ラック搭載機器への給電構成に基づく可用性の比較

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ありさはなだて
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1 White Paper 48 改訂 1 by Victor Avelar > 要約 IT システムの可用性は切換スイッチと二系統給電によって強化されてきましたが統計的な可用性を分析したところ一般的ないくつかの方法の間で可用性に大きな差異があることが分りましたこのホワイトペーパーではデータセンタ ( サーバルームおよび電算室 ) で使用されているさまざまな配電構成の冗長性について検証しますそしてそれぞれの構成の可用性について分析を行いその結果から全体的な性能が最も高い方法を選び出し性能やコストの面からその他の方法と比較しますコンテンツセクションをクリックして次に進むはじめに 2 ラックへの給電方法 2 可用性の分析方法 8 結果 9 結論 12 リソース 13 付録 14

2 ラックマウントPDU はじめに冗長電源を備えた機器は電源コードが 2 本あることからデュアルコード機器と呼ばれることがありますダウンタイムは配電システム内のたった 1 つの故障からも発生しますデュアルコード機器の使用は冗長性を提供することによりダウンタイムを防止し IT 機器に最適な可用性を維持する現実的な方法ですまた電源管理も容易にするという利点がありますしかし残念なことにミッションクリティカルなシステムの多くはこの方法を取り入れていません本書では現在のデータセンタ ( サーバルームおよび電算室 ) で使用されているさまざまな配電構成を紹介しそれぞれの可用性分析を行いその結果を提示しますラックへの給電方法以下の図はラックマウントタイプの機器の可用性を向上する方法を示していますがラックマウントではない機器にも適用できますコストは可用性レベルに比例して増加するので通常は目標とする可用性のレベルに合った方法を選択します図 1 と図 2 はデータセンタ ( サーバルームおよび電算室 ) のラック内の給電方式を示していますモニタモニタ図 1 (left) 典型的なラックマウントタイプ方式電源源キーボードサーバキーボードサーバ図 2 (right) 典型的な集中設置方式電サーバサーバストレージストレージラックマウント UPS 大型 UPS から電源供給図 1 は小中規模のサーバルームとワイヤリングクロゼットで一般的に使用される構成です内部に UPS( 無停電電源装置 ) によるバックアップとサージ保護を備えラックを簡単に移動できるようになっています一方数十本から数百本のラックを使用しているデータセンタでは一般的に図 2 のような大きな UPS を集中設置する方法が適用されていますどちらの方法も電力の冗長性はありませんリソース APC White Paper 62 Powering Single Corded Equipment in a Dual Path Environment その他の給電構成として主電源から副電源への切換装置を使用する方法があります例えば静止型切換スイッチ (STS) と自動切換スイッチ (ATS) がありますどちらも 1 キロワットから 1 メガワットまでのサイズが揃っています詳細は APC White Paper 62 Powering Single Corded Equipment in a Dual Path Environment (URL: ) を参照してください以下に例を示します APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 2

ラックマウント 3 相 6kVA ATS 3 相 300kVA STS 図 3 と図 4 は大規模なデータセンタ ( サーバルームおよび電算室 ) での給電構成を示しますどちらの例も図 1 と図 2 のデータセンタの構成を改善したもので STS に 2 つの冗長電源経路が繋がっていますが UPS に接続されている電源は電力会社の変電所の可用性やコストによって冗長でない場合がありますこの

3 ラックマウント 3 相 6kVA ATS 3 相 300kVA STS 図 3 と図 4 は大規模なデータセンタ ( サーバルームおよび電算室 ) での給電構成を示しますどちらの例も図 1 と図 2 のデータセンタの構成を改善したもので STS に 2 つの冗長電源経路が繋がっていますが UPS に接続されている電源は電力会社の変電所の可用性やコストによって冗長でない場合がありますこの 2 つの例の差異は 1 点だけです図 3 は STS の下流に単一の変圧器を使用し図 4 は STS の上流に変圧器を 2 台使用していますしかしどちらの例でも STS と下流の分電盤それらの間の配線のどこか一カ所が故障することによりダウンタイムが発生する可能性がありますある程度の冗長性は得られますが冗長性のないコンポーネントに故障の危険があり管理が複雑になります APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 3

