راهنمای جامع پاور سرور: افزونگی برق و مدیریت انرژی در دیتاسنتر

راهنمای فنی سرور و دیتاسنتر

این راهنما به بررسی انتخاب منبع تغذیه سرور، افزونگی برق، راندمان و سازگاری پاورهای HPE ProLiant می‌پردازد.

---

پاور سرور چیست؟

پاور سرور یا PSU، قطعه‌ای حیاتی در سرورها است که برق ورودی رک را به جریان مستقیم (DC) مورد نیاز مادربرد، پردازنده، رم و دیسک‌ها تبدیل می‌کند. تفاوت اصلی آن با پاور کامپیوتر خانگی در سه ویژگی کلیدی است:

• افزونگی برق
• تعویض در حال کار
• پایش از راه دور

---

مزایای پاور سرور

• جلوگیری از خاموشی ناگهانی: پاور ریداندنت با دو منبع تغذیه مستقل، اطمینان می‌دهد که خرابی یک پاور، سرور را خاموش نمی‌کند.
• تعویض بدون توقف: پاور Hot-Plug امکان تعویض در حال کار را فراهم می‌کند، یعنی می‌توان پاور را در حالی که سرور روشن است، تعویض کرد.
• برق و گرمای کمتر: بازده بالاتر پاور، هزینه برق و سرمایش را کاهش می‌دهد.
• پایش از راه دور: وضعیت و مصرف پاورها در کنسول مدیریتی سرور قابل مشاهده است.

---

پاور ریداندنت چیست؟

پاور ریداندنت، دو منبع تغذیه مستقل است که هر کدام به تنهایی می‌توانند سرور را روشن نگه دارند. این ویژگی، اطمینان و پایداری بیشتری به سرور می‌بخشد.

---

مزایای پاور ریداندنت

• خرابی یک پاور، سرور را خاموش نمی‌کند: حتی اگر یکی از پاورها دچار مشکل شود، سرور همچنان کار می‌کند.
• مشاوره پیش از خرید سرور اختصاصی HPE: تیم فنی ۲۴ ساعته وب داده، در انتخاب و پیکربندی سرور اختصاصی HPE به شما کمک می‌کند.

---

پاور سرور و پاور کامپیوتر: تفاوت‌ها

پاور سرور، قلب الکتریکی سرور است و نقش حیاتی در تأمین برق قطعات الکترونیکی دارد. در ادامه، تفاوت‌های پاور سرور و پاور کامپیوتر خانگی را بررسی می‌کنیم:

---

تبدیل برق و اصلاح ضریب توان

پاور سرور، برق AC را یکسو کرده و با مدار اصلاح ضریب توان (PFC)، شکل جریان را هموار می‌کند. سپس ولتاژ را به سطح DC مورد نیاز می‌رساند. ضریب توان بالا، جریان کمتری از PDU می‌کشد و بازده پاور را افزایش می‌دهد.

---

پاور تک خروجی یا چندخروجی

پاور کامپیوتر رومیزی، چند ولتاژ خروجی جداگانه دارد، در حالی که پاور سرور، برق ورودی را به یک یا چند خروجی DC برای تغذیه سرور تبدیل می‌کند. پاورهای تک خروجی، بیشتر توان نامی خود را روی یک خروجی DC اصلی تحویل می‌دهند، در حالی که پاورهای چندخروجی، این توان را بین چند خروجی اصلی تقسیم می‌کنند.

---

پایش و مدیریت از راه دور

پاورهای سرور، علاوه بر تأمین برق، گزارش وضعیت و مصرف را نیز ارائه می‌دهند. در سرورهای HPE، کنترلر مدیریتی iLO، وضعیت پاورها را نشان داده و خرابی‌ها را به صورت هشدار ثبت می‌کند. همچنین، تاریخچه مصرف توان را نگه داشته و میانگین و بیشینه مصرف ۲۴ ساعت اخیر را در دسترس قرار می‌دهد.

---

مقایسه منبع تغذیه سرور و پاور کامپیوتر

جدول زیر، تفاوت‌های عملی این دو را خلاصه می‌کند:

با توجه به این مقایسه، پاور سرور، ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که آن را از پاور کامپیوتر خانگی متمایز می‌کند.

