Как подобрать ибп для сервера
Как правильно подобрать мощность вашего ИБП. Разбираем на примере Eaton
Надёжная защита компьютеров, работоспособность и долгий срок службы источников бесперебойного питания (ИБП) зависят от правильно подобранной мощности ИБП по отношению к нагрузке. В этом посте мы рассмотрим простые правила подбора ИБП по мощности — они помогут и сэкономить бюджет, и остаться уверенным, что эти устройства обеспечат защиту в случае внезапного сбоя или отключения электроснабжения.
Расчёт нагрузки при выборе мощности ИБП
При подборе ИБП оперируют тремя величинами:
С определением мощности нагрузки всё относительно просто — суммируется мощность всех устройств, которые планируется подсоединить к одному ИБП (обычно это группа устройств, расположенных рядом друг с другом). Затем полученные цифры суммируются по всем ИБП, обслуживающих такие группы устройств. Мощность, потребляемую мониторами, принтером, колонками, роутером, внешним дисководом и т.д., можно найти на этикетках устройств. Для ПК или сервера берётся мощность указанная на блоке питания.
Знатоки скажут, что это весьма приблизительный подсчёт нагрузки, поскольку в разных режимах потребляемая мощность каждого устройства может существенно отличаться от той, что указана на этикетках или в спецификациях на блоки питания. Это будет абсолютной правдой, но они же согласятся, что таким образом определяется мощность «по верхнему пределу потребления». Если реальная мощность нагрузки в результате окажется ниже рассчитанной, то ничего плохого не случится.
Дальше идёт первый нюанс — он связан с номинальной мощностью ИБП: обычно она указывается в вольт-амперах (В·А) и выносится в виде цифр в название модели ИБП. Например, модель ИБП Eaton 5P 850 имеет номинальную мощность 850 В·А. При этом мощность нагрузки подсчитывается в ваттах (Вт), так как именно в ваттах маркируются блоки питания компьютеров, мониторов и других ИТ-устройств. Удобные онлайн-калькуляторы пересчёта «В·А в Вт» есть в интернете. Если же вы хотите пересчитать самостоятельно, можно воспользоваться следующей формулой:
Активная мощность (ватты) = Полная мощность (вольт-амперы) × Коэффициент мощности (Cos φ)
Второй нюанс состоит в том, что неизвестной величиной в этой формуле будет коэффициент мощности (Cos φ). И, кстати, в онлайн-калькуляторе тоже потребуется указать значение этого параметра. Для измерения «косинуса фи» для конкретного устройства существуют специальные приборы, называемые фазометрами. Но в малом бизнесе столь точные расчеты Cos φ обычно никто не проводит. Как правило, пользуются оценочными значениями Cos φ, характерными для данного типа устройств.
Так, для типового ПК эта величина составляет 0,7, и именно с этим коэффициентом указана мощность ИБП в ваттах в каталогах Eaton.
А какой Cos φ у современных серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов и прочего)? В них используются блоки питания с коррекцией коэффициента мощности, поэтому его значение приближается к единице (1,0). Принято считать, что такое оборудование является нагрузкой с небольшой ёмкостной составляющей, и коэффициент мощности принимают равным 0,95.
Отдельным вопросом является использование таких блоков питания с ИБП – при их использовании требуется выбрать ИБП бОльшей мощности, особенно, если ИБП выдает не чистую синусоиду напряжения на выходе, а меандр.Также могут возникнуть дополнительные требования к ИБП, связанные с принципом работы таких источников. Тема требует отдельной статьи, и таких статей уже написано множество.
Следующий параметр, значение которого следует знать перед выбором мощности ИБП — это желаемое время работы ИБП в режиме «от батарей». В каталоге для каждой модели ИБП приводится оценочное время автономной работы при нагрузке 50% и 70% от номинальной мощности.
