隨著借助軟件使得IT容錯(cuò)持續(xù)得到改善，當(dāng)前的數(shù)據(jù)中心業(yè)界越來(lái)越傾向于N +1 UPS的架構(gòu)趨勢(shì)，而非2N架構(gòu)。目前，有兩種常用的方法用于N +1架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)：一起并聯(lián)多個(gè)單一的UPS或借助多個(gè)配置為N +1冗余的內(nèi)部模塊部署一個(gè)單一的UPS框架。在本文中，我們將為廣大讀者諸君介紹在內(nèi)部的“模塊化”冗余UPS和并聯(lián)冗余的UPS之間進(jìn)行量化時(shí)，所需考慮的關(guān)鍵性的權(quán)衡要素;并為大家展示當(dāng)部署了內(nèi)部冗余之后，其所為數(shù)據(jù)中心帶來(lái)的27%的資本成本節(jié)約，并使得部署時(shí)長(zhǎng)縮短了1-2周的時(shí)間。此外，我們還將討論在UPS中的容錯(cuò)對(duì)于確保數(shù)據(jù)中心的可用性、可靠性和可維護(hù)性需求得到滿足的重要性。

基于其所支持的負(fù)載的臨界性的不同，每處數(shù)據(jù)中心均需要實(shí)現(xiàn)不同程度的冗余。雙路徑架構(gòu)(例如，兩個(gè)獨(dú)立的電源路徑)能夠提供最高級(jí)別的可用性，維護(hù)或故障可以在任何系統(tǒng)發(fā)生，而不會(huì)對(duì)負(fù)載造成任何影響。

然而，在今天的數(shù)據(jù)中心，我們?cè)贗T層正看到越來(lái)越多的容錯(cuò)通過(guò)軟件發(fā)生。借助諸如虛擬化和超融合等技術(shù)，一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障也就同時(shí)意味著IT任務(wù)也將隨之停滯的現(xiàn)象已然一去不復(fù)返了。如果一臺(tái)物理服務(wù)器由于上游故障而出現(xiàn)故障運(yùn)行失敗，或需要按計(jì)劃進(jìn)行定期性的維護(hù)，數(shù)據(jù)中心能夠?qū)I(yè)務(wù)功能遷移到另一臺(tái)服務(wù)器，另一個(gè)pod，另一處機(jī)房，或一處完全獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心。

盡管可用性仍然是數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵目標(biāo)，但有些業(yè)內(nèi)人士發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在這一目標(biāo)可以通過(guò)諸如在UPS這樣的關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的N + 1冗余來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本文中，我們將為廣大讀者準(zhǔn)君詳細(xì)闡明能夠幫助您企業(yè)實(shí)現(xiàn)UPS系統(tǒng)N + 1冗余的不同方法，并量化投資成本、部署時(shí)間、效率和可靠性，同時(shí)，還將探討在UPS內(nèi)部的容錯(cuò)能力對(duì)于確保數(shù)據(jù)中心的可用性、可靠性和可維護(hù)性需求得到滿足的重要性。

術(shù)語(yǔ)的澄清

在許多關(guān)于數(shù)據(jù)中心的討論中，“N + 1”這一術(shù)語(yǔ)經(jīng)常與各種UPS配置互換使用。下面，我們將定義關(guān)鍵性的術(shù)語(yǔ)，以澄清三種具體的“N + 1”配置之間的區(qū)別。

l N + 1冗余：實(shí)現(xiàn)彈性，以確保在組件發(fā)生故障的情況下系統(tǒng)可用性的一種手段。組件(N)至少有一個(gè)獨(dú)立的備份組件(+ 1)。簡(jiǎn)而言之， N是指我的需求，而1則意味著我有一個(gè)備用。

l 隔離冗余：一項(xiàng)特定的N + 1配置。在此配置中，有一個(gè)主的或“首要的”UPS模塊通常供給給負(fù)載。這種配置要求首要的UPS模塊為靜態(tài)旁路電路有一個(gè)獨(dú)立的輸入。 “隔離”或“輔助的”UPS供給給主UPS模塊靜態(tài)旁路，并且是完全卸載的。