4 ックマウントストレージラPDUックマウントPDU モニタ図 3 キーボードサーバ STS を使用した冗長性 ( 単一の変圧器 ) 主電源経路 UPS 1 STS を使用した PDU サーバ STS 降圧変圧器分電盤 UPS 2 副電源経路図 4 STS を使用した冗長性 ( 複数の変圧器 ) 主電源経路 UPS 1 変圧器 1 ラSTSを使用したPDU STS 分電盤モニタキーボードサーバサーバストレージ UPS 2 変圧器 2 副電源経路図 5 は冗長性を推進して図 3 と図 4 に見られた欠点を改善したものですこの方法は STS を使用せず分電盤を追加しラックマウント ATS に到達するまで冗長性を得られるようにしていますラックマウント ATS より上流のコンポーネントの保守は稼働を停止しないでできるようになりましたこの方法は図 3 と図 4 よりは冗長性がありますがラックマウント ATS ( 自動切換スイッチ ) とその電源がダウンタイムの原因となる可能性があります APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 4

5 ラックマウントPDU モニタキーボードサーバ図 5 ATS を使用した冗長性サーバストレージ主電源経路 PDU ラックマウント ATS UPS 1 変圧器 1 分電盤 1 副電源経路 PDU UPS 2 変圧器 2 分電盤 2 図 6 はデュアルコード機器に冗長電源を使用して完全な冗長性を実現する方法を示します図 5 の方法と比較するとラックマウント ATS が取り除かれデュアルコード機器が使用されているという 2 つの大きな改善点があります完全な冗長性が IT 機器全体に適用されています冗長性を維持するためラックマウント PDU が 1 つ追加されていることに注目してくださいこの方法は今までに紹介した方法より高い可用性を提供しますが最もコストがかかり特別に設計されたデュアルコード機器を使用しなければならないという問題点があります APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 5

6 ラックマウントPDUラックマウントPDU モニタ図 6 デュアルコード機器を使用した冗長性キーボードサーバサーバストレージ主電源経路 PDU UPS 1 変圧器 1 分電盤 1 PDU 副電源経路 UPS 2 変圧器 2 分電盤 2 図 7 は図 5 と図 6 の構造を組み合わせてシングルコード ( 電源コードが 1 本 ) とデュアルコードの両方の機器に対応する方法を示しています今までに検証してきた方法を組み合わせた方法ですデュアルコードのコンピュータ機器には完全な電力の冗長性がありますシングルコードの機器に対してはラックマウント ATS までは冗長性が確保されていますが ATS とその下流の機器には冗長性がありません図 7 には物理的な配置の分離も加わっていますこれはしばしば区画分けと呼ばれ給電系統内のサブシステムやバックアップシステムが異なる場所に設置されます配置の分離が正しく実行されると一方の経路で機械の故障などの深刻な事態が発生しても他方の経路はそのまま稼働を継続することができます APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 6

