Анализаторы мощности на фоне резкого роста спроса на серверы и центры обработки данных - значение точных измерений мощности:

По мере того, как процесс оцифровки продвигается быстрыми темпами, объем данных растет экспоненциально, что способствует росту спроса на центры обработки данных и дальнейшему расширению их роли в инфраструктуре хранения данных. В то же время постоянно усиливающееся законодательство по защите климата и требования к экономии ресурсов также создают двойную проблему: с одной стороны, для всестороннего повышения производительности ИТ - инфраструктуры, а с другой - для повышения ее энергоэффективности. Эта проблема охватывает электроснабжение всего центра обработки данных, распределение электроэнергии в отдельных машинных отделениях до уровня серверов и компонентов и затрагивает как производителей компонентов, так и операторов центров обработки данных. На этом фоне точные измерения мощности становятся все более важными и становятся основным элементом обеспечения энергоэффективности, надежности работы и экономической жизнеспособности. Для удовлетворения этого спроса мы предоставляем измерительное оборудование и решения, адаптированные к потребностям отрасли.

Автор: Патрик Фукс, директор по развитию бизнеса ZES ZIMMER Electronic Systems GmbH

Согласно последнему отчету, спрос на центры обработки данных будет продолжать расти в 2025 году. По данным JLL Research, во всем мире начнется строительство дата - центров с общей нагрузкой 10 ГВт, из которых 7 ГВт, как ожидается, будут завершены в течение года. Это привело к огромному спросу на энергоснабжение, но в то же время необходимо придерживаться глобальных целей по защите климата и обязательств по экономии ресурсов. Хотя обсуждение источников энергии остается спорным, отрасль в целом согласна с необходимостью повышения энергоэффективности центров обработки данных. В этой статье подробно рассматривается этот ключевой вопрос и анализируются основные области применения, в которых точные измерения мощности и энергии могут эффективно решать нормативные, экономические и экологические проблемы потребления энергии в современных центрах обработки данных.

Источники питания для серверов данных и системы бесперебойного питания: фокусирование внимания на энергоэффективности

Серверные источники питания, охватывающие от низкой до высокой мощности, играют ключевую роль в определении энергопотребления, охлаждения и эксплуатационных расходов центра обработки данных. Все более компактная конструкция способствует повышению плотности системы и повышению надежности за счет избыточных блоков питания. В связи с этим операторы центров обработки данных все чаще прибегают к схемам энергоснабжения, отвечающим стандартам энергоэффективности.

В США экологическая сертификация Energy Star требует, чтобы мощность сервера соответствовала как минимум 80 стандартам сертификации PLUS. Чтобы оставаться технологически продвинутыми, производители питания постоянно внедряют технологии электроники мощности, стремясь достичь или превзойти более высокий уровень сертификации, такой как 80 PLUS Titanium P, с пиковой эффективностью до 96% при 50 - процентной нагрузке.

Для удовлетворения потребностей в измерениях эффективности на этапах разработки и испытаний мы предоставляем высокоточные анализаторы серии LMG 600, которые широко используются для оценки, оптимизации и проверки энергоэффективности продуктов питания. В ходе испытаний основное внимание уделяется оценке соотношения между входной и выходной мощностями в различных условиях нагрузки. Как показано на рисунке ниже, схема измерения эффективности питания сервера с помощью анализатора мощности LMG641.

Для различных измерительных объектов с точки зрения точности, полосы пропускания, скорости отбора проб, узкой полосы пропускания и широкополосного синхронного измерения и т. Д. Мы предоставляем следующие высокопроизводительные измерительные каналы:

Канал LMG600 B: для общих измерений с точностью ± (0,05% показания + 0,02% диапазона измерений), пропускной способностью 500 кГц, частотой отбора проб 150 кг / с

Канал LMG600 S: подходит для высокоточных широкополосных измерений и оптимизирует точность постоянного тока с точностью ± (показания 0,01,5% + диапазон 0,01%), пропускной способностью 10 МГц, частотой отбора проб 1,21 MS / s

Анализаторы мощности серии LMG600 поддерживают модульную конфигурацию этих каналов и подходят для однофазных или многофазных измерений в диапазоне до 32 A (rms) и 1000 V (rms).

Для приложений с большим током мы предоставляем высокоточные датчики тока серии PCT, которые поддерживают измерения тысяч ампер и подходят для оценки энергоэффективности мощных источников питания и батарей UPS большой емкости.

Обеспечение соответствия серверов данных нормативным требованиям - LMG Test Suite

Правительства и региональные организации установили целевые показатели энергоэффективности на национальном уровне или уровне ЕС, содействуя разработке стандартов и правил, соответствующих местным целям устойчивого развития. Центры обработки данных и серверы должны работать в максимально энергоэффективных и климатически чистых условиях для обеспечения соблюдения требований. Например, серверы данных, которые должны быть установлены в Европейском союзе, должны иметь декларацию соответствия CE (EU Declaration of Conformity), соответствующую стандарту EMC (EN / IEC 61000 - 3) и стандарту измерения энергопотребления (EN 50564).

