為了支撐7×24小時(shí)的不間斷運(yùn)行，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性，可靠供電是最基本的前提，與此同時(shí)，提升供電效率，提供綠色節(jié)能環(huán)境，降低運(yùn)維成本，也是時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)中心供電所提出的最新需求。

為了保障數(shù)據(jù)中心供電可靠性，雙路市電、柴油發(fā)電機(jī)以及UPS系統(tǒng)經(jīng)常被提及。此外承擔(dān)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的服務(wù)器，通常也會(huì)采用雙電源，借助冗余防止電源故障。這只是最基本的東西，實(shí)際上，可靠供電涉及技術(shù)環(huán)節(jié)非常多，從高壓輸電系統(tǒng)、變壓器、到低壓配電系統(tǒng)、UPS，再到柴油發(fā)電、PDU，需要考慮的問題非常多。

任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)，都將導(dǎo)致供電問題。對(duì)于數(shù)據(jù)中心，沒有電，神馬都是浮云。

為什么電總是不夠用

機(jī)架密度越來越高，刀片服務(wù)器應(yīng)用也很受青睞，但也帶來一個(gè)問題，就是機(jī)架電力供應(yīng)不足，電不夠用。較之機(jī)架式服務(wù)器，刀片服務(wù)器更加綠色節(jié)能，易部署，易維護(hù)，可管理性好。與機(jī)架式服務(wù)器相比，刀片服務(wù)器采用了共享電源的方式。以惠普BladeSystemC7000為例，在10U空間內(nèi)，可以部署16個(gè)半高雙路服務(wù)器。其中，16個(gè)服務(wù)器共享6個(gè)電源，電源按照3+3的方式部署。如果采用機(jī)架式服務(wù)器，冗余電源配置，至少需要32個(gè)電源，只有1+1的冗余效果。因此僅就電源數(shù)量而言，刀片服務(wù)器用量更少，可靠性更高。因此有業(yè)內(nèi)人士將刀片服務(wù)器譽(yù)為一個(gè)小型的數(shù)據(jù)中心。

刀片服務(wù)器在單位面積之內(nèi)提供了更高的計(jì)算密集度，具有更好的綠色節(jié)能效果。但與此同時(shí)，也對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)架供電能力和致冷提出了更高要求。在實(shí)際工作中，經(jīng)常遇到的問題就是機(jī)架供電能力不足，因此在一個(gè)42U機(jī)架空間內(nèi)，常常只部署一臺(tái)刀片服務(wù)器，很少有滿配的情況，導(dǎo)致刀片服務(wù)器高密度優(yōu)勢無從發(fā)揮。電不夠用是最主要的原因，其次是致冷沒有辦法滿足刀片集中部署的要求。對(duì)此，記者曾經(jīng)專門詢問了惠普刀片服務(wù)器技術(shù)工程師，從致冷量看，下送風(fēng)是可以滿足機(jī)架滿配刀片服務(wù)器散熱需求，在位于中國惠普公司9層的數(shù)據(jù)中心演示中心，就有這樣的演示。此外，施耐德所提供的行級(jí)致冷，以及博悅能(BANYANO)所提供睿杰封閉冷通道空調(diào)制冷系統(tǒng)，都可以更好滿足高密度機(jī)架部署的需求。因此筆者認(rèn)為，機(jī)架供電能力不足，是影響刀片服務(wù)器滿配部署的主要原因。

電不夠用，小則擴(kuò)容改造，大則牽涉到電力部門的增容，如此一來不僅需要投入很多資金，而且很多事情并不可控。因此一個(gè)好的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)非常重要。談到數(shù)據(jù)中心電力容量規(guī)劃，北京博悅能(BANYANO)工程技術(shù)有限公司技術(shù)部經(jīng)理徐勍表示，了解用戶需求非常重要。現(xiàn)階段用戶需要多少臺(tái)服務(wù)器，未來2～3年內(nèi)所需要的計(jì)算能力，以此作為依據(jù)，規(guī)劃用戶所需要的電力容量。他表示，脫離實(shí)際，一味追求高容量電力部署，有些機(jī)架，例如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也許并不需要，如此就會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，提高數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本。

