مراكز البيانات هي "مصانع" الاقتصاد الرقمي الجديد. تلعب خدمات تكنولوجيا المعلومات التي تعمل على أساسها دورًا متزايد الأهمية في أنشطة الشركات والمؤسسات. في كثير من الحالات ، يصبحون أساس الإنتاج والعمليات التجارية. لذلك ، يعتمد نجاح الشركة في السوق على التشغيل الموثوق والفعال لمركز البيانات. والمشاكل والانقطاعات في مثل هذا العمل محفوفة بالخسائر المالية الجسيمة.
بالإضافة إلى الموثوقية ، تعد كفاءة الطاقة من السمات الرئيسية لمراكز البيانات الحديثة. يحظى هذا المؤشر باهتمام متزايد. ليس من المستغرب ، لأنه في نهاية عام 2017 ، تبين أن إجمالي استهلاك الطاقة لجميع مراكز البيانات في العالم قابل للمقارنة مع استهلاك الطاقة في روسيا. وهذا حوالي 800 تيراواط ساعة. تتطور صناعة مراكز البيانات باستمرار ، فهي تستهلك المزيد والمزيد من الطاقة. وفقًا للتقديرات ، فإن الزيادة السنوية في سعة مركز البيانات في العالم هي 8-12٪. في روسيا ، الوضع مشابه.
لا يؤدي استخدام التقنيات الخضراء إلى توفير الكهرباء فحسب ، بل يقلل أيضًا من تكلفة المعدات الهندسية اللازمة لتشغيل مركز البيانات. كلما انخفض مستوى الطاقة التي يستهلكها مركز البيانات ، كلما قلت تكلفة الدفع مقابل إمدادات الطاقة غير المنقطعة وأنظمة تكييف الهواء وعناصر أخرى من البنية التحتية الهندسية.
لتقييم كفاءة الطاقة في مركز البيانات ، يتم استخدام مؤشر PUE (كفاءة استخدام الطاقة) الذي اقترحته Green Grid. يتم تعريفه على أنه نسبة إجمالي الطاقة الكهربائية التي يستهلكها مركز البيانات إلى الطاقة التي تستهلكها مباشرة معدات تكنولوجيا المعلومات. نعطي مثالا. إذا كان مركز البيانات يتلقى 2 ميجاوات من الطاقة من التيار الكهربائي ، ووصل 1 ميجاوات فقط إلى معدات تكنولوجيا المعلومات ، فإن PUE لهذا المرفق سيكون 2. إذا كان من الممكن تقليل "النفقات العامة" وإحضار 1.5 ميجاوات إلى معدات تكنولوجيا المعلومات ، فعندئذٍ سينخفض PUE إلى 1.33 (2 / 1.5 = 1.33). كلما انخفضت قيمة PUE ، زادت كفاءة استخدام الطاقة.
وفقًا لمنظمة Uptime Institute ، في عام 2007 ، كان متوسط PUE لمراكز البيانات 2.5. في عام 2018 ، انخفض هذا الرقم إلى قيمة 1.58. علاوة على ذلك ، هناك مراكز بيانات يكون فيها PUE عند مستوى 1.1 أو حتى أقل. مثالي عند PUE = 1. لكن من الناحية العملية ، لا يمكن تحقيق ذلك ، لأن كفاءة المعدات الهندسية ، مثل UPS ، لا يمكن أن تساوي 100 ٪.
هناك طرق مختلفة لتحسين كفاءة الطاقة (تقليل PUE). نظام التبريد هو أحد أكثر أنظمة مراكز البيانات الحديثة كثافة في استهلاك الطاقة. يمكن أن يقلل استخدام تقنيات التبريد المجانية (التبريد المجاني) بشكل كبير من تكاليف الطاقة للتبريد. جوهر التبريد الحر هو تطبيق لتبريد الهواء الخارجي البارد. يمكن تغذية هذا الهواء مباشرة من خلال نظام المرشح إلى غرف الخادم (التبريد الحر المباشر) أو ، بالمرور عبر المبادلات الحرارية ، تبريد الهواء المتداول داخل مركز البيانات (التبريد الحر غير المباشر). من الواضح أن الحد من PUE يتم تسهيله عن طريق استخدام وحدات UPS بكفاءة أعلى ، بالإضافة إلى تقليل الخسائر أثناء نقل الكهرباء - عندما يتم توفير الطاقة لمعدات تكنولوجيا المعلومات عبر الكابلات أو قضبان التوصيل.
لزيادة كفاءة الطاقة ، ليس من الضروري إنفاق مبالغ كبيرة على شراء معدات جديدة ذات كفاءة أعلى. هناك العديد من الوصفات لتحديث المرافق القائمة مع الحد الأدنى من الاستثمار. على سبيل المثال ، يمكنك إغلاق الفتحات في الخزانات من أجل القضاء على تسرب الهواء البارد ، وعزل الممر الساخن أو البارد ، وتحسين وضع الخوادم في الخزانات ، على سبيل المثال ، عن طريق نقل خادم محمّل بكثافة إلى رف تبريد ، إلخ.