Для обеспечения соответствия сертификации необходимо провести надежные испытания. Программное обеспечение LMG Test Suite, которое мы предоставляем в комплекте с анализатором мощности LMG 600, позволяет проводить проверки соответствия на ПК для оценки ключевых параметров, включая гармонику, коэффициент мощности, колебания напряжения и потребление энергии в режиме ожидания:

• EN / IEC 61000 - 3 - 2 / 12 (гармонический предел)

EN / IEC 61000 - 3 - 3 / - 11 (Волатильность напряжения и мигание)

IEC 62301 / EN 50564 (Потребление энергии в режиме ожидания)

Анализаторы мощности LMG 600 соответствуют стандартам гармонических (EN / IEC 61000 - 4 - 7) и сцинтилляционных испытаний (EN / IEC 61000 - 4 - 15). В то же время, для тестирования соответствия, мы предоставляем специальные высокоточные измерительные каналы:

Канал LMG600 C: спроектирован специально для проверки соответствия 50 / 60 Гц с точностью ± (0,03% показаний + 0,01% диапазона измерений), пропускной способностью 10 кГц, частотой отбора проб 150 кг / с

Оптимизация энергоэффективности системы в работе сервера: базовый тест SPECpower

Для быстрой и надежной обработки больших объемов данных серверы обычно используют многоядерную структуру ЦП. По мере изменения вычислительной нагрузки эффективность питания также меняется, что приводит к колебаниям энергоэффективности всей системы с режимом работы. Энергоэффективность обычно выражается как производительность системы на ватт, то есть производительность на ватт (Performance per Watt).

Чтобы постоянно оптимизировать операционную эффективность системы, администраторы центров обработки данных должны выбирать и проверять серверное оборудование в соответствии с характеристиками нагрузки, повышая среднее соотношение производительности и энергопотребления в течение фактического рабочего цикла. С этой целью комитет SPECpower, входящий в состав SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation), запустил эталонный тест SPECpower ssj2008 для стандартизированной оценки энергоэффективности серверов при различных нагрузках.

Анализаторы мощности серии LMG 600 от ZES ZIMMER являются одним из устройств, сертифицированных SPEC. Ниже приводится схема репрезентативных измерений.

Результаты базовых испытаний LMG611 могут быть использованы в качестве основы для оценки текущего уровня энергоэффективности и доведены до сведения национальных регулирующих органов. В Германии и во всем Европейском союзе этот результат применяется, в частности, к обязательным декларациям о потреблении энергии в центрах обработки данных, которые подаются в реестр энергоэффективности центров обработки данных (Energy Efficiency Register for Data Centers). С помощью эталонного тестирования SPECpower и наших анализаторов мощности серии LMG600 операторы центров обработки данных имеют проверенный набор измерительных решений, которые эффективно отвечают различным требованиям к соблюдению нормативных требований.

Высокоэффективные трансформаторы: повышение PUE за счет снижения энергопотребления

Нагрузки дата - центров обычно имеют нелинейные характеристики (например, серверы, распределительные блоки PDU, преобразователи частоты и т. Д.), что создает проблемы для трансформаторов, подключенных к сети. Если гармонический ток не подавляется эффективно, увеличение нагрузки трансформатора и снижение эффективности работы влияют на ключевые показатели энергоэффективности центра обработки данных PUE (Power Usage Effectiveness).

Слепое увеличение трансформаторной мощности не является экономически целесообразным, но увеличивает потери холостого хода. Таким образом, такие правила, как DOE 2016 (Министерство энергетики США) и Директива ЕС по экологическому проектированию (Ecodesign Tier 2), уже предусматривают использование высокоэффективных трансформаторов (например, использование аморфных сплавов, обладающих гармонической устойчивостью K - 13). Эти трансформаторы имеют эффективность более 99,5% в диапазоне 50% - 75% нагрузки и эффективно подавляют гармонику.

Такое низкое энергопотребление предъявляет высокие требования к испытательному оборудованию. Анализатор LMG671 от ZES ZIMMER (с каналом A или S) обеспечивает необходимую точность измерений, пропускную способность и возможности гармонического анализа. Кроме того, его интерфейс PSI может подключать датчики температуры, выполнять компенсацию температурного дрейфа (для измерения потерь меди) в тестах на короткое замыкание трансформатора и автоматически обрабатывать процесс тестирования через встроенный редактор сценариев.

Мы также предоставляем высокоточные датчики тока и напряжения (например, датчики тока серии PCT и высоковольтные делители напряжения HST), которые поддерживают расширение измерения мощности от сотен кВА до нескольких МВА

заключение

На фоне растущего потребления энергии центрами обработки данных и серверами и все более жестких нормативных требований точное измерение мощности стало ключевым элементом повышения энергоэффективности системы и достижения соответствия. Используя анализаторы мощности серии LMG600 ZES ZIMMER и их комплектующие, производители и разработчики источников питания, распределительных блоков и высокоэффективных трансформаторов могут оптимизировать производительность и проверить энергоэффективность на основе точных измерений.

Начиная с тестирования соответствия стандартам 80 PLUS, ENERGY STAR, DOE 2016 и EU Ecodesign и заканчивая стандартизированной оценкой энергоэффективности SPECpower, наша тестовая платформа предоставляет операторам центров обработки данных комплексные решения, которые помогают им оптимизировать производительность серверов и выполнять свои обязательства по отчетности о потреблении энергии.

Сочетание анализаторов мощности серии LMG 600 с программным обеспечением LMG Test Suite не только обеспечивает соответствие стандартам энергоэффективности, но и обеспечивает надежную поддержку центров обработки данных в экологически безопасном, устойчивом и экономически жизнеспособном направлении.