مقایسهٔ سامانه‌های برق پشتیبان در مراکز داده

برای اینکه دیتاسنتر هنگام اختلال شبکهٔ سراسری از کار نیفتد، به برق پشتیبان نیاز دارد. سه گزینهٔ اصلی معمولاً روی میز است: یو‌پی‌اس (UPS)، ژنراتور و تولید برق در محل.

پایداری و «آپ‌تایم» بدون برق پشتیبان معنی ندارد؛ اما سطح اطمینانی که به دست می‌آورید، مستقیماً به نوع سامانه‌ای بستگی دارد که انتخاب می‌کنید. هر کدام از این گزینه‌ها از نظر کارایی، مقیاس‌پذیری و هزینه با هم فرق دارند و به همین دلیل انتخاب درست برای عملیات دیتاسنتر حیاتی است.

اغلب مراکز داده برق خود را از شبکهٔ عمومی می‌گیرند؛ شبکه‌ای که ممکن است دچار مشکل شود. قطع کابل‌ها، کمبود تولید یا فشار مصرف می‌تواند به خاموشی یا افت ولتاژ (Brownout) منجر شود—مشکلی که به‌ویژه در تابستان و با اوج‌گیری مصرف کولرها شایع‌تر است.

در چنین موقعیت‌هایی سامانهٔ برق پشتیبان گره‌گشاست: یا دیتاسنتر را تا زمانی که سوخت/ظرفیت کافی موجود است بی‌وقفه روشن نگه می‌دارد، یا امکان خاموشیِ کنترل‌شده (Graceful Shutdown) را فراهم می‌کند تا از آسیب سخت‌افزاری و از دست رفتن داده به‌دلیل قطع ناگهانی برق جلوگیری شود.

در این مطلب، گزینه‌های اصلی برق پشتیبان برای دیتاسنتر را مرور و مقایسه می‌کنیم تا بتوانید مناسب‌ترین راهکار را برای سایت خودتان انتخاب کنید.

۱) یو‌پی‌اس (UPS)

منابع تغذیهٔ بدون وقفه یا یو‌پی‌اس با باتری‌های قابل‌شارژ، در زمان قطع برق چند دقیقه برق موقت می‌دهند تا تیم بتواند خاموشیِ کنترل‌شده انجام دهد و از خرابی و از دست رفتن داده جلوگیری کند.

محدودیت‌ها: ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی یو‌پی‌اس‌ها کم است؛ معمولاً فقط چند دقیقه سرورها را روشن نگه می‌دارند و برای کار طولانی‌مدت کافی نیستند. یو‌پی‌اس به‌تنهایی سامانه‌های سرمایش را هم تغذیه نمی‌کند؛ حتی اگر سرورها بیشتر روشن بمانند، بدون کولینگ دما خیلی زود بالا می‌رود و باید سرورها را برای جلوگیری از آسیب حرارتی خاموش کرد.

کاربرد ایده‌آل: اختلال‌های کوتاه یا وقتی هدف، فقط خاموشیِ مرتب و ایمن است. برای پشتیبانی طولانی‌تر باید سراغ گزینه‌های دیگر رفت.

۲) ژنراتور

ژنراتورِ برق یک راه‌حل نسبتاً کم‌هزینه برای پشتیبان‌گیری از برق دیتاسنتر است؛ مثل برق اضطراری خانه‌ها، اما در مقیاس بزرگ‌تر. با این حال پایداری آن به دو عامل بستگی دارد: ظرفیت تولید و تأمین سوخت.

ظرفیت: مقیاس‌دهی تا نیاز یک سایت بزرگ هزینه‌بر است. به‌عنوان نمونه، ژنراتور ۱ مگاواتی حدود ۱۰۰ هزار دلار قیمت دارد؛ دیتاسنترها معمولاً ده‌ها مگاوات مصرف می‌کنند، پس تأمین ظرفیت کامل برای کل سایت می‌تواند خیلی زود غیر اقتصادی شود.

سوخت: ژنراتورها به تأمین سوخت پیوسته نیاز دارند. اگر به خط دائمی—مثلاً خط گاز شهری—وصل نباشند، زمان کارکردشان دقیقاً به سوخت ذخیره‌شده در محل بستگی دارد.

نتیجه: با وجود کارآمدی، ژنراتورها همیشه بهترین پاسخ برای برق پشتیبان دیتاسنتر نیستند.

۳) تولید برق در محل (On-Site Generation)

مطمئن‌ترین جایگزین برای شبکهٔ سراسری، نیروگاه اختصاصیِ در محل است؛ اما گران‌ترین گزینه هم هست. در این مدل، دیتاسنتر برق خود را تولید می‌کند و وابستگی‌اش به شبکه عمومی از بین می‌رود.

روش‌ها: ژئوترمال (زمین‌گرمایی)، سلول سوختی و راکتورهای هسته‌ای ماژولار از گزینه‌های مطرح‌اند؛ هرچند برخی از این فناوری‌ها (مثل سلول سوختی/راکتور ماژولار در این کاربرد) هنوز به بلوغ یا به‌کارگیریِ گسترده نرسیده‌اند.

این سامانه‌ها علاوه بر تأمین برق اصلی، نقش برق پشتیبان را هم بازی می‌کنند و بسته به نوع فناوری و دسترسی به سوخت، می‌توانند از مدت‌زمان طولانی تا نامحدود سرویس را روشن نگه دارند.

جمع‌بندی: با وجود پایداری بی‌رقیب، هزینهٔ بالا و بلوغ‌نیافتگی برخی فناوری‌ها باعث می‌شود این گزینه برای اکثر دیتاسنترها کم‌کاربرد باشد.

بیشتر بخوانید: بزرگ‌ترین مرکز دادهٔ هوش مصنوعی با ۴۵۰هزار GPU

رویکرد چندلایه برای برق پشتیبان

این سه گزینه لزوماً رقیب هم نیستند. خیلی از دیتاسنترها با ترکیب آن‌ها به نتیجهٔ بهتر می‌رسند تا نیازهای متفاوتِ بارهای کاری و اولویت‌های عملیاتی را پوشش دهند.

مثال عملی:

• یک نیروگاه در محل برق بارهای حیاتی را به‌طور پیوسته تأمین می‌کند تا حتی در خاموشی‌های طولانی هم سرویس‌های اصلی روشن بمانند.

• در کنار آن، ژنراتورهای دیزلی برق بارهای کم‌اهمیت‌تر را برای چند روز فراهم می‌کنند.

• همان سرورها به یو‌پی‌اس هم وصل‌اند تا اگر قطعی از زمان کارکرد ژنراتور طولانی‌تر شد، فرصت خاموشیِ کنترل‌شده فراهم باشد.

با این ترکیب، دیتاسنتر می‌تواند بین پایداری، هزینه و مقیاس‌پذیری تعادل برقرار کند و مطمئن باشد هم سرویس‌های حیاتی و هم سرویس‌های غیرحیاتی در زمان اختلال برق، پشتیبانی مناسبی دارند.