Центрам обработки данных необходимы резервные системы электропитания для поддержания работы в случае сбоев электросети. Доступны три основных варианта: системы ИБП, генераторы и локальная выработка электроэнергии.

Резервное питание — необходимое условие для надежности и бесперебойной работы центра обработки данных. Достигаемая надежность зависит от типа используемой системы резервного питания. Эти системы различаются по эффективности, масштабируемости и стоимости, поэтому их выбор критически важен для работы центра обработки данных.

Центрам обработки данных необходимо резервное питание, поскольку большинство из них получают электроэнергию от общественной сети, которая может выйти из строя. Перебои в электроснабжении могут возникнуть из-за обрыва проводов или недостаточного напряжения в сети, что приводит к отключениям или временным отключениям электроэнергии. Временные отключения представляют собой особую проблему летом, когда потребительский спрос на электроэнергию возрастает из-за более интенсивного использования кондиционеров.

Системы резервного питания критически важны в подобных ситуациях. Они позволяют центрам обработки данных поддерживать бесперебойную работу неограниченное время при наличии достаточной резервной мощности или обеспечивают корректное отключение ИТ-оборудования. Корректное отключение предотвращает повреждение оборудования и потерю данных, поскольку помогает избежать рисков, связанных с внезапным отключением питания серверов во время сбоев.

В этой статье мы рассмотрим основные типы систем резервного питания, доступных для центров обработки данных.

Системы резервного питания для центров обработки данных

В центрах обработки данных существует несколько вариантов внедрения систем резервного питания, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения. Ниже представлен обзор наиболее распространённых систем.

1. Источник бесперебойного питания

Источники бесперебойного питания (ИБП), оснащённые аккумуляторными батареями, представляют собой экономичный способ временного резервного питания ИТ-оборудования во время отключений электроэнергии. Они обеспечивают работоспособность серверов в течение короткого периода времени, позволяя корректно завершить работу.

Однако у систем бесперебойного питания есть существенные ограничения. Ёмкость их накопителей энергии ограничена, обычно её хватает для обеспечения работы серверов всего на несколько минут. Хотя этот короткий промежуток времени позволяет корректно завершить работу системы, он не может поддерживать её работу в течение длительного времени. 

Источники бесперебойного питания (ИБП) также не могут обеспечить питание систем охлаждения центров обработки данных. Даже если бы достаточное количество ИБП обеспечивало работу серверов более нескольких минут, перегрев быстро стал бы критическим без исправных систем охлаждения. Серверы пришлось бы отключать относительно быстро, чтобы избежать повреждений от перегрева. 

Системы ИБП лучше всего подходят для кратковременных перебоев электроснабжения или когда основной целью является контролируемое отключение во время сбоев. Для долгосрочного резервного питания необходимы другие системы.

2. Генераторы

Резервные генераторы представляют собой относительно недорогое решение для обеспечения резервного питания центров обработки данных. Подобно тому, как генераторы обеспечивают электроэнергией дом во время отключения электроэнергии, они могут поддерживать работу центра обработки данных. Однако их надежность и бесперебойность зависят от двух критических факторов: общей мощности и наличия топлива.

Мощность генераторов значительно варьируется, и масштабирование для удовлетворения энергетических потребностей крупного центра обработки данных может быть дорогостоящим. Например, генератор мощностью 1 МВт стоит около 100 000 долларов. Поскольку центры обработки данных потребляют десятки мегаватт , создание генератора достаточной мощности для обеспечения электроэнергией всего объекта может быстро стать непомерно затратным. 

Источник топлива — ещё один важный фактор. Для работы генераторов требуется стабильная подача топлива. Если генераторы не подключены к постоянному источнику топлива, например, к газопроводу, время их работы равно объёму топлива, хранящегося на объекте. 

Из-за этих ограничений генераторы не всегда являются идеальным решением для обеспечения резервного питания в центрах обработки данных.

3. Генерация электроэнергии на месте

Локальная генерация электроэнергии — наиболее надёжная альтернатива сетевому электроснабжению для центров обработки данных, но это самый дорогой вариант. Частные электростанции позволяют центрам обработки данных вырабатывать собственную электроэнергию, устраняя их зависимость от общественной сети и обеспечивая бесперебойное энергоснабжение.
Методы создания локальных электростанций включают геотермальные , топливные элементы и модульные ядерные реакторы . Однако такие технологии, как топливные элементы и модульные ядерные реакторы, остаются экспериментальными. 

Хотя локальные системы генерации электроэнергии представляют собой полноценную альтернативу электросети, они также выполняют функции резервных систем, обеспечивая часть или всю энергию, необходимую во время отключения. В зависимости от типа системы и наличия топлива, они могут работать неограниченно долго или до его полного истощения.

Хотя локальное производство электроэнергии обеспечивает непревзойденную надежность, высокие затраты и экспериментальные технологии делают его необычным для большинства центров обработки данных.

Многоцелевой подход к резервному питанию

Описанные выше варианты резервного питания не являются взаимоисключающими. Центры обработки данных часто достигают наилучших результатов, комбинируя несколько систем. Такой подход позволяет организациям адаптировать свою стратегию резервного питания к конкретным потребностям различных рабочих нагрузок и эксплуатационным приоритетам.

Например, центр обработки данных может развернуть собственную электростанцию ​​для обеспечения бесперебойного и надежного энергоснабжения критически важных рабочих нагрузок. Это гарантирует бесперебойную работу важнейших систем даже при длительных отключениях. Одновременно с этим дизельные генераторы могут обеспечивать резервное питание менее важных серверов, обеспечивая несколько дней работы. Эти серверы также могут подключаться к источникам бесперебойного питания (ИБП), что обеспечит достаточное время для корректного отключения, если время отключения превышает время работы генератора. 

Благодаря интеграции нескольких систем резервного питания центры обработки данных могут найти баланс между надежностью, стоимостью и масштабируемостью, гарантируя при этом адекватную поддержку как критически важных, так и некритических систем во время перебоев с электроснабжением.