Het is tijd om de ontwerpprincipes van uw datacenter te herzien
Hoewel velen bekend zijn met de termen ‘Catcher-architectuur’ of ‘redundante blokarchitectuur’, hebben maar weinigen dit model grondig getest. Daar komt echter verandering in.
De datacenters van vandaag staan voor tal van uitdagingen: ze moeten voortdurend maximale beschikbaarheid bieden om aan de snel groeiende vraag te voldoen, terwijl ze continu service leveren en streven naar betrouwbaarheid en duurzaamheid. Deze factoren zijn de prestatienorm geworden voor elke hardwerkende faciliteit, die bovendien allemaal op zoek zijn naar aanzienlijke besparingen op CAPEX en OPEX voor een geoptimaliseerde elektriciteitsdistributie, ondersteund door de hoogst mogelijke veerkracht.
Hoe beïnvloedt architecturale veerkracht de toekomst van het ontwerp en de beschikbaarheid van datacenters, en kan intelligent ontwerp helpen bij het oplossen van enkele van de lastigste uitdagingen waarmee datacenters worden geconfronteerd, met het oog op hun toekomstige prestaties?
Optimalisering van datacenterinfrastructuur met blokredundante architectuurdistributie
Vanuit een ontwerpperspectief zijn een continue, betrouwbare dienstverlening en het elimineren van downtime van cruciaal belang. Beschikbaarheid is daarbij geworteld in de veerkracht van de architectuur en de optimalisering van de TCO. Op langere termijn zijn CAPEX en OPEX van cruciaal belang, maar dat geldt ook voor de CO2-voetafdruk – en al deze factoren worden beïnvloed door architecturale keuzes. Ook de eenvoud van het onderhoud van een faciliteit wordt beïnvloed door vroege ontwerpbeslissingen, aangezien door ondoordachte keuzes op het gebied van de elektrische distributiearchitectuur het onderhoud onnodig complex kan worden.
Veerkracht is een sleutelwoord geworden bij het ontwerpen, met name wat betreft flexibiliteit en het gebruik van modulaire oplossingen, waarbij wordt gekeken naar de huidige behoeften van een faciliteit, maar met de mogelijkheid om in de loop van de tijd te schalen en flexibel te zijn.
Bepaalde ontwerpen minimaliseren de behoefte aan overtollige hardware en optimaliseren de power usage effectiveness (PUE), wat leidt tot de installatie van minder apparatuur, lagere kapitaalkosten en een kleinere CO2-voetafdruk, terwijl het onderhoud wordt vereenvoudigd. Een voorbeeld van een dergelijke architectuur,
Catcher, voldoet aan alle eisen.
Hoe past Catcher in typische UPS-topologieën?
Met traditionele 2N-redundantie beschikt een datacenter over twee keer de benodigde hoeveelheid van elke kritieke component om te garanderen dat geen enkel storingspunt de algehele werking kan verstoren. Zelfs in het geval van een componentstoring blijft het systeem zonder onderbreking functioneren, wat een uitzonderlijke betrouwbaarheid garandeert.
Om deze garantie te bieden in geval van ongepland onderhoud of onverwachte storingen, moet het elektrische ontwerp voorzien zijn van redundante elektrische apparatuur – generatoren, omvormers, UPS, schakelaars – wat betekent dat er in dubbel zoveel apparatuur moet worden geïnvesteerd en dat er dubbel zoveel ruimte nodig is.
Architecturen evolueren nu om de initiële CAPEX te verlagen door een hoge mate van redundantie te garanderen via gedistribueerde redundantie of Catcher-architectuur.
Gedistribueerde architecturen – zoals 4N3 en 5N4 – optimaliseren de stroomredundantie door deze te delen tussen verschillende systemen.
Er is echter een zekere mate van complexiteit, aangezien de stroomverdeling naar IT-racks gebruikmaakt van een andere busbar per energiestroom, wat kostbaar kan zijn en ook het onderhoud kan compliceren.
In het geval van de 4N3-architectuur kunnen de vier systemen bij normaal gebruik tot 75% van hun capaciteit leveren en als één voeding uitvalt, kunnen de drie overige systemen de IT-belasting blijven voeden.
Gebruik van blokredundante Catcher-architectuur om kosten te verlagen en de veerkracht van datacenters te vergroten
Dankzij de Catcher-architectuur kan de eindgebruiker het vereiste redundantie niveau selecteren om de CAPEX voor uw datacenter te optimaliseren, terwijl de fouttolerantie en de mogelijkheid van gelijktijdig onderhoud behouden blijven. Een architectuur kan bijvoorbeeld bestaan uit zes normale energiestromen die tot 100% kunnen worden belast, waardoor het gebruik van een datacenter wordt geoptimaliseerd, en één of twee redundante energiestromen die klaar staan om de belasting over te nemen in geval van één of twee storingen.
