帳號:
密碼:
智動化 / 文章 /

雲端時代來臨 UPS面臨新挑戰
[作者 王明德]   2020年04月27日 星期一 瀏覽人次: [2096]

雲端運算浪潮下,讓資料中心的建置需求持續升高,在此趨勢下,UPS(不斷電系統)已從過去作為企業能源救援,逐漸進化為能源管理設備,而此一角色引發出安全問題。


由於雲端設備是耗能密度相當高的設備,且這些設備具備儲存資料與交換資料的重要任務,無法僅使用辦公室等級的能源管理系統,因此搭載大量、高功率與快速反應的能源管理系統,就成為新世代能源系統的關鍵性需求。此外,集中大量設備的雲端機房,本身諸如消防系統的建置,以及後續維修人員的安全,也是無法忽略的安全議題。



圖1 : 雲端設備必須同時面對龐大的能源需求,能源效率的提升也是獲利的關鍵之一。(source:ABB)
圖1 : 雲端設備必須同時面對龐大的能源需求,能源效率的提升也是獲利的關鍵之一。(source:ABB)

在雲端概念的持續發燒下,現在全球的機房用電量快速攀升,根據紐約時報的的調查,全球網路公司的資料中心用電功率高達300億瓦,隨著5G、AI與物聯網的普及,此一數據還會往上攀升,在能源有限與企業激烈競爭的情況下,要同時維護資料安全與能源價格穩定,並維持雲端產業的成長,節能、能源效率的提高、能源替代與儲存等四大技術,已然成為雲端產業能否穩定成長的關鍵要素。


雲端趨勢下的UPS挑戰

此外,由於雲端設備必須同時面對龐大的能源需求,能源效率的提升也是獲利的關鍵之一。因此,雲端運算的能源管理成為重點議題,業界人士也指出,在雲端設備的能源管理中,UPS所面臨的考驗,將比以往更嚴苛。


挑戰1:大功率

UPS的第一道考驗來自高功率的需求、標準貨櫃大小的模組化雲端資料中心。此類機房需要UPS提供50KW至100KW的功率,同時要能夠讓網路系統維持適時的運作,因此大功率的接續、切換功能與安全,就是首要挑戰。


挑戰2:小體積

此外,要提供高功率的能量來源,往往需要大體積的蓄電設備,但在密集的雲端設備中,並無法提供UPS充裕空間,搭載傳統以鉛酸電池為主的儲能系統,必須考慮使用鋰電池或超級電容等儲能媒介,這部分也成為UPS業者這幾年的重要發展趨勢,但在此同時,高密度能量通常也意味更高的安全風險,這是第二道考驗。


挑戰3:可靠性

雖然並非有核能災害的大規模危險,但資料系統的安全重要性無可取代,作為資料傳輸安全最後一道防線的UPS,必須具備高可靠度的控制能力,無論是在各種切換支援模式下,都必須維持可靠的穩定運轉,因此長時間運作的可靠性,成為第三重考驗。


因應使用場域 設計適用系統

從應用面來看,資料中心、工廠自動化與智慧建築這三類UPS運作的大宗場合,其相似之處在於大量的自動控制運用;不同點是資料中心是在預設好的設備架構下運作,而工廠控制與智慧建築卻必須與更多設備產生互動,因此必然面臨更困難系統安全與穩定性的挑戰;此外,智慧建築及工廠控制的能源管理系統雖然複雜,但是相對負載較低,存放空間較大,失效容許度相對也較高,並不如資料中心來得單一而嚴格。


因此,目前資料中心的能源管理,已然成為是各大電源供應設備製造商必爭之地,也是展現技術的戰場,如何製造出密集度高、能耗低、穩定度高、耐用性久的UPS,才能掌握資料中心電源管理的致勝關鍵。



圖2 : 大量、高功率與快速反應的能源管理系統,已成為新世代能源系統的關鍵性需求。(source:Borri)
圖2 : 大量、高功率與快速反應的能源管理系統,已成為新世代能源系統的關鍵性需求。(source:Borri)

如同前述,UPS雖然是雲端運算應用耗能關鍵之一,但僅占資料中心的11%左右,此外在雲端運算資料中心內,同時仍存在其他三大能耗來源,一是伺服器本身的主電源供應,二是為了維護設備運作穩定性的冷卻空調設備,三是照明與顯示相關應用。在這三類中,冷卻空調設備所佔的能耗最大、也是最關鍵的比例。


這些設備的功能與安全也會影響到雲端運算的運用,相較於其他新世代能源裝置,此類設備的設計與功能雖舊,但也必須因應更嚴格的可靠度要求與更龐大的電力來源,因此在系統規劃時,必須考量到安全控制的標準,並滿足大電力與除能兩個面向的要求。


另外,在散熱與冷凍空調方面,近年也有對應的新式標準,現在已有業者提出採用再生能源作為能量來源的做法。簡單來看,大多數的相關設備與功能要求,現在基本上都已有適當的安全標準對應。


迎接雲端世代 加快標準訂定速度

在節能技術方面,目前包括安全與性能標準,均根基於交流電,但業界認為採用直流電源供應的UPS,將有較高的效率,因此將這會是下一步的發展趨勢;而像是儲能的媒介,由於不同形式的電池因用途的不同,如燃料電池與鋅空氣電池等均持續的進行開發中,這類具備不受天候影響的穩定儲能潛力,除了必須儘速制訂相關標準之外,產官學研也必須著力於基礎環境的建構,包括國際知識技術的移轉、專業人員的培訓與認可、檢測能力的建構、當地法規的協助等,來縮短技術實現化的時程。


隨著雲端趨勢的加快,能耗設計與整合將成為機房能源系統的下一個重點議題,因此持續定義新一代能耗量測方法,像是訂定與智慧電網的介面相容性與穩定性標準,並納入風力、太陽能、燃料電池與地熱等各種替代能源,將是刻不容緩之事,而在相關規範逐步落實後,新世代機房能源系統也將更加完善。


*刊頭圖(source:CIO.com)


相關文章
三大規範指標 讓節能省電變成企業競爭力
提升能源管理效益 BEMS與HEMS架構全面進化
Edge MicroDC—邊緣運算微型資料中心發展趨勢
軟硬合體智慧製造平台化-虛實整合貫通產銷應用
專為關鍵電力應用設計:600V大型模組化不斷電系統
comments powered by Disqus
  相關新聞
» 明緯線上展館7月15日揭幕 與客戶零接觸貼心服務
» 離岸風電百萬年薪職缺正夯 金屬中心媒合產業人才
» 漢翔運用達梭系統解決方案 如期實現國機國造高教機
» 羅昇助客戶逆境突圍 提供多點溫控解決方案
» 佳世達攜手國韶實業 滿足客戶一站購足需求
  相關產品
» 中美萬泰推出新款Intel第八代Whisky Lake工業級觸控電腦
» 安勤觸控雙螢幕AIO POS終端機RiVar模組化擴充快速
» 大昌華嘉在台韓推廣DataPhysics量測設備 投入表面和介面科學領域
» 明緯擴充EPP-500系列
» KNX用於現代建築 可降低事後維護與火災風險


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2020 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@hope.com.tw