Hur man bygger energieffektiva datacenter

Profilbild

Tillgång till pålitliga och säkra molnplattformar har blivit avgörande i vårt uppkopplade samhälle. Datacentret har blivit det centrala i praktiskt taget alla applikationer vi använder idag: från bilindustrin till industriell och smart hemautomation. Utan nära nog omedelbar anslutning till och från serverrummet stannar allt. Övervakning och upprätthållande av en konstant tillförsel av stabil och effektiv energi till de stora rackendator- och lagringsutrustning stöder ett datacenters drifttid, ett viktigt mått på övergripande prestanda. Den här artikeln undersöker energiförsörjningen till datacenter, belyser behovet av övervakning av strömkvalitet och hur man etablerar byggstenarna för hantering av datacenterinfrastruktur (DCIM, data centre infrastructure management).

Vårt beroende av datacentertillgänglighet

Vi har under knappt två decennier blivit helt beroende av tillgång till datacenter. Molnanslutningen har blivit oumbärlig oavsett om vi är hemma och streamar en film, lyssnar på vår favoritmusik eller ber vår smarta högtalarassistent att höja värmen. Samma tillit gäller om vi är i vår bil och använder en navigeringsapp för att planera vår resa för att undvika förseningar framåt. Våra fabriker och kontor är beroende av konstant internetåtkomst för tillverkning, processtyrningssystem och företagsapplikationer. Återförsäljningsställen ligger i frontlinjen för tillgång till datacenter, utan vilka du sannolikt inte kommer att få ditt favoritkaffe.

Som konsumenter tas vår tillgång till alltid-på-uppkoppling ofta för given. Bakom din smartphone, dator och digitala assistent finns en lång kedja av telekominfrastruktur som leder till och från serverrummen. Bortsett från de uppenbara datanätverken med hög bandbredd som krävs för att allt ska fungera, är elkraft den näst viktigaste tillgången som behövs.

Datacenter förbrukar betydande mängder elektricitet, och i linje med globala trender pågår stora ansträngningar för att säkerställa att datahubbens utrustning och infrastruktur är så energieffektiv som möjligt. Tillgänglighet eller “på-tid” är ett viktigt mått som indikerar datacenterprestanda. Inom datacenterbranschen motsvarar målet “fem nior” på 99,999% tillgänglighet en faktisk ned-tid på cirka 5 minuter per år, eller under en sekund per dag: en häpnadsväckande statistik.

För att uppnå en sådan imponerande tillförlitlighet dupliceras servrar, lagring och nätverksinfrastrukturutrustning för att bygga redundans. Tyvärr ökar detta ytterligare komplexiteten i kraftsystemutformningen i datacenter med hög tillgänglighet.

Den kritiska försörjningsarkitekturen i ett modernt datacenter

De typiska primära strömförsörjningsfunktionerna som används i datacenter illustreras i figur 1, och belyser försörjningsvägen från elnätsleverantören till kritiska dataservrar och lagringsställen.

Figur 1 – Den typiska kraftarkitekturen för ett datacenter från elleverantör till kritiska utrustningslaster (källa Moxa)

I händelse av strömavbrott i elnätet är backupgeneratorer avgörande för alla datacenter med automatiska överföringsomkopplare (1 i figur 1), som kontinuerligt känner av den tillhandahållna strömmen om en trolig avvikelse eller ett förestående fel, och vidtar omedelbara åtgärder för att starta upp och växla över till back-up-försörjningen. Ställverk (2) spelar en viktig roll för att isolera och skydda datacentret från det primära nätet och distribuera generatorkraft. Avbrottsfri “in-line”-strömförsörjning (3) fångar upp strömavbrott och överbryggar mellan huvudnätsfel och nödgeneratorerna som kopplas in. UPS:er skyddar kritisk utrustning från harmonisk distorsion, omkopplingstransienter och frekvensvariationer. Den sista delen (4) av kraftsystemarkitekturen är kraftdistributionsställen som levererar tillförlitlig kraft till de vitala lasterna.

Datacenterutrustning genererar betydande värme och att hålla allt kylt bibehåller systemets tillförlitlighet. Figur 2 visar typisk utrustning som används för att underlätta uppvärmning, ventilation och luftkonditionering (HVAC) i utrustningshallar och rack. I stora datainfrastrukturer kommer dessa typer av utrustning att övervakas och kontrolleras av så kallade byggnadsledningssystem (BMS, Building Management Systems).

