เมื่อพูดถึงระบบพลังงานแบบกระจาย ย่อมต้องเป็นเรื่องที่ "คุ้นเคยและไม่คุ้นเคย" สำหรับผู้ปฏิบัติงานด้านศูนย์ข้อมูลบางคน บทความนี้นำเสนอการวิเคราะห์และแนวคิด 4 ประเด็นเกี่ยวกับ DPS และการประยุกต์ใช้อย่างสร้างสรรค์ใน ศูนย์ข้อมูล -

1. DPS และ UPS/HVDC แบบดั้งเดิมเชื่อมต่อกันทางเทคนิค
ก่อนอื่น ต้องชัดเจนว่า ตามมาตรฐานอุตสาหกรรม DPS และข้อกำหนดการออกแบบศูนย์ข้อมูล DPS คือเครื่องจ่ายไฟสำรองชนิดหนึ่ง จุดเด่นอยู่ที่แบตเตอรี่มาตรฐาน และเป็น UPS ที่จ่ายไฟสำรองให้กับอุปกรณ์เครือข่ายตู้มาตรฐาน
ประการที่สอง สำหรับ DPS แก่นแท้ของระบบคือระบบ UPS ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมซึ่งออกแบบเป็นโมดูลาร์เต็มรูปแบบ UPS และแบตเตอรี่ลิเธียมได้รับการออกแบบอย่างเป็นเอกภาพ ทั้งสองรองรับการเปลี่ยนแบบ Hot Swap และมีกลไกการสื่อสารแบบเรียลไทม์และการเชื่อมต่อการป้องกันภายใน ซึ่งปลอดภัยต่อการใช้งานในระดับสูง
นอกจากนี้ DPS ยังแบ่งตามการจำแนกประเภท UPS/HVDC แบบดั้งเดิมออกเป็นประเภท AC ออนไลน์, ประเภท AC สำรอง, ประเภท DC (ประเภท DC แรงดันสูง เอาต์พุต 240VDC หรือ 336VDC) และประเภท AC-DC ไฮบริด อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก DPS ถูกกำหนดให้เป็นแหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์เครือข่ายตู้แบบกระจาย โดยทั่วไปเอาต์พุตจะเป็นแบบเฟสเดียว 220Vac (ประเภท AC) หรือ 240VDC (ประเภท DC แรงดันสูง) ซึ่งมีกำลังไฟพิกัด 3-12kVA โดยทั่วไปจะจ่ายไฟให้กับตู้ไอทีเพียงตู้เดียวหรือสองตู้ที่อยู่ติดกัน กำลังไฟของระบบมีขนาดเล็ก และติดตั้งอยู่ในชั้นวาง

2. เมื่อเปรียบเทียบกับ UPS แบบติดตั้งบนแร็คแบบดั้งเดิม DPS มีข้อได้เปรียบในด้านผู้มาทีหลัง
เมื่อเทียบกับแบบดั้งเดิม UPS แบบติดตั้งบนแร็ค เพื่อรองรับโซลูชันแบตเตอรี่ตะกั่วกรด DPS ได้พิจารณาถึงความยากลำบากในการเปลี่ยนและบำรุงรักษาอุปกรณ์ การทำงานที่ซับซ้อนและการติดตามการบำรุงรักษา และข้อบกพร่องอื่นๆ ของโซลูชันแบบดั้งเดิมในช่วงเริ่มต้นการออกแบบและการกำเนิด และมีข้อได้เปรียบของการเป็นผู้มาทีหลัง