Door het gebruik van statische overschakelsystemen (STS) tussen de UPS en de belasting kan de kritieke belasting worden overgeschakeld van het ‘normale pad’ naar het redundante pad, dat online ‘invalt’ en een continue stroomvoorziening garandeert zonder onderbreking van de kritieke belasting.
"Bij normaal bedrijf worden belastingen via het normale pad gevoed. In het geval van problemen of onderhoud aan het normale pad, zal de STS automatisch de belasting overzetten naar het redundante pad. Deze blokredundante architectuurfilosofie zorgt voor een naadloze overdracht van het normale pad naar de Catcher. Een andere optie met Catcher is de combinatie van een statische omschakelaar en een automatische omschakelaar. Een voorbeeld: één kant van de belasting van de IT-klant (kant A) is aangesloten op de STS en de andere kant (kant B) is aangesloten op de ATS. Beide zijn aangesloten op zowel normale als redundante paden. In het geval van een normale padstoring schakelt de STS eerst over, waardoor redundante blokken worden ingeschakeld, en volgt de ATS, waardoor een naadloze en gelijktijdige overgang voor de twee paden wordt gegarandeerd. Kortom: de A- en B-zijde van de IT-racks blijven van stroom voorzien, waardoor de redundantie van de servers gewaarborgd blijft."
Belangrijkste overwegingen voor een geoptimaliseerde elektrische infrastructuur, met lagere totale eigendomskosten en meer duurzaamheid
Bij het berekenen van de CAPEX- en OPEX-voordelen voor datacenters dient de volledige elektrische infrastructuur in aanmerking te worden genomen, van de hoogspanningstransformator tot de IT-infrastructuur. Door de juiste redundantie te kiezen (1 redundante blok voor X normale blokken) kunt u aanzienlijke besparingen realiseren op uw CAPEX en OPEX in vergelijking met een traditionele architectuur. Zo kan bijvoorbeeld een volledige stroomtoevoer worden verwijderd: een transformator, een generator, het distributiebord, een UPS, de batterijen – evenals alle bijbehorende onderhoudswerkzaamheden.
"Wanneer u bijvoorbeeld opschaalt naar tien datahallen, is er weliswaar STS-apparatuur nodig om het redundante blok aan te sluiten, maar is er nog steeds minder apparatuur nodig: minder transformatoren en generatoren, minder UPS'en, batterijen – tot wel 30% minder apparatuur in totaal. Wanneer we bijvoorbeeld een architectuur met één STS Catcher vergelijken met een 2N-ontwerp, zien we een totale CAPEX-reductie van 42% en een vermindering van de voetafdruk met 38%. Het resultaat is een sterk geoptimaliseerde elektrische infrastructuur, lagere totale eigendomskosten, meer duurzaamheid en energie-efficiëntie, waardoor het een aantrekkelijke oplossing is voor colocatie-datacenters."
Deze systemen zijn in de fabriek getest en in de praktijk bewezen. Ze zijn door vooraanstaande spelers in de markt met ruime ervaring in datacentratoepassingen aan de tand gevoeld en het aantal succesverhalen blijft wereldwijd groeien.
Het Catcher-model kan de redundantie optimaliseren en tegelijkertijd de investeringskosten beperken. Dankzij zijn grote flexibiliteit is het de ideale oplossing om zich aan te passen aan de zeer specifieke en veranderende behoeften van datacenters. Ontwerpers kunnen zo betere datacenters creëren en hun ontwerpen herzien om ervoor te zorgen dat ze klaar zijn voor de toekomst.
Na een aantal jaren succesvolle installatie in de praktijk hebben honderden MW aan Catcher-systemen de hoge betrouwbaarheid van STS-producten in veeleisende bedrijfsomgevingen bewezen."
Compatibiliteit met producten van fabrikanten bewezen
Tot slot, en niet onbelangrijk, is productcompatibiliteit van cruciaal belang voor UPS en STS. Door ervoor te zorgen dat apparatuur harmonieus samenwerkt en vergelijkbare parameters heeft, kunnen eventuele variaties in het netwerk of de IT-belasting worden opgevangen.
"Het complete UPS + STS-pakket van Socomec beheerst deze Catcher-architectuur en garandeert volledige compatibiliteit onder alle bedrijfsomstandigheden, inclusief plotselinge spanningsschommelingen, overschakeling naar de hoogrendementsmodus van de UPS en spanningsdalingen.
