วิธีใช้การกระจายพลังงานอัจฉริยะเพื่อเพิ่มความพร้อมใช้งานของเครือข่ายให้สูงสุด

ความกังวลเรื่องค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่สูงขึ้นกำลังผลักดันให้ผู้ปฏิบัติงานศูนย์ข้อมูลและการติดตั้งเครือข่ายอื่น ๆ คิดใหม่ว่าโครงสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกมีโครงสร้างอย่างไร ซึ่งรวมถึงความคาดหวังที่เปลี่ยนไปว่าหน่วยจ่ายพลังงานอัจฉริยะ (iPDU) จะมีส่วนช่วยให้การดำเนินงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เชื่อถือได้มากขึ้น และมีต้นทุนที่ต่ำลงอย่างไร ทั้งหมดนี้มีส่วนช่วยในการปรับปรุงความพร้อมใช้งานของเครือข่าย นอกจากนี้ ประเภทศูนย์ข้อมูลที่หลากหลายขึ้นเรื่อยๆ ยังต้องการแนวทางที่แตกต่างกันเมื่อระบุและผสานรวม iPDU ตั้งแต่ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ที่รองรับการประมวลผลแบบคลาวด์ ไปจนถึงศูนย์ข้อมูลที่เล็กกว่ามากบนขอบที่กระจายอยู่ในโรงงาน คลังสินค้า ฯลฯ สิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่กำลังดำเนินการด้วย iPDU ในทางเดินร้อนที่มีอุณหภูมิ 60°C เพื่อลดความต้องการในการทำความเย็นและการใช้พลังงาน ในการเปรียบเทียบ ศูนย์ข้อมูลขอบทำงานที่อุณหภูมิสูงสุด 40°C ซึ่งสอดคล้องกับสภาพแวดล้อมของโรงงานที่พวกเขาตั้งอยู่

ข้อมูลจำเพาะและลักษณะการทำงานของ iPDU จะต้องตรงกับสภาพแวดล้อมที่มีการปรับใช้ มีความคาดหวังเพิ่มขึ้นว่า iPDU จะสนับสนุนการตรวจสอบและควบคุมพลังงานจากระยะไกลเพื่อปรับความพร้อมใช้งานให้เหมาะสมในทุกกรณี

บทความนี้เปรียบเทียบและชี้ให้เห็นความแตกต่างของสภาพแวดล้อมการทำงานและความคาดหวังสำหรับ iPDU ในสภาพแวดล้อมคลาวด์กับสภาพแวดล้อม Edge ซึ่งรวมถึงทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ พร้อมคำแนะนำในการปรับใช้ จากนั้นจะนำเสนอ iPDU ที่เหมาะสำหรับศูนย์ข้อมูลระบบคลาวด์และ Edge จากPanduit และ Orion Fans

คุณลักษณะสามประการของสภาพแวดล้อมคลาวด์และ Edge ที่ส่งผลต่อการเลือก iPDU คือความแตกต่างในสภาพแวดล้อมทางความร้อน ความแตกต่างในสถาปัตยกรรมการสื่อสารเครือข่าย และความแตกต่างในความหนาแน่นของอุปกรณ์ ความแตกต่างที่ท้าทายที่สุดระหว่างสภาพแวดล้อมคลาวด์และ Edge คือความคาดหวังสำหรับการทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 40°C สำหรับการติดตั้ง Edge ส่วนใหญ่ เมื่อเทียบกับการทำงาน 60°C ในศูนย์ข้อมูลคลาวด์ (ภาพที่ 1) ในสภาพแวดล้อมระบบคลาวด์ ทางเดินร้อนและเย็นช่วยลดความจำเป็นในการระบายความร้อนและลดต้นทุนด้านพลังงาน ซึ่งเป็นต้นทุนการดำเนินงานที่สำคัญในศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ โดยทั่วไปแล้ว iPDU จะพบในช่องทางเดินร้อนและต้องได้รับการจัดอันดับที่ 60°C

รูปที่ 1: iPDUs ในศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์ต้องทำงานที่ 60°C เพื่อให้สามารถติดตั้งในทางเดินร้อนได้ (ที่มาของภาพ: Panduit)

นอกจากนี้ เมื่อวิ่งตามทางเดินที่ร้อนและเย็น American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) ต้องใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิสามตัวและเซ็นเซอร์ความชื้นหนึ่งตัว (เรียกว่า '3T + H') ที่ด้านหน้าตู้ในที่เย็น ทางเดินและเพียงแค่เซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ด้านหลังของตู้บนทางเดินร้อน ด้วยเหตุนี้ iPDU ที่รองรับอินพุตเซ็นเซอร์หลายตัวจึงไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ 1RU ตัวกลางสำหรับเซ็นเซอร์ และถือเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญในศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์