ولكن من أجل القيام بهذا العمل ، من الضروري ، أولاً وقبل كل شيء ، الحصول على معلومات حول استهلاك الطاقة الحالي. ليس من الصعب قياس إجمالي استهلاك مركز البيانات (البسط عند حساب معامل PUE) - لهذا يكفي تثبيت أجهزة القياس المناسبة على مدخلات لوحات التوزيع الكهربائية. ولكن من أجل الحصول على المقام ، من الضروري قياس استهلاك الطاقة مباشرة في الأماكن التي يتم فيها توصيل معدات تكنولوجيا المعلومات ، أي في الرفوف. وهذا يتطلب تثبيت كتل توزيع PDU مع وسائل للتحكم في استهلاك الطاقة (تسمى وحدات PDU أيضًا ذكية). ضع في اعتبارك قدرات هذه الأجهزة على سبيل المثال معدات شركة PDU eXpert الإنجليزية.
تقوم PDU eXpert بتطوير وتصنيع مجموعة واسعة من منتجات PDU: من وحدات بسيطة غير ذكية مع عدد مختلف من المقابس من أنواع مختلفة إلى وحدات ذكية من خط KWX.
تتوفر كتل عائلة KWX-N في أربعة إصدارات:
- توفر طرازات N1 تحكمًا عامًا في الطاقة المارة عبر وحدة PDU بالكامل ، بما في ذلك إجمالي التيار (A) ، جهد الدخل والإخراج (V) ، وإجمالي استهلاك الكهرباء (kW * h) من قبل جميع الأجهزة المتصلة بوحدة PDU ؛
- تختلف نماذج N2 عن نماذج N1 من حيث أنها تسمح بالمراقبة على مستوى كل منفذ منفرد. إنها تجعل من الممكن الحصول على بيانات حول استهلاك الطاقة للأجهزة الفردية المتصلة بوحدة PDU ؛
- تحتوي أجهزة N3 على جميع الوظائف نفسها الموجودة في طرازات N1 ، ولكنها تسمح أيضًا للمستخدم بتشغيل وإيقاف المقابس الفردية عن بُعد. قد يكون هذا مناسبًا لخدمة مجمعات تكنولوجيا المعلومات ، على سبيل المثال ، عندما تحتاج إلى إعادة تشغيل الخادم عن بُعد ؛
- أخيرًا ، توفر أكثر نماذج N4 وظيفية القدرة على مراقبة المنافذ الفردية (مثل N2) وتشغيلها / إيقافها عن بُعد (مثل N3). هم في الطلب في الحالات التي تكون فيها متطلبات التحكم والصيانة عن بعد قصوى.
تتضمن عائلة KWX أيضًا الأجهزة "المتقدمة" مع وظائف ABP. إن أجهزة سلسلة KWX-ATS (مفتاح التحويل التلقائي) ، بالإضافة إلى قدرات PDU الذكية ، تتمتع بمدخل احتياطي تلقائي (ATS) ووظائف بدء تشغيل متسلسلة. أنها توفر التبديل التلقائي بين مصادر الطاقة الأولية والاحتياطية دون انقطاع إمدادات الكهرباء للحمل. في حالة عدم توفر مصدر التيار الرئيسي ، سينقل KWX-ATS الحمل إلى مصدر النسخ الاحتياطي ، ويستغرق التبديل 8 مللي ثانية. الجهاز قادر على العمل في درجات حرارة تصل إلى +55 درجة مئوية ، مما يسمح بوضعه في الممر الساخن لغرف الخادم.
بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي خط إنتاج eXperts KWX-ATS PDU على مراقبة بيئية مدمجة. يمكن توصيل أجهزة الاستشعار المتصلة بالجهاز بسلسلة - حتى ثمانية أجهزة استشعار. يمكن أن يكون كاشفات درجة الحرارة أو الرطوبة أو الدخان أو الماء. لزيادة مستوى الأمان ، يمكن استخدام مصراع الباب ومستشعرات الأشعة تحت الحمراء. يتم توفير المراقبة البيئية من خلال واجهة تحكم برنامج ملائمة ، وبمساعدة حسابات المستخدم التي يتم إدخالها أيضًا ، يتم تعيين قيم العتبة وتكوين إشارات التنبيه.
