Как рассчитать мощность стойки: кВт, PDU и запас

Когда оборудование выбирают для стойки, первым делом считают юниты. Но в дата-центре мощность нередко заканчивается раньше места: свободные юниты ещё есть, а киловатты тарифа уже выбраны. Поэтому мощность стоит посчитать до заказа тарифа — так вы не переплатите за запас и не упрётесь в ограничение через месяц после запуска.

Ватты, амперы и киловольт-амперы

Для расчётов хватит трёх величин:

• Ватт (Вт) и киловатт (кВт) — активная мощность, которую оборудование потребляет и превращает в тепло. 1 кВт = 1 000 Вт. Именно киловатты указываются в тарифах дата-центров.
• Ампер (А) — сила тока в линии. По ней проверяют, что выдержат автоматы и блоки розеток (PDU).
• Вольт-ампер (ВА, кВА) — полная мощность, её указывают на ИБП и некоторых блоках питания. Активная мощность равна полной, умноженной на коэффициент мощности (у современных серверных блоков питания он 0,9–0,99).

Для однофазной сети 230 В ток считают по формуле I = P / (U × PF), где P — мощность в ваттах, U — напряжение (230 В), PF — коэффициент мощности. Например, нагрузка 2 300 Вт при PF 0,95 даёт ток около 10,5 А.

Мощность блока питания — не потребление сервера

На блоке питания написано, сколько он может отдать (например, 800 Вт), а не сколько сервер потребляет. Сервер с таким блоком в обычной работе может брать 200–300 Вт. Если считать по паспорту блока питания, вы заплатите за мощность, которой не пользуетесь. Если считать по простою без нагрузки — получите перегрузку в часы пик. Нужна реальная цифра под вашей нагрузкой.

Потребляемая мощность сервера: как узнать реальное значение

• Калькуляторы производителей. Крупные производители серверов дают онлайн-калькуляторы мощности (например, HPE Power Advisor и Dell Energy Smart Solution Advisor): вы выбираете процессоры, память, диски и карты расширения и получаете типовое и пиковое потребление.
• Измерение. Подключите сервер через ваттметр или PDU с измерением нагрузки и прогоните типовую нагрузку. Многие серверы показывают потребление сами — в интерфейсе контроллера удалённого управления (iDRAC, iLO и аналоги) или командой ipmitool dcmi power reading, если контроллер поддерживает DCMI.
• Спецификация. В документации указывают типовое и максимальное потребление для разных конфигураций. Берите вариант, максимально близкий к вашему.

Пошаговый расчёт

1. Для каждого устройства возьмите потребление под вашей типовой нагрузкой; для самых нагруженных периодов — пиковое.
2. Сложите потребление всего оборудования: серверы, хранилища, коммутаторы, межсетевые экраны.
3. Прибавьте запас 20–30%. Нагрузка растёт, а при включении и перезагрузке серверы потребляют больше обычного: вентиляторы раскручиваются на максимум.
4. Сравните результат с мощностью тарифа и выберите ближайший больший.
5. Проверьте, что при отказе одной из двух линий питания всё оборудование продолжит работать от оставшейся (см. ниже).

Пример

Получается около 2,8 кВт. Это больше, чем даёт тариф на полстойки (электропитание до 2,5 кВт), поэтому ориентир здесь — стойка 42U до 5 кВт: 120 000 ₽/мес. Обратите внимание: оборудования всего 11U, но тариф определило не место, а мощность.

Два ввода питания: что с ними делать

Во многих дата-центрах к стойке приходят две независимые линии питания (условно A и B), а у серверов два блока питания. В обычном режиме нагрузка делится между линиями, а при отказе одной вся нагрузка ложится на другую. Отсюда два правила:

• Суммарная нагрузка не должна превышать мощность тарифа даже тогда, когда работает одна линия: иначе при сбое сработает защита и отключится всё. Уточните у дата-центра, на какую нагрузку рассчитана каждая линия: если мощность тарифа — это сумма двух линий, при отказе одной оставшаяся такую нагрузку не вытянет.
• Если на вашем тарифе доступны две линии, подключайте один блок питания каждого сервера к линии A, второй — к линии B, и старайтесь, чтобы в обычном режиме нагрузка распределялась между линиями примерно поровну.