---

پاور ریداندنت؛ تضمین آپتایم با حذف نقاط شکست سخت‌افزاری

پاور ریداندنت (Redundant Power Supply) روشی هوشمندانه برای تضمین آپتایم سرور است. این فناوری با فراهم کردن پاورهای اضافی، از توقف سرویس در صورت خرابی یکی از پاورها جلوگیری می‌کند. در سرورهای کوچک مانند DL360، پاور ریداندنت به شکل 1+1 پیاده‌سازی می‌شود، یعنی دو پاور هم‌توان که هر کدام به تنهایی قادر به تأمین کل مصرف سرور هستند. این افزونگی اطمینان می‌دهد که حتی در صورت خرابی یا قطع برق یکی از پاورها، سرور بدون وقفه به کار خود ادامه دهد.

• حذف نقطه شکست: پاور به عنوان یک قطعه حساس، مستعد خرابی است. با پاور ریداندنت، خرابی پاور به خاموشی سرور منجر نمی‌شود.
• نگهداری بدون توقف: امکان تعویض پاور معیوب در ساعت کاری و بدون قطع سرویس وجود دارد.
• تحمل قطع برق: در صورت وصل بودن دو پاور به دو مسیر برق جداگانه، قطع یکی از مسیرها سرور را خاموش نمی‌کند.
• پشتوانه سخت‌افزاری: هدف‌گذاری آپتایم بدون حذف نقاط شکست سخت‌افزاری، غیرممکن است.

پیکربندی‌های مختلف پاور ریداندنت

• N+1: در این پیکربندی، یک پاور اضافه به پاورهای لازم اضافه می‌شود. در سرورهایی که با یک پاور کار می‌کنند، N+1 معادل 1+1 است.
• 2N: در این حالت، کل زنجیره تأمین برق دو نسخه مستقل دارد. علاوه بر پاور، مسیر برق، PDU و UPS نیز دوگانه هستند.

نکته مهم این است که افزونگی تنها زمانی واقعی است که پاور باقی‌مانده قادر به تحمل کل بار باشد. در غیر این صورت، سرور در صورت خرابی یکی از پاورها، در معرض خاموشی قرار می‌گیرد.

پاور Hot-Plug؛ تعویض بدون خاموشی

پاور Hot-Plug امکان تعویض پاور در حین کار سرور را فراهم می‌کند. این فناوری با طراحی الکتریکی و فیزیکی مشترک، نصب و تعویض پاور را بدون نیاز به خاموشی سرور ممکن می‌سازد. با این حال، پاور Hot-Plug به تنهایی کافی نیست. در صورت وجود تنها یک پاور، تعویض آن منجر به خاموشی سرور می‌شود. بنابراین، پاور Hot-Plug باید در کنار پاور ریداندنت مورد استفاده قرار گیرد.

حالت‌های کارایی بالا در سرورهای HPE

وقتی دو پاور نصب شده است، سرور باید بار را بین آن‌ها تقسیم کند. در سرورهای HPE مجهز به iLO 5، گزینه Redundant Power Supply Mode این رفتار را تعیین می‌کند. در حالت Balanced Mode، توان به طور مساوی بین پاورها تقسیم می‌شود. در حالت‌های High Efficiency، وقتی مصرف پایین است، نیمی از پاورها در حالت آماده به کار (Standby) قرار می‌گیرند تا بقیه با بار بیشتر و بازده بهتر کار کنند.

• High Efficiency Mode (Auto): سیستم به صورت خودکار پاور فرد یا زوج را برای Standby انتخاب می‌کند.
• High Efficiency Mode (Odd Supply Standby): پاورهای با شماره فرد در Standby می‌مانند.
• High Efficiency Mode (Even Supply Standby): پاورهای با شماره زوج در Standby قرار می‌گیرند.

برق دوبل دیتاسنتر و نقش آن در آپتایم

دو پاور زمانی بیشترین ارزش را دارند که از دو مسیر برق مستقل تغذیه شوند. در دیتاسنترهای با برق دوبل، هر رک دو PDU دارد که به مسیرهای A و B متصل هستند. هر مسیر دارای UPS و تابلو برق جداگانه است. اتصال کابل پاور اول به PDU مسیر A و کابل پاور دوم به PDU مسیر B، اطمینان می‌دهد که خرابی یا تعمیرات روی یکی از مسیرها، سرور را خاموش نمی‌کند.

