تقریبا همه از اهمیت مراکزداده مطلع هستند و متوجه شدند این سیستم‌ها در دنیای مدرن و متصلی که امروزه داریم؛ چه نقش بزرگ و تاثیرگذاری ایفا می‌کنند. با این حال، اگر بدانید هریک از ما چقدر وابسته به مراکزداده هستیم و در طی یک روز، چندین بار به مراکزداده وصل می‌شویم؛ برایتان شگفت‌انگیز خواهد بود.
گزارش IDC می‌گوید تا سال ۲۰۲۵ نزدیک به ۶ میلیارد نفر به اینترنت متصل هستند و هریک از آن‌ها تقریبا هر روز ۵ هزار بار از طریق دفتر کار، خانه، خودرو و دستگاه‌های متصل به سرویس‌های ابری به مراکزداده متصل خواهند شد؛ تقریبا سه برابر میزان دفعاتی که اکنون طی یک روز به مراکزداده وصل می‌شویم.
این میزان استفاده گسترده از مراکزداده به همراه میلیاردها نود اینترنت اشیا که دائما در حال تولید اطلاعات هستند؛ باعث شده پیش‌بینی‌ها از تولید ۱۷۵ زتابایت داده در هر سال تا سال ۲۰۲۵ خبر بدهند؛ تولید داده‌ای که همواره رو به رشد است و متوقف نمی‌شود.
چالش‌های مراکزداده
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های مراکزداده، مقابله با افزایش حجم وسیع و پیچیده‌ای از داده‌ها و دسترسی‌های مکرر کاربران به این داده‌ها است. همیشه در اولویت نخست، افزایش فضای فیزیکی مطرح است و در بسیاری از موارد با افزایش مصرف انرژی همراه است که خود چالش بزرگ دیگری را ایجاد می‌کند. در واقع، بسیاری از مراکزداده در کارخانه‌ها و سایت‌های صنایع سنگین اضافی شرکت‌ها مستقر شدند؛ صرفا به این دلیل که بتوانند از زیرساخت بسیار ارزشمند برق آن‌ها استفاده کنند.
به طور کلی، هزینه‌های عملیاتی (opex) برای اکثر مراکزداده قابل توجه است. بنابراین، این مراکزداده برای ماندن در بازار رقابتی، مجبور می‌شوند تراکم ذخیره‌سازی را افزایش دهند و از سوی دیگر هزینه‌های جاری را بکاهند. به غیر از انرژی مورد نیاز برای سرورها و سایر تجهیزات، ایر کاندیشن‌ها (AC) و سیستم‌های سرمایشی در مراکزداده نیز یک مسئله مهم است که با محیط زیست نیز ارتباط تنگاتنگی دارد و اپراتورها تلاش می‌کنند ضمن کاهش هزینه‌های خود، فناوری‌های سازگار با محیط زیست را هم به کار بگیرند. مراکزداده باید بتوانند در دمای بالا کار کنند و بر مشکلات تولید گرمای ناشی از تجهیزات محاسباتی و الکتریکی فائق آیند. همین‌طور، آن‌ها باید مواظب راندمان و کارایی مرکزداده خود باشند و یک آپ‌تایم بالا و طولانی‌مدت را تضمین کنند.
شکی وجود ندارد که قابلیت اطمینان مراکزداده از نظر یکپارچگی داده‌ها و حفظ آپ‌تایم ۲۴ ساعته در هر روز برای دسترسی به داده‌ها، از اهمیت بالایی برخوردار است. با این حال، سناریوهای زیادی وجود دارد که می‌تواند این قابلیت اطمینان را به خطر بیندازد. از جمله خرابی تجهیزات، قطعی برق، خرابکاری و خطای انسانی.
در قلب مراکزداده و برای محافظت از قطع برق، از سیستم‌های UPS استفاده می‌شود که قادر هستند مراکزداده را برای مدت کوتاهی، در مواقع اضطراری روشن نگه دارند. ظرفیت باتری‌ها به اندازه‌ای است که ۱۰۰ درصد آپ‌تایم یک مرکزداده را تضمین کنند. یعنی به سرعت باید وارد مدار شده و برق را تجهیزات برسانند و مرکزداده از کار نیفتد.
در گذشته، این دوره اضطراری (autonomy period گفته می‌شود) حدود ۱۰ الی ۱۵ دقیقه بود ولی ژنراتورهای امروزی دارند هرچه سریع‌تر و خودمختارتر می‌شوند و از راه دور در کمتر از یک دقیقه به کار می‌افتند تا این دوره به زیر ۵ دقیقه برسد. این کاهش زمان به این معنی است که باتری‌های کمتری مورد نیاز است و فضای بیشتری از مراکزداده آزاد می‌شود که از آن برای نصب سرورها و تجهیزات ذخیره‌سازی بیشتر استفاده کرد.
