No siempre es fácil dimensionar correctamente los requisitos de energía para los bastidores de servidores. Todo en el mundo de los servidores se está volviendo más inteligente y rápido, y esto incluye una de las partes básicas del servidor: la unidad de fuente de alimentación (UPS).
Las fuentes de alimentación fueron una vez un simple conjunto de transformadores y filtros. Hoy en día, son una unidad inteligente de conmutación y monitoreo con su propio firmware. Esto conduce a algunos problemas interesantes e imprevistos al diseñar las fuentes de alimentación a un rack.
Consideraciones sobre la fuente de alimentación
Aquí hay algunas cosas para preguntar y tener en cuenta.
¿Las fuentes de rack deben ser una configuración primaria/primaria o una configuración primaria/redundante de alta disponibilidad? ¿Y cuántos servidores y dispositivos son de cable único o de doble cable?
Cada rack tiene dos fuentes de alimentación de diversas fuentes. Cada alimentación tiene su propia PDU y disyuntores de seguridad asociados para proporcionar energía a su equipo.
Los arreglos primarios / primarios generalmente se usan con equipos de un solo cable donde puede permitirse perder energía a cualquier cosa enchufada en caso de que se dispare un banco de enchufes o un interruptor principal. Primaria / Primaria puede empacar mucha energía en un espacio pequeño a expensas de proporcionar redundancia crítica. Primario/Primario indica que puede extraer hasta el 80% del interruptor principal clasificado para cada alimentación.
¿Ha seleccionado unidades de distribución de energía (PDU) con suficientes salidas para alimentar todos los dispositivos en el rack y el número correcto de bancos de interruptores automáticos que protegen las tomacorrientes?
En el caso de Primario/Redundante, donde cada equipo tiene al menos 2 fuentes de alimentación, cada fuente de alimentación está conectada a una PDU y alimentación separadas. Esto mantiene el equipo en funcionamiento en caso de que falle una PDU o se dispare un interruptor.
Durante una falla, hay una «carga oscilante» a medida que la carga del equipo cambia de usar ambas PDU a solo una. Las alimentaciones de rack correctamente diseñadas para una disposición primaria/redundante están dimensionadas de modo que una PDU pueda suministrar toda la carga del rack para mantener su equipo crítico en funcionamiento. Esto se logra cargando intencionalmente no más del 40% por alimento, de modo que si uno falla, el otro puede tomar todo el swing hasta el 80%.
Queremos minimizar la carga oscilante siempre que sea posible. Durante una falla, a medida que el consumo de energía cambia de una vez, puede sobrecargar la PDU restante. La carga oscilante en una alimentación de rack mal diseñada podría hacer que la alimentación restante dispare su interruptor y falle también, derribando todo el rack.
¿Las fuentes de alimentación de su equipo son del estilo anterior, diseñadas para suministrar la mitad de la carga de cada una, o son de un diseño más nuevo en el que una proporciona toda la carga y la otra se encuentra en modo de espera?
En el pasado, los servidores de doble cable extraían energía de sus dos UPS de manera equilibrada: 50% de una y 50% de la otra. Conectar una fuente de alimentación a una fuente de alimentación y la otra fuente de alimentación a la segunda fuente de alimentación proporcionaba redundancia en caso de fallo. Si fallaba una fuente de alimentación o fallaba la alimentación eléctrica de la PDU, el servidor extraería el 100% de la fuente de alimentación restante.
Para mejorar la eficiencia de la fuente de alimentación, algunos fabricantes han rediseñado las UPS inteligentes. En lugar de extraer el 50% de cada uno, la fuente de alimentación inteligente coloca toda la carga en uno mientras ejecuta el otro en modo de espera, calentado pero sin proporcionar ninguna corriente a menos que falle la primera fuente de alimentación.
Recientemente hemos instalado un nuevo rack con más de 40 servidores de doble cable con UPS inteligentes. Produjo un gráfico como este a partir de sus dos fuentes de alimentación:
Colocamos toda la fuente de alimentación del lado izquierdo en una PDU y toda la fuente de alimentación del lado derecho en la otra PDU, un diseño de rack común y limpio.
Puede ver que alrededor de las 11:00 en el gráfico, cuando se activaron los servidores, todos comenzaron a extraer su carga principal de la alimentación superior a medida que todas las UPS de un lado se activaban. La otra fuente de alimentación entró en modo de espera, y todas ellas estaban conectadas a la alimentación inferior, que no mostró ningún aumento en el uso de energía en absoluto.
Si bien la carga de potencia total todavía estaba dentro de la clasificación de diseño para el rack, no estaba equilibrada en absoluto. Si la PDU superior o su alimentación fallaran, toda la carga del rack se balancearía hacia la alimentación inferior. Los 8 kilovatios pasarían de una alimentación a otra en una fracción de segundo.
Cuando se utiliza un equipo de doble cable en una configuración primaria/redundante, ¿ha equilibrado su carga de giro?
Para minimizar cualquier posibilidad de problemas futuros con la carga oscilante, cerramos e intercambiamos los cables de línea de CA para la mitad de los servidores en el rack. Esto colocó la mitad de la fuente de alimentación favorecida en una alimentación y la otra mitad en la otra, por lo que iguala el empate en ambas fuentes y reduce la carga de oscilación a la mitad en caso de que cualquiera de los lados falle.
Puedes ver eso en el gráfico a las 13:00 en adelante.
Ahora la carga oscilante máxima es de solo 4 kilovatios. Esto no habría sido un problema con la UPS de estilo antiguo que dibuja por igual de ambos lados, ya que los resultados habrían sido los mismos.
La mejor práctica dicta mantener la carga de oscilación al mínimo, ya que elimina una gran cantidad de estrés de las PDU durante las fallas. Habrá suficientes alarmas sonando cuando un rack completo de servidores informe la pérdida de la mitad de su energía esperada que no necesita la preocupación adicional de si la alimentación restante se mantendrá hasta que se pueda rectificar la falla.
Aquí hay otra observación del equipo de operaciones: asegúrese de que sus enrutadores de red, firewalls y equilibradores de carga también tengan doble cable. Mantener los servidores de doble cable en funcionamiento pero incapaces de comunicarse cuando el enrutador de un solo cable pierde energía es un fastidio.
¡Cuanto mejor sea el equilibrio de las cargas del rack, mejor se comportará el rack!
Los ingenieros de SNHC pueden ayudarle a dimensionar correctamente los requisitos de alimentación para sus bastidores y ayudarle a especificar y suministrar las PDU correctas para sus necesidades. Simplemente comuníquese con nuestro equipo en nuestro chat, el cual está disponible 24/7.
