Мониторинг и измерение электропитания: как понимание энергопотребления может привести к большей эффективности ЦОД

Руководители ЦОД постоянно сталкиваются с задачей обеспечения повышенного уровня мощности в последовательно сокращающихся пространствах. Это нужно добиться, соблюдая при этом бюджетные ограничения, поддерживая критически важные уровни как безотказной работы, так и надежности, а также снижая нагрузку на существующие инфраструктуры ЦОД. Эта, казалось бы, невыполнимая задача становится возможной только при правильном подходе к контролю мощности на уровне розетки, автоматического выключателя и ввода. К сожалению, слишком много компаний выбирают для центров обработки данных решения, в которых используются устаревшие подходы для мониторинга энергопотребления, которые не могут предоставить необходимые данные, оповещения и средства защиты от сбоев, необходимые для создания масштабируемой, надежной и гибкой ИТ-инфраструктуры.

В статье рассмотрено, как можно эффективно использовать решения по мониторингу энергопотребления для удовлетворения вышеупомянутых требований, одновременно предоставляя ИТ-среду, которая способна достичь растущих целей бизнеса, использования, регулирования и финансирования.

Где измерять энергопотребление

В каждом центре обработки данных есть несколько мест, где можно и нужно измерять энергопотребление. Неспособность точно измерить данные о мощности в следующих точках может привести к незапланированным отключениям, снижению эффективности работы и увеличению затрат.

1. Ввод питания в ЦОД. Для автономного объекта измерение эффективности потребления электроэнергии центра обработки данных обычно является простой задачей. Однако слишком часто центры обработки данных занимают один этаж в здании. В последнем случае следует организовать измерение для этажа, чтобы точно измерить общую мощность, потребляемую ЦОД.
2. Источник бесперебойного питания (ИБП). Для ИБП необходимы измерения. В случаях, когда ИБП обеспечивает питание только ИТ-оборудования, их можно использовать в качестве показателя для расчета жизненно важной эффективности потребления электроэнергии. Имея это в виду, важно отметить, что ИБП также может обеспечивать питание стоечного охлаждающего оборудования ЦОД, а это означает, что необходимо учесть дополнительные соображения, прежде чем использовать данные в расчете эффективности потребления электроэнергии.
3. Измерения на уровне щита и этажа. Этажный PDU обеспечивает важный мост управления между основным источником питания здания и различными стойками с оборудованием в ЦОД. Каждый PDU может обрабатывать большее количество энергии, чем обычный удлинитель, и обычно обеспечивает питание нескольких стоек с оборудованием.
4. Измерение мощности на уровне стойки. Измерения на уровне стоечных PDU позволяют измерить мощность, потребляемую конкретными стойками.
5. Измерения на уровне отдельной розетки. Необходимо измерять потребляемую мощность на уровне отдельных розеток стоечного PDU/ Для измерения потребляемой мощности на уровне розетки для повышения эффективности и увеличения времени бесперебойной работы можно использовать интеллектуальные PDU.

Как в ЦОД собираются данные о мощности?

Измерение и мониторинг данных о мощности жизненно важны для работоспособности ИТ-инфраструктуры ЦОД.

Без этих жизненно важных измерений ЦОД столкнутся с более высоким уровнем отказов оборудования, увеличением времени простоев, более высокими затратами, а в некоторых случаях и с потенциальным ущербом для имеющейся ИТ-инфраструктуры. Чтобы избежать этих проблем ЦОД могут развернуть следующие решения для эффективного мониторинга потребляемой мощности и уровне розеток, автоматических выключателей и ввода.

Базовые PDU

Базовые PDU — это доступная и проверенная технология. Обычно они представляют собой удлинители, изготовленные из высококачественных компонентов, и могут использоваться для правильного распределения напряжения и тока на несколько розеток одновременно. Недостатком базовых PDU является отсутствие приборов, необходимых для обеспечения мониторинга мощности. Кроме того, базовыми PDU нельзя управлять дистанционно.