يتميز برنامج التحكم KWX-ATS بواجهة ملائمة توفر وصولاً سهلاً للتحكم في الجهاز الرئيسي ، بالإضافة إلى عبيد ATS-PDU المتصلة (حتى ثلاثة أجهزة في السلسلة). من خلال هذه الواجهة ، يمكنك مراقبة استهلاك الكهرباء الحالي وتعيين قيم الحد. في حالة تجاوز القيم الحدية ، يتم تشغيل الإشارات المرئية والصوتية تلقائيًا. يمكن إرسال رسائل التحذير عبر الرسائل القصيرة أو البريد الإلكتروني إلى مستخدمين محددين.
من خلال الجمع بين وظائف وحدة PDU الذكية ونظام الإدخال الاحتياطي التلقائي ومراقبة البيئة والتحكم في الوصول ، يمكن أن تكون KWX-ATS الحل المثالي لمركز بيانات صغير. ووجود نظام تحكم قوي في Symbiosis في مجموعة منتجات PDX eXpert يجعلها أداة فعالة لمركز بيانات كبير وحتى مجمع من عدة مراكز بيانات. بالمناسبة ، يدعم برنامج Symbiosis كلا الجهازين اللذين تم تصنيعهما بواسطة eXpert PDUs و PDUs من Raritan و APC (Schneider Electric) و Eaton وغيرها من الشركات ومختلف أجهزة تكييف الهواء وأجهزة الاستشعار.
دعنا نلقي نظرة على مثال لكيفية استخدام أجهزة KWX-ATS لزيادة كفاءة الطاقة في مركز البيانات ، مع تجنب التكاليف الإضافية لترقيته. افترض أنك بحاجة إلى تثبيت عدة خوادم جديدة في مركز بيانات يعمل. إن توفر المعلومات حول الاستهلاك الحالي للطاقة للمعدات المثبتة بالفعل سيجعل من الممكن تحديد الخزانات التي يوجد بها احتياطي طاقة لتوصيل المعدات الجديدة. سيتيح استخدام وظيفة مراقبة بيئة العمل معرفة مكان درجة الحرارة الأدنى ، مما يعني وجود موارد كافية لتبريد معدات إضافية. بمقارنة هذه البيانات ، يمكنك اختيار أفضل مكان حيث يمكنك تثبيت خوادم جديدة دون ترقية أنظمة التبريد والطاقة الموجودة. اتضح أنك تضيف حملًا على تكنولوجيا المعلومات دون زيادة سعة نظام التبريد ، مما سيقلل من معامل PUE.
لكن الأمر لا يتعلق فقط بتحسين استهلاك الطاقة. في حالة عدم وجود معلومات حول استهلاك الطاقة الحالي ، يمكنك اتخاذ قرار خاطئ بشأن اختيار رف لخوادم الاستضافة. يمكن أن يستند هذا القرار ببساطة إلى البيانات المتعلقة بتوفر المساحة الخالية على الرف. ولكن إذا تم تثبيت خوادم عالية التحميل على الحامل ، فمن الممكن أن تتجاوز إضافة جهاز آخر الحد المسموح به ، مما قد يؤدي إلى فصل هذا الحامل عن نظام الإمداد بالطاقة.
في حالة استخدام KWX-ATS ، يتم التخلص من مثل هذا السيناريو السلبي عمليًا. تتيح هذه الأجهزة الاستخدام الأكثر فعالية للموارد باهظة الثمن لأي مركز بيانات ، مثل الكهرباء والهواء البارد والأماكن المادية في الرفوف. بالإضافة إلى ذلك ، ستضمن وظائف ATS التحويل الموثوق لمعدات تكنولوجيا المعلومات إلى مصدر النسخ الاحتياطي. لذا فإن KWX-ATS ليست الكفاءة فحسب ، بل أيضًا موثوقية عالية.
هذا أمر مفهوم وتقدير جيد من قبل الشركات الرائدة حول العالم التي تستخدم بنشاط معدات KWX-ATS. على وجه الخصوص ، تم تثبيت هذه الحلول التقنية في مجمعات تكنولوجيا المعلومات الخاصة بها من قبل
شركة أرامكو للنفط من المملكة العربية السعودية.
قامت Hostdime ، وهي مزود خدمة مركز بيانات تجاري ، بتجهيز جميع مرافقها في البرازيل والمملكة المتحدة والولايات المتحدة بهذه الأجهزة.
من بين أسباب استخدام KWS-ATS ، يميز العملاء التشغيل المتواصل لمعدات تكنولوجيا المعلومات - كما ذكرنا سابقًا ، فإن التبديل من مصدر الطاقة الرئيسي إلى وحدة النسخ الاحتياطي يستغرق 8 مللي ثانية بدون ألم للمعدات - بالإضافة إلى التوازن الممتاز
السعر والجودة. على سبيل المثال ، يحتوي طراز KWX-ATS32A1H1 على مخرج واحد 32 أمبير ، حيث يتم توصيل وحدة قاعدة PDU 48 مقبس - توفر هذه الحزمة توفيرًا كبيرًا في التكلفة.