ประการแรก DPS ใช้การออกแบบแบบโมดูลาร์เต็มรูปแบบ ทั้งโมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมและโมดูลพลังงานรองรับการสลับแบบออนไลน์ (Hot Swap) การบำรุงรักษาและเปลี่ยนอุปกรณ์ใช้เวลาน้อยกว่า 5 นาที ซึ่งง่ายและสะดวกต่อการใช้งาน
ประการที่สอง แบตเตอรี่ลิเธียมมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 10 ปีขึ้นไป และน้ำหนักและพื้นที่ในการติดตั้งที่จำเป็นลดลงมากกว่า 60% เมื่อเปรียบเทียบกับสารละลายตะกั่วกรดแบบเดิม ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ทุก 3-5 ปี และการติดตั้งและการปรับใช้ก็ง่ายดาย
ในที่สุด ด้วยซอฟต์แวร์ตรวจสอบรวมศูนย์ DPS ผู้ใช้สามารถดำเนินการตรวจสอบและจัดการอุปกรณ์ DPS (รวมถึง UPS และแบตเตอรี่ลิเธียม) ที่ติดตั้งในปริมาณมากในเวลาเดียวกันแบบรวมศูนย์ได้

3. DPS นำเสนอสถาปัตยกรรมและนวัตกรรมแอปพลิเคชันที่มีความยืดหยุ่นสูง
แหล่งจ่ายไฟแบบรวมศูนย์และแบบกระจายศูนย์เป็นแนวคิดเชิงสัมพัทธ์ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นปัญหาของขนาดและรายละเอียดของแหล่งจ่ายไฟ ในระดับการใช้งาน โซลูชันแหล่งจ่ายไฟแบบรวมศูนย์และแบบกระจายศูนย์มีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง
ศูนย์ข้อมูลใหม่/ที่ได้รับการปรับปรุงบางแห่งเผชิญกับปัญหาและความท้าทายต่อไปนี้ในระหว่างการออกแบบและการวางแผน:
1) การวางระบบจ่ายไฟและจำหน่ายไฟฟ้าโดยรวมต้องมีการลงทุนเริ่มต้นจำนวนมาก
2) อัตราการโหลดตู้ไอทีต่ำ วงจรชั้นวางยาวนาน พื้นที่ U เสียไปโดยเปล่าประโยชน์ และประสิทธิภาพการทำงานต่ำ
3) มีลูกค้า/ธุรกิจที่ให้บริการหลายประเภท โหลดมีการผันผวนอย่างมาก และความต้องการในอนาคตก็ไม่แน่นอน
4) การเปลี่ยนแปลงศูนย์ข้อมูลเก่าเพื่อประหยัดพลังงานต้องเผชิญกับปัญหาต่างๆ เช่น การรองรับน้ำหนัก พื้นที่ไม่เพียงพอ และการใช้พลังงานสูง
ในสถาปัตยกรรมระบบจ่ายไฟแบบกระจายและการกระจายไฟฟ้า DPS สามารถติดตามการพัฒนาและการเปลี่ยนแปลงของบริการไอทีได้อย่างใกล้ชิด เนื่องจากมีขนาดเล็กเพียงพอ และสามารถสร้างระบบตามขนาดตู้ไอที การลงทุนเชิงเส้น และลดค่าใช้จ่ายด้านการลงทุนได้อย่างแท้จริง ขณะเดียวกัน เนื่องจาก DPS อยู่ใกล้กับภาระงานด้านไอที จึงมีผลกระทบต่อระบบจ่ายไฟต้นทางเพียงเล็กน้อย และมีความสามารถในการปรับตัวสูง

