提及電源，大家并不陌生，比如筆記本電源（適配器）、手機(jī)電源（變壓器）、萬能快充等等，就在我們身邊，且觸手可及。而這些所謂電源均為我們的移動(dòng)設(shè)備起到了降壓、變壓等安全保護(hù)作用。同理，UPS（UninterruptiblePowerSupply）即不間斷電源，作為保護(hù)性電源設(shè)備，在行業(yè)應(yīng)用中起著舉足輕重的作用。

　　UPS是以整流器、逆變器為主要組成部分的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電源，主要利用電池等儲能裝置在停電時(shí)為計(jì)算機(jī)/服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或工業(yè)控制系統(tǒng)、需要持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工業(yè)設(shè)備等提供不間斷的電力供應(yīng)。

       UPS的基本功能有：

　　1、電網(wǎng)電壓正常時(shí)，市電電壓通過UPS穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，性能好的UPS本身就是良好的交流穩(wěn)壓器，同時(shí)改善電源質(zhì)量；同時(shí)它還對機(jī)內(nèi)的電池進(jìn)行充電，儲存后備能量。

　　2、電網(wǎng)電壓異常時(shí)（欠壓、過壓、掉電、干擾等）UPS的逆變器將電池的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能維持對負(fù)載的供電。

　　3、UPS在電網(wǎng)供電和電池供電之間自行切換，確保對負(fù)載的不間斷供電。而且可以根據(jù)設(shè)備的精密程度來選擇可承受的切換時(shí)間。

　　企業(yè)IT建設(shè)者如何選擇UPS設(shè)備、如何進(jìn)行設(shè)備UPS配置，采用什么樣的解決方案，成為CIO或CTO迫切解決的問題。在數(shù)據(jù)中心，電力消耗猶如一只隱而不見的老虎，在后臺悄悄地消耗企業(yè)大量資金。怎樣能高效地使用電力資源，同時(shí)響應(yīng)國家環(huán)保、節(jié)能政策，使企業(yè)數(shù)據(jù)中心更環(huán)保、功耗更低？接下來，筆者就從最基本的服務(wù)器電源配置與使用來一步步做起。

　　服務(wù)器電源功率越大越好？

　　以戴爾第12代服務(wù)器為例。在戴爾服務(wù)器中，每一款機(jī)型都有多種功率的電源可供用戶選擇。比如在戴爾PoweredgeR720中，就可選擇495W、750W及1100W三種功率，還有單電源和冗余雙電源供選擇。那么到底選哪一種呢？許多用戶考慮到將來的擴(kuò)展，常常會選用最大的1100W電源配置，這樣無論將來是添加硬盤，或者是加PCIe的擴(kuò)展卡，都能夠保證有足夠的電源功率，不需要另外購買新電源。那么真的就是電源功率越大越好嗎？

　　由于服務(wù)器電源做的是交直流轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過程中本身需要消耗一定電力。如上圖體現(xiàn)了在不同負(fù)載情況下，一個(gè)白金電源在不同功率的負(fù)載情況下，電源的轉(zhuǎn)換效率曲線圖。不難看出，電源轉(zhuǎn)換效率在低負(fù)載情況下是很低的，也就意味著相對要消耗更多的電力在電源本身上，隨著負(fù)載的增加迅速上升，在40%-60%負(fù)載時(shí)達(dá)到最高轉(zhuǎn)換效率，然后隨著負(fù)載功率的上升有略微下降。

　　由此看來，我們應(yīng)該合理配置電源，使平均負(fù)載功率在電源額定功率的40-60%之間，這樣企業(yè)的電源使用效率最高，耗電最少。也就是說，IT建設(shè)者應(yīng)該考慮服務(wù)器本身的平均負(fù)載和最高負(fù)載，反過來計(jì)算并且配置合適的電源，這樣比起不合理的配置可以減少高達(dá)8-12%的電力消耗。在一個(gè)擁有大量服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心，這樣的額外電力消耗可能造成每月幾十萬到幾百萬的損失。

　　應(yīng)該配置單電源還是冗余雙電源？

　　單電源成本低，不過由于是單路電源供應(yīng)，一旦電源供應(yīng)出現(xiàn)問題，或者電源本身出現(xiàn)任何問題，服務(wù)器就會出現(xiàn)宕機(jī)。所以在對業(yè)務(wù)連續(xù)性要求比較高的環(huán)境下，建議企業(yè)選用雙電源提高系統(tǒng)的可靠性。另外使用雙電源供應(yīng)也意味著總電源功率的提高，將來的可擴(kuò)展性也會更好。

