TRIỂN KHAI THANH PHÂN PHỐI NGUỒN THÔNG MINH

Thứ  sáu , ngày 02 tháng 07 năm 2021 

Sử dụng các thanh phân phối nguồn điện (PDU) thông minh bên trong tủ rack có thể kiểm soát tốt hơn hoạt động của trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, việc đầu tư vào PDU cần cân nhắc nhiều yếu tố để đạt được hiệu quả cao nhất.

Trung tâm dữ liệu (TTDL) đang trong giai đoạn thay đổi mạnh mẽ. Các nhà quản trị TTDL phải vật lộn để theo kịp nhu cầu về dung lượng dữ liệu đang tăng lên từng ngày trong điều kiện thắt chặt ngân sách, hiệu quả năng lượng hoạt động và những thách thức bởi công nghệ mới như ảo hóa và điện toán đám mây. Khi môi trường TTDL trở nên năng động và phức tạp hơn, nhiều tổ chức cũng chủ động quản lý và kiểm soát tốt hơn hoạt động TTDL để duy trì hoặc cải thiện tính sẵn sàng trong môi trường máy tính ngày càng dày đặc, đồng thời phải đảm bảo giảm chi phí và tăng hiệu quả. Việc này có thể thực hiện ngay bên trong tủ rack bằng một giải pháp đơn giản là sử dụng các thanh phân phối nguồn điện (PDU) thông minh.

Là liên kết cuối cùng trong chuỗi cấp nguồn cho các thiết bị công nghệ thông tin (CNTT), PDU thông minh là sự đầu tư chiến lược nhằm nâng cao độ sẵn sàng cho hệ thống, đáp ứng sự thay đổi về dung lượng và mật độ trong TTDL. Cùng lúc là sự xuất hiện của các phần mềm quản lý cơ sở hạ tầng TTDL (Data Center Infrastructure Management - DCIM) càng làm tăng vai trò của thanh PDU thông minh trong các TTDL. Các nhà quản lý TTDL tận dụng những lợi ích do công nghệ cung cấp, bao gồm khả năng truy cập đến mức điện năng tiêu thụ của tủ rack và từng thiết bị CNTT, hiển thị điều kiện môi trường bên trong tủ rack, khả năng kiểm soát và quản lý trực tiếp nguồn điện cấp cho từng thiết bị CNTT và tủ rack

Bài viết sẽ thảo luận về những cân nhắc khi đầu tư vào thanh PDU thông minh nhằm đảm bảo hiệu quả cung cấp giải pháp sẵn sàng cao với các đặc tính: độ tin cậy, tính năng giám sát tự động và khả năng bảo trì.

Độ tin cậy :

PDU thông minh cung cấp khả năng quản lý linh hoạt và toàn diện từ xa, giám sát theo thời gian thực, đưa lại cái nhìn toàn diện về mức tiêu thụ điện năng của các thiết bị CNTT và điều kiện hoạt động bên trong tủ rack. Dù cung cấp nhiều tính năng cao cấp nhưng các thanh PDU mới này vẫn không được sử dụng nhiều nếu không thực hiện đúng chức năng của PDU: phân phối nguồn điện trong bất kỳ hoàn cảnh nào.

Chịu được nhiệt độ cao : PDU thường được lắp đặt ở vị trí gần cửa sau của tủ rack, tiếp xúc trực tiếp với luồng khí nóng thổi ra từ các thiết bị trong TTDL. Ở vị trí này, nhiệt độ phổ biến thường là 50°C. Khi mật độ tiếp tục tăng thì nhiệt độ này dự kiến sẽ tăng lên, vì thế thanh PDU thông minh được yêu cầu phải chịu được nhiệt độ từ 55°C trở lên.

Bảo vệ quá dòng : Vì lý do an toàn, các cơ quan quản lý yêu cầu thanh PDU phải có tính năng bảo vệ quá dòng (overcurrent protection - OCP) trên 20A. Nếu OCP không được sử dụng trong TTDL, có thể dẫn đến sự cố ảnh hưởng đến sự sẵn sàng của tất cả các thiết bị đang kết nối. OCP của các thanh PDU không nên có độ nhạy quá cao và phải có mức tối thiểu về thời gian trung bình để sửa chữa (Mean Time to Repair - MTTR). Có nhiều loại thiết bị OCP khác nhau có thể được sử dụng cho PDU thông minh như cầu chì, CB từ nhiệt và CB thủy lực.

Đối với cầu chì, do thời gian ngừng hoạt động để thay thế hơi lâu, một số nhà sản xuất PDU khuyến nghị không nên sử dụng cho các ứng dụng quan trọng như TTDL. Khi bị nổ cầu chì sẽ mất nhiều thời gian và chi phí để thay thế. Kết quả là thời gian chết tăng đáng kể và MTTR lâu hơn.

CB sẽ phù hợp hơn do có khả năng mở lại dễ dàng và nhanh chóng. CB từ nhiệt được thiết kế để ngắt mạch ngay lập tức khi cường độ dòng điện đạt ngưỡng. Nhưng chúng lại khá nhạy cảm với nhiệt độ môi trường, nên vị trí lắp đặt PDU là vấn đề cần phải quan tâm. CB từ thủy lực ít nhạy cảm hơn với các thay đổi về nhiệt độ sẽ là lựa chọn lý tưởng cho các thanh PDU thông minh.