3.1 สถาปัตยกรรมการจ่ายไฟและการจ่ายไฟต้องปรับให้เข้ากับสถาปัตยกรรมไอทีไฮบริดที่ยืดหยุ่น
คลาวด์คอมพิวติ้งมอบความยืดหยุ่นที่เพียงพอให้กับกระบวนการทางธุรกิจไอที สามารถรับมือกับความผันผวนทางธุรกิจไอทีได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงการใช้ทรัพยากรไอทีและความพร้อมใช้งานของระบบ จากมุมมองของห่วงโซ่คุณค่าทางธุรกิจทั้งหมดของศูนย์ข้อมูล ข้อมูลคือปัจจัยการผลิตหลัก โครงสร้างพื้นฐานไอทีคืออุปกรณ์การผลิต และระบบจ่ายไฟของศูนย์ข้อมูลมีบทบาทสนับสนุนเสริม ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีไอที ความพร้อมใช้งานของข้อมูลจึงสามารถรับประกันและปรับปรุงได้ด้วยเทคโนโลยีเวอร์ชวลไลเซชัน เทคโนโลยีความซ้ำซ้อนแบบกระจาย และเทคโนโลยีมัลติแอคทีฟระยะไกล ดังนั้น การผสมผสานโครงสร้างพื้นฐานไอทีและโครงสร้างพื้นฐานหลักของศูนย์ข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพจึงสามารถตอบสนองความต้องการความพร้อมใช้งานสูงของข้อมูลในศูนย์ข้อมูลระดับ A ได้ แม้ว่าจะใช้โครงสร้างพื้นฐานหลักของศูนย์ข้อมูลระดับล่างก็ตาม และในขณะเดียวกันก็ช่วยลดต้นทุนการเป็นเจ้าของ (TCO) ของโครงสร้างพื้นฐานหลักของศูนย์ข้อมูลทั้งหมด การลงทุนและต้นทุนการเป็นเจ้าของ (TCO) ที่ต่ำลง
ปัจจุบัน ผู้ให้บริการคลาวด์ บริษัทอินเทอร์เน็ต และผู้ให้บริการโทรคมนาคมหลายรายต่างสำรวจและนำสถาปัตยกรรมที่เกี่ยวข้องมาใช้ "GB50174-2017 Data Center Design Specification" ยังได้ประสานและอธิบายการแบ่งส่วนศูนย์ข้อมูลระดับ A ไว้ด้วย:
1) สำหรับสถาปัตยกรรม "1 เมน + 1 UPS/HVDC" ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในธุรกิจอินเทอร์เน็ตและผู้ให้บริการ สามารถจัดประเภทเป็นข้อมูลระดับ A ได้หากตรงตามข้อกำหนดด้านคุณภาพสำหรับโครงข่ายไฟฟ้าต้นน้ำและศูนย์จ่ายไฟฟ้าโหลดปลายน้ำ
2) เมื่อมีการสร้างศูนย์ข้อมูลสองแห่งหรือมากกว่านั้นขึ้นในภูมิภาคต่างๆ พร้อมกัน เพื่อสำรองข้อมูลให้กันและกัน และมีการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ และธุรกิจเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความต่อเนื่อง โครงสร้างพื้นฐานของศูนย์ข้อมูลสามารถกำหนดค่าตามระบบที่ทนทานต่อความผิดพลาด หรือสามารถกำหนดค่าตามระบบสำรองได้ การกำหนดค่าระบบอื่นๆ
3) เมื่อจัดตั้งศูนย์ข้อมูลสำหรับการกู้คืนระบบจากภัยพิบัติในเมืองเดียวกันหรือสถานที่อื่น ศูนย์ข้อมูลสำหรับการกู้คืนระบบจากภัยพิบัติควรอยู่ในระดับเดียวกับศูนย์ข้อมูลหลัก เมื่อข้อมูลในศูนย์ข้อมูลสำหรับการกู้คืนระบบจากภัยพิบัติและศูนย์ข้อมูลหลักได้รับการสำรองข้อมูลแบบเรียลไทม์ และธุรกิจเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความต่อเนื่อง ระดับของศูนย์ข้อมูลสำหรับการกู้คืนระบบจากภัยพิบัติอาจเทียบเท่ากับศูนย์ข้อมูลหลัก หรืออาจต่ำกว่าศูนย์ข้อมูลหลักก็ได้
ในอุตสาหกรรมการเงินที่ต้องการการใช้งานที่สูงมาก ธนาคารประชาชนแห่งประเทศจีนได้ออก "แผนพัฒนา Fintech (2022-2025)" เมื่อวันที่ 31 ธันวาคม 2021 และเสนอความร่วมมือที่มีประสิทธิภาพของ "คลาวด์ การจัดการ เอจ และเทอร์มินัล" อย่างชัดเจนเพื่อลดแรงกดดันของคลาวด์ ตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ได้อย่างรวดเร็ว นำเทคโนโลยีการสำรองข้อมูลแบบหลายระดับมาใช้อย่างจริงจังเพื่อสร้างระบบกู้คืนภัยพิบัติที่มีความน่าเชื่อถือสูงและหลายระดับ จัดตั้งศูนย์ข้อมูลที่มีความพร้อมใช้งานสูงที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

