Короткий лікнеп для новачків про те, чому модульні ДБЖ крутіші і як так вийшло.
Джерела безперебійного живлення для центрів обробки даних з архітектури побудови поділяються на дві великі групи: моноблочні та модульні. Перші відносяться до традиційного типу ДБЖ, другі є порівняно новими та більш просунутими.
Чим відрізняються моноблочні та модульні ДБЖ
У моноблочних джерелах безперебійного живлення вихідна потужність забезпечується одним силовим блоком. У модульних ДБЖ основні компоненти виконані у вигляді окремих модулів, які розміщуються в уніфікованих шафах та працюють спільно. Кожен з цих модулів оснащується керуючим процесором, зарядним пристроєм, інвертором, випрямлячем і є повноцінною силовою частиною ДБЖ.
Пояснимо це простому прикладі. Якщо взяти два джерела безперебійного живлення – моноблочний та модульний – потужністю 40 кВА, то перший матиме один силовий модуль потужністю 40 кВА, а другий – складатися, наприклад, із чотирьох силових модулів потужністю 10 кВА кожен.
Можливості масштабування
При використанні моноблочних ДБЖ із збільшенням потреби в електроживленні необхідно паралельно до існуючого підключити ще один повноцінний блок такої ж потужності. Це досить складний процес.
Модульні рішення відрізняються більшою конструктивною гнучкістю. У цьому випадку до блоку, що вже функціонує, можна підключити один або кілька модулів. Це досить проста процедура, яку можна виконати за короткий час.
Можливості плавного нарощування потужності
Плавне нарощування потужності важливе на початковому етапі роботи ЦОД. Цілком логічно, що в перші місяці його буде завантажено на 30–40 %. Практичніше та економічніше використовувати джерела безперебійного живлення, розраховані саме на цю потужність. У міру поповнення клієнтської бази завантаження ЦОД збільшиться, а з нею зросте потреба додаткового електроживлення.
Потужність ДБЖ зручно нарощувати поетапно разом із технічною інфраструктурою. При використанні моноблочних джерел безперебійного живлення плавне нарощування потужності неможливе в принципі. З модульними ДБЖ воно легко реалізується.
Надійність ДБЖ
Говорячи про надійність, ми оперуватимемо двома поняттями: середнім часом напрацювання на відмову (MTBF) та середнім часом відновлення системи (MTTR).
MTBF – величина імовірнісна. p align="justify"> Значення середнього часу напрацювання на відмову базується на наступному постулаті: надійність системи зменшується зі збільшенням числа її компонентів.
За цим параметром перевага у моноблочних ДБЖ. Причина проста: у модульних джерелах безперебійного живлення більше конструктивних елементів та роз'ємних з'єднань, кожен із яких розглядається як потенційна точка відмови. Відповідно, теоретично можливість відмови тут вища.
Однак для джерел безперебійного харчування, що використовуються в ЦОД, важлива не сама відмова, а те, як довго ДБЖ залишатиметься в неробочому стані. Цей параметр визначається середнім часом відновлення системи (MTTR).
Тут перевага вже на боці модульних блоків. Вони мають низьке значення MTTR, тому що будь-який модуль можна швидко замінити без перерви в електропостачанні. Для цього потрібно, щоб цей модуль був у запасі, а його демонтаж та встановлення здатний виконати один фахівець. Фактично для цього потрібно не більше 30 хвилин.
З моноблочними джерелами безперебійного живлення ситуація значно складніша. Їхній ремонт виконати настільки швидко не вийде. На це може піти від кількох годин до кількох днів.
Для визначення стійкості до відмови системи можна використовувати ще один параметр - доступність або по-іншому працездатність. Цей показник тим вищий, чим більший середній час напрацювання на відмову (MTBF) і чим менший середній час відновлення системи (MTTR). Відповідна формула виглядає так:
середня доступність (працездатність) =
Стосовно модульних ДБЖ ситуація виходить така: їх значення MTBF менше, ніж у моноблочних, але одночасно у них значно нижчий за показник MTTR. В результаті працездатність модульних джерел безперебійного живлення виявляється вищою.
енергоспоживання
Моноблочна система вимагає значно більших енерговитрат, тому що вона надмірна. Пояснимо це з прикладу для схеми резервування N+1. N – це величина навантаження, яка потрібна на роботи устаткування ЦОД. У нашому випадку ми візьмемо її рівним 90 кВА. Схема N+1 означає, що у системі до збою залишається незадіяним 1 резервний елемент.
При використанні моноблочного джерела безперебійного живлення потужністю 90 кВА для реалізації схеми N+1 потрібно використовувати ще один блок. У результаті загальна надмірність системи становитиме 90 кВА.
При використанні модульних ДБЖ потужністю 30 кВА ситуація інша. При тому навантаженні для реалізації схеми N+1 знадобиться ще один такий же модуль. У результаті загальна надмірність системи буде не 90 кВА, лише 30 кВА.
Звідси висновок: використання модульних джерел живлення дозволяє зменшити енергоспоживання ЦОД загалом.
Економіка
Якщо взяти два джерела безперебійного живлення однакової потужності, то моноблочний коштує дешевше від модульного. З цієї причини моноблочні ДБЖ залишаються популярними. Однак збільшення вихідної потужності підвищить вартість системи вдвічі, бо до існуючого доведеться додати ще один такий самий блок. Крім цього з'явиться необхідність встановлення комутаційних панелей та розподільчих щитів, а також прокладання нових кабельних ліній.
При використанні модульних джерел безперебійного живлення потужність системи можна нарощувати плавно. А отже витратитись доведеться на придбання такої кількості модулів, яких достатньо для задоволення існуючої потреби в електроживленні. Без зайвого запасу.
Висновок
Моноблочні джерела безперебійного живлення відрізняються невисокою ціною, прості в налаштуванні та експлуатації. При цьому вони збільшують енерговитратність ЦОД та складно масштабуються. Такі системи зручні та ефективні там, де потрібні невеликі потужності та не передбачається їх розширення.
Модульні ДБЖ характеризуються легкою масштабованістю, мінімальним часом відновлення, високою надійністю та працездатністю. Такі системи є оптимальними для нарощування потужності ЦОД до будь-яких меж з мінімальними витратами.
Джерело: habr.com