更智能的冗余电力管理

全球计算容量在发生变化:大中小企业正在将工作负载从自己的基础设施转移到云端,被OpEx成本模式、灵活性和几乎无限增长的空间所吸引。消费者也日益使用云(有时没有意识到这点),存储从电子邮件、文档、照片到健康数据的所有内容。

随着全球需求不断增长,构成“云”的庞大网络数据中心正被推向极限。许多运营商不断地处理资源,确保能够满足每个客户的要求。

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云电力挑战

最稀缺的资源常常不是服务器或存储容量(购买比较容易),而是电力。增加数据中心的电量可能需要进行复杂、昂贵而耗时的基础设施升级。

数据中心运营商正在设法优化用电方式。已出现了更高效的冷却和湿度控制系统,使用室外空气和雨水,而不是传统的空调。现代服务器也更高效,闲置耗电量低。因此,大型数据中心现在可以获得优于1.2的电力使用效率(PUE)。

以2N数据中心为例,有一种新方法可以进一步利用现有的电力拓扑结构,因而可靠地为额外机架(以及因此的额外收入)留出余地。想了解它,不妨看一下2N冗余机制。

数据中心的2N冗余

传统的2N数据中心使用一对不间断电源系统(UPS)。每台UPS必须能够自行为数据中心的所有工作负载供电。但在大多数时候,两台UPS都投入运行,这意味着两台UPS运行时都不超过额定容量的50%。因此,只有在紧急情况下或在计划维护期间,才动用两台UPS上最多50%的剩余容量。

2N冗余还假设数据中心的一切都是关键任务系统,而且全天候运行关键任务。实际上,通常情况并非如此:比如说,测试、开发及其他非生产环境通常不需要高可用性,甚至不需要一直运行。同样,生产系统可能在某些时候才需要高可用性。

作为一应俱全的方法的一部分,始终提供全面的2N电力冗余,可以防止数据中心的大部分电力被用于别处。

因此,即使有场地装得下额外的服务器,数据中心可能也无法为其供电。

更智能的电力管理

一项开创性技术将智能软件与专用的电力控制硬件结合,现在可以将电力转换成可在整个数据中心内动态汇集的资源。

对于运营商来说,这非常重要。运营商可以放心地获取以前为了冗余用途而搁置起来的电力,因而为其他非关键工作负载留出了余地。至关重要的是,即使一台UPS不可用,运营商也可以在不影响关键任务型2N工作负载可用性的情况下做到这一点。

工作原理

SDP软件每秒从每个机架中的电力控制硬件收集数据。它利用预测分析和机器学习来处理这些数据,全面了解数据中心的总体电力需求后,为每个控制单元发送针对特定设备的电力策略。

这些策略每隔10秒发送给控制硬件,含有关于其中一个UPS不可用时该怎么办的操作说明。如果发生这种情况,电力控制硬件将自动执行以确保2N机架仍然正常运行,非关键机架则关闭。这种关闭可能立即关闭,也可能在预定义的滞留期之后关闭,以便正确地关闭或迁移工作负载。

调峰(peak-shaving)和动态冗余是采用的两种最有效的技术。

调峰

调峰允许在低用电量期间对电池充电,到时可以用来为峰值负载供电。在这种情况下,第一台UPS失去功效时,调峰可以保护第二台UPS,因为它确保第二台永远不会超容量使用。调峰暂时为系统提供了额外的电力,以便用于初始滞留期,或满足来自2N机架的短期需求增长。

动态冗余

动态冗余可以区分关键(2N)工作负载和非关键工作负载,从而应对这个形势:数据中心中的一切都需要高可用性。借助动态冗余,两台UPS都投入运行时,可以将冗余容量的一大部分用于非关键工作负载。

在这种情况下,只要一台UPS不可用,电力控制硬件就会查看它从控制软件收到的最新策略,行动起来以确保2N工作负载处于活跃状态。

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