過去幾年的時間里,云計算已從新興技術發展成為面向應用的普及型熱點技術。云計算的洪流催生云數據機房的概念,其模塊化、快速部署等優點,更加靈活地滿足業務的不斷增長。但伴隨著機房規模的不斷擴大,需要配置更多的大型供電設備,一個機房一天耗電10萬度是很常見的,其中耗電量最大的主要設備是交換機、服務器和精密制冷的空調系統,耗電量占整個機房總功耗的90%以上。按照對能效的理解,運營商在網絡演進的過程中,會首先選擇功耗低的主設備,但為主設備供電的電源系統演進過程比較緩慢,從線性電源、相控電源發展到高頻高開電源,經歷了60年的時間。2009年以來,以DSP控制技術和IGBT整流技術為核心的全數字電源帶來了效率的突破,業界誕生了效率高于90%的UPS供電系統。但UPS的設計壽命一般是10年,在這十年的生命周期內,在線的許多UPS效率都在90%以下,說明10%以上的電能以熱量的形式耗散。看來除機房主設備以外,供電系統能效在機房的能耗問題也將發揮直接的價值,存在著巨大的節省空間。所以如何降低供電系統的能耗,已成為業界研究和關注的焦點。
云數據機房呼喚高效率UPS電源系統
UPS保障數據中心的供電穩定,但是隨著數據中心規模的不斷擴大,UPS的耗電也變得越來越多。大型數據中心功耗的增加要求UPS不斷地提升系統效率。
斯坦福大學教授Ohnathan G.Koomey的研究數據顯示,2010年全球數據中心耗電量達到了驚人的1988億KWh,約占全球發電量的1.1%至1.5%,而在大量數據中心的美國,這個比例甚至已經高達1.7% ~ 2.2%。據有關數據統計,UPS的效率從90%提高到92%,全球的數據中心一年可以省點約3億度。如此大的耗電費用支出,已經遠遠超過對基礎設施的投入。如何有效地降低數據機房的能耗,迫在眉睫。
通常情況下,IT設備或通訊設備的耗電不到機房的50%,即PUE值(總耗電與IT或者CT設備耗電之比)大于2。為了將PUE值降到1.2以下,采用冷熱通道、風道密封的精確制冷方式,輔以己二醇循環或新風系統,溫控系統節能正在如火如荼,已經取得了顯著的成果。而以UPS為代表的機房電源系統,其最高轉換效率在近10年以來一直都在90%左右,實際效率88%以下。對于一個500kW負載的數據機房,電源系統一天至少浪費的電能1400kWh以上。
華為一直致力于提供高效節能的能源解決方案,2012年全新推出的高能效UPS解決方案UPS2000-G、UPS5000-E以及UPS8000-D。華為UPS采用在線式雙變換、部件模塊化冗余設計、DSP全數字化控制,功率模塊智能休眠等先進技術,為客戶提供超高效率、超高功率密度的UPS。其供電系統效率最高可達96%,相比效率為88%的傳統UPS來說,以負載200KW計算,每年省電約16萬KW?h,以1RMB/KW?h計算,折合人民幣省電16萬RMB,三年節約的電費支出即可收回購買的UPS投資。事實上,UPS的負載率一般為30% ~ 40%,在這種情況下,傳統UPS效率低至82%左右,而華為UPS系統效率仍然可高達95%,節能效果更加明顯。華為高能效UPS解決方案,大大降低數據機房供電部分能耗,幫助客戶降低機房TCO。
單模塊18.7W/inch ?的超高功率密度契合模塊化機房新趨勢
隨著計算機技術的發展,體積更小處理更快、功能更強的高功率密度機架服務器、刀片服務器、存儲服務器應運而生。有限空間內的IT設備密度和業務量的增大帶來的是數據中心用電和熱密度的增加,高密度供電和散熱技術的不足,只能以犧牲機房的面積為代價,降低機房使用效率。目前刀片服務器的規模應用,單機架功耗從傳統的2KW ~ 3KW成倍的上升至10KW~30KW。功耗密度的快速增長對傳統機房供電系統帶來極大的挑戰。不間斷供電系統UPS的整流模塊和逆變模塊作為功率部件,其轉換效率的高低直接影響了機柜的總發熱量,傳統供電系統功率密度低可能導致電力供應不足、機房散熱不足的問題,并最終降低機房內設備運行的可靠性。因此,如何實現大功率密度供電是云數據機房必須面對的一道難題。
華為UPS聚焦于可靠、節約、智能、簡易的4S設計理念,UPS5000-E和UPS8000-D系列UPS為大型數據中心提供高質量的供電保證。華為模塊化UPS5000-E,以全模塊化設計為基礎,寬19英寸、高2m的機柜和標準的IT服務器機柜一致,使得UPS5000-E可以完美的融合于機房主設備中;單功率模塊高達40kVA/3U,功率密度高達18.7W/inch ?,業界最高,相比業界單模塊功率密度最高的30kVA/3U,同體積容量增加30%;單柜最高功率320kVA,占地僅需0.5m?;多機柜間模塊直接并聯技術支持4機柜并機,在保證系統供電穩定可靠的同時,也靈活地滿足客戶對容量的需求。UPS8000-D采用先進的DSP控制和IGBT三相整流技術,使得THDi小于3%,輸入功率因數大于0.99,極大地減少對電網的諧波污染的同時,也最大限度低降低了UPS前端線纜和空開容量的投資;UPS8000-D單機功率覆蓋200kVA到600kVA,強大的并聯技術使得UPS8000-D最多可支持8臺并聯,實現UPS電源的可靠性冗余。通過專業的系統冗余設計和布局,華為UPS為大型數據中心供電的可用性達到7個9,充分滿足數據中心設備對于供電質量的高要求。
隨著云計算、大數據的迅速發展,數據中心的建設越來越大型化、低碳節能化、高功率密度化。企業在謀求業務快速發展的同時,越來越多的受到成本節約和環境法規的限制。作為節能減排活動的重要組成部分,IT企業的綠色數據中心呼喚高功率密度、高效節能的UPS解決方案。
(審核編輯: 智匯李)
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