Lập ngân sách cho điện, đảm bảo cung cấp đầy đủ và an toàn, tìm cách sử dụng điện ít hơn luôn là chủ đề chung của các cuộc đàm thoại của những nhà khai thác trung tâm dữ liệu(TTDL). Nguồn điện không những chỉ cần được cung cấp liên tục mà còn phải an toàn và “sạch”. Tuy nhiên, đáng buồn là chất lượng điện lưới thường không được đảm bảo, đặc biệt là đối với thị trường Việt Nam. Các sự cố giảm áp, tăng áp, nhiễu hài hay thậm chí là mất điện đột ngột sẽ gây thiệt hại không nhỏ đến hệ thống IT và nhiều hệ lụy khác. Đó là lý do tại sao chúng ta phải thiết lập một hệ thống bảo vệ nguồn mạnh mẽ, đảm bảo tính sẵn sàng cho hệ thống IT, đặc biệt quan trọng với TTDL. Khi đó, bạn cần quan tâm đến 8 yếu tố sau:
1. Mô hình chuyển đổi điện
Câu hỏi đặt ra đầu tiên là bạn nên dùng UPS chuyển đổi đơn, chuyển đổi kép hay đa chế độ? Câu trả lời phụ thuộc chủ yếu vào mức độ quan trọng của các thiết bị mà bạn muốn bảo vệ. UPS chuyển đổi đơn có mức tiêu thụ năng lượng hiệu quả hơn UPS chuyển đổi kép nhưng lại ít an toàn hơn. Do đó, các loại UPS chuyển đổi đơn (bao gồm loại Off-line và Line-interactive) thường phù hợp với những ứng dụng nhỏ như máy tính bàn, các máy chủ nhỏ, bộ lưu trữ và các thiết bị mạng trong doanh nghiệp. UPS chuyển đổi kép cung cấp hiệu suất thấp hơn nhưng có mức bảo vệ cao hơn và thường là lựa chọn chuẩn mực để bảo vệ các hệ thống trọng yếu.
Dù có thể đắt tiền hơn loại chuyển đổi đơn và chuyển đổi kép, nhưng UPS đa chế độ là lựa chọn hàng đầu cho các doanh nghiệp quan tâm đến việc tối ưu hóa cả hiệu suất và mức độ bảo vệ.
2. Một pha hay 3 pha
Hầu hết các khách hàng trong lĩnh vực công nghiệp và thương mại thường sử dụng loại UPS 3-pha. Nguồn 3-pha sử dụng 3 dây pha riêng biệt, cho phép cung cấp nguồn điện cao hơn cho từng tải đơn. Trong khi đó, nguồn điện 1-pha được sử dụng phần lớn cho các khách hàng hộ gia đình, là môi trường thường chỉ sử dụng các thiết bị có tải công suất nhỏ. Nguồn điện 1-pha chỉ sử dụng 1 hoặc 2 dây pha, có thể được lấy từ nguồn 3-pha bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi.
Các UPS 1-pha là xu hướng lựa chọn hợp lý và kinh tế cho các ứng dụng nhỏ, yêu cầu kVA thấp, thường thấp hơn 20kVA. UPS 3-pha thường được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu kVA lớn, phức tạp hơn và có mật độ cao. Tương tự trung tâm dữ liệu và các môi trường công nghiệp, các tòa nhà cao tầng cũng sử dụng UPS 3-pha vì phải phân phối điện cho một khu vực rộng lớn.
3. Công suất
Công suất của một UPS chính là tổng tải, thường được tính bằng VA (volt-amperes). UPS có các loại từ công suất thấp 300 VA, đến các loại có công suất cao tới 5.000.000 VA hoặc hơn. Tiến hành các bước cơ bản sau để xác định chính xác công suất UPS có phù hợp với nhu cầu của doanh nghiệp.
1. Lập một danh sách các thiết bị cần UPS bảo vệ.
2. Xác định điện áp (Volt) và dòng điện (Amp) của từng thiết bị trong danh sách.
3. Nhân Volt với Amp của từng thiết bị để có được thông số VA.
4. Cộng tổng VA của tất cả thiết bị.
5. Nhân số tổng với 1,2.
UPS bạn cần mua phải có công suất bằng hoặc lớn hơn thông số có được từ bước 5. Ngoài ra, cũng cần quan tâm một số vấn đề sau:
- Nếu hoàn toàn dựa vào công suất ghi trên nhãn, UPS được chọn có thể vượt quá yêu cầu đối với hệ thống của bạn, do đó nên lựa chọn bằng cách sử dụng các công cụ tính toán của nhà sản xuất (nếu có). Hầu hết các nhà sản xuất đều có công cụ trên web hoặc cài đặt trên máy tính nhằm dự đoán sơ bộ năng lượng của thiết bị dựa trên cấu hình mà bạn đang sử dụng.
- Khi thiết kế một mô hình bảo vệ nguồn tập trung, bạn thường phải triển khai một UPS công suất lớn hơn so với mô hình bảo vệ nguồn phân phối.