l 并聯(lián)冗余：一個(gè)特定的N + 1配置。由多個(gè)并聯(lián)的、規(guī)模大小相同的UPS模塊組成，共用一條輸出總線。并聯(lián)冗余系統(tǒng)需要UPS模塊的容量和模型完全相同。

l 內(nèi)部“模塊化”冗余：一個(gè)特定的N + 1配置。這是我們?cè)谶@本文中所定義的一個(gè)新的術(shù)語(yǔ)，因?yàn)槠淠壳吧腥狈餐拿?在這一配置中，“+ 1”在UPS框架內(nèi)部發(fā)生，一般是在電源模塊級(jí)別。在這一配置中，有一個(gè)共享的背板、控制系統(tǒng)和電池廠。

在本文中，我們將為大家重點(diǎn)比較并聯(lián)冗余和內(nèi)部“模塊化”冗余——兩種N + 1配置，其中的“+1”組件是積極有效的(而不是待機(jī))。下圖1概念性地展示了“+1”在每種情況下的發(fā)生。

　　圖1 并聯(lián)冗余和內(nèi)部“模塊化”冗余在概念上的差異

配置細(xì)節(jié)

為了突出強(qiáng)調(diào)在選擇一款無(wú)冗余UPS與一款N + 1 UPS時(shí)的權(quán)衡取舍，我們已經(jīng)分析了三種具體的配置。在這三種情況下，我們選擇了1MW的額定容量。

1、基準(zhǔn)的1N配置：一款單一的1000 kW UPS，沒(méi)有冗余(由四個(gè)“內(nèi)部”250千瓦模塊組成);屬于基本情況

2、內(nèi)部“模塊化”冗余N + 1配置：一款模塊化的1000 kW UPS，包括五個(gè)“內(nèi)部的”250 kW模塊(其中四個(gè)用于容量和一個(gè)用于冗余)

3、并聯(lián)冗余N + 1配置：三款500 kW UPS “框架”配置作為并聯(lián)冗余(兩個(gè)用于容量和一個(gè)用于冗余)

基本的1N配置

借助一款1N UPS設(shè)計(jì)，任何組件的故障都需要轉(zhuǎn)移負(fù)載到UPS旁路或環(huán)繞旁路。最簡(jiǎn)單的例子是一款單一的UPS額定支撐整個(gè)負(fù)載。某些UPS被設(shè)計(jì)成模塊化和規(guī)模化，而某些則是具備固定的容量。我們所分析的1N UPS是一種模塊化設(shè)計(jì)，由在一個(gè)單一的框架內(nèi)的四個(gè)250千瓦的模塊組成，以達(dá)到1000千瓦的額定容量。1N也可以由多個(gè)單元并聯(lián)在一起以共同實(shí)現(xiàn)所需的容量來(lái)實(shí)現(xiàn)。下圖2展示了我們所分析的1N UPS。

　　圖2 基本的“N”配置

內(nèi)部“模塊化”冗余N + 1配置

與在基準(zhǔn)情況下所描述的一樣，模塊化的UPS也可以通過(guò)添加額外的電源模塊來(lái)提供N + 1冗余。參見(jiàn)下圖3。這種內(nèi)部模塊化冗余N + 1配置與配備了額外的一個(gè)第五250千瓦模塊的基準(zhǔn)情況是一樣的。電池系統(tǒng)由四個(gè)并聯(lián)的電池組成，每個(gè)電池都有自己的斷路器，所以在一個(gè)電池的故障不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池系統(tǒng)的癱瘓。如該圖所示，UPS輸出總線和電池(DC)總線是為所有的模塊所通用的，因此它們代表了需要轉(zhuǎn)換到環(huán)繞式旁路的UPS系統(tǒng)的單點(diǎn)故障。