---

پاورهای سرور HPE: انتخاب و مدیریت توان برای عملکرد بهینه

در این بخش، به بررسی پاورهای سرور HPE می‌پردازیم و نحوهٔ انتخاب و مدیریت توان برای عملکرد بهینه را مورد بحث قرار می‌دهیم. پاورها نقش حیاتی در عملکرد سرورها دارند و انتخاب درست آن‌ها می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر کارایی و پایداری سیستم داشته باشد.

سناریوهای رایج خرابی پاور و راه‌حل‌ها

برق یکی از عوامل اصلی قطعی سرورها است. خرابی‌های مربوط به UPS، کلیدهای انتقال و ژنراتورها، اغلب منجر به قطعی می‌شوند. پاور ریداندنت نیز در صورت اتصال هر دو ماژول به یک مسیر، نمی‌تواند از این خرابی‌ها جلوگیری کند. بنابراین، اهمیت افزونگی و توزیع صحیح برق در دیتاسنترها آشکار می‌شود.

در سناریویی که مشتری سرور شخصی خود را به دیتاسنتر می‌آورد، اتصال دو پاور به یک PDU می‌تواند منجر به خاموشی همزمان شود. این مسئله نشان می‌دهد که افزونگی واقعی، نیازمند اتصال هر پاور به مسیر جداگانه است. همچنین، خرابی پاورها ممکن است بی‌صدا و بدون توجه رخ دهد. در این حالت، سرور با پاور دوم کار می‌کند، اما هشدارها و چراغ‌های وضعیت باید بررسی شوند تا از خاموشی کامل جلوگیری شود. راه‌حل ساده است: اتصال پاورها به مسیرهای جداگانه، فعال‌سازی هشدار ایمیلی یا SNMP، و بررسی دوره‌ای وضعیت پاورها.

اگر سرور شما بی‌دلیل خاموش شد، ابتدا گزارش رویدادهای کنسول مدیریت را بررسی کنید و اقدامات ضروری را برای داون شدن سرور انجام دهید.

پاورهای Flex Slot HPE در نسل‌های G9 و G10

پاورهای Flex Slot در سرورهای HPE ProLiant، امکان انتخاب توان متناسب با پیکربندی سرور را فراهم می‌کنند. این ماژول‌ها از پشت سرور به صورت کشویی نصب می‌شوند و گزینه‌های مختلفی را برای کاربران ارائه می‌دهند.

۱- پاورهای Flex Slot در DL360 Gen9

سرور DL360 Gen9 حداکثر دو پاور Flex Slot را پشتیبانی می‌کند. گزینه‌های رسمی شامل پاورهای ۵۰۰ و ۸۰۰ وات Platinum با بازده تا ۹۴ درصد، پاور ۸۰۰ وات Titanium با بازده تا ۹۶ درصد، پاور ۸۰۰ وات با ورودی -۴۸VDC، و پاور ۱۴۰۰ وات Platinum Plus است. توجه داشته باشید که مدل پایه ۸۱۸۲۰۸-B21 تنها با یک پاور ۵۰۰ وات Flex Slot Platinum عرضه می‌شود، بنابراین هنگام اجاره یا خرید سرور، تعداد پاورهای نصب‌شده را بررسی کنید.

۲- پاورهای DL360 Gen10

در نسل DL360 Gen10، پاورهای ۵۰۰، ۸۰۰ و ۱۶۰۰ وات Flex Slot Platinum Hot Plug در نسخه Low Halogen ارائه شده‌اند. پاور ۵۰۰ وات با بازده ۹۴ درصد، پاور ۸۰۰ وات در دو نسخه ۹۴ و ۹۶ درصد، و پاور ۱۶۰۰ وات با بازده ۹۴ درصد در دسترس هستند. پاور ۸۰۰ وات همچنین در نسخه‌هایی با ورودی -۴۸VDC و ورودی‌های ویژه دیتاسنتری موجود است.

محدودیت مهم پاور ۱۶۰۰ وات، نیاز به ولتاژ بالا (۲۰۰ تا ۲۴۰ ولت AC) است. این محدودیت در ایران معمولاً مشکل‌ساز نیست، اما در کشورهایی با برق ۱۱۰ تا ۱۲۰ ولت باید در نظر گرفته شود.