باتری‌های اسید سرب و TPPL
چندین دهه است که مواد شیمیایی اسید سرب، یکی از پایه‌های اساسی ذخیره‌سازی انرژی بوده است. در طول زمان، پیشرفت‌هایی در این فناوری صورت گرفته است. در باتری‌های اسید سرب سنتی، الکترولیت‌های مایع باعث تولید اکسیژن در الکترودهای مثبت و هیدروژن در الکترودهای منفی می‌شوند و در نتیجه در طول زمان باعث از دست دادن آب می‌شوند. بنابراین، الکترولیت‌ها به طور دائم باید با اضافه کردن آب پر شوند و سطوح بالایی گاز تولید می‌کنند که باید این گاز تهویه و تخلیه شود.
باتری‌های اسید سرب قابل شارژ Valve (باتری‌های VRLA) جایگزین انواع اسید سرب ستنی قبلی شدند و در آن‌ها الکترولیت‌ها با یک ژل یا AGM تثبیت می‌شوند که به طور قابل توجهی از دست دادن آب در الکترولیت‌ها را کاهش می‌دهد و نیازی به پر کردن دائمی آن‌ها با آب نیست. باتری‌های Valve گاز بسیار کمتری هم در حین کار تولید می‌کنند که به طور چشم‌گیری باعث کاهش هزینه‌های مربوط به تهویه هوا می‌شود.
باتری‌های VRLA مبتنی بر AGM (که از الیاف شیشه‌ای اسفنجی برای جداسازی الکترولیت‌ها استفاده می‌کند) برای چندین سال، متداول‌ترین باتری مورد استفاده در سیستم‌های UPS مراکزداده بودند. با این حال، اخیرا نوع جدیدی از باتری‌های AGM VRLA که از سرب خالص صفحه نازک (TPPL) استفاده می‌کنند؛ فناوری باتری‌های اسید سرب را به طور قابل توجهی به جلوتر هدایت کردند.
در باتری‌های AGM VRLA مبتنی بر TPPL، از شبکه‌های نازک‌تر و با خلوص بسیار بالاتر برای ساخت صفحات جداسازی الکترولیت‌ها استفاده می‌شود که در نتیجه باعث افزایش سطح می‌شود و تماس‌های بین اسفنج‌ها و ماده فعال بهبود پیدا می‌کند. از آن‌جایی‌که این صفحات بسیار نازک هستند؛ می‌توان تعداد بیشتری از آن‌ها را داخل یک باکس باتری قرار داد و در نتیجه چگالی انرژی باتری‌های TPPL افزایش پیدا می‌کند. به این اوصاف، باتری‌های TPPL می‌توانند دوره‌های autonomy period بیشتری را پشتیبانی کنند و سریع‌تر شارژ می‌شوند.
مزایای فناوری TPPL برای مراکزداده
باتری‌های TPPL طول عمر بیشتری نسبت به باتری‌های استاندارد AGM VRLA دارند. این باتری‌ها می‌توانند عمر مفیدی در حدود ۸ تا ۱۰ سال داشته باشند که تقریبا ۲۵ درصد بیشتر از باتری‌های سنتی اسید سرب است. همچنین، آن‌ها ۲۰ درصد فضای کمتری اشغال می‌کنند که برای مراکزداده بسیار اهمیت دارد و باعث آزاد شدن فضا برای نصب سرورها و تجهیزات دیگری می‌شود و سودآوری را افزایش می‌دهد. نکته مثبت دیگر، اندازه کوچک‌تر باتری‌های TPPL با روند ساخت مراکزداده ماژولار مدرن امروزی نیز سازگار خواهند بود.
باتری‌های TPPL کمتر تحت تاثیر دمای بالای حاصل از کاهش AC قرار می‌گیرند. توانایی باتری‌های TPPL برای شارژ سریع‌تر نسبت به دیگر گونه‌های باتری‌ها، می‌تواند به این معنی باشد که خاموشی‌های بیشتری را در یک دوره کوتاه، پاسخ‌گو باشند. به طور ذاتی، تخلیه بسیار کندی هم دارند و در صورت عدم استفاده، برای دو سال نیازی به شارژ شدن، ندارند.
جمع‌بندی
با افزایش اهمیت مراکزداده در زندگی روزمره مردم و کسب‌وکارها، نیاز به یوپی‌اس‌های پشتیبان و فناوری‌های باتری پیشرفته نیز افزایش پیدا کرده است. این صنعت برای چندین دهه به اشکال مختلفی به باتری‌های اسید سربی متکی بودند و اکنون از آخرین نسل، باتری‌های TPPL استفاده می‌کنند.
این باتری‌ها دارای مزایای بزرگی برای مراکزداده مانند هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمتر، کار در دمای عملیاتی بالاتر، شارژ مجدد سریع‌تر، نگهداری شارژ بیشتر و افزایش چگالی انرژی دارند. همه این مزایا به یکپارچه‌سازی و قابلیت اطمینان بیشتر منجر می‌شوند و آپ‌تایم مراکزداده را تامین می‌کنند. ضمن اینکه باعث کاهش هزینه‌های کلی می‌شوند که در مراکزداده مدرن امروزی بسیار ضروری است.
دیدگاه خود را بنویسید