數據中央的生長
數據中央(DataCenter)的生長從底子辦法層面可以大略分別為三個階段：
第一階段重要是園地、電源、網絡線路、通訊設置裝備擺設等底子電信資源和辦法的托管和線路維護辦事，多由電信企業提供，客戶包羅行業、大型企業等。
第二階段是90年月中后期互聯網的遍及所帶來的主機托管、網站托管等業務的快速生長，IT設置裝備擺設的會合安排和對維護的要求也相應進步。IDC成為企業IT底子辦法的焦點。
第三階段是2000年后，隨著云盤算等技能的提出與高性能IT設置裝備擺設的應用，數據中央漸漸向大型化、假造化、綠色化生長。新型數據中央接納高性能底子架構，可以實現資源的按需分派，并通過范圍化運營與多種新型節能技能來低落團體運營本錢。
據Gartner統計，停止2010年末，環球的數據中央總量為339萬個，約占環球電力消耗的1.3%.而在美國，這一比例更高，憑據美國環境掩護署的陳訴表現，2011年紀據中央能源消耗占到了美國電網總量的2%，而且還將出現每五年翻一番的態勢。另據ICTResearch統計，2012我國數據中央能耗高達664.5億度，占當年天下產業用電量的1.8%.憑據預測，到2015年我國數據中央能耗預計高達1000億度，相稱于整個三峽水電站一年的發電量。
比年來，數據中央的生長漸漸出現以下幾個趨向，限于篇幅本文對付詳細實現和技能細節不做過多先容，僅對付底子辦法尤其是與供配電體系相干的種種趨向舉行分析。
1)假造化，化繁為簡
比年來，隨著云盤算的鼓起，假造化技能漸漸成熟。辦事器假造化技能是指通過運用假造化的技能充實發揮辦事器的硬件性能，確保在企業投入本錢的同時，進步運營服從，節省能源，低落經濟本錢和淘汰空間浪費。如原來四臺20%利用率的辦事器，通過假造化資源整合，可將業務會合到一臺80%利用率的辦事器上，從而提拔資源利用率。
最新Foresight觀察陳訴表現，進步業務一連性和實現劫難規復在消耗者接納假造化的動機中排名前線，假造化文件和數據的備份、規復、快照、復制、歸檔技能已經有一個相對健全的市場。
2)底子架構，分久必合
比年來，融合底子架構成為數據中央的新趨向。所謂融合底子架構，簡樸說來是將辦事器、存儲、網絡以及辦理軟件等資源融合于一體，形成一個團體的辦理方案。和傳統的數據中央架構相比，融合底子架構沖破了存儲、盤算、網絡的界限，簡化了IT底子辦法的擺設、運維和辦理，從而收縮了用戶的擺設時間，進步了資源利用率，大大低落了企業的采購本錢。
現在，IBM、惠普、戴爾、華為、甲骨文均推出了各有特色的融合底子架構產物。預計到2017年，融合底子架構會占到環球辦事器、網絡、架談判辦事市場總開支的三分之二，市場遠景非常遼闊。而對付底層的供配電設置裝備擺設，將來也將進一步與IT設置裝備擺設舉行融合。
3)綠色節能，局勢所趨
不停上漲的能源本錢和不停增長的盤算需求，使得數據中央的能耗題目引發越來越多的存眷。在工信部公布的《關于數據中央設置裝備擺設布局的引導意見》中，指出重點推廣綠色數據中央和綠色電源，明白要求新建大型云盤算數據中央的能耗服從(PUE)值到達1.5以下，已建的數據中央通過整合、改革和升級，PUE值應降到2.0以下。2014年2月1日，上海率先頒發了海內首個數據中央能耗限額的逼迫性地方尺度，正式吹響了數據中央節能范疇的前鋒軍號。
在外洋，蘋果、亞馬遜、谷歌等公司都已積極開展數據中央的“綠色”改革，并推出很多超低PUE的數據中央，這些樂成案例為海內的綠色數據中央設置裝備擺設提供了有益的鑒戒。
數據中央供配電體系的近況
1)傳統UPS技能遠遠落伍于數據中央的生長
