淺析APCUPS電源模塊化和集中式的區別
2020/11/19 17:40:37點擊：
APCUPS電源模塊化和集中式的區別
很多年來，傳統的數據中心APCUPS電源系統都會使用某種雙轉換設計模式，先選擇交流電源（AC），將其轉換為直流（DC）給蓄電池充電，然后再將其轉換回交流。這些UPS系統要使用特大型的模塊來提高系統性能或是實現（N+1）冗余。例如，你可以將三臺500kVA的UPS最大功率控制在1000kVA，這樣的話，如果其中任何一個被關閉，總的設計性能依然不變。
近些年來，企業已經趨向于選用更小的模塊（10kVA—50kVA）來構建更大規模的UPS系統。而大家都知道，在工程領域優缺點總是共存的。這種模塊化設計的優點是可以按照業務需求來提高系統性能（假設規模不變）并降低維護成本。這些模塊是支持熱切換的，用戶可以將其返還給廠家進行更換或維修。一般來講，模塊化系統會適當的增加一個模塊來提升自己的性能，而不是僅僅局限于提供額定的性能，在盡可能比特大型系統少花錢的基礎上使其天生具有“N+1”冗余的性能。
在過去，模塊化UPS系統的潛在優勢是其高效性。當一套UPS系統在接近其最大額定性能運行時，它的效率最高。隨著負載水平的下降，效率也在下降。從表面上看好像沒什么大的損失，但是如果你更多地關注一下能源浪費和能源成本問題的話，你就會發現這方面的損失在逐漸上漲，你會開始重點考慮這一問題。
模塊化UPS系統可以并愿意被重新配置，因為這樣可以使其更接近標準性能。傳統的大型UPS系統配置偏高，目的是為了應對未來的性能增長需求，因此它們經常都會在額定性能以下運行許多年的時間，甚至永遠是這樣。然而，性能冗余也就意味著降低效率。在“N+1”模塊化系統中，通過仔細的能耗管理，可以將這種現象降到最低限度。
然而，如果要進行“2N”冗余配置，不論哪種類型，都需要對能耗進行管理，保證負載系統的性能不會低于其額定性能的50%。否則，如果負載配置系統出故障的話，該系統就會超負荷運轉。這樣做的結果是，每套在“2N”模式下運行的UPS系統都不會超過其最高容量。此外，通過仔細的能耗管理，一套模塊化UPS可能會得到更為精密的配置，在這一點上甚至會超過規模更大、但容量固定的系統。從長遠來看，可以達到節約能耗的目的。當然，在這種情況下，會出現很多“如果”、“可能”、“也許”的不確定因素。
當服務器的溫度達到限制的90%的熱量時，服務器就會自動關閉以防止嚴重的損失，然而這樣的自動關閉也會損失重要的信息或是嚴重影響收入。對于一般的組織而言，計劃外的停機將會損失為7900美元/分鐘。對于像亞馬遜這樣的大公司，其損失可能會達到66240美元/分鐘。此外，常年過熱的數據中心將會減少設備的使用壽命，使得企業每隔兩年就要替換服務器（正常替換時間為五年一次），這就會使成本增加。隨著數據規�；蛑匾缘某掷m增加，這就使得企業將數據中心進行冷卻的情況變得比以往任何時候都要重要。
許多企業都有一定的制冷系統來保持自身服務器的正常運作，但是這些制冷系統都不完善。許多公司的制冷系統做的很好，但是這卻給他們的信息和收入帶來了一定的風險。企業應該探究如何使他們的數據中心保持健康發展，從快速、簡單到價格低廉、影響深遠，直至長期的穩健發展。
模塊化系統的缺點是要分情況的，取決于好幾個因素。我們需要把較小的模塊化系統安裝成“列”，作為額外的機柜。這意味著對機房的空間和承重要求要增加。具體的增加量則要取決于實際裝配的機柜“列”數，以及其電路的布線模式。這樣擴大規�？赡軙䲟p失一定的經濟利益，因為盡管說每套UPS系統都會有額外的空間，但它并不一定愿意將其讓給其它的設備。從某種程度上講，我們可以通過將UPS模塊遷移到適合其運行的地方來彌補這種損失，前提是樓內有充分的空間。但是，用80kVA的系統構建一個容量需求從不超過30kVA的列柜必然是不符合成本效益的。