　　圖3 內(nèi)部“模塊化”冗余配置

并聯(lián)冗余N + 1配置

下圖4顯示了我們所分析的第三種情況。在這種情況下，三款獨(dú)立的UPS并聯(lián)在一起，共用一個(gè)輸出總線。每個(gè)UPS的容量為500千瓦，所以第三個(gè)UPS是“+1”冗余。如該圖所示，借助一個(gè)并聯(lián)的冗余配置，每個(gè)UPS有其自己的電池系統(tǒng)(每個(gè)由三個(gè)并聯(lián)串組成)，其提供了一個(gè)額外水平的冗余，其在模塊化UPS中并不存在。 UPS輸出總線仍然代表一個(gè)單一故障點(diǎn)，在這種情況下，與其它兩種配置所不同的是，輸出總線是在UPS外部且是現(xiàn)場(chǎng)安裝的。

　　圖4 并聯(lián)冗余配置

注意，有時(shí)并聯(lián)冗余UPS的部署具有一個(gè)共同的電池組。這樣做的好處在于節(jié)省成本(較少的電池費(fèi)用)，但是，該配置現(xiàn)在在容錯(cuò)性/可靠性方面更類(lèi)似于內(nèi)部的“模塊化”配置。下面的分析假設(shè)每個(gè)UPS都有其自己的電池系統(tǒng)。

資本支出比較

在一般情況下，內(nèi)置到UPS配置中的冗余越多，其成本就越昂貴。這對(duì)于那些為一個(gè)特定水平的冗余制定業(yè)務(wù)案例的數(shù)據(jù)中心管理者們而言是具有挑戰(zhàn)性的。如下，我們將對(duì)上述三種配置進(jìn)行一個(gè)資本成本分析，以幫助數(shù)據(jù)中心的決策者們進(jìn)行成本/收益的權(quán)衡。

方法和假設(shè)

當(dāng)估計(jì)每種設(shè)計(jì)的成本時(shí)，我們使用了配置的詳細(xì)單線圖。資本成本包括了材料和安裝費(fèi)用。安裝成本包括勞動(dòng)力和所有的電纜、管道、吊架、釬柄等，材料成本包括UPS、維修旁路柜、輸出斷路器、電池系統(tǒng)及組件裝配服務(wù)。我們已經(jīng)排除了輸入斷路器，因?yàn)槠渫ǔ１患俣榘惭b在建筑內(nèi)部。

未包括在本分析中的額外的成本費(fèi)用有：纜繩裝備、存儲(chǔ)、持續(xù)的維護(hù)和空間費(fèi)用。即使是為每種配置的一個(gè)理想的布局，較之其他兩種配置，第三種配置也將需要約25%以上更多的空間，這代表了當(dāng)建筑數(shù)據(jù)中心空間時(shí)，所帶來(lái)的額外的節(jié)省。

分析的關(guān)鍵假設(shè)是：

安裝成本是基于弗吉尼亞州北部的美國(guó)平均電氣設(shè)備安裝率。

所有電線被置于電氣金屬管(EMT)內(nèi)。

UPS的輸入開(kāi)關(guān)距離主開(kāi)關(guān)設(shè)備15米( 50英尺)。第一二種配置采用1600A 3線纜+ 接地線;第三種配置采用2000A 3線纜+ 接地線。

UPS距離UPS輸入開(kāi)關(guān)3米(10英尺)。 第一二種配置采用1600A 3線纜+接地線達(dá)到1000千瓦的UPS，而第三種配置采用

800A 3線纜+接地線達(dá)到均為500千瓦的三個(gè)UPS。

輸出UPS開(kāi)關(guān)設(shè)備距離UPS 3米(10英尺)。第一二種配置采用1600A 3線纜+ 接地線;第三種配置采用700A 3線纜+ 接地線。

環(huán)繞(維修)旁路距離為6米(20英尺)。第一二種配置采用1600A 3線纜+ 接地線;第三種配置采用2000A 3線纜+ 接地線。

負(fù)載距離UPS輸出開(kāi)關(guān)15米(50英尺)。第一二種配置采用1600A 3線纜+ 接地線;第三種配置采用2000A 3線纜+ 接地線。

調(diào)查結(jié)果

下圖5總結(jié)了三種配置的資本成本之間的差異。如圖5所示，內(nèi)部的“模塊化”冗余是128美元/千瓦(26.9%)，資本成本比并聯(lián)冗余配置低，而基線情況是29美元/千瓦(6.1%)，資本成本比內(nèi)部“模塊化”冗余低。