Узнать мощность нагрузки можно с помощью самого ИБП. Источник: Eaton
Обычно для корректного завершения работы операционной системы на компьютерах достаточно 5 минут, особенно если автоматизировать этот процесс посредством программного обеспечения мониторинга и управления ИБП — стороннего или от производителя ИБП (например, Eaton Intelligent Power Manager). Однако если требуется значительно большее время на поддержание работы компьютеров, то следует выбирать более мощные модели ИБП или даже докупать и устанавливать дополнительные внешние батареи. Такие внешние батареи доступны для моделей ИБП, работающих в корпоративном секторе.
Давайте выполним пример расчёта мощности ИБП для защиты электропитания двух современных серверов, позиционируемых как «серверы для малого бизнеса» с блоками питания по 200 Вт (то есть общая мощность двух серверов — 400 Вт). Низкая мощность блоков питания объясняется тем, что в таких серверах нет никаких движущихся частей, кроме вентиляторов охлаждения. Дисковая память реализована на SSD и нет CD-дисковода. Да, и ещё предполагается, что мощных видеокарт тоже нет.
При коэффициенте мощности 0,95 и ориентации на 70-процентную нагрузку от номинальной мощности получим, что требуется ИБП не менее, чем на 600 В·А: (400 ÷ 0,95) ÷ 0,7. Таким требованиям удовлетворит, скажем, ИБП Eaton 5P 650 в корпусе «башня» или «для стойки, 1U». Согласно каталогу, время автономной работы такого источника будет порядка 6 минут. Однако если вы не уверены, что точно знаете коэффициент мощности БП вашего сервера, то лучше ориентироваться на стандартное значение 0,7, а не на близкое к идеальному 0,95. Тогда наш расчёт (400 ÷ 0,7) ÷ 0,7 даст требуемую мощность ИБП 816 В·А. Следовательно, следует выбрать следующую по мощности модель ИБП Eaton 5P 850. Всегда лучше выбирать ИБП с запасом, т.к. время автономной работы в каталогах указано приблизительно и может варьироваться в зависимости от реальной нагрузки, возраста батареи и уровня её заряда, температуры окружающей среды.
Заметим тут же, что ИБП, как и любой компонент системы электропитания (к примеру, трансформатор), должен быть рассчитан на полную мощность нагрузки. Поэтому в нормальном режиме линейно-интерактивный ИБП работает через автотрансформатор и приведенная выше методика справедлива. Но при работе от батареи преобразуется только активная составляющая, поэтому необходимо учитывать номинальную активную мощность ИБП. Для ИБП Eaton 5-й серии это значение обычно подсчитывается как S·0,6 (0,7). Для класса онлайн-ИБП в любом режиме (кроме байпаса) необходимо учитывать и активную мощность, и полную, и разрешенный диапазон коэффициента мощности нагрузки.
Мониторинг и управление шатдауном нагрузок
После того, как расчёты сделаны, ИБП куплен и нагрузка подключена, в процессе эксплуатации желательно контролировать реальный уровень нагрузки. Это можно делать, используя служебный дисплей ИБП или с помощью ПО удалённого мониторинга. На основании этих наблюдений, сделанных при разных режимах работы нагрузок, можно окончательно определить, правильно ли подобрана мощность ИБП для защищаемых устройств.
Скриншот ПО управления ИБП. Источник: Eaton
Для удалённого мониторинга нагрузок Eaton предлагает компаниям фирменное ПО управления системой бесперебойного электроснабжения Intelligent Power Manager (IPM).
Базовая версия на десять ИБП доступна бесплатно, для контроля большего числа источников потребуется платная лицензия. IPM обеспечивает удалённый контроль корпоративной инфраструктуры гарантированного энергоснабжения с любого компьютера с использованием веб-интерфейса. Кроме физических серверов, IPM поддерживает управление питанием виртуальных машин — можно автоматически завершать работу гипервизоров VMware, HyperV, RedHat KVM и Xen.
ИБП для сервера: какие бывают и как выбрать
Полноценная безопасность сервера возможна только при наличии резервного энергоснабжения на случай нестабильного напряжения или аварий на городских линиях. Это обусловлено тем, что сервер не должен простаивать, даже по независящим от владельца причинам, а пользователи должны иметь постоянный доступ к хранимой на массивах информации. В качестве защиты от перепадов напряжения и резервного поставщика электроэнергии используются источники бесперебойного питания – ИБП.
