Технология ИБП: новые тенденции отрасли

Постоянный рост ИT-базы компаний оказывает непосредственное влияние на рынок ИБП и принципы организации СБЭП. ИT-приложения развиваются молниеносно, и это отражается на структуре энергопотребления. Растет не только спрос на ИБП, но и возникает необходимость в технологическом совершенствовании систем бесперебойного питания.

Давайте посмотрим, что изменилось за последние годы и в каком направлении движутся СБЭП.

Еще 15 лет назад практически все ИБП были моноблочными, а сегодня все крупные производители имеют хотя бы одну линейку модульных ИБП. В устройствах первого типа вся входная мощность обеспечивается одним силовым блоком. Устройства второго типа состоят из отдельных модулей с процессором, зарядным устройством, инвертором и выпрямителем. Такие модули являются полноценными силовыми блоками, при этом они могут размещаться в единый шкаф и работать сообща. В чем преимущество модульных ИБП?

• Компактность. В современном мире потеря данных оборачивается колоссальными расходами, а чаще всего это происходит по причине проблем с электроэнергией. В ЦОДах остро стоит вопрос обеспечения отказоустойчивости и решается он резервированием ИБП. Компактные модульные устройства «съедают» меньше пространства, чем объединенные в параллель моноблочные источники, а это важно для экономии площади в условиях постоянного роста стоимости аренды площадей.
• Конструктивная гибкость. С увеличением потребности в электропитании к действующему модульному решению можно быстро подключить один или несколько дополнительных модульных ИБП, даже без привлечения сервисных специалистов. Моноблочное решение потребует подключения еще одного полноценного блока аналогичной мощности, а это довольно сложный процесс.
• Плавное наращивание мощности. Чтобы сэкономить на начальных этапах строительства ЦОДа, когда затраты и так высоки, можно установить меньше модулей, чем вмещает шасси, в дальнейшем наращивать мощность по мере необходимости.
• Высокая ремонтопригодность. Большой плюс модульных ИБП в легком извлечении отдельных модулей. В случае поломки можно отправить в ремонт один элемент, при этом остальная система продолжит работать в обычном режиме.
• Несмотря на преимущества модульных ИБП, моноблочные устройства все еще в строю, прежде всего, из-за доступной стоимости. Их удобно использовать там, где не планируется многократное наращивание мощности. Тем не менее, тенденция перехода на модульные системы уже четко наметилась.

Модульное построение позволяет наращивать мощность СБЭП по мере необходимости

На смену громоздким свинцово-кислотным батареям пришли литий-ионные аккумуляторы (ссылка на инфографику), которые весят в 3 раза меньше и позволяют сэкономить 50–80 % пространства.

Батареи для ИБП в корне отличаются от используемых в смартфонах и ноутбуках, как по способу разработки и тестирования, так и по архитектуре. Но их объединяет литий-ионная химия и компактные размеры.

В отличие от свинцово-кислотных батарей, литий-ионные имеют более высокую емкость, надежность и безопасность. Срок их эксплуатации от 10 до 25 лет, тогда как у свинцово-кислотных –5–10 лет. Кроме того, литий-ионные батареи отличаются минимальным саморазрядом, не более 1–2 % в месяц.

Единственный весомый минус литий-ионных батарей – более высокая цена. Но технологии не стоят на месте, решения постоянно совершенствуются, а их себестоимость снижается. Несомненно, в ближайшем будущем новые литий-ионные аккумуляторы полностью вытеснят своих свинцово-кислотных предшественников.

По данным аналитиков Colocation America средний показатель плотности мощности стойки ЦОДа в 2008 году составлял 6 кВт, а в 2020-м – уже 16,5 кВт. Но это средний показатель, в действительности плотность мощности может быть в 2–3 раза больше.

С расширением бизнес-задач и улучшением клиентских сервисов вопрос увеличения плотности мощности ЦОДов вышел во главу угла. Системы строятся по принципу «меньше места, больше плотность», появляются компактные серверы, блейды, инфраструктура и, как уже было отмечено выше, модульные ИБП и высокоемкие батареи.

Наращивать мощность за счет увеличения площади ЦОДа в условиях дороговизны аренды экономически невыгодно, так как сопряжено с ростом расходов минимум на 20 %. Поэтому бизнес делает ставку на повышение плотности, которое достигается путем использования стандартизированных модульные стоек. Они включают серверное и все сопутствующее оборудование в оптимальной компоновке, позволяют сэкономить место и снизить потребление энергии втрое.

Модульная концепция ЦОД – технология будущего. Но при уплотнении мощности возникают дополнительные задачи: повышение эффективности энергоснабжения и охлаждения ЦОД. Это ведет к необходимости использования модульных ИБП со схемой резервирования N+X или 2N, а также современных систем кондиционирования и датчиков контроля холодного воздуха.

Наращивание мощности без «раздувания» размеров ЦОД – актуальная задача, решить которую помогает модульный принцип формирования архитектуры

Технология виртуализации набирает обороты. Сегодня на базе одного компьютера создается целая сеть виртуальных машин с разными операционными системами. Переход к таким вычислительным средам отражается на требованиях к ИБП, в том числе в части наличия программного обеспечения для сигнализации о проблемах с электропитанием. При появлении сбоя система переводит виртуальную машину на платформу с достаточным электропитанием, тем самым исключая возникновение неполадок в работе приложений.

Ведущие поставщики ИБП уже предлагают подобное ПО. На Западе такие решения очень востребованы, но в нашей стране спрос на них пока невелик.

Тем не менее стоит отметить, что новые ИБП имеют намного более удобный и информативный интерфейс, оснащены сенсорными панелями и «обучены» корректно взаимодействовать с виртуальными машинами. В дальнейшем этот функционал будет совершенствоваться.

Подытожив сказанное, можно сделать вывод, что технология ИБП развивается в сторону увеличения емкости источников питания при сохранении их размеров и упрощении конструкции. Будущее за модульными системами с долговечными аккумуляторами и ПО, отвечающим требованиям виртуализации и развития облачных сервисов.