7 ラックマウントラックマウントPDUラックマウントPDUPDU モニタデュアルコード機器キーボードサーバサーバストレージソース 1 UPS 1 変圧器 1 分電盤 1 物理的な分離図 7 ソース 2 UPS 2 変圧器 2 分電盤 2 シングルコードとデュアルコードを併用した冗長構造モニタキーボードサーバサーバシングルコードの機器ストレージラックマウント ATS 図 3 図 4 図 5 図 7 の構成は切換スイッチを採用しています大きな切換スイッチの場合は一カ所が故障すると広い範囲の機器に影響が出ますが小さなスイッチであればラック 1 本のみが使用できなくなるだけです企業によっては 1 本のラックが使えなくなることで 50 本のラックが使えなくなった場合と同様の結果になることもありますが一般的に使用不可能になるラックが少ない方が有利であるということができますラックマウント ATS は故障の影響を狭い範囲に限定します考慮するべきもう 1 つの要因はこれらのスイッチの修理にかかる時間です小さな切換スイッチの場合修理せずにスペアの装置と取り換えてしまうことによりすぐに稼働を再開できますそれに加えて必要ならばバイパスさせることも素早くできます大きなスイッチの場合は修理が必要で設置されている場所によっては修理業者が到着するまでに相当な時間を要する場合がありシステムの診断と修理の時間さらに部品が足りない場合は取り寄せの時間もかかりますつまり高度な設計を評価するときにはこれらの問題点も評価の対象に加え最適な決定を下す必要があります修理時間は後述の統計可用性モデルに含まれています一般的に高可用性を持つデータセンタやサーバルームにはシングルコードの機器は不適切であるといえますラックマウントタイプの機器だけでなくどのような重要機器に対しても同様です十分に練られた最高の設計でもどこか一カ所が故障すれば結果的にダウンタイム APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 7

8 が発生します真の高可用性環境が必要な場合は給電系統の故障が最小限に可能ならば皆無になるような構成にする必要があります可用性の分析方法ここではシングルコード装置を使用したときとデュアルコード装置を使用したときの影響度を算出し可用性の分析を行います以下の 5 種類の可用性分析を実行しましたケース 1 - 図 2 で示したシングルコードの機器ケース 2 - 図 3 で示したSTSを用いたシングルコードの機器 ( 単一の変圧器 ) ケース 3 - 図 4 で示したSTSを用いたシングルコードの機器 ( 複数の変圧器 ) ケース 4 - 図 5 で示したラックマウントATSを用いたシングルコードの機器ケース 5 - 図 6 で示したデュアルコードの機器信頼性ブロック図 (RBD) としても知られる一次結合分析を使用してこれら 5 つのケースの電力の可用性を示しますシステムをモデル化するこの方法は最も直接的でシステムの状態がほとんど変化しない場合に有効です信頼性のあるデータを使用して分析中の構成のシステムモデルを作成しますこの分析は構成の違いのみに焦点をあてるので UPS システムの上流にあるコンポーネントは商用電源も含めて全て問題がないと見なします従ってここで示される可用性は実際の可用性よりも高くなります分析の詳細は付録を参照してください分析に使用したデータコンポーネントのモデルに使用したデータのほとんどは第三者から入手しましたラックマウント ATS のデータは APC のラックマウント ATS 製品のフィールドデータを基にしていますこの製品は米国で発売されてから約 5 年になり豊富な使用実績がありますこの分析の主なコンポーネントは以下のとおりです 1. 端子 2. サーキットブレーカ 3. UPSシステム 4. PDU 5. 静止型スイッチ (STS) 6. ラックマウントATS PDU は 3 つの基本サブコンポーネント ( サーキットブレーカ降圧変圧器端子 ) に分解されます分電盤は 1 つのメインブレーカ 1 つの分岐回路ブレーカ複数の端子を直列に繋いでいます 4 番目のケースでラックマウント ATS を使用しています各サブコンポーネントの故障率 1 MTTF と回復率 1 MTTR の値とデータソースは付録に記載されています MTTF(Mean Time To Failure) は平均故障時間 MTTR(Mean Time To Recover) は平均回復時間を意味します各ケースの故障率と回復率も付録に記載されています分析の前提条件どの可用性分析でも有効なモデルを作るには前提条件を設定する必要があります表 1 はこの分析で使用した基本的な前提条件を示します APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 8