Разновидности источников бесперебойного питания для серверов
Резервные блоки питания для серверов отличаются от привычных каждому домашних устройств, как по комплектации, так и по функционалу. Серверные модели дистанционно управляются по локальной сети, обладают минимальной задержкой и рядом дополнительных функций для контроля параметров питания.
По принципу работы и компоновке ИБП подразделяются на следующие типы:
Off-Line – обеспечивают временное питание офисной и не критичной техники от батареи при значительных колебаниях показателей напряжения во внешних сетях или при аварийном отключении электроэнергии. В обычном режиме он пропускает электроэнергию без изменений. Главный недостаток ИБП этого типа – задержка при переключении в автономный режим от 5 мс и выше. При этом на выходе синусоида напряжения демонстрирует импульсы и ступеньки, что негативно сказывается на работе серверного оборудования.
Line-Interactive – по функциям похож на предыдущий тип, но к возможностям добавляется еще и стабилизация токов при изменении амплитуды входного напряжения. Эта задача выполняется трансформаторами, снабженными переключаемыми обмотками. В итоге регулирование характеристик входящего тока осуществляется без участия аккумуляторов.
On-Line – резервные источники высшего уровня с технологией двойного преобразования электроэнергии. Подобные аппараты осуществляют непрерывный контроль и демонстрируют на выходе стабильный поток напряжения с колебаниями не более 1%. При этом аккумуляторные блоки постоянно вовлечены в процесс, что способствует моментальному переходу на автономное электроснабжение без задержек.
По типу питания ИБП делятся на две группы:
Трехфазные – мощные агрегаты, запитывающиеся от сети 380 В и обеспечивающие энергетический резерв серверным, отдельным комплексам и даже дата-центрам, например, высокомощный Cyberpower HSTP33 40000VA для ЦОД.
Как выбрать мощность серверных ИБП
Расчет мощности источника бесперебойного питания – основной момент при выборе. Недостаток производительности негативно скажется на качестве и продолжительности работы оборудования в автономном режиме. А покупка ИБП с чрезмерным резервом – лишняя трата средств.
Для расчета необходимо суммировать мощность всех устройств, который будут подключены к ИБП. К полученной сумме следует добавить еще 30 % запаса для компенсации возможных конструкционных изменений сервера. На полученный результат и следует ориентироваться при выборе устройства, округляя его в большую сторону.
В качестве показателя производительности принята полная мощность ИБП, которая измеряется в кВА – килоВольт-Амперах. Этот показатель определяет суммарную полную мощность подключенных к ИБП устройств. Если же мощность указана в Ваттах, то имеется в виду активная мощность, часть которой расходуется самим устройством на выделение тепла или создание электромагнитных полей. И ее может быть недостаточно для подключения всех устройств сервера.
В продаже Вы найдете следующие группы ИБП по полной мощности:
0,5 – 1 кВА – для одиночного сервера и сопутствующего IT-обеспечения.
1 – 5 кВА – подойдут для серверной группы или отдельной стойки, включая коммуникационные устройства и периферию.
6 – 10 кВА – обеспечат резервным питанием несколько серверных групп, небольшую серверную комнату или сетевое хранилище.
Свыше 10 кВА – мощные серверные комнаты и крупные дата-центры.
Данные предоставлены ориентировочно, и при выборе энергетического оборудования следует ориентироваться на точный расчет.
Функции, которым стоит уделить внимание
Источники стабильного питания различных производителей снабжены широким функционалом. Вот самые полезные:
Отдельно обратите внимание на разъемы на входе и выходе. Современное оборудование имеет интерфейсы различных стандартов, и чтоб не прогадать и не покупать дополнительно переходники, лучше заранее спланируйте этот момент и учтите при покупке ИБП.
Если вы сомневаетесь, какой источник бесперебойного питания использовать со своим сервером, ознакомьтесь с популярными моделями компании APC by SE
Как выбрать ИБП для серверов? Технические рекомендации
Компания PitON рассмотрела в статье типы и правила выбора ИБП для серверного оборудования.
