Trong nhiều năm qua, mật độ các thiết bị công nghệ thông tin (CNTT) cũng như thiết bị hạ tầng trong doanh nghiệp liên tục gia tăng. Cơ sở hạ tầng của các trung tâm dữ liệu hiện nay phải phục vụ nhiều thiết bị hơn, đồng nghĩa với việc tiêu thụ nhiều năng lượng và thải ra nhiều nhiệt hơn. Tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ đã tạo ra nhiều thách thức cho doanh nghiệp, một mặt phải hoạch định lâu dài và chính xác về sự phát triển của tổ chức, mặt khác phải đảm bảo sự tương thích giữa các công nghệ mới với hệ thống đang hoạt động.
Tính sẵn sàng - đảm bảo hệ thống CNTT luôn luôn sẵn sàng phục vụ hoạt động của doanh nghiệp - luôn là tiêu chí chủ đạo trong việc thiết kế cơ sở hạ tầng truyền thống. Tuy nhiên, khi các tổ chức phải đối mặt và giải quyết những thách thức về tốc độ thay đổi nhanh chóng của công nghệ, một tiêu chí mới về thiết kế đã nảy sinh và cần được xem xét: tính linh hoạt.
Một thế hệ cơ sở hạ tầng mới đang gây chú ý với khả năng cho phép quản lý hệ thống và thiết bị CNTT một cách linh hoạt hơn. Bài viết này sẽ trình bày 4 công nghệ cơ sở hạ tầng nhằm giúp các doanh nghiệp dễ dàng hơn trong việc tiếp cận các hệ thống CNTT mới, đồng thời hỗ trợ tính linh hoạt và mức độ sẵn sàng cao.
1. Đáp ứng điện năng tốt hơn với UPS quản lý bằng phần mềm
Việc chuyển đổi bảo vệ nguồn điện từ cấp độ-tủ rack sang cấp độ-phòng server là bước cần thiết trong quá trình phát triển cơ sở hạ tầng. Quyết định quan trọng nhất khi triển khai việc chuyển đổi này là lựa chọn mô-đun UPS phù hợp để lắp đặt cho phòng server.
Hệ thống bảo vệ nguồn điện có thể mở rộng ra với những mô-đun UPS ghép nối song song. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhiều hạn chế:
- Nếu dùng mô-đun UPS có công suất thấp, tần số lắp đặt thêm mô-đun UPS sẽ tăng lên theo thời gian. Điều này vô tình làm cho hệ thống UPS trở nên kém tin cậy, đồng thời gây tốn kém và khó khăn cho việc quản lý. Một số phân tích thống kê cho thấy: độ tin cậy của hệ thống bắt đầu sụt giảm khi có nhiều hơn 4 mô-đun UPS trong một hệ thống.
- Nếu dùng mô-đun UPS có công suất cao hơn nhu cầu sử dụng, doanh nghiệp sẽ phải trả một khoản tiền không cần thiết trong nhiều năm.
Một phương pháp mới có thể mở rộng công suất UPS, đồng thời giảm thiểu rủi ro liên quan đến việc tính toán sai công suất đang được chú ý hiện nay: mở rộng UPS bằng phần mềm. Đây là cách nó hoạt động:
Các mô-đun UPS mở rộng bằng phần mềm có công suất tiềm năng cao hơn so với công suất thực tế khi mua. Một lượng công suất nhất định bị "khóa" bởi phần mềm và có thể được mở khóa khi cần gia tăng công suất. Ví dụ: một doanh nghiệp có thể mua một UPS công suất 80 kVA với chỉ 40 kVA được kích hoạt, sau đó gia tăng thêm công suất của UPS trong gia số từ 20 kVA lên đến 80 kVA, mang lại hiệu quả công suất tăng gấp đôi cho UPS mà không cần thay đổi mô-đun phần cứng của UPS.
