傳統(tǒng)UPS擴容成本詳盡分析
在 APC 的 6 號白皮書:《確定數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)機房基礎(chǔ)設(shè)施的總擁有成本》中提到,不間斷電源 (UPS) 系統(tǒng)設(shè)計上的可擴容性可以大大降低總擁有成本。這是因為,數(shù)據(jù)中心中安裝了更多設(shè)備后,通過這種可擴容性可靈活地調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模,從而滿足相應(yīng)的關(guān)鍵負(fù)載要求。
雖然在這里談到的的總擁有成本財務(wù)模型中并未提及可擴容 USP 系統(tǒng)帶來的經(jīng)濟效益,但如果能在不停機且直接在運行狀態(tài)下擴展 USP 系統(tǒng)以滿足負(fù)載的增長,則無疑可以為實施此策略的公司直接創(chuàng)造利潤。本文對采用傳統(tǒng)類型 UPS 進行 UPS 容量擴展的實際成本,與采用可擴容 UPS 系統(tǒng)的成本進行了比較。
案例:兩種擴展方法
某 IT 管理人員面臨以下問題:為一個 4800 平方英尺的數(shù)據(jù)中心設(shè)計一個 N+1 UPS 系統(tǒng),且最終擴展容量為每平方英尺50W。這意味著 UPS 電源的總負(fù)載最終會達到 240kW,且應(yīng)具備足夠的冗余容量,以便可以取出其中一個電源模塊進行保養(yǎng),或在故障維修過程中仍保證正常供電。
現(xiàn)在有兩種方案可供選擇:傳統(tǒng)系統(tǒng)或基于機架式的可擴容系統(tǒng)。對于傳統(tǒng)系統(tǒng),可以通過在并聯(lián)總線上添加傳統(tǒng)的UPS 電源模塊來提供一定程度的可擴容性,但必須在原來的電源上購置一個并聯(lián)轉(zhuǎn)換器,且新增的電源模塊應(yīng)具備足夠的電源處理容量,以使最終的 UPS 系統(tǒng)配置能夠達到滿負(fù)荷電源處理容量需求。而基于機架式的可擴容系統(tǒng),不僅同樣可以隨負(fù)載的增加擴展電源容量,還能避免因購買大型并聯(lián)系統(tǒng)機柜而使得成本 提高。
傳統(tǒng)解決方案
為了最小化項目的前期成本,IT 管理人員計劃通過分階段購買系統(tǒng)來實現(xiàn)傳統(tǒng)系統(tǒng)的可擴容性。為了比較這兩種方法的成本,假定負(fù)載每次遞增 80kW。一開始采用兩個容量為80kW的傳統(tǒng)UPS模塊,按照 N+1 配置,用其中任意一個模塊來為最初的 80kW 負(fù)載供電。當(dāng)負(fù)載增長至超出冗余系統(tǒng)的80kW 容量時,管理人員計劃再安裝一個 80kW 的模塊,以滿足將增至 160kW 的負(fù)載容量需求,同時保持 UPS 的冗余容量。隨著負(fù)載的最后一次遞增,將安裝最后一個80kW的UPS模塊,此時總?cè)萘窟_到240kW,其中包括 80kW的冗余模塊。于是,傳統(tǒng) UPS 系統(tǒng)的最終配置為4個并聯(lián)的模塊。該方法充分體現(xiàn)了傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)一定程度的可擴容性。在傳統(tǒng)系統(tǒng)的最終電源配置中,所需的所有并聯(lián)設(shè)備的成本均包括在最初的購買成本中。
另一種方案
出于商業(yè)決策方面的考慮,提出了另一種類似的方法,即使用基于機架式的可擴展 UPS 系統(tǒng)。為滿足最初80kW的負(fù)載需求,一開始需要購買一個容量為 80kW 的設(shè)備,但基于機架式的可擴容系統(tǒng)在該設(shè)備內(nèi)部包含了一個容量為 10kW 的冗余電源模塊,因而無需購置另一個80kW的設(shè)備即可提供 N+1 配置。由于可擴容系統(tǒng)不需要大型的并聯(lián)分布式電子設(shè)備,所以這部分成本可以節(jié)省下來。當(dāng)負(fù)載超過 80kW 時,再購買一個設(shè)備,其輸出正好用于新增的負(fù)載。該設(shè)備也具有內(nèi)置 N+1 冗余模塊。當(dāng)數(shù)據(jù)中心負(fù)載增長到最大容量時,安裝第三個80kW設(shè)備,該設(shè)備同樣具有內(nèi)置 N+1 冗余模塊。
