數(shù)據(jù)中心所需的電源功率容量分析

    不論何種規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，在準(zhǔn)備提高其環(huán)境容量前，都必須首先進行需求評估。需求評估基本可以確定由IT設(shè)備負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)應(yīng)用的可用性需求。可以將時間不緊迫或分批處理性質(zhì)的業(yè)務(wù)流程的負(fù)載功率和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置為“N”配置，沒有內(nèi)部冗余提高可用性。時間緊迫的工作可能需要關(guān)鍵組件系統(tǒng)中有某種程度的冗余，使用“N+1”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置。每個關(guān)鍵系統(tǒng)元件都有一個冗余設(shè)備，這樣如果某個單元出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍然可以維持IT關(guān)鍵負(fù)載的正常運行。要求絕對可用性(7x24)的最關(guān)鍵數(shù)據(jù)中心應(yīng)用環(huán)境應(yīng)使用2N拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這樣關(guān)鍵系統(tǒng)就擁有完全冗余。雖然某個關(guān)鍵系統(tǒng)會出故障，但是另一系統(tǒng)會保持負(fù)載的正常運行。這也提供了某種程度的可同步維護性，可以在另一系統(tǒng)承擔(dān)負(fù)載時對該系統(tǒng)進行維護。 

    無論實際UPS系統(tǒng)設(shè)計是何種配置（N、N+1、2N），其核心問題都是如何為關(guān)鍵負(fù)載提供充足電力并對其進行冷卻，必須得到很好解決。對所需容量估計不足可能會導(dǎo)致將來被迫中斷電力以增加容量，而估計過高則會導(dǎo)致額外的初始安裝成本以及高額的運行維護費用。 

    確定支持?jǐn)?shù)據(jù)中心所需的電源功率容量 

    大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都位于大型建筑物內(nèi)。建筑物的一部分會專門作為數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)機房，本文介紹的確定電源功率的步驟會有助于估計這部分建筑所需的電源功率。在計算功率容量需求時，穩(wěn)定狀態(tài)功率和峰值功率之間的差值十分關(guān)鍵。

    如果所安裝的空調(diào)系統(tǒng)、制冷機或備用發(fā)電機等關(guān)鍵組件需要共用或需要為數(shù)據(jù)中心之外的設(shè)施提供負(fù)載，估算系統(tǒng)容量需要咨詢工程師進行更為全面而復(fù)雜的分析。 

    關(guān)鍵負(fù)載 

    不論是單機架環(huán)境還是完整規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，正確規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的第一步就是確定要為其供電并提供保護的關(guān)鍵負(fù)載大小。關(guān)鍵負(fù)載是指構(gòu)成IT業(yè)務(wù)架構(gòu)的所有IT硬件組件：服務(wù)器、路由器、計算機、存儲設(shè)備、通信設(shè)備等等，還包括保護它們的安全系統(tǒng)、消防和監(jiān)控系統(tǒng)。這個過程首先需要列出所有這些設(shè)備，包括它們的銘牌額定功率、電壓要求以及是單相設(shè)備還是三相設(shè)備。然后必須調(diào)整銘牌信息以反映預(yù)期的真實負(fù)載。銘牌功率需求是指該產(chǎn)品在美國新產(chǎn)品承諾實驗室(Underwriter’sLaboratory)要求的最壞情況下的功率消耗數(shù)值，在絕大多數(shù)情況下，該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)期的運行功率水平。著名工程咨詢公司和電源制造商的研究顯示，大多數(shù)IT設(shè)備的銘牌額定值至少超出實際運行負(fù)載33%。美國國家電氣標(biāo)準(zhǔn)(NEC)和類似的國際規(guī)范組織都已認(rèn)識到這一事實，允許電氣系統(tǒng)設(shè)計者累加預(yù)期負(fù)載的銘牌數(shù)據(jù)，再乘以不同的系數(shù)，來估計并非所有設(shè)備都滿負(fù)荷運行的情況。另外，還可以使用高級估算器。諸如此類的計算器收集了各家制造商的功率消耗數(shù)據(jù)，并進一步指定不同的設(shè)備配置。 

    IT專業(yè)人員可以根據(jù)“品牌”配置服務(wù)器的典型機架構(gòu)造。該工具在后臺運行，可以累加給定服務(wù)器配置內(nèi)每個組件的已知功率需求。例如，如果用戶指定某臺服務(wù)器，就會要求在此框內(nèi)記錄CPU的數(shù)量和其他詳細(xì)信息。用戶輸入信息后，UPS選擇器會計算機架所需的總功率。工具還包括了有關(guān)制造商推薦的輸入電壓和電源插頭的重要信息。 

    有了組成關(guān)鍵負(fù)載的預(yù)期組件列表，通過使用估算計算器就可以得到基本負(fù)載。對于計算器中沒有列出來的IT設(shè)備以及消防、安全和監(jiān)控系統(tǒng)的功率需求，應(yīng)使用下列步驟： 

    A.累加預(yù)期負(fù)載的銘牌功率。如果設(shè)備上沒有列出功率，可以將電流（安培）和設(shè)備電壓相乘得到VA值，該值近似等于設(shè)備消耗的功率。 

    B.將預(yù)期的VA數(shù)乘以0.67以估計關(guān)鍵負(fù)載的實際功率（以瓦計）。 

    C.將這個數(shù)字除以1000就得到預(yù)期關(guān)鍵負(fù)載的千瓦級(kW)負(fù)載數(shù)值。■