9 表 1 分析の前提条件前提条件コンポーネントの故障率修理チーム説明分析されるコンポーネントは全て一定の故障率を示しているとします機器が設計耐用期間だけ使用されていると仮定する場合に最も合理的な方法です機器が設計耐用期間以上使用される場合には故障率に非線形性を組み込む必要がありますコンポーネントと同数の修理担当者が作業を行うと仮定します稼働可能なシステムコンポーネント故障の独立性故障したコンポーネントの修理中システムの他のコンポーネントはすべて稼働していると仮定しますこれらのモデルは業界が推奨する最良の方法によって構築されていると仮定しますつまり物理的な隔離と電気的な分離によって障害が他に波及する可能性は非常に低くなっています配線の故障率人的エラー電力の可用性を分析配線故障率は非常に低く確実性と統計的な妥当性のある予測が難しいので構成内の各コンポーネント間の配線は計算に含まれていません以前の調査によれば配線の故障は非常にまれであるため全体の可用性にほとんど影響しません主要な端子は計算に含まれていますこの分析では人為的ミスを原因とするダウンタイムは考慮されていません人為的ミスはデータセンタのダウンタイムの原因としてかなりの比重を占めますがこの分析の目的は電源インフラの構造を比較し各構造の物理的弱点を明らかにすることですまた人為的ミスが可用性にどのように影響するかについてはデータがありませんこの分析は電力の可用性に関する情報を提供します電力が回復しても仕事がすぐに再開できるとは限らないので一般的に業務上の可用性は電力の可用性よりも低くなります IT システムを再起動するには多少の時間がかかりますがこの起動時間は分析には含まれていません故障隔離の利点なしラック 1 本が故障しただけでも全ラックが一度に故障した場合と同じ結果になるときもありますここではケース 4 とケース 5 の利点を考慮しラック 1 本の故障は全ラックの故障よりもビジネスに与える影響は少ないものと仮定します結果この分析の目的は理論上の可用性をケース間で比較することでありまずこれを理解することが大切です 5 つのケースで使用される全てのコンポーネントに同じ故障率のデータを適用していますケース間の違いは数 MTTR コンポーネントの配置だけですこの方法はある構成の可用性を他の構成と比較するときに効果的な検証を提示します可用性は重要な機器の接続コンセントに供給される電力を基に測定されますどのケースにも同じコンポーネント信頼性データが適用されていますケース 1 ではどのコンポーネントに故障が起きても機器停止の原因になりますこれが基準となるケースですケース 2 とケース 3 では両方の冗長経路のコンポーネントが同時に故障しない限り機器は停止しませんが STS とその下流のコンポーネントが 1 つでも故障すると機器は停止しますこのケースで注目すべき点は STS を導入してもシステムの可用性はほとんど増加しないということです上流の UPS に比べて STS の信頼性がそれほど高くないのは STS 自体が故障する可能性があるからですさらにケース 2 では変圧器の MTTR に妨げられ STS から得られる利点が生かされません APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 9

10 ケース 4 では両方の冗長経路のコンポーネントが同時に故障しない限り機器は停止しませんラックマウント ATS が故障する可能性はありますが予備ユニットが常備されていれば素早く取り換えることができ MTTR を短縮できますこれは重要なポイントです大きな STS と比べてラックマウント ATS の信頼性は高くありませんが MTTR が低ければ多大な可用性が得られます表 2 可用性の結果一覧ケース 5 では両方の冗長経路のコンポーネントが同時に故障しない限り機器は停止しません表 2 は各ケースの可用性の計算結果を示しますケース設定可用性 9 の桁数ケース 1 シングルコードの機器 % 3.8 ケース 2 STS を用いたシングルコードの機器 ( 単一の変圧器 ) % 3.85 ケース 3 STS を用いたシングルコードの機器 ( 複数の変圧器 ) % 4.5 ケース 4 ラックマウント ATS を用いたシングルコードの機器 % 6.2 ケース 5 デュアルコードの機器 % 7.6 この分析でデュアルの配電構成で高可用性を得るにはデュアルコード機器が重要であることがわかりましたどんな設計をしてもシングルコードの機器では完全にその利点を生かせませんがラックマウント ATS を使用することで少しでも利点を活用することはできます上記の結果から機器に冗長性を加えることで可用性が向上することは明らかです図 8 は製品の信頼性 (MTTF) が数段階高くなってもその可用性は冗長システムの最低信頼レベルの可用性にも及ばないことを示しています冗長システムにはほぼ 100% に近い可用性があります APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 10