Chìa khóa cho phương pháp này là sự kết hợp của công nghệ biến đổi cộng hưởng và lập trình firmware trên bo mạch cho phép các UPS vẫn duy trì hiệu suất cao ngay cả khi một phần công suất bị khóa. Phương pháp này yêu cầu các nhà sản xuất UPS tiên đoán các bước tăng trưởng về nhu cầu công suất của doanh nghiệp, giúp các doanh nghiệp giảm chi phí đầu tư ban đầu mà không sợ ảnh hưởng độ tin cậy của cơ sở hạ tầng trong tương lai.
2. Giữ nhịp độ tăng trưởng của doanh nghiệp với công nghệ Unlike Parallel (ghép nối không song song)
Phương pháp ghép nối các mô-đun UPS song song có thể chính là yếu tố gây hạn chế khả năng của doanh nghiệp trong việc xây dựng một cơ sở hạ tầng linh hoạt và sẵn sàng cao. Thông thường, ghép nối song song chỉ có thể thực hiện với các mô-đun giống hệt nhau. Nếu chúng ta sử dụng một UPS ban đầu với công suất 40 kVA, chúng ta đã bị khóa lại ở mức 40 kVA ở những mô-đun mở rộng tiếp theo. Điều này sẽ gây ra hạn chế khi công suất tăng trưởng có thể nhiều hoặc ít hơn so với mức mở rộng.
Công nghệ unlike parallel ứng dụng vào các UPS mở rộng bằng phần mềm sẽ tạo ra một giải pháp linh động, dễ dàng kiểm soát tăng trưởng. Hãy xem xét một doanh nghiệp sử dụng UPS mở rộng bằng phần mềm có công suất 80 kVA với 40 kVA đã kích hoạt. Doanh nghiệp có thể mở rộng theo từng mức tăng trưởng (60 kVA và 80 kVA) trước khi mở rộng thêm phần cứng. Sau đó, một UPS mở rộng bằng phần mềm khác với tính năng tương tự có thể ghép song song với UPS ban đầu để mang lại công suất 120 kVA. UPS này cũng hỗ trợ hai mức tăng trưởng nhằm mang lại tổng công suất lên đến 160 kVA.
Unlike parallel cũng hỗ trợ việc dự phòng cho hệ thống UPS dễ dàng hơn dựa trên công suất hiện có và không bị hạn chế bởi công suất ban đầu.
3. Loại bỏ các nguồn nhiệt với hệ thống làm mát bổ sung
Để nâng cao hiệu suất và độ tin cậy cho hệ thống CNTT, việc kiểm soát môi trường trong phòng server là rất quan trọng, bao gồm kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và luồng không khí. Hệ thống kiểm soát này thường được cung cấp bởi những thiết bị làm mát thổi sàn, hoặc gắn trần.
Thông thường, sàn nâng được dùng để phân phối hơi lạnh của hệ thống làm mát. Phương pháp này vẫn khá hiệu quả cho đến khi mật độ các thiết bị đạt đến mức dày đặc như hiện nay, và việc các công nghệ mới được ứng dụng liên tục khiến nguồn nhiệt thải ra ngày càng nhiều hơn trong phòng server.
Để giải quyết nhu cầu này, hệ thống làm mát liên tục được cải tiến và bổ sung nhằm tiếp cận gần hơn tới nguồn nhiệt, tiến hành làm mát bằng các mô-đun làm mát nhỏ gắn phía trên hoặc ngay cạnh tủ rack chứa thiết bị.
Các mô-đun làm mát có thể đặt tại mọi rack trong phòng máy, hoặc chỉ tại những rack có mật độ thiết bị cao. Nếu mật độ rack thay đổi do di chuyển hoặc bổ sung thêm thiết bị, có thể dễ dàng di chuyển hoặc lắp thêm các mô-đun làm mát theo nhu cầu, giúp tăng tính linh hoạt và khả năng mở rộng hơn nhiều so với trước đây.
Nhờ hiệu quả trong việc chỉ làm mát cho các tủ rack mật độ cao, hệ thống làm mát bổ sung còn cho phép sử dụng không gian hiệu quả hơn vì chúng chỉ luân chuyển luồng không khí trong một khu vực nhất định mà không tỏa đều ra khắp phòng.