　　圖5 三種配置的成本/千瓦時(shí)比較

下表1按主要費(fèi)用類(lèi)別提供了對(duì)每種設(shè)計(jì)的估計(jì)費(fèi)用的更進(jìn)一步的細(xì)分比較。所有費(fèi)用均歸到額定UPS容量的成本/千瓦。雖然在大小容量的UPS之間的每千瓦成本是有差異的，但該表格提供了關(guān)于各種不同方法之間的相對(duì)成本差異的合理指導(dǎo)。

　　表1 成本比較的詳細(xì)結(jié)果

部署速度

除了N + 1配置之間的資本成本的差異，對(duì)部署的速度也有影響。如下，我們將討論一個(gè)單一的UPS的安裝較之一組并聯(lián)冗余UPS的安裝進(jìn)度。

一個(gè)1兆瓦的UPS的典型安裝需要大約6-8周的時(shí)間跨度(包括關(guān)鍵步驟之間的緩沖)。這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的主要活動(dòng)包括：

l 安置UPS系統(tǒng)房間的準(zhǔn)備，包括清潔墊的準(zhǔn)備。這項(xiàng)活動(dòng)按計(jì)劃通常需要分配一個(gè)星期。然后，在房間準(zhǔn)備與交付期間通常有一個(gè)星期的緩沖時(shí)間，以確保房間交付真正準(zhǔn)備好。

l UPS的交付和裝配。一個(gè)1000 kW的UPS系統(tǒng)通常非常笨重。 此步驟一般需要分配2至3天的項(xiàng)目進(jìn)度。

l UPS管道的運(yùn)行。這項(xiàng)工作需要大約一周的時(shí)間。

l 線纜和終端配置調(diào)試。這項(xiàng)工作通常在日程安排中分配一周的時(shí)間。

l 啟動(dòng)和測(cè)試。項(xiàng)目進(jìn)度表一般需要在UPS的完全連接和調(diào)度啟動(dòng)之間安排大約一周的緩沖。這是考慮到在安裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的任何意外的問(wèn)題。然后需要一個(gè)星期的測(cè)試。

對(duì)于1N設(shè)計(jì)和內(nèi)部的“模塊化”冗余UPS而言，這些安裝步驟都是相同的，一個(gè)例外是在框架中增加一個(gè)額外的電源模塊。因此，安裝成本是相同的。對(duì)于一個(gè)并聯(lián)冗余的UPS配置，其中大量的UPS必須并聯(lián)在一起，典型的部署時(shí)間要多1 – 2 周或并聯(lián)系統(tǒng)需要25%-30%的更長(zhǎng)的時(shí)間。安裝、配置和保證各單位之間通信的多單元安裝設(shè)置的額外現(xiàn)場(chǎng)工作如下：

l 更多終端用于更多的電源

l 更多設(shè)置到位的單位

l 更多單位的啟動(dòng)

l 更多單位加載到測(cè)試

l 并聯(lián)和同步檢查

l 更多的測(cè)試/執(zhí)行程序

l 更多的控制線和監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

借助一個(gè)模塊化UPS，多個(gè)內(nèi)部的“模塊”可用于增加容量或冗余，上述工作列表在出廠設(shè)置中完成，這不僅節(jié)省了時(shí)間，同時(shí)也提高了結(jié)果的可預(yù)測(cè)性。除了更快的初始安裝，模塊化的UPS具有能夠隨著時(shí)間的推移以最小的工作實(shí)現(xiàn)規(guī)模化擴(kuò)展的能力，使得添加新的UPS到非模塊化設(shè)計(jì)只需要幾個(gè)小時(shí)而無(wú)需幾天或幾周的時(shí)間來(lái)布線及調(diào)試。