Figur 2 – En översikt över kylutrustningen som används i ett datacenter (källa Moxa)

Kraft- och kylinfrastrukturen måste kontinuerligt övervakas och optimeras för att uppnå ett energieffektivt datacenter som använder mindre energi och är mer hållbart för miljön. Ett datacenterinformationshanteringssystem (DCIM) med ett integrerat energiledningssystem (EMS) och byggnadsledningssystem (BMS) är avgörande för kritiska effektövervakningsändamål.

Övervakning av datacenterinfrastruktur och strömkvalitet med ett integrerat nätverk

Att etablera en heltäckande DCIM kräver att alla delar av datacentrets kraftverk – från kraftdistribution, kyla, UPS och elektriska ställverk – ansluts till en enda kontrollrumsapplikation. Ett motståndskraftigt och säkert nätverk ligger till grund för en framgångsrik DCIM-implementering med flera nätverksenheter som lager 2 och 3 Gigabit Ethernet-switchar, seriell-till-Ethernet Modbus-gateways, fjärr-IO:s och terminalservrar.

Moxa är världsledande inom industriell datoranvändning och kritiska nätverksinfrastrukturlösningar som möjliggör anslutning för Industrial Internet of Things (IIoT)-distribution och datacenter.

Moxas produkter designade för DCIM-implementering inkluderar seriell-till -Ethernet Modbus-gateways och fjärr-I/O. Ett exempel på en Modbus-gateway är MGate MB3170/MB3270-serien med 1- och 2-portars Modus seriell-till-Ethernet (10/100BaseTX)-gateways (Figur 3). Serien kan ansluta upp till 32 Modbus TCP-servrar och upp till 31 eller 62 Modbus RTU/ASCII-slavar och är idealisk för att överbrygga operativa teknik (OT)- och informationsteknologi (IT)-miljö som vanligtvis förekommer i implementeringar av effekt- och kylhantering. Moxa MGate är en beprövad produkt som har installerats i fler än 10 000 datacenters ställverk över hela världen för att hämta den digitala mätarens data till DCIM.

Figur 3 – Moxa MB3170.MB3270-serien med 1 och 2-portars avancerade seriell-till-Ethernet Modbus-gateways (källa Moxa)

MGate MB3660-serien med 8 och 16-portars redundanta Ethernet Modbus-gateways (Figur 5) är lämplig för större DCIM-distribution och är tillgänglig för upp till 256 Modbus TCP-klienter och kan ansluta upp till 128 Modus TCP-servrar.

Figur 4 – Moxa MB3660-serien redundanta Ethernet Modbus-gateways (källa Moxa)

Ett exempel på en 2-ports fjärr-IO är ioLogik E1200-serien (Figur 4). E1200-serien stöder användardefinierbar Modbus TCP-slavadressering, RESTful API-protokoll för IIoT-applikationer och två Ethernet-portar som kan kopplas upp- och nedströms. Det finns totalt sex protokoll, inklusive SNMP, RESTful, Moxa MXIO, Modbus TCP, EtherNet/IP och Moxa AOPC.

Figur 5 – Moxa ioLogik E1200-serien 2-portars Ethernet-switchar (källa Moxa)

Fem-nior-datacentertillgänglighet med energieffektivitet börjar med redundant design och DCIM

Molnet tar mark i ett datacenter. Maskininlärande djupa neurala nätverk, högkapacitetsmediastreaming och säker navigering på din nästa bilresa beror alla på de höga nivåerna av datacenters tillgänglighet. För att uppnå dessa mål och driva en energieffektiv och hållbar anläggning är det viktigt att implementera ett informationshanteringssystem för datacenter. Moxa tillhandahåller nätverksinfrastrukturutrustning av industriell kvalitet som kopplar samman OT- och IT-världen för att uppnå en tillförlitlig och robust anslutningslösning för DCIM.

Elfa Distrelec är en auktoriserad partner till Moxa.


Total
0
Shares
Tidigare inlägg

Upptäck Taoglas nya magnetiska serie för nätverkskommunikation och batterihanteringssystem

Nästa inlägg

Additiv tillverkning av elektronik med Voltera

Relaterade inlägg