提及電源，大家并不陌生，比如筆記本電源（適配器）、手機電源（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設備起到了降壓、變壓等安全保護作用。同理，UPS（Uninterruptible Power Supply）即不間斷電源，作為保護性電源設備，在行業(yè)應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為計算機/服務器、存儲設備、網(wǎng)絡設備等計算機、通信網(wǎng)絡系統(tǒng)或工業(yè)控制系統(tǒng)、需要持續(xù)運轉的工業(yè)設備等提供不間斷的電力供應。而UPS基本功能有：

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

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

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

　　企業(yè)IT建設者如何選擇UPS設備、如何進行設備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，同時響應國家環(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器電源配置與使用來一步步做起。

　　服務器電源功率越大越好？

　　以戴爾第12代服務器為例。在戴爾服務器中，每一款機型都有多種功率的電源可供用戶選擇。比如在戴爾Poweredge R720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？

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

　　由此看來，我們應該合理配置電源，使平均負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建設者應該考慮服務器本身的平均負載和最高負載，反過來計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8-12%的電力消耗。在一個擁有大量服務器的數(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，一旦電源供應出現(xiàn)問題，或者電源本身出現(xiàn)任何問題，服務器就會出現(xiàn)宕機。所以在對業(yè)務連續(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也意味著總電源功率的提高，將來的可擴展性也會更好。

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

　　1、兩個1100的電源，總負載是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%的負載，工作電源的轉換效率最高，備用電源會消耗少許電力維持備用狀態(tài)；

　　b.兩個電源都工作，也即負載均衡情況下：兩個電源都會工作在近25%的負載，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1100的電源，總負載是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%的負載，工作電源的轉換效率降低，備用電源也會消耗少許電力維持備用狀態(tài)；

　　b.兩個電源都工作，也即負載均衡情況下：兩個電源都會工作在近50%的負載，轉換效率最高，損耗低于情景a。

　　事實上，戴爾的工程師曾專門做過此方面研究，下圖就是在使用不同方式下電源損耗與系統(tǒng)負載的關系圖。如圖所示，在電源負載小于50%左右，系統(tǒng)使用Active/Standby方式更高效，而高于50%左右就是負載均衡方式更合適了。

　　傳統(tǒng)服務器基本上都是使用負載均衡的電源使用方式，而一般情況下負載小于50%，這樣電源轉換效率較低。因此為更好服務于企業(yè)，戴爾在第12代服務器中提供了一項Hot Spare功能，不僅可以設置成Active/Standby的電源使用方式，還可以監(jiān)測負載，根據(jù)負載使用的情況自動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置為Hot Spare，系統(tǒng)就會自動根據(jù)負載大小調(diào)節(jié)電源運作的方式，自動實現(xiàn)電源效率的最大化。

　　小結：在對業(yè)務連續(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。同時在iDRAC卡的配置中，將電源使用設置為Hot Spare，自動配置雙電源使用方式，實現(xiàn)電源效率的最大化。

　　另外，戴爾在電源技術中加入智能功率因數(shù)校正技術，也就是當電源輸入的功率因數(shù)不正常時（電流電壓相位不匹配），自動啟用功率因數(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，自動禁用功率因數(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服務器中，戴爾還免費向用戶提供一個高級電源管理軟件，Dell OpenManage PowerCenter。使用這個軟件，可以對帶有iDRAC Enterprise遠程控制卡的戴爾12代服務器上啟用高級電源管理，例如對多臺服務器電源進行監(jiān)控、調(diào)優(yōu)，甚至在需要時對單臺或者某組服務器進行電源封頂。

　　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)以萬計的圖片、視頻、網(wǎng)頁瀏覽點擊及商品交易訂單等非結構化數(shù)據(jù)爆炸式產(chǎn)生，因此企業(yè)面臨大數(shù)據(jù)時代的挑戰(zhàn)和機遇。如何緊抓機遇，就需要IT建設者從企業(yè)最為基礎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)減少近百萬的維護成本。