Quản lý dòng khởi động : Dòng khởi động được sinh ra bởi các tụ điện lớn trong bộ nguồn máy chủ khi khởi động, và có thể vượt quá 50 Ampe trong vài chục micro giây. Để đảm bảo rằng không có bất kỳ CB nào “nhảy”, PDU phải có tính năng bật/ tắt tuần tự trên các ổ cắm theo trình tự đã được cài đặt trước.

Khóa ổ cắm : Cơ chế khóa đảm bảo kết nối vật lý được chắc chắn và dây nguồn không bị kéo ra khỏi ổ cắm. Trên thế giới, tiêu chuẩn phổ biến nhất cho ổ cắm của các thanh PDU là IEC320 C13 và C19. Ổ cắm IEC được chấp nhận trên toàn cầu và xử lý mức điện áp đầu ra lên đến 250V.

Tính năng giám sát tự động:

PDU thông minh sẽ chủ động cung cấp thông tin về các vấn đề trước cả khi chúng xảy ra. Thiết lập ngưỡng cảnh báo và ngưỡng tới hạn cho dòng điện sẽ đảm bảo các thanh PDU không gặp phải tình trạng quá tải, dẫn đến việc CB bị ngắt theo cơ chế hoạt động.

Giám sát quá dòng tự động sẽ tắt và khóa tất cả các ổ cắm không sử dụng khi PDU vượt qua ngưỡng thiết lập. Về cơ bản, nó sẽ ngăn chặn việc một người nào đó cắm thiết bị mới vào ổ cắm không sử dụng và gây ra tình trạng quá tải. Các thông số PDU thông minh cần theo dõi để đảm bảo tính sẵn sàng cao bao gồm: dòng điện cùng với một thông báo về tải không cân bằng; nhiệt độ bên trong tủ rack thông qua các cảm biến, PDU tự động ngừng cấp điện cho các ổ cắm khi nhiệt độ trong tủ vượt ngưỡng thiết lập; khả năng giám sát trạng thái CB.

Tất cả các thông báo phải ở định dạng quen thuộc, chẳng hạn như SMS, SNMP hoặc e-mail. Các thanh phân phối điện phải có khả năng tích hợp với phần mềm quản lý tập trung để dễ dàng quản lý hơn.

Bảo trì bảo dưỡng:

Khi nhu cầu và sự phức tạp trong TTDL tiếp tục tăng, việc mất điện ngoài ý muốn vẫn là mối đe dọa đáng kể, làm gián đoạn hoạt động kinh doanh của doanh nghiệp. Một cuộc khảo sát các chuyên gia TTDL được thực hiện bởi Viện nghiên cứu Ponemon và tài trợ bởi Emerson Network Power cho thấy 91% số người được khảo sát đều trải qua việc mất điện hoàn toàn ngoài dự kiến trung bình hai lần/2 năm, còn việc mất điện một phần xảy ra sáu lần. Theo thông tin từ khảo sát, thời gian mất điện cả TTDL kéo dài trung bình 107 phút và mất điện một phần kéo dài trung bình 152 phút, chi phí cho mỗi lần mất điện ngoài ý muốn khoảng $7.900 mỗi phút.

Khảo sát cung cấp dữ liệu hữu ích cho các cuộc thảo luận về thời gian ngừng hoạt động của TTDL và giải pháp thực hiện để tăng độ sẵn sàng bằng cách giảm thiểu thời gian trung bình sửa chữa (MTTR) khi PDU thông minh bị hỏng. Có ba yếu tố cần được xem xét để bảo trì được tốt hơn.

1. Bảo vệ quá dòng: Như đã đề cập trước đó, CB sẽ dễ dàng thiết lập lại khi bị ngắt điện; trong khi cầu chì đòi hỏi phải thay thế. Quá trình thay thế cầu chì phải được thực hiện bởi thợ điện và yêu cầu phải ngắt nguồn đầu vào trong thời gian thay thế. Điều này không chỉ mất thời gian, mà còn đòi hỏi sự phối hợp với các nhóm quản lý cơ sở hạ tầng.
2. Tính mô-đun: Tính mô-đun cùng với tính năng thay thế nóng (hot swappability) đảm bảo thời gian MTTR nhanh hơn, thiết bị vẫn hoạt động và cung cấp điện bình thường trong quá trình thay thế.
3. Chuyển mạch: Khả năng chuyển mạch trong PDU đảm bảo rằng nếu thiết bị CNTT bị treo, nguồn có thể được bật, tắt từ xa mà không cần bất kỳ sự can thiệp vật lý nào tại TTDL.

Kết luận:

Với mật độ thiết bị trong TTDL ngày càng tăng, khả năng hiển thị các thông tin bên trong tủ rack cực kỳ quan trọng, giúp ngăn chặn nhiều mối đe dọa phổ biến đối với thiết bị trong tủ, bao gồm việc gián đoạn nguồn điện, sự hiện diện của độ ẩm, khói hoặc nhiệt độ vượt mức cho phép.

PDU thông minh ngày nay có thể cung cấp cái nhìn rõ ràng hơn về mức tiêu thụ điện năng bên trong tủ rack, khả năng giám sát và kiểm soát vượt trội so với vài năm trước. Tuy nhiên, để đảm bảo công nghệ này mang đến nhiều lợi ích hơn cho các giải pháp sẵn sàng cao, phải cân nhắc kỹ về thiết kế, cũng như các tính năng của các thanh PDU để cung cấp khả năng xử lý linh hoạt và đảm bảo thời gian MTTR nhanh hơn.

Nguồn : www.vertiv.com 

Quốc Nguyễn