11 可用性対 MTTF 図 8 可用性と MTTF システム全体の可用性スタンドアローンシステム冗長システム , , , , , , , , , , , , , ,000 MTTF ( 時間 ) APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 11

12 結論高可用性が求められる構成を適用するときはラックへの給電について入念に計画します本書で説明した典型的な給電方式の違いによって発生するダウンタイムは 10,000 倍も変化しますこの分析で重要なデータセンタにはデュアルコード機器の使用が重要であることがはっきりと示されました完全なデュアル経路構成とシングル経路構成を比較するとダウンタイムは最大 1 万分の 1 にまで削減できます一般的にシングルコード機器の可用性を増加するために切換スイッチを利用しますがその結果は導入方法によって大きく異なります大型の STS を使用してもほとんど効果を得られない場合もあります反対に切換スイッチをラックに移動すると給電が原因で発生するシステムダウンタイムが 250 分の 1 に減少しますその上ラックベースに切換スイッチを付けることによって故障が局所化され使用不可能になるのは単一のラックのみですデュアル経路構造内では必要なときに必要な場所へラックベースの切換スイッチを設置することができますこのデータは大きな STS システムでシングルコード機器に配電する一般的な方法には再考慮を促し同等の経費で著しい利益を得られるラックベースの切換スイッチを推奨していますつまりこの分析は可用性を改善するには機器に冗長性を与えるという一般的な原則を提案しています慎重な分析は高可用性システムに投資する前の必須条件です電須インフラの強化に出費可能な金額によって選択肢が変わってきます個々のビジネスでそのプロセスを正しく理解しダウンタイム経費を算出してみましょうこの経費が最終的に可用性への投資額を左右します About the author Victor Avelar is a Senior Research Analyst at APC by Schneider Electric. He is responsible for data center design and operations research, and consults with clients on risk assessment and design practices to optimize the availability and efficiency of their data center environments. Victor holds a Bachelor s degree in Mechanical Engineering from Rensselaer Polytechnic Institute and an MBA from Babson College. He is a member of AFCOM and the American Society for Quality. APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 12

13 リソース Powering Single Corded Equipment in a Dual Path Environment APC White Paper 62 すべてのホワイトペーパーを閲覧する whitepapers.apc.com すべての APC TradeOff Tools を閲覧する tools.apc.com お問い合わせこのホワイトペーパーに関するご意見やお問い合わせに関して Data Center Science Center, APC by Schneider Electric DCSC@Schneider-Electric.com 計画中のデータセンタープロジェクトに関する具体的なご質問がありましたらシュナイダーエレクトリックグループ APC までお問い合わせください APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 13

14 付録表 A1 コンポーネントと検討に用いた数値コンポーネント故障率修復率データソース備考 UPS 675kW / 750kVA E 故障率はPower Quality Magazineから修復率のデータは保守担当者の到着までに 4 時間システムの修理に 4 時間を要するものとして計算交流の電力を無停電で分電回路に供給します静止型切換スイッチ (STS) E ノースカロライナ州ローリーのGordon Associates 制御装置を含みます降圧変圧器 E MTBFはIEEE Gold Book Std (40 ページ ) から MTTRはMarcus Transformer Dataによる平均 400 VAC の入力を機器に必要な V に降圧しますサーキットブレーカ E IEEE Gold Book Std ページ故障の局部化や点検のために電力を分離します 6 個の端子 E IEEE 値の 6 倍 IEEE Gold Book Std ( ページ 41) の値から計算 8 個の端子 E x IEEE value IEEE Gold Book Std ( ページ 41) の値から計算ラックマウント ATS 2.0E-06 3 APC 冗長スイッチフィールドデータ変圧器の一次側 3 相接続ごとに 3 個の端子が存在しますコンポーネント間には 2 セットの端子が存在するので合計で 6 個の端子が使用されています変圧器の二次側 3 相接続とニュートラルごとに 4 個の端子が存在しますコンポーネント間には 2 セットの端子が存在するので合計で 8 個の端子が使用されています APC ラックマウント ATS の MTTF は 100 万時間と算出されていますがより無難な 50 万時間を採用しましたシングルコード機器の可用性 [ ケース 1] シングルコード機器の可用性 ( 図 2) を以下の RBD を基準に計算しました図 9 は一連のコンポーネントの安定した可用性を算出する RBD のトップレイヤを示していますこの RBD は変圧器部と分電盤部という分解可能なブロックを組み込んでいます拡張可能なブロックがあるということはそれらのサブコンポーネントを定義する下位レベルの RBD が存在するということですこのように RBD を図示すると可用性の計算が容易になります分電盤は重 APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 14

