Los SAI’s, claves para aumentar la seguridad y la eficiencia en los centros de datos

Los fallos de los SAI's son uno de los principales motivos de cortes no planificados en Data Centers. Por ello, una de las más de 35 ponencias de expertos nacionales e internacionales que tuvieron lugar en la última edición de DCD Converged, organizada por DatacenterDynamics Group el pasado 7 de abril en el Kinépolis de Madrid, se centró en analizar el aumento de la eficiencia y de la seguridad eléctrica en CPD’s a través de la modularidad en SAI’s. Ramón Ciurans, tech product strategics and R&D mánager de Salicru, fue el encargado de explicar cuál es el objetivo de un SAI y cómo se puede conseguir dicho objetivo para no incurrir en los cortes no planificados en Data Centers.

Desing+Build, Power+Cooling, Colo+Cloud, Server+Storage y Mission Critical Security Summit (MCSS) son las cinco áreas temáticas en las que se desarrolló la última edición de DCD Converged 2016, el evento anual celebrado por la plataforma global de información centrada exclusivamente en la industria del data center, DatacenterDynamics Group.

Esta edición ha culminado con más de 1.000 profesionales que se dieron cita para analizar la situación actual y futura de los centros de datos gracias a las más de 35 ponencias que corrieron de la mano de expertos como Ramón Ciurans, tech product strategics and R&D mánager de Salicru. Desarrollada dentro del área ‘Power+Cooling’, Ciurans centró su ponencia en explicar la importancia de un SAI para evitar los cortes no planificados en Data Centers.

“Dentro de las causas y costes de un data center se puede ver la importancia de un SAI y el coste que supone, que es muy elevado”, afirmó Ciurans indicando que el objetivo de un SAI no es otro que garantizar la calidad y continuidad en el suministro de energía para las cargas criticas en una instalación de alta fiabilidad.

Según el experto, para conseguir este ambicioso objetivo lo más importante es coger un sistema de alta fiabilidad y poner una atención adecuada a la instalación del SAI. Otro aspecto relevante es tener en cuenta el aumento de la eficiencia que representa las grandes ventajas para un SAI: el ahorro energético supone un ahorro económico y medioambiental y la segunda ventaja es que baja la temperatura. Asimismo, como buen SAI, debe corregir los defectos de alimentación de la red comercial de suministro de energía, como sobretensiones o huecos de tensión.

Según la norma que define los SAI's tipo VFI, tal y como apuntó Ciurans, existen dos posibles soluciones: SAI's monolíticos y modulares.

Monolíticos:

• Suele haber una gama de productos para cubrir un extenso rango de potencias.
• Cada SAI es un sistema completo de gran potencia, con lo que la redundancia ‘n+1’ suele ser con número ‘n’ muy bajo 1, 2, máximo 7.
• La sustitución o reparación del elemento suele ser muy crítica.

Modulares:

• Cada SAI es un conjunto de módulos idénticos trabajando en paralelo para dar una suma de potencias.
• Suelen ser módulos de baja potencia, con lo que la redundancia ‘n+1’ suele ser con un número ‘n’ alto (hasta 32 o 64 módulos).
• Los módulos suelen ser de fácil extracción para su sustitución en caliente ‘hot swapp’.

Tanto los SAI's monolíticos como los modulares cuentan con una serie de ventajas y de inconvenientes. En el caso de los SAI’s monolíticos, éstos cuentan con una gran oferta en el mercado de los SAI's y son muy competitivos. Sin embargo, los inconvenientes de esta tipología de SAI’s es que no tienen facilidad de mantenimiento y no cuentan con una gestión de la eficiencia del sistema.

Por el contrario, los SAI’s modulares si tienen facilidad de mantenimiento y una gestión de la eficiencia del sistema. También tienen una mayor fiabilidad y disponibilidad y un mejor encaje en entornos de Data Centers. Sin embargo, y diferencia de los monolíticos, los SAI’s modulares tienen una menor oferta en el mercado de SAI y una menor competitividad.

Los esfuerzos para mejorar la eficiencia energética de un sistema SAI modular se centran en dos aspectos fundamentales: la mejora de la eficiencia eléctrica de cada módulo y la mejora de la gestión del sistema global.

“Para mejorar el rendimiento de un sólo modulo, los fabricantes están trabajando en diversos ámbitos como en el diseño de elementos magnéticos con nuevos materiales de polvo de hierro y materiales amorfos y se está investigando con tipologías de convertidores más eficientes (multinivel, resonantes y matriciales). También hay nuevas tecnologías de baterías como LiIon o Grafeno”, señaló Ciurans.

Por otro lado, según afirmó Ramón Ciurans, para mejorar la eficiencia de la gestión del sistema global existen dos métodos:

1. Se puede hacer modo online doble conversión (más seguro y menos eficiente).
2. Mediante la gestión de otros modos de trabajo de un SAI modular para la mejora de su rendimiento:

• Modo smart-ECO. En palabras del experto, “se trata de un funcionamiento combinado entre modo offline y online en función de la calidad de la red comercial”.
• Modo filtro activo: compensación de armónicos de la carga. En este modo de funcionamiento, el trabajo en submodo ‘ECO’ añade la funcionalidad de compensación de armónicos. El rendimiento del sistema se encuentra a medio camino entre ambos modos ECO y ON-LINE.
• Gestión inteligente de los módulos: punto de trabajo de rendimiento óptimo. Según Ciurans, el rendimiento óptimo de un SAI (tanto si es monolítico como modular) se encuentra entre el 70% y el 90% de carga. Los sistemas modulares N+1, con N alto, tendrán mayor eficiencia que un sistema paralelo redundante 1+1 de SAIs monolíticos (trabajando menos del 50% cada uno).

Además de la eficiencia, otro concepto importante es la seguridad. Para incrementar la seguridad de datos que aporta un SAI a un data center hay que tener en cuenta:

1. El tiempo medio entre fallos (MTBF en sus siglas en inglés): fiabilidad.
2. A (disponibilidad)
3. Clasificación TIER del Instituto Uptime. Adaptación a niveles ‘TIER’ exigentes (III o IV).

En definitiva, y a modo de conclusión, los índices deseables en un SAI, para la seguridad de un Data Center, son los siguientes:

• λ (tasa de fallos):baja (ppm)
• MTBF: alta (horas): MTBF (sistema) = 1 / (λ (componente#1) + λ (componente#2) +…+ λ (componente#n).
• MTTR (Tiempo Medio de Reparación): bajo (horas).
• A (Disponibilidad): próxima a 1 (5 o 6 ‘nueves’).

En los sistemas modulares, la disponibilidad (A) aumenta con respecto a SAI's tradicionales, debido fundamentalmente al bajo MTTR. Contrariamente a lo que puede parecer un sistema (n+1) presenta mejor disponibilidad que un sistema (n+m) siendo m>1, debido a la criticidad de la conexión Paralelo. Una de las características de los SAI’s que mejoran todos estos índices es la eficiencia energética del SAI. Ello se consigue fundamentalmente de dos maneras:

1. Mejorando el rendimiento eléctrico de los convertidores de potencia.
2. Con una gestión inteligente de los sistemas paralelo redundantes.