Вибір джерела безперебійного живлення для сервера, комп’ютера

Вимоги, яким відповідає джерело безперебійного живлення для персонального комп’ютера і для сервера – відрізняються. Вимоги, що пред’являються серверним ДБЖ – набагато вище, ніж для ДБЖ персонального комп’ютера. Все-таки, з сервером (серверами) завжди пов’язані не тільки периферійні пристрої, але і комп’ютери, чиї користувачі можуть підключатися до цієї мережі віддалено.

Крім поширених завдань, тих, що вирішують будь-які безперебійні джерела живлення, серверні ДБЖ мають ще кілька специфічних функцій. У числі яких знаходяться: дистанційне керування за допомогою локальної мережі, функція автоматичного тестування ДБЖ і автоматичної діагностики акумулятора.

Оскільки потужність, яку видають ІБП для сервера – дуже велика, система харчування зазвичай складається з блоків, які встановлюються в одну серверну стійку. Такий ДБЖ має ще одне реальне перевага: з’являється можливість виробляти «гарячий ремонт», тестування, заміну несправного блоку системи – без відключення джерела безперебійного живлення від мережі. Власне, замінити несправний блок на резервний (працездатний), і потім вже без поспіху ремонтувати (або, звернутися в сервісну службу) – завжди зручніше і простіше.

Он-лайн або ж не Він-лайн?

ДБЖ класу on-line, тобто система з подвійним перетворенням, забезпечує найвищу ступінь захисту електроприладів, до неї підключаються.

[Adrotate banner = “40”]

Головним же недоліком резервних (off-line), як і лінійно-інтерактивних ДБЖ залишається необхідність в перемиканні живиться навантаження з напруги мережі на генератор (інвертор), що живиться від батареї. Час такого перемикання навантаження, все ж, не можна вважати «нульовим», саме перемикання викличе перехідний процес, з наявністю небажаних «сплесків». Все це призводить як мінімум до збою в роботі, короткочасного пропажі харчування на кожному пристрої, що підключається до ДБЖ.

Харчування з подвійним перетворенням від зазначеної проблеми звільнився. У таких ІБП, навантаження від інвертора (генератора змінної напруги) буде запитана постійно. Як можна зрозуміти, вхід інвертора підключений до постійного (а не змінному) напрузі зарядженої батареї або випрямляча. Випрямляч тут перетворює змінну напругу 220 В в постійне (12 В або 24). Коли напруга «випрямляча» зникає, інвертор продовжить роботу, харчуючись тільки від батареї.

Насправді, створювати ДБЖ серйозної потужності (аж до 500 кВА) можна тільки за схемою з подвійним перетворенням. Звичайно, такий ДБЖ забезпечує харчуванням не один комп’ютер, а серверну кімнату, офіс або всю будівлю повністю. При виборі, враховуйте, що джерело потужністю від 10 кВа призначені для використання спільно з трифазної мережею.

компонування

ДБЖ не дуже великої потужності (до 1000 ВА) зазвичай працюють від батарей 7-20 хвилин. ДБЖ з великою вихідною потужністю можуть взагалі не мати батареї в стандартному комплекті. Виходячи з умов роботи, вони додатково оснащуються батарейним блоками на різну ємність. Число батарей, тобто – сумарна ємність, впливає на час аварійної роботи. Як правило – пропорційно.

А яким воно повинно бути? Найпоширеніший варіант використання ІБП для живлення навантаження до запуску мотора генератора (дизеля) – буде мати на увазі вибір в залежності від характеристики дизеля. Для аварійного завершення (програм і сервісів) – зараз вже, загалом, досить 10 або 15 хвилин, при «сучасної» швидкості роботи процесора.

До додаткових функцій, що належать саме до електричної частини систем ДБЖ, відноситься можливість роботи без використання акумуляторів, коли в мережі – підвищений, або – знижена напруга (режим SmartTrim і SmartBoost відповідно). Граничне значення (при якому перехід «на акумулятор» все ж станеться) можна налаштовувати (для обох режимів – окремо).

управління

У будь-якому рековому ДБЖ APC Smart є функція виключення або включення за розкладом, для чого використовується – сервер (сполучається з ДБЖ через порт COM), або мережева плата Web / SNMP управління.

Як правило, потрібна одна функція: вимикання робочої станції протягом, припустимо 10 хвилин після включення «батарейного» режиму. Тобто, ми даємо ОС цілих 10 хвилин на гасіння. А для включення з появою напруги в мережі 220В, можна налаштувати БІОС системної плати – Power On при появі харчування ПК (при включенні). Власне, чи потрібно щось ще?

Така настройка – типова. І розклад тут не використовується: є світло – сервер працює, немає світла – немає і роботи.