Интеллектуальные PDU

Интеллектуальный стоечный PDU — это устройство с возможностью удаленного доступа и управления. Он обеспечивает мониторинг мощности как на уровне PDU, так и на уровне отдельной розетки. Кроме того, конструкция предусматривает выдачу оповещений о достижении пороговых значений, так что руководители ЦОД могут более эффективно отслеживать состояние ЦОД в целом, как на месте, так и дистанционно. Эти устройства мониторинга мощности с разнообразными настройками также имеют функции дистанционного включения/выключения, управления розетками, анализа параметров окружающей среды в реальном времени и возможность легкой интеграции с существующими серверами каталогов.

Для мониторинга мощности в ЦОД предлагаются четыре типа интеллектуальных PDU:

1. PDU с измерением по устройству целиком.
   PDU этого типа измеряют потребляемую мощность на уровне устройства в целом. Собранные данные отображаются локально и передаются по защищенной сети.
2. PDU с измерением по отдельным розеткам.
   Интеллектуальные PDU такого типа обладают теми же возможностями, что и PDU с измерением по устройству целиком, а также обеспечивают измерения по отдельным розеткам. Собранные данные отображаются локально и передаются по защищенной сети.
3. PDU с управляемыми розетками.
   Интеллектуальные PDU такого типа обладают теми же возможностями, что и PDU с измерением по устройству целиком, а также позволяет авторизованным пользователям безопасно включать и выключать розетки дистанционно. Благодаря дистанционному включению/выключению можно экономить электроэнергию, проще и эффективнее перезагружать устройства, восстанавливать работу служб после отказа, предотвращать несанкционированную инициализацию и минимизировать пусковые токи.
4. PDU с управляемыми розетками и измерением по отдельным розеткам.
   В интеллектуальных PDU такого типа сочетаются все вышеупомянутые возможности как PDU с управляемыми розетками, так и PDU с измерением по отдельным розеткам. Для большинства ЦОД интеллектуальные PDU являются оптимальным решением для мониторинга мощности с целью снижения затрат, повышения энергоэффективности, улучшения доступности и управления существующими ресурсами ЦОД в целом.

Средства мониторинга распределительных линий и измерение нагрузки отдельных устройств

Средства мониторинга распределительных линий крайне важны для эффективного измерения энергопотребления по всему ЦОД. Обычно такие электрические устройства спроектированы для измерения токовой нагрузки для каждой цепи указанного электрощита. Устройства оповещают операторов, когда токовая нагрузка приближается к порогу срабатывания автоматического выключателя. Этот повышенный уровень контроля энергопотребления особенно важен в ЦОД, где дополнительные серверы могут быть случайно подключены к цепи, близкой к выделенной рабочей мощности. Наконец, средства мониторинга распределительных линий могут использоваться для непрерывного измерения тока в цепях, чтобы можно было избежать отключений, отключений и перегрузок, а также обеспечить оптимальные уровни времени безотказной работы.

Системы шинопроводов

Системы шинопроводов являются альтернативой электрощитам для подачи электроэнергии. Решение для мониторинга также можно использовать в сочетании с системой шинопроводов, чтобы предоставить операторам точные данные энергопотребления. Слишком часто при добавлении в стойку нового оборудования могут быть превышены номинальные параметры кабеля, что впоследствии может привести к срабатыванию автоматических выключателей и неожиданным отключениям электроэнергии. К счастью, система шинопроводов обеспечивает мониторинг подачи питания в режиме реального времени, чтобы руководители ЦОД могли более эффективно планировать установку нового оборудования на уровне стойки. Этот повышенный уровень мониторинга также может помочь руководителям ЦОД обеспечить правильную балансировку фаз в системе электроснабжения ЦОД, что позволит добиться большей экономии и энергоэффективности.

Какие еще факторы влияют на потребление энергии в центре обработки данных?

Датчики параметров окружающей среды

Еще одним важным фактором, влияющим на энергопотребление ЦОД, является система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которую иногда можно упустить из виду, но которая играет решающую роль в потреблении энергии. Вот почему важно установить датчики параметров окружающей среды в центре обработки данных. По сути, датчики параметров окружающей среды предназначены для повышения энергоэффективности центров обработки данных.

Эти датчики могут размещаться в нижней, средней и верхней частях стоек со стороны поступления холодного воздуха, чтобы гарантировать надлежащее охлаждение ИТ-оборудования. Когда ИТ-оборудование избыточно охлаждается, оно может не только потреблять дополнительную мощность, но и увеличивать эксплуатационные расходы без каких-либо дополнительных преимуществ. Таким образом, датчики параметров окружающей среды играют ключевую роль не только в предоставлении решений для мониторинга мощности, но и в снижении общих эксплуатационных расходов в ЦОД.