Một điều quan trọng cần phải lưu ý, hệ thống làm mát bổ sung không dùng để cung cấp hơi mát cho cả phòng. Hệ thống làm mát bổ sung chỉ loại bỏ hơi nóng chứ không quản lý độ ẩm và chất lượng không khí. Tuy nhiên, việc sử dụng hệ thống làm mát bổ sung có thể chia sẻ năng lực với hệ thống làm mát chính cho cả phòng.
Một hệ thống làm mát bổ sung kiến trúc mở có thể sử dụng một hệ thống đường ống trên cao nhằm cung cấp chất làm lạnh cho các mô-đun làm mát. Điều này cho phép các mô-đun làm mát có thể đặt tại bất kì vị trí nào trong phòng và dễ dàng di chuyển bằng cách sử dụng tính năng kết nối-nhanh chóng giữa hệ thống đường ống và mô-đun làm mát.
4. Mở rộng tầm kiểm soát với ứng dụng Quản lý và Giám sát Cơ sở hạ tầng
Hệ thống cơ sở hạ tầng có thể được giám sát và quản lý tương tự như hệ thống CNTT. Việc giám sát cơ sở hạ tầng được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống mạng sẵn có để thu thập các cảnh báo, thông tin trạng thái nguồn và hệ thống làm mát, sau đó cung cấp thông tin này đến bất kì máy tính quản lý nào theo giao diện trực quan.
Việc giám sát có thể mở rộng vào các thiết bị bên trong tủ rack bằng cách sử dụng các thanh nguồn thông minh và các bộ giám sát môi trường qua mạng nhỏ gọn.
Đôi khi, tủ rack còn nhiều không gian trống và ổ cắm điện sẽ dễ mang đến rủi ro khi các nhân viên quản lý hạ tầng đặt thêm server mới vào tủ rack mà không nhận thức được năng lực nguồn điện trong tủ có thể đã sử dụng hết. Kết quả có thể dẫn đến tình trạng quá tải và gây ra mất điện trong toàn bộ tủ rack.
Thanh nguồn thông minh đưa ra một giải pháp hiệu quả về chi phí và dễ dàng tích hợp để quản lý điện năng trong rack. Thanh nguồn có thể gắn ngang hoặc dọc bên trong rack nhằm đơn giản hóa việc thay đổi thiết bị và giúp giảm thiểu tình trạng hỗn loạn cáp, đồng thời vẫn cung cấp khả năng theo dõi mật độ tiêu thụ điện năng. Bên cạnh đó, nhiều loại thanh nguồn cao cấp có khả năng bật/tắt nguồn điện tại chỗ hoặc từ xa, cho phép nâng cao khả năng quản lý từ xa hệ thống điện trong tủ rack, tránh được nguy cơ quá tải nguồn điện.
Dữ liệu từ thanh nguồn thông minh có thể tích hợp với thông số nhiệt độ và độ ẩm từ môi trường, cung cấp đầy đủ thông tin hiển thị về điều kiện hoạt động bên trong rack.
Kết luận
Khi phải đối mặt trước những thay đổi ngày càng lớn, các doanh nghiệp đang phát triển với nguồn tài chính hạn chế bắt đầu chú ý đến một thế hệ cơ sở hạ tầng công nghệ mới, cho phép thích ứng dễ dàng trước những thay đổi trong hệ thống CNTT mà không làm gián đoạn hoạt động của hệ thống. Sự kết hợp giữa UPS mở rộng bằng phần mềm với công nghệ unlike paralleling, hệ thống làm mát bổ sung, các thanh phân phối nguồn thông minh và ứng dụng giám sát cơ sở hạ tầng có thể giúp các doanh nghiệp đang phát triển tạo ra một hạ tầng CNTT đầy linh hoạt, sẵn sàng cao và chi phí sở hữu thấp.
Lưu Lê Qui Nhơn
Theo Emerson Network Power