對(duì)效率的影響

一款UPS的能量效率是取決于其所操作運(yùn)營(yíng)的負(fù)載。而且，由于增加冗余意味著增加額外的(備用)容量，冗余可以對(duì)效率產(chǎn)生影響。假設(shè)1000千瓦額定容量有80%的負(fù)載，這是一個(gè)典型的閾值數(shù)據(jù)中心的操作運(yùn)營(yíng)設(shè)置，在本文中所分析的UPS配置將以800kW的負(fù)載操作運(yùn)營(yíng)。下表2顯示了對(duì)每種配置對(duì)于負(fù)載百分比的影響，并以這一假定的負(fù)載為前提。

　　表2 配置對(duì)UPS負(fù)載的影響

但是，任何低負(fù)載的特定UPS的效率，其實(shí)是因制造商、模型的不同而異的，并應(yīng)進(jìn)行調(diào)查作為規(guī)劃過(guò)程的一部分。下圖6展示出了兩款UPS曲線——一種在輕負(fù)載情況下，比全負(fù)載的效率要低得多(左圖)，而另一個(gè)則具有一個(gè)相對(duì)平坦的曲線(右圖)。左圖中的UPS具有較大的固定損失，這會(huì)導(dǎo)致其在較輕負(fù)載情況下效率下降，在這種情況下，增加冗余，會(huì)帶來(lái)更多的電力成本。讓對(duì)于右圖中的UPS，添加冗余會(huì)對(duì)能源成本的影響可忽略不計(jì)。事實(shí)上，最佳效率的載荷范圍是在40-60%內(nèi)。而在《使大型UPS系統(tǒng)更高效》一文中，則詳細(xì)介紹了效率曲線的更多背景及數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)點(diǎn)對(duì)能源的影響。此外，一款權(quán)衡工具(UPS效率比較計(jì)算器)可幫助對(duì)比兩種不同的UPS曲線，來(lái)分析其對(duì)于效率和電力成本的影響。鑒于能源消耗成本對(duì)于數(shù)據(jù)中心而言是一項(xiàng)非常重要的判決準(zhǔn)則，因此，對(duì)于UPS預(yù)期的運(yùn)行負(fù)載進(jìn)行評(píng)價(jià)是相當(dāng)重要的。配置中所添加的冗余越多，操作運(yùn)營(yíng)負(fù)載的百分比越低。

圖6 效率和負(fù)載之間的百分比關(guān)系。左邊的UPS在輕負(fù)載時(shí)的效率要低得多，右邊的UPS有平坦的曲線。

風(fēng)險(xiǎn)容忍度

基于其所支持的應(yīng)用程序的重要性程度的不同，每處數(shù)據(jù)中心均有不同水平的風(fēng)險(xiǎn)承受能力。正如我們前面提到的，通過(guò)像虛擬化和超融合技術(shù)，使得IT層的容錯(cuò)能力持續(xù)得到改善。基于所部署的技術(shù)，以及對(duì)于硬件停機(jī)成本對(duì)于業(yè)務(wù)(定量和定性)的了解，不同UPS配置的成本溢價(jià)和可用性的改進(jìn)，可以就UPS的冗余水平作出一個(gè)適當(dāng)?shù)臎Q策。

成本分析表明，從一個(gè)1N設(shè)計(jì)到內(nèi)部的“模塊化”N + 1冗余設(shè)計(jì)有一個(gè)小的溢價(jià)(6.5%)，而從內(nèi)部的“模塊化”到一個(gè)并聯(lián)冗余N + 1設(shè)計(jì)則有一個(gè)更大的溢價(jià)(36.8%)。如下，我們將定性的討論三種配置的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。下表3總結(jié)了這些風(fēng)險(xiǎn)。

　　表3 停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)比較

借助1N設(shè)計(jì)，在UPS或其電池內(nèi)的任何故障都將帶來(lái)一個(gè)到靜態(tài)旁路的轉(zhuǎn)移。在這種操作模式下，一款實(shí)用程序的故障會(huì)影響到IT硬件。