15 要な機器に直接電力を供給するときに使用しますこれらのブロックの内容は図 10 と図 11 に示されています図 9 シングルコード機器 ë = e ë = e- 008 ë = e- 007 ë = e- 008 ë =4e- 006 ë = e- 008 ë = e- 007 ì = ì = ì = ì = ì = ì = ì = kw ブレーカ 6 x 端子ブレーカ 6 x 端子 6 x 端子ブレーカ UPS 分電盤部変圧器部 ë = e- 008 ì = x 端子図 10 変圧器部 ë ì = e-007 = ë ì = e-008 = = e-007 = = e-007 = ブレーカ 6 x 端子変圧器 8 x 端子 ë ì ë ì 図 11 分電盤部 ë = e- 007 ì = ë = e-007 ì = ë = e ì = ブレーカ 8 x 端子ブレーカ表 A2 シングルコード機器の可用性 [ ケース 1] 上記の RBD を基準にしたシングルコードシステムの可用性は下記のとおりですモデル名可用性非可用性 MTTR ( 時間 ) MTTF ( 時間 ) 年間のダウンタイム ( 時間 ) シングルコードの機器 % E , UPS システム % E 変圧器部 % E , 分電盤部 % E ,092, 分析されるデータは 5 桁の数値なので非可用性を結果として示すことも 1 つの方法です非可用性は (1- 可用性 ) で計算します APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 15

16 静止型切換スイッチ (STS) を用いたシングルコード機器の可用性 ( 単一の変圧器 )[ ケース 2] 図 3 の配電方法は STS を使っています STS の上位のコンポーネントには冗長性がありますが STS とその下流に配置された変圧器には冗長性がありませんこの方法の可用性はわかりやすくするために分割された RBD の 7 つのストリングを基準に計算されます図 12 は RBD のトップレイヤを示しています UPS システムブロックは 2 つありそのうちの一方ですつまりそのブロック内の全てのコンポーネントに冗長性があります図 13 は UPS システムブロックの内容です図 12 STS を用いたシングルコードの機器 2 ブロックの一方 UPS システム STS 区分 ë = e ë = e- 008 ë = e- 007 ë = e- 008 ë =4e- 006 ë = e ë = e- 007 ì = ì = ì = ì = ì = ì = ì = 図 13 UPS システム 675 kw ブレーカ 6 x 端子ブレーカ 6 x 端子 6 x 端子ブレーカ UPS ë = e- 008 ì = x 端子 STS の上流側のコンポーネントは全て冗長性がありますが図 12 の STS 区分ブロック内のコンポーネントは故障によってダウンタイムを引き起こす可能性があります図 14 が示すように STS 区分ブロックには STS システム変圧器部分電盤部が含まれています STS システムは上流のどの冗長コンポーネントを使用するかを決定します STS システムはブレーカ端子静止型切換スイッチを含みますその RBD が図 15 です図 14 STS 区分 STS システム変圧器部分電盤部 APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 16