“硅進銅退”已成為電力電子范疇的生長趨向。在履歷了MOSFET、IGBT等功率器件的更新換代、DSP與數字電路的廣泛應用、LLC、軟開關、三電平逆變等新拓撲的漸漸成熟后，高頻化、數字化、智能化已成為電子產物的主流趨向。“銅”所代表的變壓器、濾波電感等傳統模仿電路器件正漸漸被“硅”所代表的種種單片機、控制芯片、新型半導體功率器件等數字電路器件所取代。正是“硅”的大量應用，使得電子產物體積越來越小、服從越來越高、運算速率越來越快，這一趨向在IT范疇尤為顯著，如刀片辦事器、原子路由器等。在消耗電子范疇，則表現為越來越薄的手機、越來越小的種種盒子等。而對UPS行業來說，“銅”代表的是傳統工頻UPS的斷絕變壓器，“硅”代表的是越發智能化的高頻UPS.“硅”的大量利用，使得UPS越發智能化，由于涉及到軟件的要求越來越多，UPS也已從傳統的硬件產物釀成了軟硬聯合的產物。同時，從環保的角度來看，銅是不行再生資源，而硅重要來自于沙子，儲量巨大。以是，無論從技能角度照舊從經濟本錢角度思量，“硅進銅退”都必將是UPS生長的重要趨向。
多方因素攔阻UPS技能進步。相比消耗類電子產物的快速更新換代，數據中央的供配電產物顯著進步遲鈍。這重要是由于供配電產物的“底子辦法”屬性注定了，只要不壞，客戶很少會主動舉行調換。除此之外，部門設置裝備擺設廠商出于自身長處的思量，也進一步攔阻了新技能在UPS范疇的應用。效果導致在海內新建的種種數據中央中，仍時時可以看到種種傳統工頻機的身影。
2)供電設置裝備擺設恒久低服從運轉，電力浪費嚴峻
對數據中央來說，尋求更低的PUE和運營本錢是CIO們永久的使命。由輸入變壓器和ATS開關所構成的UPS輸入供電體系，以及由UPS及其相應的輸入和輸出配電柜所構成的UPS供電體系，它們的功耗約占數據中央機房所需總功耗的10%左右。此中7%左右的功耗泉源于UPS供電體系，3%左右泉源于UPS輸入供電體系。對付大型數據中央來說，低落UPS供電消耗，可有效提拔PUE，節省電費開支。
而現實環境是，對付大部門的數據中央來說，UPS現實運行負載率都不會凌駕40%.尤其是對付可靠性要求較高的數據中央，傳統供配電體系在計劃時每每會接納2N架構，UPS現實運行負載率乃至還不到20%.而對付大部門傳統UPS來說，在20%負載率左右的現實服從廣泛低于85%.以是，在數據中央現實運營中，大部門UPS都在恒久低服從的運行，電費浪費環境嚴峻。據測算，對付200kW的小型數據中央而言，要是能將UPS現實運行服從提拔到95%以上，每年僅電費就可節省30萬元。
3)傻大笨重，安置維護困難
傳統工頻UPS一樣通常接納塔式布局，其內置變壓器每每導致UPS體積巨大、笨重，運輸安置困難。對付大功率UPS，每每會由于超重而不得不接納大型工程機器來舉行吊裝，要是運輸通道過窄，乃至還必要砸開機房墻壁舉行搬運。以是一旦初期安置完成，根本很難再舉行擴容。但對付業務快速生長的企業尤其是互聯網企業來說，將來的不確定性每每要求底子設置裝備擺設也同樣具備隨需擴容的本領，傳統的UPS顯然無法滿意這一訴求。騰訊微模塊觀點的提出、HVDC的大量應用，無疑都是對快速設置裝備擺設、快速擴容、快速維護這一趨向的表現。
比年來云盤算的敏捷鼓起，假造化技能的大量應用，使得種種應用與IT硬件設置裝備擺設進一步解耦。與此同時，自制好用的X86辦事器漸漸取代傳統小型機，模塊化的架構計劃也早已成為IT設置裝備擺設的廣泛趨向。“即插即用、壞了就換”的維護模式，使得對IT運維職員的數目和本領要求進一步低落。而傳統的塔式UPS，一旦破壞就必須停機由專業職員舉行維護，維護用度奮發、規復時間漫長，妨礙的UPS恒久運行在旁路模式的同時也使得業務停止的危害大幅增長。傳統塔式UPS已經成為制約數據中央穩固運營的瓶頸。
數據中央必要什么樣的UPS
起首應該認可，不偕行業對UPS的認知與應用仍存在巨大差別。種種方案的應用也因人而異，并無同一尺度。但是在包管可靠供電的條件下，筆者以為將來的數據中央將會在以下幾個方面對供配電體系提出更高的要求。
1)起首是“快”，即快速設置裝備擺設、快速擴容。