แม้ว่าการติดตั้งทั้ง Edge และ Cloud จะให้ความสำคัญกับความพร้อมใช้งานสูง แต่ก็มีความสำคัญมากกว่าในสภาพแวดล้อมระบบคลาวด์ โมดูลคอนโทรลเลอร์บน iPDU จะต้องเป็นแบบ Hot-swap สำหรับหน่วยที่ติดตั้งในศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์ ความสามารถในการสับเปลี่ยนโมดูลคอนโทรลเลอร์ช่วยลดเวลาหยุดทำงาน ซึ่งเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญในระบบคลาวด์ นอกจากนี้ Gigabit (Gb) Ethernet ยังถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในระบบคลาวด์มากกว่าความเร็วในการเชื่อมต่ออื่นๆ และ iPDU ในระบบคลาวด์จะได้รับประโยชน์จากการสนับสนุนการเชื่อมต่อ Gb Ethernet ที่ไม่ได้มีมูลค่าสูงในการติดตั้ง Edge นอกจากนี้ การติดตั้งระบบคลาวด์โดยทั่วไปต้องใช้ iPDU ที่สนับสนุนระดับความปลอดภัยที่สูงขึ้นและซอฟต์แวร์การตรวจสอบและการจัดการพลังงานที่ซับซ้อนมากขึ้น

พบแร็คที่มีความหนาแน่นสูงกว่าในศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์เมื่อเปรียบเทียบกับ Edge ทำให้ความหนาแน่นของพลังงานเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกใช้ iPDU สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกบนคลาวด์ IPDUs ในศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์ได้รับประโยชน์จากความหนาแน่นของเต้าเสียบที่สูงขึ้น แต่ยังคงต้องมีการควบคุมและติดตามกำลังอัจฉริยะในระดับสูงเพื่อรองรับความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น

ในการติดตั้งทั้งบนคลาวด์และเอดจ์ การถอดสายไฟโดยไม่ได้ตั้งใจเป็นสาเหตุสำคัญของการหยุดทำงานของอุปกรณ์ สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการตัดการเชื่อมต่อโดยไม่ได้ตั้งใจใน iPDU คือผลกระทบของการสั่นสะเทือนและแรงโน้มถ่วงเมื่อเวลาผ่านไปที่ดึงสายไฟ ไม่ใช่ 'ข้อผิดพลาดของผู้ใช้' การออกแบบ iPDU ที่ลดผลกระทบจากการสั่นสะเทือนและแรงโน้มถ่วงบนสายไฟให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งจะช่วยลดการตัดการเชื่อมต่อโดยไม่ได้ตั้งใจ มีความสำคัญในการติดตั้งขอบและจำเป็นสำหรับระบบคลาวด์

iPDU ที่พิกัด 60°C ที่โหลดเต็มที่

วิศวกรศูนย์ข้อมูลสามารถเปลี่ยนไปใช้ G5 PDU อัจฉริยะ (iPDU เจนเนอเรชั่น 5) จาก Panduit เพื่อจัดการกับความต้องการด้านการจ่ายพลังงาน ความพร้อมใช้งาน ความปลอดภัย และการตรวจสอบของการติดตั้งระบบคลาวด์ iPDU รุ่นที่ 5 มีอุณหภูมิในการทำงาน 60°C ที่โหลดเต็มที่ พวกเขายังมีอินพุตเซ็นเซอร์เพื่อรองรับข้อกำหนด ASHRAE สำหรับ 3T + H บนทางเดินเย็นและเซ็นเซอร์อุณหภูมิบนทางเดินร้อนโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ 1RU ตัวกลาง เซ็นเซอร์ระบุตนเองแบบดิจิทัลสามารถเสียบเข้ากับ iPDU ได้โดยตรง ซึ่งช่วยให้ปรับใช้ได้เร็วขึ้น