Адаптер ДБЖ фірми APC носить назву Power Net SNMP (приклад: AP9617). Власне, адаптер АРС Power Net SNMP, грає роль і SNMP-агента і плати Ethernet для всіх Smart-UPS цієї фірми. На самій платі адаптера – тільки один RJ-роз’єм (LAN 10MBit), а комп’ютери, які отримують сигнал з ДБЖ, знаходяться тому ж сегменті локальної мережі Base 100 (або 1000MBit), що і сам ДБЖ.

Попереджувальний сигнал посилається на всі робочі станції (сигнал має «загальний» IP), після чого, кожна, що отримала цей сигнал, автоматично виконає дії: зупинку всіх сервісів; вимикання (засобами операційної системи).

Для управління цими функціями (програмне відключення – включення), потрібно запам’ятати два «слова»: When power fails ( «коли електрику пропадає») – коли саме почати вимикання; When power returns ( «при появі електрики») – включити УПС негайно, або після зазначеного ( «ніколи» – значить, включати вручну).

Параметр When power fails можна налаштувати на час до повного розряду батарей (наприклад, «почати вимикання за 7 хвилин до розряду»), але можна вибрати значення immediate ( «негайно»), щоб дати максимальний час на зупинку і вимикання серверів засобами ОС.

Примітка: час до розряду задається з розрахунку на повну (максимальну) потужність споживання.

Налаштування за допомогою кнопок (і, типові несправності)

Більшість корисних властивостей дбж для сервера можна налаштовувати «апаратно» (кнопками на панелі пристрою). Наприклад, в APC серії Smart, є «Кнопка налаштування конфігурації».

В APC однією кнопкою можна налаштувати поріг, при якому ДБЖ переключиться на акумулятори, тобто, верхня і нижня межа напруги (світлодіод – індикатор відображає значення поточної настройки своєю яскравістю). Натискання цієї ж кнопки з клавішею «On» дозволить змінювати параметр When power fails.

А несправності підключення (мова йде про локальної мережі), діагностує плата SNMP:

  1. Зелена лампа горить – SNMP агент працює в штатному режимі;
  2. Зелена лампа блимає – агент SNMP не налаштований;
  3. Червона лампа горить – апаратний збій обладнання;
  4. Червона лампа мигає – обрив кабелю LAN.

«СОФТОВА» управління

Як вже говорилося, мережева плата ДБЖ APC Smart є веб-сервером, тобто для управління (установки параметрів) ДБЖ надається веб-інтерфейс. У APC, він має назву Power Chute Net-work Shutdown.

Набравши потрібну ім’я в браузері, потрапляємо в Configuration Wizard:

Сторінка Configuration Wizard: Security дозволяє задати логін і пароль. Натиснувши «Next», бачимо сторінку Electrical Configuration:

Програмне забезпечення UPS вміє працювати і з сервером, що має два внутрішніх блоку живлення (програма «бачить» 2-3 UPS, як один). У кожному з випадків, що працює сервер (або декілька), буде отримувати повідомлення коректно. Отже:

  1. Single UPS. Тут все зрозуміло, ДБЖ – один, одна живить лінія.
  2. Redundant – резервна схема з застосуванням 2 або більше ДБЖ, підключених до машини з числом блоків живлення 2 або більше (таких «машин» може бути декілька);
  3. Масив UPS, вихід яких – «Запаралеленими» (а чи можна робити так? І, якщо так – то з UPS яких фірм?).

За замовчуванням – один ДБЖ. Натиснувши «Next», бачимо «деталі» IP-підключення (UPS-Details):

Тиснемо «Next», «Next», і в кінцевому рахунку, потрапляємо на сторінку настройки пристрою:

Налаштувати реакцію на події (евенти) можна, як нам завгодно. Ми налаштували «відключення» ІБП при 15% заряду батареї, і перегрів корпусу (до плати ap9631 додається датчик зовнішньої температури).

Ми розглянули ІБП тільки однієї марки, проте, інші – по функціям будуть різнитися не так вже сильно. Роблячи вибір дбж, стає ясно, на що звертати увагу: наявність датчиків; вартість керуючої Ethernet- «плати».

Паралельне з’єднання ДБЖ

З’єднання «в паралель» – технічне рішення, спрямоване як на підвищення загальної надійності (апаратне резервування ДБЖ), так і на збільшення вихідної потужності даної системи. Можливо електричне паралельне з’єднання декількох тимчасових ДБЖ. При цьому, об’єднуються їх входи і виходи.

Звичайно, паралелі джерела напруги «просто так» – не можна. Працездатність ж подібних систем забезпечується наявністю схеми синхронізації вихідної напруги по фазі. У APC, технологія називається «Active Sync».

Отримуємо: рівномірний розподіл навантаження між усіма джерелами; при виході з ладу одного – потужність перерозподілиться між справними. Зазвичай, використовується схема N + 1 резервування (треба 3000 ВА – беремо 4 ДБЖ по 1000 ВА).