3.2 DPS มียีนสถาปัตยกรรม DR, RR, บัสคู่แบบไม่สมมาตร 2N

สถาปัตยกรรม 2N มีคุณลักษณะด้านความน่าเชื่อถือและความพร้อมใช้งานสูง แต่เนื่องจากการกำหนดค่าที่ทนทานต่อความผิดพลาด จึงมีปัญหาในการใช้งาน เช่น อัตราโหลดของระบบต่ำ ประสิทธิภาพการทำงานต่ำ และต้นทุนการลงทุนและการดำเนินงานที่สูง เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความพร้อมใช้งานของระบบและต้นทุนการเป็นเจ้าของ (TCO) ในระดับแหล่งจ่ายไฟและการจ่ายไฟ จึงได้ใช้บัสคู่แบบอสมมาตรซึ่งประกอบด้วย "1 เมน + 1 UPS/HVDC", ระบบสำรองไฟแบบกระจาย (DR) และระบบสำรองไฟแบบสำรอง (RR) สถาปัตยกรรมนี้ค่อยๆ กลับมาสู่สายตาสาธารณชนและถูกนำไปใช้งานจริง จากมุมมองของระบบโดยรวมของศูนย์ข้อมูล มีการใช้ระดับแหล่งจ่ายไฟและการจ่ายไฟที่แตกต่างกันเพื่อสร้างชุดสถาปัตยกรรมสำหรับแต่ละขั้นตอนของแหล่งจ่ายไฟและการจ่ายไฟ ตั้งแต่แรงดันไฟฟ้าปานกลางไปจนถึงโหลดส่วนหน้าของโหลดไอที เพื่อให้เกิดการเพิ่มประสิทธิภาพความพร้อมใช้งานของระบบและต้นทุนอย่างครอบคลุม

3.3 คลัสเตอร์ศูนย์ข้อมูลแบบโมดูลาร์ตู้เดียว "คลาส A"

