有效提高数据中心容量的方法和途径

传统的电源架构如今很难满足大型数据中心在扩大规模、保持冗余和可用性方面的需求。以下对基于策略的电源管理和专用电源控制硬件的组合将如何帮助数据中心提高容量进行阐述。

更加智能的冗余电源管理

全球计算能力正在发生变化：受到运营成本模型、灵活性、***增长空间的影响，各种规模的组织正在将工作负载从自己的基础设施转移到云平台中。消费者也越来越多地使用云计算平台(有时没有意识到)存储电子邮件、文档、照片，以及健康数据等各种内容。

随着全球需求的增长，构成云计算庞大网络的数据中心的容量正在被推向极限。许多运营商不断地利用和扩展资源，以确保他们能够满足每个客户的需求。

云计算的电力挑战

通常，数据中心最稀缺的资源不是相对容易地购买的服务器或存储容量，而是电源。增加数据中心的电力容量可能涉及复杂、昂贵、耗时的基础设施升级。

数据中心运营商正在寻求优化其使用电力的方式。例如，采用自然冷却和水冷技术进行冷却，而不是传统的机械空调，并推出了更加高效的冷却和湿度控制系统。现代服务器的效率更高、功耗更低。因此，大型数据中心现在可以实现低于1.2的能源使用效率(PUE)。

在数据中心具有2N冗余架构的特定情况下，采用新方法可以从现有的电源拓扑中获得更多功率，从而可靠地为更多的机架设备提供电力容量。为了理解这一点，以下简单了解一下2N冗余技术。

数据中心的2N冗余

传统的2N冗余数据中心使用两台配置相同的不间断电源(UPS)。每台UPS必须能够自行为数据中心的所有工作负载供电。但是，在大多数情况下，两台UPS都在运行，这意味着两台UPS的负载容量都不会超过50%。因此，在紧急情况下或在计划维护期间，正常运行的那台UPS将为所有负载供电。

2N冗余还假设数据中心的所有内容都是关键任务，并且全天候运行。实际上，通常情况并非如此。例如，测试、开发和其他非生产环境通常不需要高可用性，甚至不需要持续运行。同样，主要的业务系统可能在某些时候可以关闭。

提供全面的2N电源冗余是一种更加可靠的方法，可以防止数据中心的大部分电源被用于其他地方。因此，即使数据中心还存在安装服务器的物理空间，数据中心也可能无法为其供电。

更加智能的电源管理

采用开创性技术将智能软件与专用电源控制硬件相结合，现在将电源转换为可以在数据中心内动态汇集的资源。对于运营商来说，这非常重要。它们可以可靠地接入为了冗余目的而被锁定的电力容量，从而为其他非关键工作负载提供更多的空间。至关重要的是，即使一台UPS电源不可用，也可以在不影响任务关键型2N工作负载可用性的情况下实现这一目标。

软件定义电源的工作原理

软件定义电源(SDP)的软件从每个机架中的电源控制硬件收集数据。它使用预测分析和机器学习处理这些数据，并通过其对数据中心总体电源要求的整体视图，为每个控制单元提供特定于设备的电源信息。

这些策略每10秒发送一次控制硬件的信息，并包含有关UPS电源不可用时如何采取措施的说明。如果发生这种情况，电源控制硬件将自动执行以确保关键负载正常运行，并且关闭非关键负载。这种关闭可以是即时的，也可以是在预定义的保留期之后，以使工作负载能够正确关闭或迁移。

调节峰值和动态冗余是两种强大的电源管理技术。

1. 调节峰值

调峰允许在电力需求低谷期间对电池充电，并利用它们在电力峰值需求时为负载供电。调节峰值可以在***台UPS电源停止运行时启动第二台UPS电源。调节峰值为IT系统提供额外的暂时电源，以便保持更长的运行时间。

2. 动态冗余

动态冗余通过区分关键(2N)和非关键工作负载来解决数据中心所有负载都需要高可用性的假设。通过动态冗余，当两台UPS电源都在运行时，可以将大部分冗余容量用于非关键负载。

在这种情况下，只要一台UPS不可用，电源控制硬件就会查看从控制软件收到的***策略，并确保2N工作负载保持正常运行状态。