ตัวควบคุมเครือข่ายอัจฉริยะ (iNC) ใน iPDU รุ่นที่ 5 เป็นแบบ Hot-swappable เพื่อรองรับเวลาทำงานสูงสุด (ภาพที่ 2) ประกอบด้วยจอแสดงผล OLED ที่มองเห็นได้ชัดเจน การควบคุมการรีเซ็ต/ค่าเริ่มต้นจากโรงงาน ปุ่มตัวเลือกเมนู ไฟ LED แสดงสถานะ ขั้วต่อ USB สำหรับการอัปเดตเฟิร์มแวร์และการกำหนดค่า และ/หรือตัวเลือกการเชื่อมต่อแร็คไลท์อัตโนมัติ พอร์ตอีเทอร์เน็ต 1Gb สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่าย เอาต์พุต PDU และ PDU พอร์ตขาเข้า/ซีเรียลสำหรับการเชื่อมต่อแบบเดซี่หลายตัวใน iNCs และพอร์ตเซ็นเซอร์สองพอร์ตที่แต่ละพอร์ตสามารถเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ได้สูงสุด 4 ตัว สำหรับเซ็นเซอร์ทั้งหมด 8 ตัว โดยใช้พอร์ตขยายเซ็นเซอร์ที่เป็นอุปกรณ์เสริม

รูปที่ 2: iNC ใน iPDU รุ่นที่ 5 เป็นแบบ Hot-swappable เพื่อรองรับเวลาทำงานสูงสุด และรองรับฟังก์ชันการตรวจสอบและควบคุมที่หลากหลาย (ที่มาของภาพ: Panduit)

สามารถเชื่อมต่อ iPDU ได้สูงสุดสี่เครื่องและเชื่อมต่อกับการเชื่อมต่อเครือข่ายที่ปลอดภัยสองแบบสำหรับ:

• ตรวจสอบการใช้พลังงานและติดตามข้อมูลบนเครือข่ายสิ่งอำนวยความสะดวกและ
• การจัดการและการตรวจสอบ iPDU แร็คสูงสุดสี่ตัว โดยใช้ที่อยู่ IP เดียว (รูปที่ 3)

iPDU แต่ละตัวในสายเดซี่เชนสามารถเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ได้สูงสุดแปดตัว รวมเป็น 32 เซ็นเซอร์ในการเชื่อมต่อครั้งเดียว นอกจากนี้ยังมีการกำหนดค่าการเข้าถึงเครือข่ายซ้ำซ้อนโดยใช้ iPDU สองเครื่อง

รูปที่ 3: iPDU รุ่นที่ 5 สูงสุด 4 สามารถเชื่อมต่อแบบเดซี่เชนร่วมกันผ่านที่อยู่ IP เดียว (ที่มาของภาพ: Panduit)

ความจำเป็นในศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่คือการตรวจสอบและระบุความไร้ประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงาน ลดต้นทุน และลดการปล่อยผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม iPDU เจนเนอเรชั่น 5 รองรับซอฟต์แวร์การวัดพลังงานที่ครอบคลุมและแม่นยำ เพื่อใช้ทรัพยากรพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ตัดสินใจในการวางแผนความจุอย่างมีข้อมูล ปรับปรุงเวลาทำงาน และวัดประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) iPDU เหล่านี้นำเสนอการตรวจวัด การตรวจสอบ และการควบคุมพลังงานที่จำเป็น เพื่อสนับสนุนการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในการใช้พลังงาน ซึ่งรวมถึง:

• การวัดและตรวจสอบพลังงานระดับ PDU
  • วัดพลังงานวัตต์-ชั่วโมง (kWh)
  • การวัดกำลัง (W)
  • การวัดกำลังไฟฟ้าระดับเฟสอินพุต ได้แก่ V, A, VA, kWh และตัวประกอบกำลัง (pf)
  • การวัดกระแสระดับเบรกเกอร์
  • ความสามารถในการวัดระดับการเรียกเก็บเงิน
  • หน่วยความจำในตัวเพื่อบันทึก/ดู/รายงานข้อมูลประวัติ
  • เกณฑ์การเตือนและการแจ้งเตือนที่ปรับแต่งได้
• การควบคุมระดับทางออก
  • เปิดและปิดเครื่องจากระยะไกลโดยเต้ารับแต่ละเครื่อง
  • การหน่วงเวลาเปิดเครื่องที่ผู้ใช้กำหนดเพื่อจัดลำดับอุปกรณ์และหลีกเลี่ยงกระแสไฟเกินที่ไหลเข้า
  • บทบาทที่ผู้ใช้กำหนดได้และระดับความปลอดภัยในการเข้าถึง
• การวัดพลังงานระดับทางออก
  • วัดพลังงานวัตต์-ชั่วโมง (kWh)
  • การวัดกำลังไฟฟ้า ได้แก่ V, A, VA, W และ pf
  • ข้อมูลสำหรับการคำนวณ PUE Green Grid ระดับ 3

