Skip to main content

Microsoft akan 'membuang' UPS di data center

Microsoft Reinvents Datacenter Power Backup with New Open Compute Project Specification

Guest post by Shaun Harris, Principal Hardware Engineer
Microsoft has been designing, building and operating datacenters for over two decades and this experience has led to several key insights into driving efficiency at all levels of the datacenter design. This is why we chose to join the Open Compute Project (OCP) just over a year ago – to share our learnings with the community. Since joining, we have delivered the Open CloudServer (OCS) specification to the project, in addition to numerous other innovations.
 Today at the Open Compute Project (OCP) U.S. Summit, Microsoft continued its innovation with the announcement of the contribution of a novel distributed Uninterrupted Power Supply (UPS) technology, which we call Local Energy Storage (LES). We are excited to make this hardware innovation available to the OCP community so that its benefits can be realized by a broader set of IT customers.
LES offers an integrated power supply and battery combination which is fully compatible with the Open CloudServer (OCS) v2 chassis system. The new LES units are mechanically interchangeable with the previous PSUs (common slot compliant) that were announced at the time of OCS v2 launch at the OCP EU Summit in Paris last year. The IT administrator can now choose which PSU to use for a specific type of deployment, depending on existing datacenter topology and battery backup requirements.
Let’s take a deeper look at the challenges behind traditional UPS designs, the key technological innovation behind LES, and the advantages of deploying LES as a distributed power backup solution.
Challenges with traditional facility UPS power backup solutions
In a traditional datacenter environment, the UPS system is housed in large separate rooms and typically consists of a large array of flooded lead-acid batteries stringed together to provide the interim backup power for the IT load in case of utility power outages (until the generators are turned on). The graphic shows this type of traditional design with the dual redundant facility UPS. This type of traditional UPS design leads to several inefficiencies for the datacenter deployment:
  • The UPS and battery equipment room footprint accounts for 150,000 ft2 or approximately 25 percent of the total facility footprint (for a typical 25MW datacenter). Assuming a rate of $220/ft2, the UPS room construction and buildout accounts for $31 million in datacenter capex spend.
  • The power stages upstream of the IT load are comprised of AC/AC or AC/DC conversions before the delivering input voltage to the server. This type of double conversion UPS design leads to inefficiency in the power backup system which negatively impacts the Datacenter PUE by up to 17 percent. This is comprised of 8 percent set aside for battery recharge, 1 percent internal systems management and 9 percent for losses in double conversion.
  • Traditional UPS facility systems have a large failure domain that impacts availability for the entire IT load that is supported by the power backup solution. In case of UPS failures, this can lead to unexpected service outages that impact hardware availability and customer SLAs. To mitigate against this risk, datacenter designers add reserve UPS systems, coordinated power switchover systems, and safety margin to the UPS and battery systems. This creates a complicated solution for ensuring high availability power backup, which increases both the solution level capex and opex costs.
Leveraging our learnings building and managing datacenters, for the mechanical/cooling architecture, we moved to an Adiabatic based design which provided significant cost savings for the datacenter build and simplified the operational aspects. The graphic below shows the modified datacenter with the Adiabatic system, but still having the dual-redundant UPS design.
As we continued to evolve our datacenter designs for improved efficiency, we started to take a look at the power system distribution, so that we could address the various challenges highlighted above with the traditional UPS topology. The result of this research was a radical simplification to how the power solution could be designed. The key insight we had was that by completely eliminating the facility UPS and moving that capability directly into the IT load, we could not only achieve cost reductions and operational simplicity, but could open up a whole new area of architectural innovation by tighter integration of the battery system with the IT management and controls system. These observations led to the design innovations for LES, as outlined in the next section.