การนำระบบคลาวด์มาใช้ในระบบไอทียังกระตุ้นให้อุตสาหกรรมหันมาสนใจเรื่องระบบจ่ายไฟและระบบจ่ายไฟ เมื่อเทียบกับระบบจ่ายไฟแบบรวมศูนย์แบบดั้งเดิม ระบบจ่ายไฟแบบกระจาย DPS มีข้อได้เปรียบคือมีความละเอียดต่ำ ใกล้เคียงกับภาระงานของไอที และจ่ายไฟให้กับตู้ไอทีที่อยู่ติดกันเพียงหนึ่งหรือสองตู้ การจัดการและการปรับแต่งสามารถทำได้อย่างละเอียดมากขึ้น การเชื่อมต่อเอาต์พุต DC DPS DC แรงดันสูงที่กระจายอยู่ในตู้ไอทีแต่ละตู้แบบขนาน ทำให้เกิดแหล่งรวมพลังงาน DC หรือ DC microgrid กลยุทธ์การจำลองพลังงานแบบเสมือนนี้ช่วยให้ระบบสามารถตอบสนองความต้องการด้านภาระงานและความผันผวนของตู้ไอทีต่างๆ ได้อย่างยืดหยุ่น และปรับปรุงการใช้พลังงานควบคู่ไปกับการรักษาความพร้อมใช้งานของพลังงาน
สำหรับตู้ไอทีที่ผสานรวมเทคโนโลยีผลิตภัณฑ์แบบกระจาย เช่น บัสบาร์ขนาดเล็ก, DPS และเครื่องปรับอากาศแบบแบ็คเพลน สามารถเข้าใจได้ว่าเป็น "ศูนย์ข้อมูลแบบโมดูลาร์ตู้เดียว" อิสระในระดับหนึ่ง หรืออาจสร้างเป็น "คลัสเตอร์" ของ "ศูนย์ข้อมูลแบบโมดูลาร์ตู้เดียว" ได้ การใช้เทคโนโลยีไอที การส่งข้อมูลธุรกิจแบบเรียลไทม์ระหว่างตู้ไอที ไมโครโมดูล และห้องคอมพิวเตอร์ต่างๆ ควบคู่ไปกับการรับประกันความต่อเนื่องทางธุรกิจและความสมบูรณ์ของข้อมูล ทำให้เกิดการสำรองข้อมูลร่วมกันในระดับศูนย์ข้อมูล และปรับปรุงความพร้อมใช้งานของระบบ เมื่อรวมกับข้อกำหนดของมาตรฐานระดับชาติ GB50174-2017 เกี่ยวกับสถาปัตยกรรมศูนย์ข้อมูลระดับ A และการสำรวจและการปฏิบัติของผู้ให้บริการคลาวด์และธนาคารกลางเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมแบบสำรองหลายแอคทีฟ ศูนย์ข้อมูลแบบมัลติแอคทีฟที่ใช้สถาปัตยกรรมแหล่งจ่ายไฟระดับต่ำยังสามารถมีศูนย์ข้อมูลระดับ A ที่มีความพร้อมใช้งานของข้อมูลได้ ในขณะเดียวกันก็บรรลุเป้าหมายการพัฒนาสีเขียวและคาร์บอนต่ำของศูนย์ข้อมูล
สรุปแล้ว ระบบจ่ายไฟแบบกระจาย (DPS) มีข้อได้เปรียบคือเป็นอุปกรณ์ที่เข้ามาทีหลังโซลูชัน UPS แบบดั้งเดิม เนื่องจากมีเทคโนโลยีที่ก้าวหน้า เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีระบบจ่ายไฟและระบบจำหน่ายไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ และเทคโนโลยีระบบเสริมที่มีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกัน โครงสร้างก็มีความยืดหยุ่นสูง วิธีการเดินสายนี้สามารถสร้างสถาปัตยกรรม 2N, T3, DR และ RR ได้อย่างยืดหยุ่น ด้วยโครงสร้างขนาดเล็กและพลังงานสูง ตอบสนองความต้องการในสถานการณ์ที่มีความพร้อมใช้งานสูงที่หลากหลาย

นอกจากนี้, ในฐานะองค์ประกอบหลักของโครงสร้างพื้นฐานหลักของศูนย์ข้อมูล DPS สอดคล้องกับแนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีคลาวด์คอมพิวติ้งบนอินเทอร์เน็ตและการก่อสร้างศูนย์ข้อมูลแบบแยกส่วนในปัจจุบัน DPS มีความยืดหยุ่นและมีความเฉพาะด้านไอทีมากกว่า เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโหนดการประมวลผลแบบเอจและศูนย์ข้อมูลแบบแยกส่วนแบบตู้เดี่ยว คลัสเตอร์ (เช่น โคลโลสำหรับร้านค้าปลีก) การก่อสร้างแบบละเอียดขนาดเล็ก และสถานการณ์จำลองแบบเป็นขั้นตอน เช่น การปรับปรุงห้องคอมพิวเตอร์เก่าเพื่อประหยัดพลังงาน