現在在數據中央的設置裝備擺設方法上，模塊化的理念已漸漸被各人所擔當。無論是模塊化數據中央照舊集裝箱數據中央，都是這一理念的詳細實現。模塊化UPS同樣符合這一理念。要是僅從團體擺設速率來看，模塊化UPS和塔式UPS差別并不大。但要是從后期擴容方面以及初期投資方面，模塊化的上風都非常顯著。起首，按需擴容的功率模塊，更符合業務生長的必要。尤其是對付均勻壽命只有3到5年的互聯網企業，誰能早一天完成擺設，早一天實現擴容，就能早一步贏得客戶，早一步占據市場。相比傳統塔式UPS一到兩周的安置時間，模塊化UPS只需幾分鐘即可完成擴容。其次，貿易競爭日趨猛烈，市場環境幻化莫測，以及將來生長的不確定性都要求CEO們必須在恒久計劃與初期投入之間探求最符合的均衡點。模塊化的布局只必要預留符合空間，而不需一次性投入，將來可憑據業務生長分批分期投入，顯著低落企業運營危害。對客戶而言，無論是自建照舊出租，模塊化UPS都更得當企業的將來久遠生長。
2)其次是“易”，即易用性、高可用性。
相比傳統數據中央為包管可靠性而計劃的龐大的Tire4架構、2N體系，旁路模式、市電直供+UPS備份等等“不行思議”的方案正在被互聯網巨擘們接納。正是假造化的技能實現，使得互聯網企業從尋求單純的供電可靠性釀成了更看重以快速維護代表的可用性。
因此UPS也要向IT設置裝備擺設一樣易維護。這對UPS有兩點要求：1、產生妨礙不克不及影響業務運行，即不影響正常電力提供;2、產生妨礙后要方便維護，最好運維職員可自行維護而無需接洽廠家。顯然，模塊化UPS最符合這一要求。無論是交換模塊化UPS照舊直流模塊化UPS(高壓直流)都表現出了更高的可用性和易維護性。
3)然后是“省”，即節省。
省空間：現在的中小型數據中央大多設置裝備擺設在寸土寸金的樓宇之間，高密度不停是IT設置裝備擺設的廣泛尋求，如刀片式辦事器。更高功率密度，體積越發小巧的UPS可以大概為用戶節省更多空間，對提供出租辦事的企業來說，則意味著可以擺設更多的IT設置裝備擺設用于租賃;另一方面，如前文所述，底子辦法架構融合，已成為數據中央生長的趨向之一，而更高功率密度的UPS將更方便地與辦事、存儲等IT設置裝備擺設實現一體化擺設，現在各主流廠家均已推出了這種一體化產物。
省電費：奮發的電費開支，也使得用戶更青睞高服從的UPS，由于高服從UPS除自己消耗更低之外，還能低落制冷方面的能耗開支。有一點必要指出的是，固然大多數廠家都宣稱可提供高效UPS，但負載率的影響仍舊要思量。對大部門數據中央而言，UPS的現實負載率不會凌駕30%(新建數據中央乃至只有10%)，而隨著假造化技能的實現，CPU利用率上升之后，UPS的現實負載率一樣通常也不會凌駕40%(以1+1體系為例)。因此只有在低負載率(20%~40%)也能做到94%以上高效的UPS才最符合數據中央的現實需求。
除此之外，現在的主流辦事器由于大量接納PFC校正電路，其輸入功率因數已廣泛凌駕0.9.這就要求為其供電的UPS同樣應能提供0.9乃至更高的輸出功率因數，不然為了立室這些辦事器，用戶將不得不采購更多的UPS.好比，按理論盤算(不思量冗余等現實環境)，10臺500VA/450W(功率因數0.9)的辦事器，其總功耗為5KVA/4.5KW，只需采購一臺5KVA輸出功率因數大于0.9(輸出功率大于4.5KW)的UPS即可。而要是UPS功率因數為0.8乃至更低，則必要兩臺5KVA的UPS.
末了是“智”，即智能化。
險些全部的UPS廠商都宣稱可提供智能化的設置裝備擺設。但現在的智能化重要照舊會合在UPS自己的技能層面，或網管方面。面對IT與CT行業屢見不鮮的新理念、新產物，尤其是比年來陪同移動互聯網而出現的智能終端、可穿著設置裝備擺設，UPS行業的“智能化”顯然還不敷智能。那么將來十年，將有哪些方面會出現突破?