- Nếu UPS phải hỗ trợ cho cả động cơ hoặc máy in lazer, nên tính toán thêm công suất cho UPS để bù vào phần năng lượng tăng đột biến khi thiết bị khởi động. Các nhà cung cấp UPS sẽ hỗ trợ tư vấn sản phẩm thích hợp với ứng dụng của từng doanh nghiệp.
- Các doanh nghiệp thường có xu hướng nâng cấp phần cứng và máy chủ trong thời gian ngắn. Các dòng sản phẩm mới thường yêu cầu mức năng lượng cao hơn phiên bản cũ. Do đó, cần dự đoán nhu cầu công suất tăng thêm trong ngắn hạn hoặc trung hạn để lựa chọn UPS phù hợp
4. Kiểu dáng
Về kiểu dáng, UPS có 2 dạng chính: dạng gắn rack và dạng đứng. Các doanh nghiệp có nhu cầu năng lượng đáng kể đều sử dụng thiết bị đứng độc lập, nên các dòng UPS công suất lớn không có dạng gắn rack. Với các doanh nghiệp yêu cầu tính thẩm mỹ, quyết định lựa chọn UPS dạng gắn rack hay dạng đứng tùy thuộc vào thiết kế của trung tâm dữ liệu. Một số doanh nghiệp thích sử dụng dạng gắn rack vì muốn tập trung toàn bộ thiết bị trong tủ chứa, trong khi một số khác lại muốn tối đa hóa không gian đặt máy chủ bằng cách chọn loại UPS đứng độc lập.
5. Các tính năng
Các doanh nghiệp có thể sử dụng một loạt các tùy chọn triển khai, công nghệ và dịch vụ nhằm nâng cao độ tin cậy cho giải pháp bảo vệ nguồn. Dưới đây là một số giải pháp hiệu quả nhất:
Dự phòng
Triển khai mô hình UPS dự phòng giúp tăng tính sẵn sàng cho hệ thống, bảo vệ các tải quan trọng, giảm rủi ro khi hệ thống UPS chính gặp sự cố. Ba mô hình dự phòng UPS thường thấy:
Khu vực: Với mô hình khu vực, một hoặc nhiều UPS sẽ hỗ trợ cho một nhóm tài nguyên của trung tâm dữ liệu. Nhờ đó, nếu UPS gặp sự cố, chỉ có khu vực gồm các thiết bị mà UPS đó bảo vệ bị ảnh hưởng.
Nối tiếp: Ở mô hình này, các UPS được mắc nối tiếp vào nhau. Nếu bất cứ một UPS nào trong chuỗi gặp sự cố, các UPS còn lại sẽ tự động chia sẻ tải.
Song song: Mô hình này sử dụng các UPS độc lập mắc song song với nhau để tăng tính dự phòng. Nếu một UPS bị lỗi, một UPS khác sẽ ngay lập tức bảo vệ các thiết bị tải, không làm gián đoạn hoạt động của thiết bị-đặc biệt quan trọng với các thiết bị công nghệ.
Khả năng hot-swap
Kỹ thuật viên có thể sữa chữa hoặc bảo trì UPS bằng cách sử dụng thành phần hot-swap. Chức năng này hỗ trợ thay thế nóng hoặc tắt UPS mà không cần ngắt nguồn điện vào thiết bị, giảm thời gian chết cho hệ thống.
Kéo dài thời lượng pin: Pin chuẩn cho UPS thông thường chỉ cung cấp thời lượng từ 5 đến 15 phút. Doanh nghiệp có thể tăng thời gian này bằng cách sử dụng các mô-đun pin mở rộng hoặc các tủ pin, có khả năng tăng thời lượng lên đến vài giờ ở trạng thái đầy tải.
Quản lý pin
Một trong những thành phần quan trọng nhất của UPS chính là hệ thống lưu trữ năng lượng, thường được gọi là pin. Do sử dụng không đúng cách, pin của nhiều hệ thống UPS thường bị giảm chất lượng. Tính chất hóa học giảm khiến tuổi thọ pin cũng rút ngắn. Hiện nay, các dòng sản phẩm có công suất thấp thường trang bị công nghệ sạc pin ABM (Advanced Battery Management). Công nghệ này giúp tăng tuổi thọ pin lên đến 50% nhờ quá trình sạc ba giai đoạn, với các mạch cảm biến tinh vi thường xuyên kiểm tra tự động và gửi thông báo cho người dùng khi gặp sự cố.
Giám sát từ xa
Các ứng dụng giám sát UPS từ xa cho phép giám sát liên tục các tín hiệu cảnh báo từ UPS như hiệu suất suy giảm hay pin quá nóng, đồng thời gửi các cảnh báo theo thời gian thực với những sự cố tiềm ẩn có thể phát sinh. Chúng cho phép kỹ thuật viên có thể sửa chữa trước khi xuất hiện sự cố nghiêm trọng. Bên cạnh đó, tính năng này cho phép trung tâm dữ liệu có thể tự thực hiện việc giám sát hoặc thông qua các nhà cung cấp dịch vụ từ bên ngoài.