借助內(nèi)部的“模塊化”冗余，現(xiàn)在有一個(gè)備用電源模塊，使得一個(gè)單一模塊內(nèi)的故障不需要轉(zhuǎn)移到靜態(tài)旁路。相反，單個(gè)模塊本身會(huì)脫機(jī)，而負(fù)載仍然由其他活動(dòng)模塊備份。失敗的模塊可以通過(guò)在環(huán)繞旁路安置整個(gè)UPS在稍后被替換。然而，在這個(gè)設(shè)計(jì)中會(huì)有一個(gè)單點(diǎn)故障。例如，電池系統(tǒng)中的一個(gè)故障失敗(如電池?cái)嗦菲魈l)將強(qiáng)制轉(zhuǎn)移到靜態(tài)旁路，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)單一的電池組。同樣，如果UPS需要預(yù)防性維護(hù)，負(fù)載將被切換到靜態(tài)旁路或環(huán)繞旁路，二者都不受電池的保護(hù)。

借助一個(gè)并聯(lián)冗余UPS配置，對(duì)于停機(jī)會(huì)有一個(gè)額外的保護(hù)。因?yàn)槎鄠€(gè)獨(dú)立的UPS都有其自己的電池組，在單個(gè)UPS或其電池內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，負(fù)載可以留在受保護(hù)的UPS電源。但是，這又帶來(lái)了一種新的危險(xiǎn)，通過(guò)控制、通信和電纜阻抗，以確保負(fù)載在整個(gè)UPS是共享的。在本文中，我們將聚焦于一個(gè)N + 1配置，其中N = 2，但根據(jù)所需的總功率和選定的UPS的規(guī)模，N可以大于2。隨著N的增加，不僅成本和部署時(shí)間會(huì)增加，可靠性也可能會(huì)由于所有UPS在所有工作模式下平均分擔(dān)負(fù)載的挑戰(zhàn)的增加而下降。

人為錯(cuò)誤對(duì)各種配置的可用性也會(huì)有影響。設(shè)計(jì)中所涉及的安裝領(lǐng)域的工作越多，停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)越大。

人為錯(cuò)誤

安裝過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)工作越多，人為錯(cuò)誤就越有可能導(dǎo)致更大的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn);而在出廠設(shè)置中所完成的工作則更加可預(yù)測(cè)、更可靠。

在本文所介紹的三種配置，考慮了輸出總線上的故障(將導(dǎo)致重大故障的負(fù)載)。借助一個(gè)模塊化UPS，該總線是在UPS內(nèi)部，因此，是在出廠時(shí)安裝的。而在并聯(lián)冗余UPS的情況下，輸出總線在現(xiàn)場(chǎng)被安裝，這增加了由于人為錯(cuò)誤所導(dǎo)致的停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。

一款UPS的容錯(cuò)屬性

容錯(cuò)使得一款系統(tǒng)能夠在某些組件出現(xiàn)故障的情況下繼續(xù)工作(在本案例情況下，即繼續(xù)支持IT負(fù)載)。某些UPS被設(shè)計(jì)為有更高水平的容錯(cuò)能力。當(dāng)數(shù)據(jù)中心在選擇一款UPS時(shí)，考慮其容錯(cuò)設(shè)計(jì)屬性是非常重要的;特別是如果所選的架構(gòu)是由一個(gè)單一的UPS框架所組成的(如配置1和2)。下面是容錯(cuò)設(shè)計(jì)屬性的示例：

l 電源模塊冗余(逆變器/整流器)

l 風(fēng)扇冗余

l 控制器電源冗余

l 電池組冗余

l 通信總線冗余

l 控制系統(tǒng)冗余

l 靜態(tài)開(kāi)關(guān)大小比預(yù)期的最大載荷更大，以適應(yīng)高峰/階躍負(fù)載的IT設(shè)備和下游的PDU

通過(guò)在傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)解決關(guān)鍵單點(diǎn)故障的臨界點(diǎn)，一旦數(shù)據(jù)中心需要更高級(jí)別的冗余(如2N)，就可能能夠依靠這些機(jī)制，確保關(guān)鍵負(fù)載的運(yùn)行。下圖7是以這種理念所設(shè)計(jì)的UPS容錯(cuò)的一個(gè)例子。

　　圖7 施耐德電氣公司具備容錯(cuò)設(shè)計(jì)屬性的UPS系列：Galaxy VX

一個(gè)普遍的看法是，物理上分開(kāi)的機(jī)箱需要隔離故障，但其并不總是關(guān)于物理分離，而是關(guān)于內(nèi)置于機(jī)箱盒子里的防御水平。