17 図 15 ë=4.1 e-006 ì =0.166 =3.995 e-007 ì ë = =8.698e-008 ì ë = STS システム静止型スイッチブレーカ 6 x 端子図 14 の変圧器部と分電盤部ブロックの内容を図 16 と図 17 で示します図 16 変圧器部 ë ì = e- 007 = ë ì = e- 008 = = e = = e- 007 = ブレーカ 6 x 端子変圧器 8 x 端子 ë ì ë ì 図 17 ë=3.995 e-007 ì = ë=1.159 e-007 ì= ë=3.995 e-007 ì = 分電盤部ブレーカ 8 x 端子ブレーカ上記の RBD を基準に STS を用いたシングルコードシステムの可用性 ( 単一の変圧器 ) を算出しました結果は下記のとおりです表 A3 STS を用いたシングルコード機器の可用性 ( 単一の変圧器 ) [ ケース 2] モデル名可用性非可用性 STS を用いたシングルコードの機器 ( 単一の変圧器 ) UPS システム MTTR ( 時間 ) MTTF ( 時間 ) % E , % E ,025,125, 単一の UPS % E , 年間のダウンタイム ( 時間 ) STS 区分 % E , STS システム % E , 変圧器部 % E , 分電盤部 % E ,092, APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 17

18 静止型切換スイッチ (STS) を用いたシングルコード機器の可用性 ( 複数の変圧器 ) [ ケース 3] 図 4 の給電方法は STS を使用し変圧器を含む STS の上位のコンポーネントに冗長性がありますこの方法の可用性は前述の分析と類似する RBD の 7 つのストリングを基準に計算されます図 18 は RBD のトップレイヤを示しています UPS システムと変圧器ブロックは 2 つありそのうちの一方ですつまりそのブロック内の全てのコンポーネントに冗長性があることを意味します図 19 は UPS システムと変圧器ブロックの内容を示します変圧器部ブロックの内容は図 16 と同じですここまでの全てのコンポーネントは冗長性がありますが図 18 の STS 区分ブロック内のコンポーネントは故障によってダウンタイムを引き起こす可能性があります図 18 STS を用いたシングルコードの機器 2 ブロックの一方 UPS システムと変圧器 STS 区分図 19 UPS システムと変圧器 ë = e ì = ë = e- 008 ì = ë = e- 007 ì = ë = e- 008 ì = ë =4e ì = ë = e- 008 ì = ë = e- 007 ì = ブレーカ 675 kw 6 x 端子ブレーカ 6 x 端子 6 x 端子 UPS ブレーカ ë = e- 008 ì = 変圧器部 6 x 端子このケースでは図 20 のように STS 区分ブロックは STS システムと分電盤部のみを有し変圧器は冗長コンポーネントとして上位に配置されています図 21 の STS システムは 6 端子から 8 端子に変わっている以外は図 16 と同じで分電盤部は図 17 と同じです図 20 STS 区分 STS システム分電盤部図 21 STS システム ë=4.1 e-006 ì =0.166 静止型スイッチ ë =3.995 e-007 ë =1.159 e-007 ì = ì= ブレーカ 8 x 端子 APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 18

19 表 A4 STS を用いたシングルコード機器の可用性 ( 複数の変圧器 ) [ ケース 3] 上記の RBD を基準に STS を用いたシングルコードシステムの可用性 ( 複数の変圧器 ) を算出しました結果は下記のとおりですモデル名可用性非可用性 STS を用いたシングルコードの機器 ( 複数の変圧器 ) MTTR ( 時間 ) MTTF ( 時間 ) 年間のダウンタイム ( 時間 ) % E , UPS システムと変圧器 % E ,221, UPS システム % E , 変圧器部 % E , STS 区分 % E , STS システム % E , 分電盤部 % E ,092, ラックマウント ATS を用いたシングルコード機器の可用性 [ ケース 4] ラックマウント ATS を用いたシングルコードの機器 ( 図 5) は RBD のトップレイヤを示す図 22 を基準に計算されましたこのモデルはラックに冗長性を与えますがラックマウント ATS が故障することでダウンタイムが発生する可能性があります図 23 は UPS システム区分ブロックのコンポーネントを示します変圧器部と分電盤部ブロックの内容はそれぞれ図 16 と図 17 と同じです図 22 ラックマウント ATS を用いたシングルコードの機器 ë =2e-006 2ブロックの一方 ì =3 UPS システム区分 POU スイッチ ë = e ë = e- 008 ë = e- 007 ë = e- 008 ë =4e- 006 ë = e- 008 ë = e- 007 ì = ì = ì = ì = ì = ì = ì = 図 23 UPS システム区分 675 kw ブレーカ 6 x 端子ブレーカ 6 x 端子 6 x 端子ブレーカ UPS ë = e- 008 ì = 分電盤部変圧器部 6 x 端子 APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 19