Источник бесперебойного питания (ИБП) — оборудование, предназначенное для обеспечения электропитания при отключении основных источников питания.
При эксплуатации любого серверного оборудования применяют комплекс мер по защите от различных неблагоприятных воздействий: как сетевых (вирусы, хакерские атаки и т.п.), так и физических (перегрев, влажность и т.д.). Полноценное функционирование при сбоях в электропитании обеспечивают серверные ИБП. Кроме распространенных задач, что решают бесперебойные источники питания, серверные ИБП имеют ряд дополнительных функций:
Типы ИБП серверного оборудования
На данный момент ИБП для серверов делятся на три типа:
Устройства резервного типа.
Подключены к внешней сети и при перепадах напряжения в них образуется задержка во время переключения на автономное питание от аккумулятора, что создает скачок напряжения, вследствие которого происходит сбой приборов, подключенных к устройству.
Серверный ИБП
Недостатки резервных ИБП:
Из чего следует, что ИБП по схеме off-line не являются оптимальным решением для защиты серверной техники.
ИБП с двойным преобразованием (on-line).
Современные и наиболее эффективные. Их используют чаще всего для питания серверов и прочих устройств. Аккумуляторные батареи включены в работу независимо от сетевого режима. На выходе вырабатывает чистую синусоиду стабильного напряжения, обеспечивая беспрерывное питание. Также в конструкции предусмотрен байпас, отвечающий за быстрое переключение с основного источника электроэнергии на резервный.
Линейно-интерактивные ИБП.
Имеют схожую с оборудованием двойного преобразования схему и отличаются наличием трансформатора с переключаемыми обмотками, что позволяет при различных скачках напряжения в сети регулировать выходное напряжение без участия аккумуляторных батарей.
Типы ИБП в зависимости от подключения
Однофазные ИБП
Могут подключаться к сети с напряжением 220 В с мощностью не более 10 кВА. Их используются для подключения отдельного сервера, группы серверов или отдельной серверной стойки, а также прочего телекоммуникационного оборудования.
Трехфазные ИБП
Используются с напряжением 380 В и функционируют от трехфазной сети с напряжением более 10 кВА, отличаются высокой мощностью и обеспечивают защиту серверных помещений, больших IT-комплексов и ЦОДов.
При подключении однофазного ИБП к трехфазному, допустимо нагружать не более чем на 1/3 от номинальной мощности устройства.
Например, трехфазный ИБП на 15 кВА способен запитать 5 кВА по каждой фазе, но нагрузка в 7 кВА на одну фазу вызовет аварийное отключение устройства. Существуют модели с конфигурацией 3:1, которые могут обеспечить питание на три фазы с выходом в 220 В, потребляя напряжение электросети 380 В.
Расчёт мощности ИБП для серверного оборудования
Для определения нужной мощности необходимо просуммировать показатели всех подключаемых к устройству потребителей и сверх этого заложить запас, компенсирующий возможные эксплуатационные перегрузки (рекомендуемое значение — 30 %). В технической документации IT-оборудования указывается максимальная мощность блока питания, а не действительное энергопотребление устройства. Рекомендуется запросить у производителя реальную мощность, потребляемую нагрузкой.
В характеристиках источника бесперебойного питания указываются выходной и входной коэффициенты мощности:
Пример:
Необходимо подобрать ИБП для подключения серверного шкафа, в составе которого входит серверное оборудование с мощностью 2400 Вт (блоки питания с PFC) и вентиляторный блок мощностью 1000 Вт (согласно эксплуатационной документации cosφ=0,7).
Для того, чтобы соблюсти все условия для правильной работы подключаемого оборудования, необходимо воспользоваться простой формулой:
((2400 Вт/0,99) + (1000 Вт/0,7)) +30 %=5008,6 ВА
Округляем в большую сторону и выбираем ИБП номиналом 6 кВА.