無論是采用基于機架式的可擴容 UPS 系統(tǒng)還是傳統(tǒng)UPS系統(tǒng),兩種方法的結(jié)果看起來差不多。誠然,如果傳統(tǒng) UPS 系統(tǒng)的組件成本能低于 N+1 基于機架式的可擴容系統(tǒng)的組件成本,那么,繼續(xù)使用傳統(tǒng)系統(tǒng)的商 業(yè)決策是無可厚非的。但是,該策略存在很大問題。
規(guī)模增長的代價
IT 管理人員在面臨兩種設(shè)計方案的選擇時,必須考慮系統(tǒng)容量的擴容方式及其對 IT 運營的影響。
傳統(tǒng) UPS 系統(tǒng)上安裝有使所需模塊(以實現(xiàn)可擴容性和冗余性)并聯(lián)的設(shè)備,并具備一個公用的連接點,各個模塊的輸出便通過此連接點連接到負(fù)載分配電柜上。這就是“總分電柜”,用于連接各個 UPS 模塊所提供的電量。在系統(tǒng)最初的試運行階段中,將對模塊的并聯(lián)、負(fù)載分擔(dān)以及冗余能力進行檢驗。如果要在傳統(tǒng)系統(tǒng)中添加模塊,則必須斷總開關(guān)的電源,以便安全地連接新模塊,而且必須再次進行試運行,以重新檢驗整個新系統(tǒng)的功能。為了實施上文中所述的傳統(tǒng)系統(tǒng)擴容計劃,需要關(guān)閉關(guān)鍵總線電源至少兩次。如果不出意外的話,一般情況下連接并測試傳統(tǒng) UPS 擴容模塊所需的停機時間為24小時。
因此,要使用傳統(tǒng) UPS 設(shè)備進行擴容,IT 管理人員必須考慮中斷IT 運營至少兩個24小時這一成本。成本包括:
損失的處理時間。
關(guān)閉服務(wù)器/處理器電源的技術(shù)人員成本。
將對操作系統(tǒng)的影響降至最低的應(yīng)用程序?qū)<页杀尽?br/>客戶管理會議時間。
管理規(guī)劃會議時間。
意外事故規(guī)劃時間。
打開服務(wù)器/處理器電源的技術(shù)人員成本。
檢驗操作系統(tǒng)是否恢復(fù)的應(yīng)用程序?qū)<页杀尽?br/>大規(guī)模試運行成本(必須檢驗擴容后 UPS 系統(tǒng)的全部輸出,因而還需要為負(fù)載配置纜線、儀 器儀表、專業(yè)技術(shù)人員等)。
這便是擴展傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)所不得不付出的“代價”。
成本估算
擴展傳統(tǒng)系統(tǒng)需要停機兩個 24 小時,其成本可做如下估算:
假定:
1.只對低級應(yīng)用造成最小經(jīng)濟損失,保守估計停機成本為 $10,000/小時。(在某些關(guān)鍵應(yīng)用中停機成本估計為 $500,000/小時,對于某些財政機構(gòu)中則更高。)
2.IT 管理人員對此過程很熟悉。
3.由于在系統(tǒng)設(shè)計初期已考慮到了技術(shù)細(xì)節(jié),時間僅用在管理過程變化和協(xié)調(diào)資源上,因此管理時間可以縮至最短。
4.技術(shù)人員是外包人員,與 IT 設(shè)備提供商簽訂有服務(wù)協(xié)議。
5.由于只涉及公司眾多意外事故計劃中的停機方面,因此意外事故規(guī)劃工作可以最簡化。
6.應(yīng)用程序?qū)<沂菫?nbsp;IT 設(shè)備上運行的商業(yè)應(yīng)用程序提供軟件支持的外包人員。
經(jīng)過對各項停機成本進行分析之后,可以得知,傳統(tǒng)擴容解決方案必須在初期投入的基礎(chǔ)上至少增加 $51,200的附加成本。該成本可為完成所需的兩次完整停機提供基本的技術(shù)服務(wù)。