20 表 A5 ATS を用いたシングルコード機器の可用性 [ ケース 4] これらの RBD を基準に ATS を用いたシングルコードシステムの可用性を算出しました結果は下記のとおりですモデル名可用性非可用性ラックマウント ATS を用いたシングルコードの機器 UPS システム区分 MTTR ( 時間 ) MTTF ( 時間 ) % E , % E ,898, 変圧器部 % E , 年間のダウンタイム ( 時間 ) 分電盤部 % E ,092, ラックマウント ATS % E , このケースでは PDU をもう 1 つ追加すると可用性が大幅に向上しますしかしながらラックマウント ATS がダウンタイムの原因となる可能性があるので全体的な可用性は 6 桁の 9 が限界ですラックマウント ATS はその信頼性で選び MTTR を最小限に抑えるためにスペアを常にサイト内で確保しておきますデュアルコード機器の可用性 [ ケース 5] デュアルコードの機器 ( 図 6) は RBD のトップレイヤを示す図 24 を基準に計算されましたラックマウント ATS を用いたシステムと同様にこの RBD も全体的な UPS と PDU の故障率と回復率を基に安定した状態の可用性を算出していますこのケースはデュアルコードの機器で冗長経路を十分に利用できるのでラックマウント ATS は使用していません 2 つの経路のうち片方が稼働していれば機器を維持できます一カ所が故障してもダウンタイムは発生しません電源も冗長になっています図 24 デュアルコードの機器 2 ブロックの一方 UPS システム区分下位レベルの RBD UPS システム区分ブロックの内容は図 9~ 図 11 と同じですこれらのブロックを基準にしたデュアルコードシステムの可用性は下記のとおりです APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 20

21 表 A6 デュアルコード機器の可用性 [ ケース 5] モデル名可用性非可用性デュアルコードの機器 MTTR ( 時間 ) MTTF ( 時間 ) 年間のダウンタイム ( 時間 ) % E ,898, UPS システム区分 % E ,898, 変圧器部 % E , 分電盤部 % E ,092, UPS システム区分の可用性はケース 4 と同じですが全体的な可用性は 7 桁の 9 に増えていますデュアルコードの機器を使用することでラックマウント ATS が不必要になりこの違いが生じましたケース 4 で記したようにラックマウント ATS を使用する方法ではラックマウント ATS 自体が故障することでダウンタイムが発生する可能性があり 6 桁の 9 が限界です APC by Schneider Electric White Paper 48 改訂 1 21

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サーバルームおよびデータセンタの電力密度仕様に関するガイドライン White Paper 120 改訂 1 二 - ルラスムセン > 要約サーバルームおよびデータセンタの電力密度の仕様を決める場合従来の方法はあいまいで誤解を招くことがありましたまた 1 平方メートルあたりという単位を使用してサーバルームやデータセンタ全体の電力密度を示してもブレードサーバのような高い電力密度の IT 負荷に適合する電源や空調の容量を決定するには不十分です今までは高い電力密度の負荷を導入したサーバルームやデータセンタを予測通りに稼働させるための

ラック搭載機器への 給電構成に基づく 可用性の比較

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