①能耗精致化辦理
現在辦事器芯片已可以通過在空閑時封閉部門功效來實現低落能耗，而辦事器電扇的轉速可調也已經大量應用，這些都為L1層供配電設置裝備擺設與L2層IT設置裝備擺設的聯動與同一降耗提供了方便。隨著傳感器的大量應用，機房內的局部環境與用電環境已經可以被輕松獲取，一個包羅了機房內部物理生態體系(供配電體系、溫控體系、IT設置裝備擺設等)與機房外部天然生態體系(電網信息、景象信息、用戶利用信息等)的綜合能耗辦理體系已經初見雛形，一些互聯網巨擘以此為底子通過機器學習技能將終極實現整個數據中央的自我優化與瓦特級的能耗辦理。
②信息處置處罰與代價發掘
UPS作為網元之一，將與配電柜、空調實現聯動。作為電網與設置裝備擺設之間的前言，作為被辦理的網元之一，包羅UPS在內的供配電體系自己將負擔更多的信息網絡與處置處罰的功效，電網數據、負載數據，都將是將來的有效信息，通過數據分析，它將為用戶刻畫出一副數據中央的團體用電圖譜，客戶可以快速的盤問到相干信息，如最耗電的辦事器、用電的周期紀律等;而互聯網大數據技能的應用，將會進一步發掘這些信息的代價，現在已有一些互聯網企業開始投入研究，信賴在不久的將來，以UPS為主的供配電體系很大概從純粹的消耗性設置裝備擺設釀成可以大概提供利潤的生產性設置裝備擺設。
③物聯網技能應用
隨著移動通訊技能的進一步遍及，萬物互聯的期間已經到來。網管APP、移動式運維、主動化維護將漸漸取代傳統的運維方法。假想一下，位于內蒙古某太陽能發電站相近的數據中央，機房中空無一人。千里之外的北京，某公司IT維護職員打開手機，發明網管體系給出告警“12#UPS負荷已凌駕預期”，體系主動追蹤后發明某幾臺辦事器用電量大幅上升，緣故原由是辦事器上運行的某款游戲用戶數目暴增。這時體系給出了兩個選擇：“1、啟動備用供電模塊(將增長體系電費65元/天)”和“2、遷徙部門應用到453#空閑辦事器(將增長體系電費32元/天)”。網管體系則憑據選擇主動開啟供電模塊或辦事器。除了對數據中央的一樣尋常辦理，物聯網技能的應用，還將帶來設置裝備擺設維護方法的厘革。如設置裝備擺設壽命預測、妨礙防備、妨礙處置處罰等。用戶會像在淘寶購物一樣憑據網管體系的提示購置相應的維護產物，并長途授權廠家維護職員前去妨礙所在舉行維護，而單板級的空間定位體系則可以引導維修職員快速調換妨礙部件。
設置裝備擺設日益智能化的同時，隨之而來的信息寧靜題目也不克不及輕忽。傳統用戶每每以為病毒、黑客都是只有互聯網才會遇到的倒霉事，對付“純硬件”的供配電體系來說，可以不消過于擔心。但隨著移動互聯網與智能化技能的遍及，底子辦法必將被納中計絡辦理體系，以是同樣也碰面對種種網絡寧靜的危害。如前段時間曝出的OpenSSL“心血”毛病，評釋部門UPS網管體系就大概會存在泄漏用戶賬號暗碼的危害。即即是黑客們不克不及通過網管體系來封閉UPS(部門小容量UPS確實具備長途封閉辦事器的功效)，而僅僅是轉變一些要害參數，也大概會對整個供電體系造成嚴峻影響。
由此可見，高服從、智能化的模塊化UPS顯然更符合將來數據中央生長的要求。據相識，現在模塊化UPS年市場增長率凌駕6%，預計將來將會凌駕10%.而在近來竣事的中移動集采中，模塊化UPS作為獨立標段，已占據120kVA以上容量段凌駕14%的采購份額。在電信行業，高頻化、模塊化已經成為UPS采購的主流趨向。
UPS行業的機會與挑釁
傳統的數據中央面對轉型。當前很多企業都是根據90年月尺度設置裝備擺設的數據中央，在體系的可靠性、能耗辦理和制冷體系等方面都不克不及滿意業務生長的必要，也使得企業面對高能耗和高運營本錢的題目。現在很多數據中央的運營者和擁有者都開始操持大概正在舉行數據中央的升級改革計劃。陪同著大量數據中央的擴容與遷徙，對UPS的需求將會加大。這對UPS行業來說，無疑是個好消息。
但傳統UPS廠家可不要開心的太早。與此同時，更具顛覆性的挑釁則來自于互聯網巨擘們。相比傳統企業數據中央，互聯網行業生長迅猛，對數據中央的需求也越恐慌迫。互聯網企業每每通過自建、租用、團結設置裝備擺設等方法大范圍擺設數據中央，由于沒有老舊設置裝備擺設的拖累，他們每每更樂于接納開始進的技能。在海內，騰訊通過微模塊數據中央實現批量擺設與快速設置裝備擺設，而供電體系則接納HVDC的模塊化計劃來掙脫對傳統UPS的依賴。在百度，IT工程師們乃至接納傳統數據中央不敢實驗的市電直供+UPS備份的情勢來給辦事器供電。而在外洋，谷歌的做法越發激進，他們揚棄了傳統的供電體系，轉而接納新型的自帶電池的定禮辦事器來淘汰對傳統UPS體系的依賴。為了尋求高效、彈性、按需擺設、快速擴容，互聯網企業的工程師們無所不消其極。
|
