如何為云計算提供商和批發數據中心帶來電源的靈活性

寇涵映

根據房地產投資商Hoya Capital公司調查，全球排名前五的數據中心房地產投資信托基金（REIT）的總市值接近1 000億美元，而全球排名前10的數據中心運營商的年總收入約為180億美元。

該公司將批發數據中心定義為租賃期5 ～15年的為大型客戶提供服務的數據中心，并指出，這些數據中心投資信托基金擁有美國三分之一的大型數據中心，在全球各地擁有20 %的大型數據中心。

大型企業和REIT通常擁有并運營Tier III級以上的大規模數據中心基礎設施，從而在正常運行時間和安全性方面獲得更好的聲譽。這些數據中心通常采用2N或“N + 1”冗余的UPS電源，“N + 1”或2臺備用發電機，以及雙路電源作為供電標準。從電源方面來說，冗余性是最重要的事項。

在競爭日益激烈的市場中，需要大量的資本支出來維持市場份額，超大規模、批發和托管數據中心運營商需要盡可能地壓縮運營成本，并提高收入。解決這一問題的一個方法是解決電力基礎設施缺乏靈活性的問題。

批發和托管數據中心行業的市場增長證明，這些廠商在確保和部署數據中心的電力容量方面做得非常出色。但是，在部署更多電力容量之后，數據中心所有者應該突破傳統的靜態電源拓撲的限制，這些拓撲限制了他們對電源的使用，從而浪費了成本高昂的電力容量，并讓客戶承擔了更多成本。

成本和服務問題

自適應冗余電源（ARP）可以解決數據中心部門面臨的關鍵問題，包括：

數據中心所有者是否會被迫尋求提高利潤和增加收入的方法？

他們是否最大限度地利用了可用電力？

當前的模式是客戶為容量支付費用，而無論其是否可持續使用，或者是否需要改變？

不靈活的電源基礎設施是否阻礙了數據中心的運營？

未使用的閑置容量是否會推高電價并成為業務成本？

當工作負載不斷變化時，數據中心運營商是否有能力使電源服務等級協議（SLA）與IT業務保持一致？

是否能通過按使用付費的方式滿足客戶的短期電力需求？

為了應對來自云計算服務提供商的日益激烈的競爭，是否有可能在不產生額外費用的情況下減少停機的要求？

數據中心所有者如何應對市場變化？

批發數據中心供應商的大型客戶可以通過支付更多費用購買大量空間和專用電力容量。他們龐大的規模無疑可以在價格方面進行談判。對于數據中心服務提供商而言，提高電源效率并降低成本至關重要。

而對于那些規模較小的客戶（從共享基礎設施中獲取的電能不到1 MW）來說，只是希望獲得具有保障的電力，為了保持盈利能力，數據中心所有者可以超額認購其電力容量。但這是有風險的，因為來自客戶（如托管服務提供商和零售托管提供商）的需求是不可預測的。

靈活性

數據中心運營商可能需要靈活性，但就電源而言，數據中心電源部門與其他部門一樣受到限制。在過去的20年中，容錯、塊冗余、分布式冗余和隔離并行這4個主要的電源拓撲一直沒有發生變化。

其決策過程也沒有太大變化———開發人員咨詢工程師后，對電力系統進行設計、安裝和測試。而在電源設備開機運營之后很少被改變。這些案例的共同點是，在這些數據中心的電源拓撲中，幾乎不存在或根本沒有采用自動化技術。

一旦投入運行，電源拓撲沒有進行更改的主要原因是成本費用和改造難度。就配電和組件而言，將2N系統更改為“N+1”系統非常復雜，并且進行更改可能需要計劃內的停機，這不可避免地增加了風險。

自適應冗余電源

ARP是一種用于思考如何在利用閑置電源、靈活地配置電源并快速做出響應的新方法，從而節省成本。

ARP有4種工作模式：自適應冗余、固有冗余、自適應固有冗余和IT負載優先級。不同的模式提供互補的功能。自適應冗余電源可以在正常情況下訪問未使用的電源容量。它為IT負載提供了預定的冗余級別，其中IT負載來自未使用的電源容量。通過IT負載優先級劃分，ARP可以在計劃外斷電的情況下為不同層次的應用需求提供服務。

在大型數據中心建設中，機械、電氣和管道（MEP）通常占總資本支出（不包括IT）的70 %。而電力基礎設施在這70 %的資本支出中占到40 %左右，而在運營成本中約占13 %。因此需要企業進行大量的投資。

對于那些希望提供更好服務并提高長期部署資本回報率和運營收入的公司來說，自適應冗余電源可能是一個很好的選擇。