Ниже приведены типовые значения мощностей однофазных источников бесперебойного питания:
Мощность, кВА
Использование
Одиночные серверы, сопутствующее сетевое оборудование.
Серверные группы, телекоммуникационные стойки с сетевым и периферийным оборудованием.
Несколько серверных групп средней мощности, небольшие компьютерные и серверные комнаты, сетевые хранилища.
Серверные группы большой мощности, серверные комнаты, мини ЦОДы.
Время резервирования для серверного оборудования
ИБП со встроенными АКБ при нагрузке 80 % поддерживают электропитание на протяжение 5-10 минут. Этого интервала достаточно для сохранения необходимых данных. Обратите внимание, что с увеличением нагрузки время резервирования снижается.
Для резервирования мощных IT-систем предназначены источники бесперебойного питания с внешними батарейными модулями. При увеличении числа и емкости подключаемых аккумуляторных блоков, автономную работу возможно продлить до необходимого времени.
Источники бесперебойного питания при работе в автономном режиме отключаются автоматически и поэтапно, в результате чего продлевается автономная работа более важного оборудования.
Покупка внешних АКБ рекомендуется после консультации со специалистом, способным помочь с выбором того или иного устройства, основываясь на конкретно взятом случае и особенностях использования, так как всегда необходимо учитывать важные факторы: мощность нагрузки, качество внешней электросети, тип зарядного устройства и т.д.
Дополнительные функции ИБП
Источники бесперебойного питания обладают широким функционалом и оснащены различными опциями:
Важно: при выборе источников бесперебойного питания обратите внимание на предельный диапазон входного напряжения.
ИБП PitON отличное решение для серверного оборудования
Компания PitON предлагает широкий выбор однофазных ИБП (от 1 до 20 кВА), подходящих для защиты любого серверного и сетевого оборудования.
Источники бесперебойного питания PitON обладают рядом особенностей и специальных дополнительных возможностей:
Источники бесперебойного питания PitON производятся как со встроенными АКБ, так и без них. ИБП с двойным преобразованием PitON бывают в напольном и стоечном исполнениях, модели серии PT (1-3 кВА) изготавливаются с возможностью конвертации в вертикальном положении и монтаж в 19-дюймовую стойку.
При необходимости ИБП PitON может быть оснащен программно-аппаратным прошивками для специальных задача, сервисным байпасом, увеличенным током заряда АКБ, трансформаторами гальванической развязки и т. п.
Как подобрать ИБП для сервера?
В современном мире львиная доля информации хранится на серверах или в облачных хранилищах. Для пользования этими данными сервер должен функционировать постоянно вне зависимости от внешних факторов. Безопасное функционирование при сбоях в электропитании обеспечивает ИБП для сервера в стойку.
Надежное питание серверов
Критерии ИБП для сервера
Параметры и типы ИБП
Различают следующие типы ИБП по способу действия:
Резервные (off-line). Работают от сети и при перепадах напряжения имеют задержку в переключениях на автономной питание от аккумулятора. Такое переключение создает скачок напряжения и может спровоцировать сбой приборов, подключенных к устройству.
Приборы с двойным преобразователем (on-line). Обеспечивают самую надежную защиту, обладают самой высокой мощностью, т.к. аккумуляторы работают постоянно вне зависимости от постоянного питания. Такие устройства защитят серверное оборудование от сбоев, т.к. при переключении способны подавать постоянное напряжение благодаря питанию автономной батареи. Такие устройства не реагируют на перепады напряжения и защищают функционирование даже самой чувствительной техники.
Линейно-интерактивные. Имеют не значительную задержку в переключение на автономное питание от батареи в случае отсутствия напряжения, однако, дополнительно оснащены стабилизатором. При небольших скачках электропитания этот стабилизатор способен регулировать выходное напряжения без переключения на автономное питание. К тому же, само переключение происходит быстрее, чем у ИБП резервного типа, но скачок при переключении все равно возможен. Таким образом, 100% гарантии независимости от входящих помех у серверного оборудование не будет.
Конструктивные типы ИБП:
Настольные – как правило, небольшие модели, устанавливающиеся на столе. Работают от обычной розетки.