　　不過使用雙電源時(shí)又會面臨一個(gè)問題：兩個(gè)電源要同時(shí)工作（負(fù)載均衡），還是把其中一個(gè)電源作為熱備（Active/Standby）?，F(xiàn)在的技術(shù)可以保證在任何一種情況下，如果一個(gè)電源供應(yīng)出現(xiàn)問題，另一個(gè)電源都可以及時(shí)接管。因此我們應(yīng)該考慮的是電源的轉(zhuǎn)換效率，這又與負(fù)載有關(guān)了。我們舉兩個(gè)例子來看看：

　　1、兩個(gè)1100的電源，總負(fù)載是500W

　　a.單電源工作，也即Active/Standby情況下：工作的電源會工作在近50%的負(fù)載，工作電源的轉(zhuǎn)換效率最高，備用電源會消耗少許電力維持備用狀態(tài)；

　　b.兩個(gè)電源都工作，也即負(fù)載均衡情況下：兩個(gè)電源都會工作在近25%的負(fù)載，根據(jù)前面的討論，效率會比情況a低接近10%，損耗超過情景a中備用電源所消耗的電力。

　　2、兩個(gè)1100的電源，總負(fù)載是1000W

　　a.單電源工作，也即Active/Standby情況下：工作的電源會工作在近90%的負(fù)載，工作電源的轉(zhuǎn)換效率降低，備用電源也會消耗少許電力維持備用狀態(tài)；

　　b.兩個(gè)電源都工作，也即負(fù)載均衡情況下：兩個(gè)電源都會工作在近50%的負(fù)載，轉(zhuǎn)換效率最高，損耗低于情景a。

　　傳統(tǒng)服務(wù)器基本上都是使用負(fù)載均衡的電源使用方式，而一般情況下負(fù)載小于50%，這樣電源轉(zhuǎn)換效率較低。因此為更好服務(wù)于企業(yè)，戴爾在第12代服務(wù)器中提供了一項(xiàng)HotSpare功能，不僅可以設(shè)置成Active/Standby的電源使用方式，還可以監(jiān)測負(fù)載，根據(jù)負(fù)載使用的情況自動(dòng)選擇最合適的電源使用的方式。只需要在iDRAC卡的配置中，簡單地將電源使用設(shè)置為HotSpare，系統(tǒng)就會自動(dòng)根據(jù)負(fù)載大小調(diào)節(jié)電源運(yùn)作的方式，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電源效率的最大化。

　　小結(jié)：在對業(yè)務(wù)連續(xù)性要求比較高的環(huán)境下，建議企業(yè)使用雙電源提高系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)在iDRAC卡的配置中，將電源使用設(shè)置為HotSpare，自動(dòng)配置雙電源使用方式，實(shí)現(xiàn)電源效率的最大化。

　　另外，戴爾在電源技術(shù)中加入智能功率因數(shù)校正技術(shù)，也就是當(dāng)電源輸入的功率因數(shù)不正常時(shí)（電流電壓相位不匹配），自動(dòng)啟用功率因數(shù)校正，提高交流電的使用效率；而在輸入的功率因數(shù)正常時(shí)，自動(dòng)禁用功率因數(shù)校正，減少由校正帶來的約3%的額外電源消耗。

　　在第12代Poweredge服務(wù)器中，戴爾還免費(fèi)向用戶提供一個(gè)高級電源管理軟件，DellOpenManagePowerCenter。使用這個(gè)軟件，可以對帶有iDRACEnterprise遠(yuǎn)程控制卡的戴爾12代服務(wù)器上啟用高級電源管理，例如對多臺服務(wù)器電源進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)優(yōu)，甚至在需要時(shí)對單臺或者某組服務(wù)器進(jìn)行電源封頂。

　　隨著社交、電商等互聯(lián)網(wǎng)新興企業(yè)迅速崛起，每日數(shù)以萬計(jì)的圖片、視頻、網(wǎng)頁瀏覽點(diǎn)擊及商品交易訂單等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)爆炸式產(chǎn)生，因此企業(yè)面臨大數(shù)據(jù)時(shí)代的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。如何緊抓機(jī)遇，就需要IT建設(shè)者從企業(yè)最為基礎(chǔ)的硬件部署和配置做起，看似微不足道的UPS，如果做得好，就能為企業(yè)減少近百萬的維護(hù)成本。