Key technology innovation in LES
Every server using a modern switch mode power supply unit (PSU) comes with active power factor correction, capacitive bulk storage, and an isolated DC/DC output stage. The DC/DC output stage pulls its energy from the bulk storage and maintains the proper output voltage tolerances across the blade load profile.  The LES topology reuses the PSU design and control loops (ensuring maximum leverage of already proven designs) adding only components such as batteries, battery management controller, low current isolated charger and a low current 380VDC isolated output.
The hand tool and electric vehicle industry has created a market for low cost, high performance, high quality Li-Ion cells. These same cells are used in the LES battery pack, to ensure that the LES solution can leverage industry volume economics and supply chain.
The LES design innovation takes commodity energy storage devices (batteries) and an industry proven PSU power train, fusing these together in a single package to maximize energy delivery efficiency and minimize cost overheads. LES integrates the battery in the 380VDC bulk capacitance section of the PSU.
Advantages of LES for Datacenter deployments
The simplicity of the LES design coupled with its cost structure and service model provides significant benefits for datacenter deployments.
  • Up to 5x cost reduction over traditional facility UPS, achieved by extreme simplification of the datacenter power delivery solution and moving the energy storage function to a high volume commodity supply chain.
  • Moving the energy storage local to the server eliminates up to 9 percent of the losses associated conventional UPS systems. The LES topology and lithium-ion batteries requires only 2 percent charge overhead versus conventional UPS systems (which require up to 8 percent charge overhead and 1 percent operating overhead). The net result is up to 15 percent improvement in Datacenter PUE
  • Given no requirement for a UPS or battery room, the facility footprint can be reduced by 25 percent for Datacenter build capex savings
  • Significantly improved serviceability model when compared to flooded lead-acid batteries in traditional UPS solution. LES units are hot swappable and safe upon removal, without any dangers associated with exposure to high voltage or chemicals. Distributing the battery in small power blocks delivers a ‘fail small’ system minimizing potential failure impact zones.
  • By locally integrating the energy storage devices we have enabled low latency detection and controls not possible in a conventional centralized UPS systems. The LES unit when tightly coupled with the IT management system (OCS chassis manager) can enable new architectural scenarios for utilization efficiency – such as peak shaving, trough charge, processor state control from the row distribution to server. We will release more details on these opportunities in the near future.
We are excited to share the innovative LES design with the OCP community, and will be making available all design collateral for LES as part extending the Open CloudServer (OCS) specification. If you’re at the summit, please stop by our booth (B2) to learn more about OCS and LES.
Shaun Harris
Director of Engineering, Cloud Server Infrastructure, Microsoft


Popular posts from this blog

Cara Menghitung Ampere Motor 3 dan 1 Phase dengan Rumus Daya

Sering kali, anda menjumpai motor listrik untuk menggerakan mesin pada pabrik - pabrik sekarang dan kebanyakan 85% didalam pabrik menggunakan motor listrik untuk menggerakan mesinnya. motor listrik ada 2 jenis Phase yang pertama adalah 3 phase yang di mana ada tegangan R S T sedangkan yang ke dua adalah 1 Phase dimana motor listrik hanya diberi tegangan phase dan Netral aja, contohnya seperti pumpa air dirumah.     Dari motor - motor tersebut maka anda sangat perlu untuk menghitung amperenya dimana anda membeli motor 1 phase tapi kapasitas rumah anda hanya 450 Watt saja maka anda harus menghitung motor airnya harus di bawah dari 450 Watt. Plate Motor 1 Phase  Diatas adalah name plate motor 1 phase dimana   sudah di ketahui KW dan Amperenya jika hanya di   ketahui KWnya saja bagaimana seperti berikut   menghitungya:  Diket : P : 8 KW = 8 x 1000 = 8000 Watt V : 220V Ditanya : Berapa Nilai Amperenya? Rumus daya  Motor 1 Phase: P = V x I I  = P/V Keterangan : P  : Daya ( Watt ) I   : Arus

Cara Menghitung Satuan Volt, Ampere, dan Watt

Sangat penting untuk mengetahui satuan dalam bidang yang ingin anda pahami, dalam bidang listrik untuk mengetahui satuan seperti volt, ampere, dan watt. Ketika anda tidak mengetahui satuan dari bidang listrik ini sama saja dengan tidak tahu dalam teori dasar dan anda sekarang bisa memperlajari dengan jelas dalam artikel saya berikan ini. Saya akan memberikan langkah demi langkah agar mudah untuk dipahami. Pengertian Volt (Voltage) Volt (Voltage) adalah standart satuan listrik yang menunjukan atau menerangkan sebuah nilai tegangan dalam listrik. Volt atau bisa disebut tegangan hanya bisa diukur dengan alat yang bernama voltmeter atau multitester, volt mempunyai bermacam-macam nilai tegangan dan juga tipe atau karekter yang berbeda. Volt Mempunyai 2 tipe atau karakter Volt atau tegangan listrik ini mempunyai jenis 2 tipe yaitu tegangan AC atau bisa disebut tegangan bolak-balik. kemudian tegangan DC (Direct Current) atau bisa disebut dengan tegangan searah. Untuk mengatahui apa itu tegan

