Catcher, обеспечивая полную совместимость в любых условиях эксплуатации, включая резкие колебания напряжения, переход ИБП в режим высокой эффективности и падения напряжения.