Какие преимущества дает мониторинг мощности в ЦОД?

Используя подходящие инструменты мониторинга электропитания, центры обработки данных могут не только снизить эксплуатационные расходы, но и сократить непредвиденные простои, оптимизировать энергопотребление устройств и более эффективно управлять ЦОД в целом. В этом ключе жизненно важно, чтобы руководители ЦОД нашли время, необходимое для установки устройств, способных контролировать мощность на уровне розетки, выключателя и ввода. Кроме того, необходимо регулярно осуществлять мониторинг отдельных устройств, чтобы гарантировать, что пиковые периоды не будут случайно пропущены. Используя данные о потребляемой мощности отдельных устройств, руководители смогут более эффективно конфигурировать стойки, чтобы схемы энергопотребления оборудования дополняли друг друга и, таким образом, избегать срабатывания автоматических выключателей, в то же время поддерживая оптимальные уровни нагрузки.

Как часть решений для мониторинга мощности руководители ЦОД должны использовать интеллектуальные PDU. Как уже обсуждалось в этой брошюре, интеллектуальные PDU обладают уникальной функцией эффективного измерения энергопотребления по устройству целиком и на уровне отдельной розетки. Используя эти возможности, интеллектуальные PDU могут предоставлять данные об использовании мощности, которые можно комбинировать с данными об загруженности ЦП, чтобы определить, какие отдельные серверы могут обрабатывать дополнительную мощность. Эти данные необходимы для повышения общей эффективности центра обработки данных за счет эффективного повторного развертывания или вывода из эксплуатации серверов.

Наконец, интеллектуальные PDU в сочетании с датчиками параметров окружающей среды могут предоставить решения для мониторинга мощности, необходимые для увеличения времени безотказной работы сервера, уменьшения перегрева (и переохлаждения) и обеспечения полной картины воздушного потока внутри и вокруг каждого сервера. Последние данные о мощности жизненно важны для увеличения времени безотказной работы, сокращения простоев и снижения эксплуатационных расходов.

Заключение

Измерения на уровне устройства в целом, розетки и цепей жизненно важны для определения энергопотребления ЦОД в целом. Измерение на уровне устройства в целом не только помогает руководителям ЦОД эффективно определять энергопотребление и доступную мощность в стойке, но также может снизить риск перегрузки цепей. Мониторинг мощности на уровне устройства в целом также упрощает расчет эффективности энергопотребления. Измерения на уровне автоматических выключателей стоечного PDU важны для систем раннего оповещения. Этот тип мониторинга мощности обеспечивает руководителям ЦОД оповещения, необходимые для того, чтобы избежать срабатывания автоматических выключателей. Он также предоставляет информацию, необходимую для эффективного снижения энергопотребления (что необходимо, когда автоматический выключатель находится на более низком уровне потребления). Измерение на уровне розетки не только помогает руководителям ЦОД определить энергопотребление и доступную мощность в стойке, но и дает важную информацию об уровнях энергопотребления на уровне устройства и/или сервера. Последние данные очень важны для выявления недостаточно используемых серверов, распределения затрат и выявления серверов-призраков.

Правильный подбор инструментов мониторинга мощности дает возможность более эффективно эксплуатировать центр обработки данных. Точно идентифицируя серверы, которые работают с избыточной или с недостаточной загрузкой, руководители ЦОД могут легче экономить энергию, избегать сбоев серверов, повторного развертывания или вывода из эксплуатации серверов, балансировать энергопотребление (по серверам и всему центру обработки данных) и определять возможности изменений и роста. Таким образом, с помощью правильной комбинации инструментов руководители ЦОД могут более эффективно получать и анализировать данные об энергопотреблении, чтобы повысить эффективность ИТ-операций и распределения ресурсов.

О компании Raritan

Компания Raritan начала разработку КВМ-переключателей для ИТ-специалистов для удаленного управления серверами в 1985 году. Сегодня, как бренд Legrand, мы являемся ведущим поставщиком интеллектуальных стоечных PDU. Наши решения повышают надежность и уровень интеллектуальной обработки данных в 9 из 10 крупнейших технологических компаний из списка Fortune 500.