Alat - Alat Fiber Optic dan Fungsinya

1. Fusion Splicer Fusion splicer atau sering dikenal sebagai alat untuk menyambungkan serat optik ini merupakan salah satu alat yang digunakan untuk menyambungkan sebuah core serat optik, dimana serat tersebut terbuat / berbasis kaca, dan mengimplementasikan suatu daya listrik yang telah dirubah menjadi sebuah media sinar berbentuk laser. Sinar laser tersebut berfungsi untuk memanasi kaca yang terputus pada core sehingga bisa tersambung kembali dengan baik. Perlu kalian ketahui, bahwa fusion splicer ini haruslah memiliki tingkat keakuratan yang cukup tinggi, hal ini ditujukan untuk menghasilkan hasil penyambungan yang sempurna, karena pada saat penyambungan tersebut akan terjadi proses pengelasan media kaca serta peleburan kaca yang akan menghasilkan suatu media, dimana media tersebut akan tersambung dengan utuh tanpa adanya celah-celah, hal ini dikarenakan media tersebut memiliki senyawa yang sama. 2. Stripper Atau Miller Sama seperti kabel - kabel yang lain, salah satunya seperti kab

Cara Menentukan Ukuran Kabel Instalasi Listrik

Dalam sebuah instalasi listrik di sebuah rumah atau bangunan, penggunaan kabel listrik haruslah diperhatikan betul. Mengingat kesalahan penggunaan dan pemasangan kabel dapat membahayakan manusia atau penghuni rumah. Dalam menggunakan sebuah kabel ini dari anda harus tahu jenis kabel yang akan di pasang, berapa ukuran kabel listrik, luas penampang maupun panjang kabel listrik. Ukuran Kabel Listrik Seperti yang kita ketahui bersama bahwa fungsi sebuah kabel listrik adalah untuk menghantarkan arus listrik dari sumber listrik menuju beban daya suatu alat listrik. Yang dimaksud dengan ukuran kabel lisrik adalah luas penampang kabel . Sehingga setiap ukuran kabel listrik akan menggunakan satuan mm2 . Mengapa menggunakan ukuran kabel yang tepat sangat penting ? karena kesalahan dalam penentuan ukuran kabel dapat menyebabkan resiko yang fatal. Beberapa kode yang sering ditemukan pada sebuah kabel listrik yaitu : 1 X   1,5 mm 1 X   2,5 mm 2 X   1,5 mm 2 X   2,5 mm Keterangan : Angka sebelum kal

Fungsi dan Cara Setting MCCB ( Moulded Case Circuit Breaker )

Mengulas lebih dalam tentang MCCB - dunia listrik sangat banyak sekali peralatan listrik sebagai pengaman untuk keselamatan dari bahaya listrik maupun untuk mengamankan sebuah motor dan peralatan listrik lainya dari bahaya short circuit. Apa itu MCCB ? MCCB adalah singkatan dari Moulded Case Circuit Breaker, sebagai pengaman terjadinya hubung singkat short circuit dan beban lebih overload agar tidak terjadinya kerusakan pada motor listrik maupun kebakaran yang disebabkan oleh short circuit yang selalu menimbulkan bunga api. MCCB biasanya digunakan oleh industri karena MCCB hanya untuk pengaman listrik 3 phase, dan motor listrik industri juga menggunakan listrik 3 phase, jadi jika anda ingin bertemu apa itu namanya mccb dan dan digunakan untuk apa mampir deh pabrik terdekat dan minta tolong untuk dilihatkan apa itu mccb. Pole MCCB Mccb memiliki macam – macam pole: 1 Pole, 2 Pole, 3 Pole, 4 Pole Mccb memiliki macam – macam kA: 36kA, 50kA, 85kA, 100kA Karakter MCCB - Hanya menggunakan 3 p

Perbedaan Antara KW, KVA, KWH, KVAr

Apa definisi KVA, KW, Watt, KWH, KVar, dan apa perbedaannya? Mungkin kita pernah menjumpai satuan listrik yang terkadang ditulis dengan menggunakan Watt, KW, atau KVA, Dan ini sering menjadi pertanyaan bagi kita, apa sebenarnya perbedaan satuan KW dan KVA, dan berapa 1 kVA, atau mungkin berapa itu 1 KVA KW? Selain itu kita juga sering mendengar istilah KWH, maka pertanyaannya, 1 KWH berapa Watt, atau 1 Kw berapa KWH? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, berikut penjelasan mengenai apa yang dimaksud dengan KVA, KW, Watt, KWH, Kvar, dan apa perbedaannya. Apa yang dimaksud dengan KVA, KW, KVAr, dan KWH? Dalam listrik tiga fasa, terdapat 3 jenis daya listrik yang disebut juga dengan segitiga daya, yaitu: Daya Semu (KVA) Daya Aktif (KW) Daya Reaktif (KVAr) KVA KVA (Kilo Volt Ampere) untuk daya listrik yang tidak terlalu besar biasanya cukup menggunakan satuan daya VA (Volt Ampere). 1 KVA = 1000VA KVA adalah satuan daya listrik yang diperoleh dari perhitungan rumus daya, atau biasa disebut de

