ما الفرق بين التكرار N وN+1 و2N؟

يصف التدوين مقدار السعة الاحتياطية التي يتمتع بها النظام بالنسبة إلى ما يحتاجه حمله. N هي بالضبط السعة المطلوبة لحمل الحمولة، دون أي شيء احتياطي. يضيف N+1 وحدة إضافية واحدة، بحيث يمكن لأي وحدة منفردة أن تفشل أو تتم صيانتها بينما تحمل الوحدات الأخرى الحمل. توفر 2N نظامين كاملين ومستقلين، كل منهما قادر على حمل الحمولة بالكامل بمفرده. تضيف المتغيرات مثل N+2 أو 2N+1 هامشًا إضافيًا.

التسميات بسيطة. ما يقصدونه في التصميم الحقيقي ليس كذلك. لا يحميك التكرار إلا إذا كان يغطي الجزء الصحيح من النظام، وإذا كانت السعة الاحتياطية مستقلة بالفعل، وإذا تم تشغيل المنشأة بحيث تكون السعة الاحتياطية موجودة بالفعل عند الحاجة إليها.

المخططات الأساسية

الوحدات الاحتياطية مقابل الطرق الاحتياطية

عادةً ما يتم تطبيق N+1 على المكونات: ثلاث وحدات UPS حيث يلزم وجود اثنتين، أو أربعة مبردات حيث تكفي ثلاث وحدات. وهذا يحمي من فشل وحدة واحدة. ولكن إذا كانت جميع الوحدات تغذي لوحة توزيع واحدة، فستظل لوحة المفاتيح بمثابة نقطة فشل واحدة.

يؤدي تكرار المسار إلى تكرار مسار التوزيع نفسه، بحيث يمكن توفير المعدات من خلال مسار بديل. يقع هذا التمييز في قلب مستويات المستوى الخاصة بمعهد Uptime Institute. يضيف المستوى II مكونات سعة زائدة، لكن وصف Uptime الخاص ينص على أنه في المستوى II، سيظل فشل التوزيع يؤثر على الموقع. يتم تعريف المستوى III، الذي يمكن صيانته بشكل متزامن، على أنه يمكن إزالة كل مكون من مكونات القدرة وكل مسار توزيع للصيانة المخطط لها أو الاستبدال دون التأثير على العمليات. وهذا يتطلب مسارات زائدة عن الحاجة بالإضافة إلى مكونات زائدة عن الحاجة.

في مراجعة التصميم، يتمثل الاختبار العملي في تتبع الإمداد من التغذية الكهربائية إلى الرف، والتبريد من المصنع إلى الحامل، ووضع علامة على كل نقطة حيث يوجد مسار واحد فقط.

المعدات لها الكلمة الأخيرة

تحتوي معظم معدات تكنولوجيا المعلومات على مصدرين للطاقة وهي مصممة لتغذيتين، مصادر الإمداد A وB المألوفة لترتيب 2N. بعض المعدات لا تتناسب مع هذا النمط، ومن ثم يجب أن تكون متطلبات الشركة المصنعة هي الدافع وراء التصميم.

نظرًا لأن فشل نظام واحد يوقف مهمة الذكاء الاصطناعي متعددة العقد عبر جميع الأنظمة، تحدد NVIDIA (حيث يكون التوفر أمرًا بالغ الأهمية ولا يمكن استرداد العمل من نقطة تفتيش) ثلاثة مصادر طاقة لكل حامل من مسارات منفصلة للأعلى، كل منها متصل باثنين من الإمدادات الستة وحجمها يناسب نصف الحمل الأقصى. هذا هو مخطط N+1 حيث يكون N مصدرين، ويشير الدليل إلى أن رفوف الإدارة لا يزال بإمكانها استخدام تغذيات 2N التقليدية. يقوم الدليل أيضًا بتصنيف الخيارات: نظامان لـ UPS يغذيان ثلاثة مسارات حامل مقبولان ومتسامحان مع أوضاع الفشل الأكثر شيوعًا، على الرغم من بقاء بعض المخاطر، في حين يتم وصف ثلاثة مسارات UPS منفصلة على أنها النمط الأمثل، مع التحذير من أن العديد من مراكز البيانات ليست مصممة لتوفير ذلك.

الدرس العام هو أن الرقم "2N" الموجود في الرسم لا يضمن أن معدات تكنولوجيا المعلومات ستنجو من فشل التغذية. تقرر بنية الطاقة الخاصة بالمعدات.

التكرار ليس التوافر

يقلل التكرار من احتمالية أن يؤدي فشل واحد أو نشاط صيانة إلى مقاطعة التحميل. يعتمد بقاء المنشأة في حالة تشغيل بالفعل على عدة أشياء أخرى. العملية واحدة: إجراءات التبديل وتخطيط الصيانة وكفاءة الموظفين. تعد إدارة السعة أمرًا آخر، لأنه إذا زاد الحمل حتى يتم استخدام "+1"، فإن نظام N+1 يصبح N دون أن يقرر أي شخص ذلك على الإطلاق. الأسباب المشتركة يمكن أن تقوض كلا الجانبين "المستقلين" في وقت واحد، على سبيل المثال نظام التحكم المشترك أو إمدادات الوقود أو الغرفة. والاختبار مهم: مسار الاستعداد الذي لم يتم تبديله مطلقًا تحت الحمل هو افتراض وليس حماية.

لنفس السبب، لا ينبغي إرفاق النسب المئوية لوقت التشغيل بتسمية التكرار. والسؤال الأفضل هو ما هي حالات الفشل وأنشطة الصيانة التي يتحملها التصميم، وكيف تم إثبات ذلك.

اختيار المستوى

يجب أن يتطابق التكرار مع نتيجة الانقطاع، جزءًا تلو الآخر. قد تبرر المنشأة توزيع الطاقة 2N ولكن المبردات N+1 مع التخزين الحراري، أو N+1 UPS مع توزيع 2N على الرفوف. يجب موازنة كل خطوة للأعلى مقابل التكلفة واحتمالية الانقطاع الذي تمنعه، بما في ذلك المساحة والصيانة وعقوبات الكفاءة لتشغيل المعدات عند الحمل الخفيف.

أسئلة لمراجعة التصميم

• في أي النقاط يوجد مسار واحد فقط، من المنفعة إلى الحامل ومن المصنع إلى الحامل؟
• هل يتطابق ترتيب إمداد الطاقة الخاص بمعدات تكنولوجيا المعلومات مع نظام التغذية؟
• ما هو التكرار الذي يبقى عند خروج وحدة واحدة للصيانة؟
• وكيف تتم حماية الطاقة الاحتياطية من استهلاك النمو؟
• متى تم آخر اختبار لإجراءات التبديل وتجاوز الفشل تحت الحمل؟