Устройства с одним блоком питания (например, часть коммутаторов) питаются от одной линии и остаются единой точкой отказа. Чтобы запитать такое устройство от обеих линий, используют автоматические переключатели нагрузки (ATS/STS) для стоек. Какие варианты доступны на площадке, уточняйте у менеджера.

У нас электроснабжение стоек идёт по двум независимым вводам, зарезервированным по схеме N+1, с ИБП и дизель-генераторными установками. О том, как устроены схемы резервирования, — в статье «Резервирование питания в ЦОД: что такое N, N+1 и 2N».

Мощность — это тепло

Практически вся потреблённая электроэнергия превращается в тепло: 1 кВт нагрузки — это примерно 1 кВт тепла, которое нужно отвести (в британских тепловых единицах — около 3 412 BTU/ч). Поэтому дата-центры ограничивают мощность на стойку: она определяется не только вводом питания, но и тем, сколько тепла можно отвести. Превышение заявленной мощности — не формальность, а риск перегрева и срабатывания защиты.

Как мощность влияет на стоимость

В тарифы размещения по юнитам включена определённая мощность. По прайс-листу нашего дата-центра в тариф 1U входит: электропитание до 400 Вт, 1 порт 1 Гбит/с, 1 IP; в тариф 10U — электропитание до 400 Вт, 2 порта, 2 IP. Сверх включённого мощность оплачивается отдельно: превышение +100 Вт — 1 200 ₽/мес, дополнительная розетка электропитания — 400 ₽/мес. Для аренды стоек мощность задаёт сам тариф: полстойки — электропитание до 2,5 кВт, стойка 42U — до 5 или до 10 кВт.

Пример: два сервера по 350 Вт (всего 700 Вт) в тарифе 4U, куда включено до 400 Вт. Сверх тарифа остаётся 300 Вт, это 3 × 100 Вт, то есть 3 600 ₽/мес в месяц; вместе с тарифом 10 000 ₽/мес получается 13 600 ₽/мес. Как именно начисляется превышение, подтвердит менеджер при согласовании конфигурации.

Чек-лист перед заказом тарифа

• Потребление каждого устройства измерено или взято из калькулятора производителя, а не из паспорта блока питания.
• Есть запас 20–30% и учтены пиковые значения.
• При отказе одной линии питания оставшаяся выдерживает всю нагрузку.
• Блоки питания распределены между линиями A и B, а устройства с одним блоком учтены отдельно.
• У дата-центра уточнено, как измеряется мощность (по пиковому или среднему значению) и что происходит при превышении.

Частые вопросы

Сколько ватт потребляет типовой сервер?

Двухпроцессорный сервер 1U или 2U под нагрузкой обычно потребляет от 200 до 800 Вт — в зависимости от процессоров, памяти и дисков. Серверы с видеокартами (GPU) — в разы больше: при 4–8 картах счёт идёт на киловатты. Точные цифры есть только для вашей конфигурации.

Что означает «до 5 кВт» в тарифе?

Это верхняя граница потребления стойки. Как именно она контролируется — по пиковому или среднему значению за период — зависит от условий договора, поэтому уточните это у менеджера до подписания.

Можно ли увеличить мощность позже?

Если у площадки есть технический запас, мощность можно увеличить: превышение тарифицируется отдельно, а при заметном росте обычно переходят на тариф с большей мощностью. Возможность и условия согласуйте с менеджером заранее.

Что дальше

Составьте таблицу оборудования по образцу выше и сравните результат с тарифами: аренда стоек, размещение по юнитам и прайс-лист. Если нужна помощь с расчётом, свяжитесь с нами. А если вы ещё не определились, сколько места нужно, начните со статьи «Что такое юнит (U) в серверной стойке».