綠色不能犧牲可靠性

雙路市電也好，柴油發(fā)電機(jī)以及UPS系統(tǒng)也好都是為了提高供電可靠性最常采用的方法。但這并不足以保障數(shù)據(jù)中心供電的可靠性，其中涉及很多的技術(shù)環(huán)節(jié)，處理不當(dāng)，甚至錯(cuò)誤，同樣會(huì)影響數(shù)據(jù)中心供電的可靠性。

從市電變壓器開始，到數(shù)據(jù)中心機(jī)架，供電牽涉了很多的環(huán)節(jié)，需要經(jīng)過高壓配電系統(tǒng)、變壓器、低壓配電系統(tǒng)、UPS、UPS主分配柜、列頭柜、機(jī)架PDU等配電過程。僅UPS就存在單機(jī)冗余并機(jī)系統(tǒng)、雙總線冗余并機(jī)系統(tǒng)、具有N+1冗余配置的模塊化UPS系統(tǒng)、以及集成化UPS供電系統(tǒng)等多種方式。此外，還需要合理采用智能監(jiān)控與管理工具以提升系統(tǒng)可用性。

不同UPS方案適用不同供電方式，對(duì)應(yīng)單路、雙路供電，所適用的UPS方案也不盡相同，不能夠混淆。此外，數(shù)據(jù)中心供電不僅僅是機(jī)架，還需要照明、空調(diào)、消防、電梯、監(jiān)控等輔助設(shè)施。以往，UPS多強(qiáng)調(diào)對(duì)機(jī)架的保護(hù)，在供電中斷情況下，對(duì)IT設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。但隨著數(shù)據(jù)中心7×24小時(shí)不中業(yè)務(wù)需求提出，UPS的作用也從保護(hù)數(shù)據(jù)上升為對(duì)業(yè)務(wù)連續(xù)性保護(hù)。其中，UPS要不要保護(hù)空調(diào)就是目前普遍關(guān)注的問題。UPS廠商方面，傾向于采用大容量UPS保護(hù)空調(diào)。主要觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：隨著計(jì)算密度的提升，失去致冷，溫度上升非?？欤幢惴?wù)器等IT設(shè)備不斷電，但是因?yàn)闇囟冗^高，同樣沒有辦法保持穩(wěn)定運(yùn)行，宕機(jī)導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷。但是采用UPS保護(hù)空調(diào)，成本將大幅度提升。

除了采用UPS保護(hù)空調(diào)之外，也可以采用飛輪+柴油發(fā)電機(jī)的方案對(duì)空調(diào)進(jìn)行保護(hù)。目前UPS保護(hù)空調(diào)，也需要配合柴油發(fā)電機(jī)使用?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)中心要么不對(duì)空調(diào)進(jìn)行保護(hù)，要么采用UPS方案。飛輪的方案比較新，還需要一個(gè)推廣過程。在一些大型的數(shù)據(jù)中心，如鵬博士新一代數(shù)據(jù)中心，采用高壓柴油發(fā)電的方式，對(duì)數(shù)據(jù)中心供電進(jìn)行保護(hù)。與前面提到的方案不同，這種保護(hù)方式能夠?qū)θ繑?shù)據(jù)中心供電提供柴油發(fā)電的保護(hù)，而不是僅僅保護(hù)機(jī)架、空調(diào)，因此具有更高的安全等級(jí)。“采用高壓柴油發(fā)電機(jī)還帶來另外的好處，就是讓數(shù)據(jù)中心機(jī)架供電更具彈性。”鵬博士新一代數(shù)據(jù)中心事業(yè)部總經(jīng)理王克寧在接受采訪時(shí)說。他指出，目前絕大部分應(yīng)用需求并用不到雙路供電，其成本過高，用戶很難承受。大多數(shù)的應(yīng)用，如IDC廠商的大部分應(yīng)用，只需要單路供電，對(duì)于數(shù)據(jù)中心而言，很重要的一點(diǎn)就是要做到機(jī)架供電的靈活，也就是設(shè)計(jì)要富于彈性。