۳- رده‌های ۸۰ PLUS و بازده واقعی

برنامه ۸۰ PLUS، گواهی بازده پاورهای داخلی را ارائه می‌دهد و دارای هفت سطح است: Standard، Bronze، Silver، Gold، Platinum، Titanium، و Ruby. این برنامه همچنین دسته‌های جداگانه‌ای برای پاورهای ریداندنت دیتاسنتری دارد. پاورهای HPE نیز با عبارت‌هایی مانند Platinum و Titanium، رده بازده خود را مشخص می‌کنند.

بازده پاور اهمیت زیادی دارد، زیرا هر درصدی که پاور هدر می‌دهد به گرما تبدیل می‌شود و سیستم سرمایش دیتاسنتر باید آن را دفع کند. به عنوان مثال، سروری با مصرف ۴۰۰ وات توان DC، با بازده ۹۴ درصد حدود ۴۲۶ وات و با بازده ۹۶ درصد حدود ۴۱۷ وات از شبکه می‌کشد. این اختلاف در یک سرور کوچک ممکن است ناچیز به نظر برسد، اما در یک رک پر و در طول زمان، قابل‌توجه خواهد بود.

۴- محاسبه توان با HPE Power Advisor

HPE Power Advisor ابزاری مفید برای محاسبه و انتخاب توان مناسب پاورها است. این ابزار به کاربران کمک می‌کند تا با در نظر گرفتن عوامل مختلف مانند پیکربندی سرور، مصرف توان، و بازده پاور، انتخاب صحیحی داشته باشند. با استفاده از این ابزار، می‌توانید مطمئن شوید که پاور انتخابی، توان مورد نیاز سرور را تأمین می‌کند و از عملکرد بهینه آن اطمینان حاصل کنید.

---

انتخاب و پیکربندی منبع تغذیه سرور: راهنمای جامع

• برای تعیین اندازه مناسب پاور سرور، از ابزار HPE Power Advisor استفاده کنید. این ابزار به شما کمک می‌کند تا مصرف انرژی واقعی سرور را برآورد کرده و پاور مناسب را انتخاب کنید.
• مصرف بیشینه سرور را اندازه‌گیری کنید و از حدس و گمان پرهیز کنید. مصرف انرژی ممکن است با افزوده شدن دیسک‌ها یا کارت‌های شبکه افزایش یابد، بنابراین حاشیه‌ای برای رشد آینده در نظر بگیرید.
• در پیکربندی 1+1، هر پاور باید به تنهایی از پس مصرف بیشینه سرور برآید. این تضمین می‌کند که در صورت خرابی یکی از پاورها، سرور همچنان به کار خود ادامه دهد.
• پاور را طوری انتخاب کنید که در شرایط عادی، نه بیش از حد سبک و نه نزدیک به سقف توان خود کار کند. این امر باعث می‌شود پاور به طور بهینه کار کند و عمر طولانی‌تری داشته باشد.
• توصیه می‌شود که هر دو پاور از یک مدل، توان و رده بازده باشند. این امر هماهنگی و کارایی بهتری را تضمین می‌کند.

مثال فرضی

فرض کنید بیشینه مصرف یک سرور DL360 حدود 350 وات باشد. در این صورت، دو پاور 500 وات در حالت 1+1 کافی است. اما اگر با اضافه شدن دیسک‌ها و کارت‌های توسعه، مصرف بیشینه به حدود 600 وات برسد، پاور 500 وات دیگر افزونگی واقعی ایجاد نمی‌کند و باید به سراغ پاور 800 وات رفت.

جدول پاورهای Flex Slot در DL360 Gen9 و Gen10

این جدول گزینه‌های رسمی پاورهای Flex Slot را برای دو نسل سرور DL360 مقایسه می‌کند.

مزایا و محدودیت‌های پاور ریداندنت

• پاور ریداندنت دسترس‌پذیری بیشتری در برابر خرابی پاور و قطع برق ایجاد می‌کند.
• امکان تعویض پاور Hot-Plug بدون توقف سرویس وجود دارد.
• می‌توان برنامه‌ریزی کرد که نگهداری و تعمیرات روی یک مسیر برق دیتاسنتر انجام شود، بدون نیاز به خاموش کردن سرور.
• هشدار زودهنگام خرابی از طریق iLO، قبل از اینکه به قطعی کامل برسد، دریافت می‌شود.

