Hướng dẫn mua PDU tốt nhất cho thiết kế nguồn điện của bạn

Yêu cầu về nguồn điện trong các trung tâm dữ liệu ngày càng tăng, điều này đã gây ra các vòng quay liên tục của các thiết bị liên quan, như bộ phân phối điện (PDU). PDU có sẵn với nhiều tính năng khác nhau, xếp hạng công suất và kết hợp dây đầu vào và đầu ra. Hướng dẫn này đã cung cấp một số yếu tố cần cân nhắc thực tế cho việc lựa chọn PDU trong thiết kế nguồn điện, có thể giúp bạn đưa ra quyết định sáng suốt cho trung tâm dữ liệu của mình.

5 bước để chọn PDU rack phù hợp

B1. Ước tính công suất nguồn của bạn

Sau khi các yêu cầu về nguồn điện được thiết lập, các PDU của giá đỡ sẽ được yêu cầu cung cấp ít nhất đủ năng lượng để hỗ trợ tải của giá đỡ. Vì vậy, việc xác định mức tiêu thụ điện năng của thiết bị cần bảo vệ là điều đầu tiên. Quy trình tính toán rất đơn giản: Đầu tiên, hãy cộng mức tiêu thụ điện năng thực tế hoặc dự kiến ​​của thiết bị cần bảo vệ. Sau đó, dành thêm khoảng trống để thích ứng với những thay đổi có thể xảy ra trong tương lai như giảm tốc độ và tăng trưởng. Cuối cùng, bổ sung thêm dung lượng để hỗ trợ cấu hình dự phòng. Ba phương pháp chính có thể được sử dụng để ước tính công suất tối đa cần thiết:

C1: Tham khảo bảng tên được cung cấp

Nhãn gắn trên thiết bị cho biết mức năng lượng nó sử dụng. Khi thông tin đã cho được mô tả bằng ampe thay vì watt, chỉ cần nhân ampe theo điện áp để có được số watt. Lưu ý rằng giá trị bằng số dự kiến ​​do nhà cung cấp đưa ra thường là số tiền tối đa theo lý thuyết. Mức tiêu thụ điện năng thực tế có thể thấp hơn trong các hoạt động hàng ngày. Tuy nhiên, tốt hơn hết bạn nên thực hiện các tính toán dựa trên mức tiêu thụ điện năng tối đa theo lý thuyết ngay cả khi các thiết bị không liên tục hoạt động ở mức tối đa.

C2: Chuyển sang công cụ tính công suất trực tuyến

Một số nhà sản xuất thiết bị mạng chính bao gồm Cisco, Juniper và HP Aruba đã cung cấp các máy tính trực tuyến có thể ước tính chính xác hơn mức tiêu thụ điện năng thực tế cho các cấu hình cụ thể (số lượng và loại thẻ, ổ đĩa, v.v.).

C3: Tính mức tiêu thụ điện năng thực tế

Ví dụ, với sự hỗ trợ của công cụ - đồng hồ đo watt-giờ, để đo lượng điện đi qua thiết bị tại một thời điểm nhất định hoặc trong một khoảng thời gian. Ngoài ra, PDU thông minh có thể giám sát việc sử dụng điện năng cho từng ổ cắm trong thời gian thực và thu thập số liệu thống kê sử dụng điện năng chính xác. Thông tin chi tiết về nguồn điện được cung cấp cho từng ổ cắm riêng lẻ.

Sau khi tính toán tổng mức tiêu thụ điện năng, bạn có thể yên tâm lựa chọn các PDU phù hợp với nhu cầu của mình dựa trên mức công suất định mức. Các PDU giá đỡ có phạm vi xếp hạng công suất rộng có thể được phân loại đại khái thành ba loại:

• PDU mật độ tiêu chuẩn (lên đến 5kW)—lý tưởng cho tủ nối dây và phòng thiết bị chứa các thiết bị truyền thống.
• PDU mật độ cao (5kW đến 10kW)—cung cấp sự kết hợp của các loại ổ cắm để hỗ trợ nhiều giá đỡ ngốn điện hơn.
• PDU mật độ cực cao (10kW trở lên)—có khả năng chứa tới 48 ổ cắm cho các giá đỡ có khung máy nhiều phiến và máy chủ, tối ưu cho việc hợp nhất máy chủ.