很多年來，傳統的數據中心APCUPS電源系統都會使用某種雙轉換設計模式，先選擇交流電源（AC），將其轉換為直流（DC）給蓄電池充電，然后再將其轉換回交流。這些UPS系統要使用特大型的模塊來提高系統性能或是實現（N+1）冗余。例如，你可以將三臺500kVA的UPS最大功率控制在1000kVA，這樣的話，如果其中任何一個被關閉，總的設計性能依然不變。
近些年來，企業已經趨向于選用更小的模塊（10kVA—50kVA）來構建更大規模的UPS系統。而大家都知道，在工程領域優缺點總是共存的。這種模塊化設計的優點是可以按照業務需求來提高系統性能（假設規模不變）并降低維護成本。這些模塊是支持熱切換的，用戶可以將其返還給廠家進行更換或維修。一般來講，模塊化系統會適當的增加一個模塊來提升自己的性能，而不是僅僅局限于提供額定的性能，在盡可能比特大型系統少花錢的基礎上使其天生具有“N+1”冗余的性能。
在過去，模塊化UPS系統的潛在優勢是其高效性。當一套UPS系統在接近其最大額定性能運行時，它的效率最高。隨著負載水平的下降，效率也在下降。從表面上看好像沒什么大的損失，但是如果你更多地關注一下能源浪費和能源成本問題的話，你就會發現這方面的損失在逐漸上漲，你會開始重點考慮這一問題。
模塊化UPS系統可以并愿意被重新配置，因為這樣可以使其更接近標準性能。傳統的大型UPS系統配置偏高，目的是為了應對未來的性能增長需求，因此它們經常都會在額定性能以下運行許多年的時間，甚至永遠是這樣。然而，性能冗余也就意味著降低效率。在“N+1”模塊化系統中，通過仔細的能耗管理，可以將這種現象降到最低限度。
然而，如果要進行“2N”冗余配置，不論哪種類型，都需要對能耗進行管理，保證負載系統的性能不會低于其額定性能的50%。否則，如果負載配置系統出故障的話，該系統就會超負荷運轉。這樣做的結果是，每套在“2N”模式下運行的UPS系統都不會超過其最高容量。此外，通過仔細的能耗管理，一套模塊化UPS可能會得到更為精密的配置，在這一點上甚至會超過規模更大、但容量固定的系統。從長遠來看，可以達到節約能耗的目的。當然，在這種情況下，會出現很多“如果”、“可能”、“也許”的不確定因素。
當服務器的溫度達到限制的90%的熱量時，服務器就會自動關閉以防止嚴重的損失，然而這樣的自動關閉也會損失重要的信息或是嚴重影響收入。對于一般的組織而言，計劃外的停機將會損失為7900美元/分鐘。對于像亞馬遜這樣的大公司，其損失可能會達到66240美元/分鐘。此外，常年過熱的數據中心將會減少設備的使用壽命，使得企業每隔兩年就要替換服務器（正常替換時間為五年一次），這就會使成本增加。隨著數據規�；蛑匾缘某掷m增加，這就使得企業將數據中心進行冷卻的情況變得比以往任何時候都要重要。
許多企業都有一定的制冷系統來保持自身服務器的正常運作，但是這些制冷系統都不完善。許多公司的制冷系統做的很好，但是這卻給他們的信息和收入帶來了一定的風險。企業應該探究如何使他們的數據中心保持健康發展，從快速、簡單到價格低廉、影響深遠，直至長期的穩健發展。
模塊化系統的缺點是要分情況的，取決于好幾個因素。我們需要把較小的模塊化系統安裝成“列”，作為額外的機柜。這意味著對機房的空間和承重要求要增加。具體的增加量則要取決于實際裝配的機柜“列”數，以及其電路的布線模式。這樣擴大規�？赡軙䲟p失一定的經濟利益，因為盡管說每套UPS系統都會有額外的空間，但它并不一定愿意將其讓給其它的設備。從某種程度上講，我們可以通過將UPS模塊遷移到適合其運行的地方來彌補這種損失，前提是樓內有充分的空間。但是，用80kVA的系統構建一個容量需求從不超過30kVA的列柜必然是不符合成本效益的。
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