“我認(rèn)為，現(xiàn)有對(duì)數(shù)據(jù)中心等級(jí)進(jìn)行評(píng)估各種標(biāo)準(zhǔn)并不科學(xué)，這些評(píng)估以數(shù)據(jù)中心為對(duì)象，而不是以機(jī)架為單位。數(shù)據(jù)中心應(yīng)該以機(jī)架為單元進(jìn)行考量，會(huì)更接近實(shí)際的市場需求。”王克寧說。

無論如何，供電可靠性是數(shù)據(jù)中心最關(guān)注的話題。隨著綠色節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，很多技術(shù)，例如模塊化UPS、直流供電技術(shù)、鐵電池技術(shù)備受關(guān)注，但從可靠性的角度出發(fā)，與成熟技術(shù)相比，其可靠性如何，還需要實(shí)踐的不斷檢驗(yàn)。

“不能夠脫離用戶的實(shí)際情況來談?wù)撃硞€(gè)技術(shù)方案的優(yōu)劣，對(duì)于綠色節(jié)能技術(shù)也是如此，單純談?wù)摼G色沒有更多的意義，需要結(jié)合可靠性進(jìn)行權(quán)衡。可靠性是最重要的前提條件，應(yīng)該優(yōu)于綠色進(jìn)行考慮。”國內(nèi)供電領(lǐng)域某資深專家說。

直流： 供電一場新的革命？

直流也是目前數(shù)據(jù)中心供電談?wù)撟疃嗟脑掝}。現(xiàn)有直流供電市場不大，還僅限于電信運(yùn)營商領(lǐng)域，中國移動(dòng)、中國電信、中國聯(lián)通都在進(jìn)行試點(diǎn)。但是不可否認(rèn)，一場有關(guān)供電的革命正在逐步醞釀中，直流供電是最主要的驅(qū)動(dòng)力。

中國電源學(xué)會(huì)專家委員會(huì)主席張廣明是直流UPS的積極倡導(dǎo)者。“直流UPS是對(duì)傳統(tǒng)交流輸出UPS的改革。”張廣明說。

按照張廣明的判斷，交直流新老制式會(huì)在未來5-10年內(nèi)共存發(fā)展，并最終過渡到直流供電。與交流UPS供電相比，直流供電具有很多的優(yōu)勢。由于直流供電采用蓄電池對(duì)負(fù)載直接供電，減少了傳統(tǒng)UPS蓄電池的逆變過程，從而減少了中間過程，不僅效率更高有助于綠色節(jié)能，與此同時(shí)，減少了可能出現(xiàn)的單一故障點(diǎn)，使得供電更加可靠。

目前，歐洲電器通訊標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)制定了380V的直流供電標(biāo)準(zhǔn)，中國電信也制定了240V直流供電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，綠盟則發(fā)布了380V-400，以及320V的標(biāo)準(zhǔn)?？梢灶A(yù)見，國際標(biāo)準(zhǔn)的成熟，會(huì)推動(dòng)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的發(fā)展。

有關(guān)直流供電在數(shù)據(jù)中心市場的應(yīng)用，也存在不同的觀點(diǎn)。施耐德電氣IT事業(yè)部產(chǎn)品經(jīng)理周巍在接受記者采訪時(shí)就表示：“從供電系統(tǒng)運(yùn)行效率的角度看，高壓直流供電與最新一代的交流UPS在效率上并沒有明顯差別。”

但也有很多廠商看好直流供電技術(shù)，作為上市的公司中恒電氣就把直流供電作為了新的業(yè)務(wù)重點(diǎn)。一些傳統(tǒng)的電源廠商，北京動(dòng)力源科技、深圳金威、中國普天、中興通訊奧特迅更加看好直流供電。在采訪中，北京動(dòng)力源科技高級(jí)工程師史強(qiáng)表示，由于沒有傳統(tǒng)UPS的負(fù)擔(dān)，公司會(huì)更加客觀公正推動(dòng)直流供電技術(shù)的發(fā)展。

山雨欲來風(fēng)滿樓，無論直流能否真正掀起供電領(lǐng)域的革命，但它都已經(jīng)成為了當(dāng)今供電領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)，其發(fā)展前景值得期待。