B2. Chọn nguồn điện đầu vào khả dụng cho cơ sở

Công suất đầu vào có thể được chia thành hai phần chính: một pha và ba pha. Cái trước sử dụng một pha nguồn điện xoay chiều, trong khi cái trước sử dụng ba sóng một pha cùng nhau, mỗi sóng đạt đến đỉnh điểm tại thời điểm bù.

Ở cấp độ giá đỡ trong một trung tâm dữ liệu thông thường, bộ phân phối điện là một pha hoặc ba pha:

• Một pha: Được thiết kế cho các ứng dụng có mật độ thấp hơn. PDU một pha phù hợp với máy chủ 1U/2U truyền thống. Nhiều khu dân cư và địa điểm kinh doanh nhỏ được đề xuất sử dụng PDU với nguồn điện một pha.
• Ba pha: Dành cho giá đỡ có mật độ cao hơn. PDU ba pha sẽ cung cấp các lựa chọn tối ưu để truyền tải điện năng trên khoảng cách xa cho các ứng dụng có công suất cao hơn và đôi khi được áp dụng trong lưới điện, trong các cơ sở cung cấp năng lượng cho động cơ hạng nặng và các tải lớn khác.

Việc sử dụng PDU một pha dường như mang lại hiệu quả về mặt chi phí cho việc đầu tư trong giai đoạn ban đầu, tuy nhiên, PDU ba pha sẽ giảm số lượng cáp cần đưa vào và quản lý trong cáp đồng. Nếu chuyển từ phân phối 208V một pha sang 208V ba pha, chỉ cần thêm một dây trong mỗi lần giảm điện. Có thêm 73% năng lượng chỉ với 25 đến 33% cáp đồng. Đối với những người cần số lượng lớn cáp, việc sử dụng PDU ba pha có thể tiết kiệm cả tiền bạc và không gian.

Bảng dưới đây cho thấy công suất điện liên tục tính bằng kW ở mỗi cường độ dòng điện. Các giá trị đậm thể hiện mức công suất chung thường được các kỹ sư khuyên dùng.

B3. Kiểm tra các kết nối nguồn được hỗ trợ

Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia Hoa Kỳ (NEMA) và Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC) là hai tiêu chuẩn chính mà hầu hết các phích cắm và ổ cắm PDU đều tuân theo.

Nguồn đầu vào/đầu ra: Bạn cần loại phích cắm/ổ cắm PDU nào?

Nhiều khả năng bạn sẽ có các đầu nối NEMA khóa như NEMA L5, NEMA L6 và NEMA L15 trong trung tâm dữ liệu. Dòng IEC của IEC 60309 và IEC 60320 cung cấp các tùy chọn khác, trong đó C13 và C19 là loại được sử dụng phổ biến. Đầu nối đầu vào NEMA được chế tạo theo định mức dòng điện từ 15A đến 60A, trong khi các tiêu chuẩn IEC cho phép lên đến 250A, nhưng với mức thông thường là 16A đến 63A để phục vụ thiết bị CNTT.

Việc lựa chọn ổ cắm PDU cho phích cắm của thiết bị giá đỡ cũng rất quan trọng. Đối với bộ nguồn trong thiết bị gắn trên giá nhỏ hơn như máy chủ 1U/2U, thường sử dụng kết nối C13/C14, trong khi bộ nguồn trong thiết bị chuyển đổi mô-đun và phiến lớn hơn thường sử dụng kết nối C19/C20 có cường độ dòng điện cao hơn. Cả hai ổ cắm C13 và C19 đều cung cấp tính năng khóa để ngăn chặn việc vô tình ngắt kết nối thiết bị CNTT thường được sử dụng trong quá trình triển khai CNTT trên giá đỡ.