• هزینه بیشتری برای خرید پاور دوم و نگهداری قطعه یدکی نیاز است.
• پاور ریداندنت در برابر خرابی PDU یا UPS محافظت کامل ایجاد نمی‌کند.
• خرابی مادربرد، پردازنده یا رم را پوشش نمی‌دهد و همچنان نقاط شکست هستند.
• در حالت بار کم، هر پاور در بخش کم‌بازده منحنی خود کار می‌کند.

توصیه کارشناس

برای وب‌سایت‌های شخصی یا محیط‌های تست، سرور با یک پاور و پشتیبان‌گیری منظم کافی است. اما برای سرویس‌های حساس مانند فروشگاه‌های اینترنتی، دیتابیس‌ها یا سرورهای حسابداری، پاور ریداندنت روی دو مسیر برق ضروری است.

---

سرور اختصاصی HPE در وب داده

سرورهای اختصاصی ایران وب داده بر روی سخت‌افزار HPE ProLiant اجرا می‌شوند. پلن‌های آماده فعلی بر پایه DL360 Gen9 هستند و امکان مشورت با تیم فنی 24 ساعته برای جزئیات سخت‌افزاری، از جمله پیکربندی پاور، وجود دارد.

• سرور HPE DL360 Gen9 با دو پردازنده Xeon E5-2680 v4، 64GB رم Registered ECC DDR4 و 1TB NVMe.
• پورت 10Gbit/s با آپلینک 100Gbit.
• پنل مدیریت سرور برای ری‌استارت، روشن و خاموش کردن، کنسول KVM و نصب مجدد سیستم عامل.
• نصب خودکار سیستم عامل و تحویل آنی پس از پرداخت، مستقل از ساعت اداری.
• حفاظت DDoS با ظرفیت 100Gbit/s، فایروال سخت‌افزاری و امنیت چندلایه.
• امکان بررسی پیکربندی‌های سفارشی از طریق تیکت یا تماس.

اگر سرور شخصی دارید و قصد میزبانی آن در دیتاسنتر را دارید، سرویس کولوکیشن سرور وب داده گزینه مناسبی است. قبل از انتقال، هماهنگی با تیم فنی برای تعیین تعداد و توان پاورها و نحوه اتصال به مسیرهای برق ضروری است.

سوالات متداول

• Redundant Power Supply یا پاور ریداندنت چیست؟

پاور ریداندنت به معنای داشتن حداقل یک پاور اضافی در سرور است که در صورت خرابی یکی از پاورها، سرویس را قطع نمی‌کند. این پیکربندی تضمین می‌کند که سرور همچنان به کار خود ادامه دهد.

• تفاوت پاور ریداندنت با پاور معمولی چیست؟

تفاوت در پیکربندی است. در پاور ریداندنت، هر پاور باید به تنهایی از پس مصرف بیشینه سرور برآید، در حالی که در پاور معمولی، این امر الزامی نیست.

---

پاور سرور: نکات مهم در انتخاب و نصب

هماهنگی توان پاورها

پاورهای سرور باید از نظر ولتاژ ورودی، توان خروجی و رده بازده یکسان باشند. ترکیب پاورهای متفاوت، مانند ۵۰۰ وات با ۸۰۰ وات یا Platinum با Titanium، پیکربندی پشتیبانی‌شده‌ای نیست. هنگام خرید پاور یدکی، شماره قطعه را با پاور فعلی مقایسه کنید تا از سازگاری آن اطمینان حاصل کنید.

تعویض پاور Hot-Plug بدون خاموشی

برای تعویض پاور Hot-Plug بدون نیاز به خاموش کردن سرور، ابتدا اطمینان حاصل کنید که پاور جایگزین سالم است و بار فعلی سرور از توان آن کمتر است. سپس کابل برق پاور معیوب را جدا کرده و ماژول را از پشت شاسی بیرون بکشید. ماژول جدید را نصب کرده و کابل را دوباره وصل کنید. در دیتاسنترها، این کار را به تیم فنی بسپارید و پس از تعویض، وضعیت هر دو پاور را در کنسول مدیریت بررسی کنید.