Напольные – отличаются большой мощностью, более объемные, устанавливаются на пол;
Стоечные – блок питания вертикальной ориентации, устанавливается в специализированных серверных комнатах. Такая модель очень удобна для подключения дополнительных аккумуляторов;
Модульные – состоят из нескольких модулей, соединенных между собой.
Типы ИБП от подключения к электропитанию:
Однофазные ИБП. Данные приборы могут подключаться к сети только с одной фазой не более 10кВА мощности. Такие приборы используются для подсоединения отдельного сервера, группы серверов или отдельной серверной стойки, а также приборов телекоммуникации с небольшой мощностью.
Трехфазные ИБП. Такие модели функционируют от трехфазной сети с напряжением более 10кВА, обладают высокой мощностью и используются для обеспечения функционирования крупных специализированных серверных помещений.
Допустимо подключить однофазный электроприбор к трехфазному ИБП, если напряжение скоординировать на одну фазу с нагрузкой менее трети от обозначенной мощности прибора. Если напряжение одной фазы, при не работающих остальных двух будет превышено, устройство отключится.
Существуют модели с конфигурацией 3:1, которые способны обеспечить питание на три фазы с выходом в 220в, потребляя напряжение электросети 380в.
ИБП какого класса стоит предпочесть для серверного оборудования?
Мы рассмотрели основные типы и разновидности ИБП. На чем же стоит остановить свой выбор для обеспечения защиты сервера?
Модели резервного типа являются самыми бюджетными, однако, и самыми устаревшими. Мы рекомендуем остановить свой выбор на приборах с двойным преобразователем, которые способны защитить серверное оборудование, хранящиеся данные и железо на все 100%.
Как рассчитать требуемую мощность ИБП для серверного оборудования?
Для определения нужной мощности необходимо сложить показатели каждого устройства сети, которое будет подключено к источнику и добавить запас на случай допустимых перегрузок. Рекомендуется заложить 30%. Если вышло неровное число, округлить его стоит к большему показателю.
На ярлыках и сопроводительных документах к ИБП обычно указывают максимальную мощность блока питания. Рекомендуем уточнить реальное электропотребление устройства, проведя самостоятельные дополнительные замеры электроизмерителями, либо уточнить у производителя.
Большая часть изготовителей ИБП указывает мощность в вольт-амперах (ВА). Линейку, указанную только в ваттах (Вт), можно пересчитать самостоятельно, разделив ватты на коэффициент мощности (P/cosφ/PF). Показатели для простого серверного оборудования 0,6-0,8. Однако на данный момент существуют высокотехнологичные образцы высокой мощности с показателями 0,9-1. Данные также уточнять в сопроводительной документации от производителя.
Важно помнить, что для определения возможной нагрузки ИБП нужен коэффициент исходящей мощности устройства, показывающий сколько ватт сможет предоставить источник питания. Входной коэффициент показывает воздействие на внешнюю сеть и не влияет на обеспечение функционирования сетевого оборудования.
Вспомогательные функции ИБП
Автоматическое тестирование батареи – способность устройства контролировать температуру, заряд и прочие показатели аккумуляторов;
Тестирование самого устройства;
Автоматическая остановка запитанного оборудования – способность корректно выключить операционную систему и закрыть работающие приложения, если батарея сильно разряжена;
Байпас – функция проведения техобслуживания, не выключая устройство (существуют модели с встроенным автоматическим байпасом, который активизируется при неполадках с работой системы);
«Холодный» старт – функция запуска контролируемого IT-оборудования без внешнего электропитания;
Горячая замена батареи – функция позволяет заменить аккумулятор в работающем приборе;
Дистанционное управление – функция контроля за системой, подключается к любому гаджету, позволяет дистанционно произвести аварийное выключение;
Поддержка параллельной работы – функция объединения нескольких блоков питания для надежности системы, в случае выхода из строя одного блока питания, остальные берут всю подключаемую нагрузку на себя. (производители ограничивают количество объединяемых ИБП).