Зверніть увагу, що не всі ДБЖ (навіть серверні) підтримують цю функцію.

Примітка: максимально число «паралельно» використовуваних ДБЖ – завжди обмежена. Зазвичай 3 або 4 (для деяких моделей UPS – це 8).

розрахунок потужності

На сайті кожного виробника устаткування, пропонують розрахувати потужність для UPS автоматично (і – підібрати потрібні вам моделі UPS). Для фірми APC, цей сайт: www.apc.com/tools/ups_selector/index.cfm.

Ємність батарей також буде розрахована (в залежності від часу роботи, яке ви вкажете).

Як бачимо, існує два варіанти автоматичного розрахунку. Перший – це «підставляти» наявну у вас конфігурацію комп’ютера (процесор, кількість / тип жорстких дисків, наявність принтера). В-общем, такий розрахунок – досить точний. Але робиться він – з надлишком.

Інший метод розрахунку – коли ви самі знаєте, скільки Вольт-Ампер потрібно кожної робочої станції. Знаючи їх «чисельність», легко підрахувати сумарну потужність.

Про вплив power factor блоку живлення на розрахункову потужність

Як відомо, споживана потужність (в Вольт-Амперах) дорівнює максимальній потужності в Ватах, помноженої на поправочний коефіцієнт (power factor):

UI = P * Pf.

Значення ж коефіцієнта power factor (Pf) – різний, для різних типів комп’ютерних БП. Для імпульсного БП, що не має корекції Pf (на вході якого – діодний міст і конденсатори), воно дорівнює 0,6. Застосування систем корекції power factor в сучасних блоках харчування дозволяє «наблизити» значення коефіцієнта до 1. Але з системами PFC (корекція Pf) – теж, не все так просто.

По-перше, пасивна корекція (PPFC). Коефіцієнт для розрахунків можна прийняти рівним 0,9 (0,85 для «потужних» БП). В принципі, це – працює. Але дешеві ДБЖ (Чи Він-лайн) таку корекцію не переносять на дух, можуть вийти з ладу (що викликано наявністю индуктивностей на вході БП).

 З активною корекцією – теж, не просто. Здавалося б, можна прийняти Pf = 1 (щоб не морочитися). Однак, тонкощі – в наступному.

питання: чи існує проблема спільної роботи ДБЖ і блоку живлення APFC? Чи впливає форма вихідного сигналу ДБЖ (синусоїда або апроксимація) на роботу такого БП?

відповідь: да, проблема існує. Більшою мірою проявляється вона тільки з блоками живлення APFC, що мають «автовольтаж» (Full Range). UPS до 1000VA (а можливо, і трохи вище) c таким блоком живлення поводяться неадекватно, при достатній «ненажерливості» комп’ютера (понад 300W) з’являється короткочасне зникнення напруги (відбувається перезавантаження ПК).

питання: чому ця проблема можлива?

відповідь: внаслідок короткочасного споживання підвищеного струму модулем APFC, які мають «автовольтаж».

Наприклад, на БП Hiper R HPU-580W написано:

110 … 120V (8A) і 200 … 240V (5A). 5А – забагато (для 580 Ватт), добре, що чесно вказано.

Є блоки живлення з APFC без опції «автовольтаж» (тобто, з перемикачем). наприклад:

Hiper HPU 3S425 – ймовірно, і інші БП даної фірми (БП Hiper з Автовольтаж зустрічалися);
FSP Optima Pro 500W, 550W (230V) (а БП даної серії 600W і вище, на жаль, мають автовольтаж).

Наведені вище БП (але – не тільки вони), у спільній роботі з Он-лайн ДБЖ проблем не викликають.

Що буває при «заниженою» потужності ДБЖ?

При недостатній вихідної потужності джерела безперебійного живлення, можливі:

  1. Короткочасне відключення комп’ютера (що відразу тягне «перезавантаження» з втратою даних).
  2. Перевищення сили струму в 1,5-2 рази – перемкне ДБЖ в режим захисту. Навіть якщо «перевищення» тривало за часом 20-30 мс.

Звичайно, комп’ютер, сервер, робоча станція – не завжди працюють на повну потужність. Однак, вибираючи джерело безперебійного живлення ДБЖ (або масив ІБП), слід виходити з максимально можливих значень.

Час, необхідний для коректного «гасіння» сервера

Зупинка робочої станції відбувається під управлінням операційної системи, яка отримує відповідну команду «ззовні». У кожному конкретному випадку, значення інтервалу часу, необхідне для повної зупинки всіх додатків і сервісів, строго індивідуально.