10 Virtual appliances yang memudahkan pekerjaan Anda.

10 virtual appliances that can simplify your job By  Jack Wallen September 27, 2012, 10:43 AM PDT Takeaway:  If you’ve never worked with virtual appliances, you owe it to yourself to check them out. Here are 10 good ones that will give you an idea of what they can do for you. When you need to quickly deploy a server or test a server-based application, one of the best means of doing so is by using a virtual appliance. A virtual appliance is essentially a prebuilt virtual machine of a configured server that offers any number of features or services. There are virtual appliances for ERP, CRM, file serving, groupware, and just about every type of server you can think of. You can download complete operating systems or powerful services built on top of full-blown server OSes. I have rounded up 10 of my favorite turnkey solutions, which you can download and load up into your favorite virtual machine host to deploy or test. Since there are hundreds upon hundreds of these types o


Pengertian Panel Listrik Panel listrik adalah suatu benda berbentuk kubus dengan berbagai ukuran ataupun bervariasi dengan sebelah sisi dibuat lubang selebar hampir sama dengan belakangnya, dan nantinya di baut penutup seperti daun pintu agar bisa dibuka dan ditutup, dan didalam panel tersebut terdapat papan yang dikaitkan dengan sisi belakang pintu di pakai baut yang nantinya papan tersebut dapat dilepas dan dipasang kembali. Pada umumnya panel listrik adalah terbuat dari plat besi dengan ketebalan 0,5 – 1 mm. Biasanya disesuaikan dengan ukuran atau besarnya panel, dan nantinya papan tersebut yang akan digunakan tempat pemasangan komponen-komponen listrik. Fungsi Panel Listrik Fungsi dari panel listrik adalah untuk menempatkan komponen listrik sebagai pendukung dari mesin-mesin listrik agar bisa beroperasi  sesuai dengan prinsip kerja dari mesin listrik itu sendiri. Untuk mengamankan komponen listrik supaya terlindungi dari pengaruh di sekelilingnya. Untuk menata komponen atau rangkai

Jenis Kabel Listrik beserta Fungsi dan Gambarnya

Berbicara mengenai kabel listrik tentu sangat luas sekali. Kabel listrik sendiri merupakan komponen yang memiliki peran vital dalam berbagai peralatan elektronik yang kita gunakan sehari-hari. Dari kegunaannya, jenis-jenis kabel listrik ini sangat banyak dan beragam. Pemakaian jenis kabel pun harus tepat agar tidak menyebabkan konsleting listrik. Untuk itu penting sekali mengetahui jenis jenis kabel listrik berikut ini. Kabel listrik Kabel listrik merupakan sebuah komponen konduktor yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke benda-benda atau peralatan yang membutuhkan energi listrik agar dapat bekerja. Meskipun jenis-jenis kabel listrik sangat banyak, tetapi pada umumnya setiap kabel listrik terdiri dari dua bagian utama, yakni bagian isolator dan bagian konduktor. Bagian-bagian Kabel Listrik Pada kabel listrik, bahan isolator merupakan bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Pada isolator terdiri dari pembungkus kabel yang memiliki fungsi sebagai pelindung (agar tid

Selector Switch

 Sebuah panel listrik di dalamnya terdapat berbagai macam komponen listrik yang bernama Selector Switch. Biasanya diletakan pada pintu panel listrik dan mudah dilihat dan di operasikan oleh operator. Selector Switch adalah sebuah komponen listrik yang berada diluar panel listrik yang berfungsi sebagai Memilih mode atau merubah arah arus listrik Yang bekerja dengan memutar kanan atau kirim dari selector switch. Prinsip Kerja Selector Switch Ketika Selector Switch diputar kenan yang semulanya ada di kiri maka arus akan mengalir menuju kekontak N/O atau N/C dari selector Kanan. Selector istilahnya memilih tetapi dalam komponen listrik selector berfungsi untuk memindahkan Arus listrik dari kontak block menuju ke kontak block lainya. Selector Switch Memiliki 4 Tipe Kontak Dengan bergunanya Selector Switch sebagai memilih atau mengaktifnya sebuah interlock ( Enable / Disable ) Maka tipe dari Selector Switch memilih beragam kontak dan sistem kerja. Berikut daftar 4 Tipe dari Selector Switch :