iPDU เจนเนอเรชั่น 5 ให้ความหนาแน่นของพลังงานสูง มีเต้ารับสูงสุด 48 ช่อง และมาพร้อมกับสายไฟอินพุตขนาด 10 ฟุต (สามเมตร) เป็นมาตรฐาน มีให้เลือกหลากหลายรูปแบบการติดตั้ง รวมถึงแนวตั้ง (0U) หรือแนวนอน (1U หรือ 2U) ตัวอย่างเช่น รุ่น P36D08M ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 30 A ต่อเฟส อยู่ในฟอร์มแฟกเตอร์ 0U FULL มีปลั๊กอินพุต L15-30P เบรกเกอร์ 3 ตัว สามารถรองรับ 8.6 kW และมี 36 เต้ารับ (30 C13 และ 6 C19)

นักออกแบบที่ใช้ iPDU เจนเนอเรชั่น 5 สามารถเลือกวิธีแก้ปัญหาสองแบบที่แตกต่างกันเพื่อแก้ไขปัญหาการตัดการเชื่อมต่อโดยไม่ตั้งใจ เต้ารับมาตรฐาน C13 และ C19 มีช่องเสียบแบบฝังในตัวซึ่งอยู่ข้างๆ กัน ซึ่งได้รับการออกแบบให้ยอมรับสายรัดที่ไม่นำไฟฟ้า ซึ่งช่วยขจัดผลกระทบจากการสั่นสะเทือนและแรงโน้มถ่วงได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าเต้ารับเหล่านี้จะมีราคาไม่แพง แต่ก็มีค่าใช้จ่ายแรงงานในการใช้ที่รัดสายไฟ และไม่ยึดสายไฟที่ด้านอุปกรณ์ iPDU เจนเนอเรชั่น 5 มาพร้อมสายล็อคที่คลิกเข้าที่อย่างแน่นหนาเพื่อการแก้ปัญหาที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น นอกจากนี้ ปลายอุปกรณ์ยังมีกลไกการล็อคแบบสากลที่ล็อคเข้ากับอุปกรณ์ IT ทำให้มีการยึดสายอย่างถาวรที่ปลายทั้งสองข้าง ขึ้นอยู่กับความต้องการในการติดตั้ง ตัวระบุสามารถใช้ iPDU เจนเนอเรชั่น 5 ที่รวมเอาท์เล็ตเข้ากับช่องเสียบสายผูกและเต้ารับสำหรับล็อค (รูปที่ 4) นอกจากนี้ ศูนย์ข้อมูลบนระบบคลาวด์ยังมีสายไฟจำนวนมากที่ป้อนด้าน A และ B ที่ด้านหลังของตู้ ซึ่งอาจทำให้การจัดการสายเคเบิลยุ่งยาก PDU รุ่นที่ 5 มีสายรัดสี สายรัดที่มีเครื่องหมายสี และสายไฟสี (ทั้งแบบล็อกและไม่ล็อก) เพื่อทำให้การระบุและการจัดการสายเคเบิลด้าน A และ B ง่ายขึ้น

รูปที่ 4: iPDU เจนเนอเรชั่น 5 เสนอทางเลือกของสายรัดสายไฟหรือเต้ารับสำหรับล็อคเพื่อจัดการกับข้อกังวลเรื่องการตัดการเชื่อมต่อโดยไม่ได้ตั้งใจ (ที่มาของภาพ: Panduit)

แฮนเดิลความปลอดภัยเสริม Panduit Smart Zone G5 สามารถใช้กับ Gen 5 iPDU เพื่อมอบการควบคุมการเข้าถึงสำหรับผู้ใช้สูงสุด 200 คน หมายเลขอ้างอิงประกอบด้วยไฟ LED แสดงสถานะที่ให้สถานะความปลอดภัยของที่จับ และไฟ LED บีคอนที่แสดงถึงความสมบูรณ์ของตู้ นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์ความชื้นในตัวและเซ็นเซอร์อุณหภูมิและสัญญาณเตือนประตูโดยเฉพาะ เพื่อลดความซับซ้อนในการติดตั้งเซ็นเซอร์และตรงตามมาตรฐาน ASHRAE (รูปที่ 5) ที่จับเพื่อความปลอดภัย G5 ประกอบด้วยแก้วและกุญแจสำหรับล็อกสำหรับเปลี่ยนภาคสนาม และสี่วิธีในการควบคุมการเข้าถึงตู้:

• เครื่องอ่านการ์ดความถี่คู่สามารถใช้ได้กับการ์ดความถี่ต่ำหรือความถี่สูง
• สามารถควบคุมการเข้าถึงจากระยะไกลผ่านเว็บอินเตอร์เฟสที่มีอยู่ใน Gen 5 iPDU
• รุ่น ACF06 มีแป้นกดเสริมที่ช่วยให้สามารถเข้าถึงตู้ผ่านรหัสพินที่ปลอดภัย
• รุ่น ACF06 สามารถใช้การตรวจสอบสิทธิ์แบบคู่เมื่อต้องใช้ทั้งการรูดบัตรและปุ่มกด

รูปที่ 5: ที่จับเพื่อความปลอดภัย Smart Zone G5 มีเซ็นเซอร์ความชื้นในตัวและไฟ LED แสดงสถานะ และสามารถกำหนดค่าโดยมีหรือไม่มีแผงปุ่มกดในตัวสำหรับการควบคุมการเข้าออก (ที่มาของภาพ: Panduit)

iPDU สำหรับการติดตั้ง Edge

สำหรับศูนย์ข้อมูลที่ Edge และแอปพลิเคชันอื่น ๆ ที่สามารถใช้ iPDU ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการทำงานสูงสุด 40°C พัดลม Orion นำเสนอ สมาร์ทสวิตช์ PDU ซีรีส์ที่มีช่องจ่ายไฟที่สามารถเริ่มต้นตามลำดับ ควบคุม และตรวจสอบได้จากระยะไกล Smart Switched PDU จะตรวจสอบแต่ละเต้าเสียบแยกกัน และในกรณีที่เกินขีดจำกัดที่ผู้ใช้กำหนด จะส่งคำเตือนผ่านอีเมล กับดัก หรือเสียงเตือน คุณสมบัติอื่น ๆ ได้แก่ :

• การควบคุมพลังงานระดับเต้าเสียบและการตรวจสอบอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนชั้นวาง
• การทำงานตั้งแต่ 0 ถึง 40°C
• การตรวจสอบกำลังไฟฟ้าโดยมิเตอร์ เว็บ หรือโปรโตคอลการจัดการเครือข่ายอย่างง่าย (SNMP)
• โปรโตคอลการสื่อสาร http, https, SNMP, DHCP และ UDP
• มิเตอร์วัดกระแส RMS แบบดิจิตอลบน PDU
• ซอฟต์แวร์ที่แถมให้การควบคุมและการวิเคราะห์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ลดต้นทุนการดำเนินงาน และลดเวลาหยุดทำงานให้เหลือน้อยที่สุด

ตัวอย่างเช่น รุ่น OSP-V-16-23-16-N1 ประกอบด้วยเต้ารับ IEC320 C13 14 ช่องและ IEC320 C19 2 ช่อง ช่องป้อน IEC320 C20 และสายไฟ IEC320 C19 ถึง C20 แบบปิดยาว 3 เมตร และเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าขนาด 16 A อีกทางเลือกหนึ่งคือ OSP-H-16-23-08-N1 ซึ่งมีเต้ารับ IEC320 C13 จำนวน 8 ช่อง, ทางเข้า IEC320 C20, สายไฟ IEC320 C19 ถึง C20 แบบปิดยาว 3 เมตร และเซอร์กิตเบรกเกอร์ 16 A พร้อมมิเตอร์วัดกระแส 20 A สามหลักที่มีความละเอียด 0.1 A (รูปที่ 6)

รูปที่ 6: OSP-H-16-23-08-N1 iPDU มีช่องเสียบ IEC320 C13 จำนวน 8 ช่องและมิเตอร์วัดกระแสไฟสามหลักที่มีความละเอียด 0.1 A. (แหล่งรูปภาพ: Orion Fans)

บทสรุป

ศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์และ Edge มีความต้องการที่แตกต่างกันสำหรับ iPDU รวมถึงข้อกำหนดด้านอุณหภูมิการทำงานที่ไม่เหมือนกัน ความคาดหวังที่แตกต่างกันสำหรับความน่าเชื่อถือและความพร้อมใช้งาน และความต้องการด้านความปลอดภัย การควบคุมพลังงาน และการตรวจสอบที่แตกต่างกัน วิศวกรเครือข่ายสามารถเลือกจาก iPDU ที่เหมาะกับความต้องการเฉพาะของการติดตั้ง Edge และ Cloud เพื่อสนับสนุนโซลูชันที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นด้วยความสมดุลระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพที่เหมาะสม