Для того, щоб його вирахувати, не треба купувати ДБЖ. Ви можете самі все обчислити. Для чого, можна штучно завантажити сервер, моделюючи найгіршу з ситуацій (найбільшу обчислювальну навантаження), щоб засікти потім, скільки хвилин проходить до виключення.

Додавши до цього інтервалу 20-30%, сміливо вибирайте систему ДБЖ з такими параметрами.

Іноді час роботи «від акумуляторів» вибирають спеціально дещо більше, щоб не «гасити» машини кожен раз, як тільки на хвилину пропаде (знизиться) напруга. Вибір тут більше залежить від виміряних параметрів електромережі.

Резервне копіювання невеликої бази даних MS SQL – займає пару секунд. Копіювання і збереження (вивантаження) инфо-баз 1С «Підприємство» – може зайняти 10 хвилин (або більше), в залежності від обсягу і конфігурації сервера.

Можна сказати: орієнтуватися варто все ж на те, що з часом ресурси всіх «баз» на сервері – зростають, а час резервування ніколи не залежить від «обсягу» лінійно …

Тому, при виборі ДБЖ орієнтуються на моделі, в складі яких передбачено масштабування часу автономної роботи (установка додаткових акумуляторів).

Коротко – про фірмах

LIEBERT (сертифікація по ISO 9001, сертифікати України і СНД)

З 1975 року, Liebert GmbH поставляє потужні професійні рішення нашому ВПК. Більш широку популярність, Liebert отримує 7 років тому, так як виходить на ринок ДБЖ середньої і малої потужності. З використанням продукції Liebert, створюються системи електроживлення як серверів, робочих станцій, так і централізовані джерела живлення будівель.

Даною компанією, випускаються тільки джерела класу «Он-лайн». Саме Liebert вперше застосовано мікропроцесорне управління. Зараз компанія пропонує широкий асортимент продукції, джерела живлення, розраховані на весь діапазон споживаних потужностей (від 700 VA).

EATON-POWERWARE (поставка комплексних рішень «під ключ»)

Джерела безперебійного живлення компанії Eaton спеціально розробляються для спільної роботи з серверами і комп’ютерними навантаженнями, і відрізняються високою ефективністю (коефіцієнт корисної дії – від 0,9). На ринку, продукція компанії представлена ​​різними моделями, розрахованими на різну потужність. У компанії – більше ніж 40-річний досвід в роботі з корпоративними клієнтами.

APC (системи харчування для обчислювальної техніки)

З 2007 року, американський концерн APC входить до складу Schneider Electric, і спільно з фірмою MGE UPS, там становить підрозділ глобальної компанії Critical Power. Іноді зустріти і таку емблему: «APC спільно з Schneider Electric».

Історія компанії APC починається в 1981 році. Її заснували троє випускників Массачусетського технологічного університету. Спочатку, метою компанії були дослідження в сфері використання сонячної енергії. Однак, незабаром APC змістила свої інтереси, і з 1984 року займається тільки захистом електроживлення. Перший ДБЖ компанії – це модель 450AT +, випущена в тому ж (84-м) році.

Повсюдна комп’ютеризація поступово призводить до того, що в 1988-му бюджет APC становив уже півтора мільйона доларів. Перший міжнародний завод в Ірландії почав свою роботу в 1994 році. Зараз бюджет компанії – на кілька порядків більше. Але основний сегмент продукції, що продається – саме «серверні» рішення, розраховані на потужність від 1000VA.

IPPON (продукція тайванської компанії Centralion Industrial)

Джерела безперебійного живлення, призначені для дому та офісу, та інші пристрої захисту електропостачання – складають основу ринкового сегменту IPPON. В асортименті є ІБП, розроблені спеціально для російських умов.

На ринку України, бренд з’явився в 2002 році, сьогодні IPPON – одна з трьох провідних компаній роздрібних поставок ДБЖ.

Сьогодні покупцеві пропонуються сім лінійок моделей, всіх класів (Off-Line, Інтеректів, On-Line). Під маркою IPPON зараз випускається 25 різних моделей, діапазон потужності яких – від 400 до кількох тисяч ВА. Самій «дорогою» лінійкою, є Smart Power Pro. На початку 2012-го, компанія виходить на ринок «Он-лайн» з потужною моделлю, призначеної для промислового обладнання (серверних стійок): Innova RT.

Надійність IPPON ДБЖ підтверджена дворічної гарантією, сертифікатами якості.

На закінчення, можна сказати, що «тренди» ринку бюджетних рішень (недорогих ДБЖ для дому та офісу) і професійних систем електроживлення – розрізняються. Навіть, можна сказати, в чомусь ці два ринки – протилежні. Досвідчені, перевірені часом компанії можуть піти в більш дорогий сегмент серверних рішень, тоді як «бюджетні» UPS зараз пропонується дедалі більшим числом «нових» фірм.

Ссылка на основную публикацию