Bạn cần bao nhiêu ổ cắm PDU?

Khi nói đến số lượng PDU, các ổ cắm C19 có số lượng cao hơn sẽ có lợi vì các ổ cắm này hỗ trợ cả hai thiết bị có đầu nối C14 hoặc C20. Không thể sử dụng ổ cắm C13 để cấp nguồn cho đầu nối C20 có cường độ dòng điện cao hơn. Trong tình huống thực tế, giả sử một tủ chứa 10 máy chủ truyền thống, mỗi máy chủ có nguồn điện kép. Khi đó cần có một PDU có ít nhất 20 ổ cắm C13 cho 20 dây nguồn đó. Nếu bạn có ý định lấp đầy giá đỡ của mình bằng các máy chủ 1U, bạn sẽ cần một PDU có thể chứa 42 dây nguồn.

B4. Xác nhận kế hoạch cài đặt PDU ngang hay dọc

PDU rack có thể được gắn theo chiều ngang hoặc chiều dọc tùy thuộc vào kế hoạch lắp đặt của bạn. Lắp đặt theo chiều ngang bên trong giá là một tùy chọn, có thể chiếm không gian RU; một lựa chọn khác là gắn PDU theo chiều dọc ở mặt sau hoặc mặt bên của vỏ mà không chiếm bất kỳ không gian RU nào. Người ta thường thấy các PDU được gắn theo chiều dọc ở bên trái hoặc bên phải của tủ trung tâm dữ liệu.

B5. Đảm bảo các chức năng cần thiết của PDU

Nếu bạn chỉ cần phân phối điện cơ bản mà không yêu cầu đo điện cục bộ hoặc từ xa, việc chọn các PDU cơ bản sẽ tiết kiệm chi phí với chi phí phải chăng. Nếu bạn muốn biết lượng điện năng chạy qua PDU là bao nhiêu, bạn có thể chọn một PDU đo được có tính năng giám sát nguồn điện cục bộ, liên tục đo và ghi lại dòng điện chạy qua PDU trên mỗi pha. Nếu bạn yêu cầu chức năng giám sát hoặc quản lý từ xa, PDU được giám sát và PDU chuyển mạch sẽ đáp ứng nhu cầu tương ứng của bạn. Đối với chức năng nâng cao như dự phòng nguồn điện, ATS PDU sẽ phù hợp với bạn nhất.

Biểu đồ bên dưới sẽ đưa ra một minh họa rõ ràng có thể giúp bạn xác định các loại PDU phổ biến này.

Chú thích:

✔ Cho biết tất cả các kiểu máy trong dòng sản phẩm này đều có tính năng này.

● Có nghĩa là một số mẫu trong dòng sản phẩm này có tính năng này.

Khuyến nghị PDU cho các ứng dụng phổ biến

Ngoài các yếu tố xem xét về mặt lý thuyết, loại PDU này có phù hợp với việc triển khai của bạn hay không chủ yếu phụ thuộc vào các ứng dụng thực tế. Tìm kịch bản ứng dụng cho tình huống hiện tại của bạn và bạn có thể cân nhắc những gì chúng tôi đã đề xuất.

Kết luận

Chọn PDU cho tủ rack sau khi hiểu rõ loại thiết bị sẽ được lắp đặt. Thiết bị CNTT sẽ quyết định loại và số lượng ổ cắm cũng như yêu cầu về mức tiêu thụ điện năng. Cần xem xét bổ sung cho các tình huống ứng dụng thực tế để đưa ra quyết định tốt hơn. Tìm đúng loại PDU với thông số kỹ thuật và chức năng phù hợp để tối ưu hóa kiến ​​trúc nguồn hiện tại và tạo ra một trung tâm dữ liệu dễ quản lý hơn.