結(jié)論

隨著“N + 1”成為數(shù)據(jù)中心的一個(gè)更常見(jiàn)的UPS架構(gòu)，理解并權(quán)衡不同的方法就變得更重要。這樣，數(shù)據(jù)中心的決策者們才有可能基于他們的風(fēng)險(xiǎn)承受能力、資金預(yù)算和時(shí)間進(jìn)度安排制定最明智的決策。

在本文中，我們探討了兩種常見(jiàn)的N + 1部署(并將其與1N設(shè)計(jì)進(jìn)行了對(duì)比)方法在資本成本、部署時(shí)間進(jìn)度安排、效率和可靠性方面的差異。主要結(jié)論概述如下：

l 成本：內(nèi)部的“模塊化”N + 1冗余的UPS配置較之一個(gè)1N設(shè)計(jì)的資金成本溢價(jià)為6.5%。而并聯(lián)冗余N + 1配置較之內(nèi)部“模塊化”N + 1冗余配置的資金成本溢價(jià)為36.8%。

l 部署時(shí)間進(jìn)度安排：較之部署一個(gè)1N設(shè)計(jì)或內(nèi)部“模塊化”N + 1配置，并聯(lián)冗余配置的部署需要多出大約25-30%的時(shí)間。這是現(xiàn)場(chǎng)安裝、設(shè)置、配置，并確保單獨(dú)的各單元之間的通信所需的額外的工作所導(dǎo)致的結(jié)果。隨著時(shí)間的推移，并行冗余配置增加容量也需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

l 對(duì)效率的影響：冗余會(huì)對(duì)一款UPS的運(yùn)行負(fù)載百分比產(chǎn)生影響，這意味著其對(duì)效率和電力成本的影響。然而，在今天許多UPS的設(shè)計(jì)均具有非常平坦的效率曲線(較低的固定損失)，其效率峰值在部分負(fù)載時(shí)。這使得這種影響可以忽略不計(jì)。

l 風(fēng)險(xiǎn)容忍度：較之內(nèi)部的“模塊化”配置，并聯(lián)冗余配置將為數(shù)據(jù)中心負(fù)載提供更高的可用性。內(nèi)部的“模塊化”冗余設(shè)計(jì)處于1N和并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)之間。當(dāng)選擇一個(gè)UPS時(shí)，考慮設(shè)計(jì)屬性所導(dǎo)致的UPS容錯(cuò)是非常重要的。

內(nèi)部的“模塊化”冗余在為一個(gè)小的成本溢價(jià)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)方面提供了顯著的收益，并且對(duì)于效率和部署時(shí)間進(jìn)度安排方面相對(duì)沒(méi)有影響。并聯(lián)冗余UPS提供了更高的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避，但在成本和部署時(shí)間方面有更高的溢價(jià)。最后，要交由數(shù)據(jù)中心的決策者根據(jù)他們的業(yè)務(wù)需求在不同的設(shè)計(jì)配置之間進(jìn)行權(quán)衡取舍。

關(guān)于作者

本文作者Wendy Torell是施耐德電氣公司數(shù)據(jù)中心科學(xué)中心的高級(jí)研究分析師。她主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)和操作運(yùn)營(yíng)方面的最佳實(shí)踐方案研究、發(fā)表白皮書(shū)和專(zhuān)業(yè)論文、開(kāi)發(fā)權(quán)衡工具以幫助企業(yè)客戶優(yōu)化他們數(shù)據(jù)中心環(huán)境的可用性，效率和成本。她還就科學(xué)的方法和設(shè)計(jì)實(shí)踐方面為企業(yè)客戶提供咨詢(xún)服務(wù)，以幫助他們滿足數(shù)據(jù)中心的性能目標(biāo)。她擁有紐約州斯克內(nèi)克塔迪聯(lián)合學(xué)院的機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位，及羅德島大學(xué)MBA學(xué)位。Wendy同時(shí)也是ASQ注冊(cè)工程師。