انتخاب توان مناسب برای منبع تغذیه

برای انتخاب توان مناسب پاور سرور، باید مصرف بیشینه سرور را اندازه‌گیری کنید یا از ابزارهای برآوردی مانند HPE Power Advisor استفاده نمایید. در پیکربندی ۱+۱، توان هر پاور باید به تنهایی از مصرف بیشینه سرور بیشتر باشد. توجه داشته باشید که پاورهای خیلی بزرگ نیز ایده‌آل نیستند، زیرا در بار کم، بازده پایین‌تری دارند. گزینه‌های رسمی برای سرور DL360 شامل ۵۰۰ و ۸۰۰ وات، ۱۴۰۰ وات در Gen9 و ۱۶۰۰ وات در Gen10 است.

پاور ۱۶۰۰ وات HPE و ولتاژ برق

پاور ۱۶۰۰ وات Flex Slot HPE فقط ولتاژ بالا، یعنی ۲۰۰ تا ۲۴۰ ولت AC را پشتیبانی می‌کند. برق تک‌فاز ایران ۲۲۰ ولت است و در دیتاسنترهای داخلی مشکلی ایجاد نمی‌کند، اما اگر سرور در کشوری با برق ۱۱۰ تا ۱۲۰ ولت میزبانی می‌شود، باید از پاورهای کم‌توان‌تر فهرست QuickSpecs استفاده کنید یا برق ۲۰۰ تا ۲۴۰ ولت فراهم باشد.

تشخیص خرابی پاور سرور

در سرورهای HPE، وضعیت هر پاور در iLO نمایش داده می‌شود و خرابی آن به صورت رویداد ثبت می‌شود. چراغ وضعیت روی خود ماژول نیز نشانه دیگری از خرابی است. بهترین روش، فعال کردن هشدار ایمیلی یا SNMP است تا خرابی پاور به موقع تشخیص داده شده و قبل از از کار افتادن پاور دوم، اطلاع‌رسانی شود.

دو پاور، تضمین عدم خاموشی سرور؟

پاور ریداندنت تنها خرابی پاور و قطع یک مسیر برق را پوشش می‌دهد. با این حال، خرابی مادربرد، خطاهای نرم‌افزاری، مشکلات شبکه یا قطع همزمان هر دو مسیر برق همچنان می‌تواند سرور را از دسترس خارج کند. برای دستیابی به بالاترین سطح دسترس‌پذیری، افزونگی را در دیسک، شبکه و حتی در سطح چند سرور در نظر بگیرید.

سازگاری پاورهای نسل‌های مختلف

هر دو نسل سرور DL360 از خانواده Flex Slot استفاده می‌کنند، اما این به معنای سازگاری خودکار همه مدل‌ها نیست. فهرست پاورهای پشتیبانی‌شده در QuickSpecs هر سرور به صورت جداگانه آمده است. پیش از خرید پاور، شماره قطعه آن را با QuickSpecs همان مدل سرور تطبیق دهید تا از سازگاری آن اطمینان حاصل کنید.

---

جمع‌بندی

پاور سرور، اگرچه کمتر از پردازنده و رم مورد توجه قرار می‌گیرد، اما خرابی آن می‌تواند کل سرویس را به یکباره متوقف کند. در این مقاله، با نقش مهم پاور در تبدیل برق به DC پایدار، ارتباط با کنسول مدیریت و نصب ماژول‌های Flex Slot و Hot-Plug آشنا شدیم. همچنین، اهمیت انتخاب توان پاور بر اساس مصرف واقعی سرور و تفاوت بازده پاور در بارهای مختلف را درک کردیم.

مهم‌ترین نکته در مورد پاور ریداندنت، رعایت سه شرط افزونگی واقعی است: هر پاور باید به تنهایی کل بار را تحمل کند، هر دو پاور باید هم‌مدل باشند و هر کدام به مسیر برق جداگانه‌ای وصل شوند. پاور Hot-Plug نیز با امکان تعویض قطعه معیوب بدون توقف سرویس، مزیت دیگری برای این پیکربندی به شمار می‌آید.