6. Khả năng mở rộng và mô-đun
Triển khai một giải pháp bảo vệ nguồn tối ưu cần nhiều thời gian và tiền bạc. Để nâng cao hiệu quả đầu tư, khi so sánh các tùy chọn UPS, các doanh nghiệp nên tính toán trước nhu cầu nguồn cần thiết cho 3 đến 5 năm tới. Nếu doanh nghiệp có nhu cầu nguồn lớn hơn đáng kể trong tương lai, hãy chọn một UPS có công suất lớn.
Tuy nhiên, vì nhu cầu trung tâm dữ liệu thường biến động và khó dự báo chính xác, chúng ta có thể dùng hai chiến lược sau để tăng khả năng mở rộng cho UPS:
Triển khai mô hình UPS song song: mô hình này giúp tăng tính linh hoạt và khả năng dự phòng cho hệ thống. Khi nhu cầu về nguồn tăng lên, doanh nghiệp chỉ cần bổ sung thêm UPS vào hệ thống UPS sẵn có và không cần phải thay thế mới.
Sử dụng UPS dạng mô-đun: Tính năng mới của UPS thiết kế dạng mô-đun cho phép tăng công suất theo nhu cầu. Ví dụ, với hệ thống có công suất ban đầu là 60 kW, khi có yêu cầu tăng thêm 12 kW, chỉ cần bổ sung thêm một mô-đun 12 kW vào UPS. Ngay cả những UPS lớn cũng có thể mở rộng thêm công suất với các mô-đun từ 200 đến 300 kW. Tính năng này thực sự hiệu quả về mặt chi phí đầu tư ban đầu, nâng cao độ linh hoạt và tiết kiệm không gian trong trung tâm dữ liệu.
7. Phần mềm và giao tiếp
Ngay cả khi đã sử dụng UPS, hệ thống CNTT của bạn vẫn có thể gặp sự cố khi bị mất điện kéo dài hoặc UPS bị quá tải trong thời gian dài. Trong trường hợp này, phần mềm giao tiếp không chỉ cung cấp các cảnh báo theo thời gian thực, mà còn cho phép bạn thiết lập chế độ hoạt động tự động khi có sự cố liên quan đến nguồn. Giải pháp này cực kì hữu dụng cho những hệ thống hoạt động liên tục mà không có người thường trực để ứng phó với các sự cố.
Trong 20 năm qua, hầu hết các hệ thống UPS và các phần mềm chỉ hỗ trợ cấp nguồn cho một hoặc vài máy chủ khi gặp sự cố. Khi mất điện lâu và năng lương pin gần cạn, phần mềm sẽ tự động tắt tất cả các ứng dụng để tránh tình trạng mất dữ liệu. Khi nguồn điện được cung cấp lại, hệ thống sẽ tự khởi động và trở về trạng thái ban đầu. Tuy nhiên, giải pháp này chỉ phù hợp cho các máy chủ nhỏ được bảo vệ bởi một UPS đơn. Với hệ thống CNTT ngày càng mở rộng từ kích cỡ cho đến số lượng, người dùng sử dụng giải pháp điều khiển qua mạng cho phép kết nối giữa nhiều UPS và nhiều server. Khi hoạt động, một UPS sẽ được thiết lập một địa chỉ IP, nhờ đó người dùng có thể quản lý UPS từ bất kì máy chủ nào, đồng thời có khả năng lập trình lại cấu hình, tắt hay mở các cổng nguồn… Ngoài ra, giải pháp điều khiển qua mạng còn cho phép gửi các cảnh báo qua thư điện tử hay SMS.
Ngày nay, với sự phát triển của ảo hóa, các phần mềm quản lý UPS không chỉ hỗ trợ tắt ứng dụng trên từng máy chủ ảo hóa, mà còn cho phép di chuyển máy chủ ảo hóa đến một vùng máy chủ vật lý khác, nơi có nguồn điện tốt hơn nhằm duy trì khả năng hoạt động của các dịch vụ trọng yếu.
8. Dịch vụ
Với dịch vụ phù hợp, một UPS chất lượng có thể hoạt động an toàn và tin cậy trong vòng 20 năm. Không có dịch vụ thích hợp, dù là UPS tốt nhất cũng dễ gặp phải sự cố. Do đó, ngoài việc lựa chọn một thương hiệu UPS uy tín, bạn cần tìm kiếm một nhà cung cấp dịch vụ có nhiều kinh nghiệm và năng lực để được cung cấp những dịch vụ và hỗ trợ toàn diện với chất lượng cao.
Kết luận
Việc đầu tư một cơ sở hạ tầng IT, đặc biệt là TTDL thì tốn rất nhiều chi phí và các thiết bị IT thường có giá trị khá lớn. Việc không có bất kỳ một giải pháp bảo vệ nguồn điện nào cho hệ thống IT đồng nghĩa với việc mạo hiểm với tài sản của doanh nghiệp. Tùy theo nhu cầu và đặc thù của doanh nghiệp mà ta cân bằng giữa các yếu tố trên, nhằm lựa chọn được một giải pháp phù hợp với hệ thống và hiệu quả về mặt chi phí.
Vũ Quang Minh
Theo Eaton
0 comments:
Post a Comment