Расчёт мощности ИБП для Dell R710 и R820

В стойке работает PowerEdge R820 с двумя блоками питания по 1100 Вт. В заявку переносят 2200 Вт и получают ИБП с тройным запасом. Но в испытаниях Dell этот сервер потреблял от 403,9 до 531,5 Вт под полной нагрузкой.

Номинал блока питания показывает, сколько он способен отдать. Это не расход сервера. Для заявки нужны другие цифры: фактическая нагрузка в ваттах, полная мощность в вольт-амперах и время работы от батарей.

Ниже — расчёт для R710, R820 и пары из этих серверов. Он даёт нижнюю границу мощности ИБП, а не конкретную модель.

Блок питания на 1100 Вт не означает расход 1100 Вт #

В энергетическом паспорте Dell тестовый PowerEdge R710 оснащён двумя блоками питания по 570 Вт в схеме 1+1. Внутри — два Xeon E5620, 12 ГБ памяти и четыре диска SAS 10 000 об/мин.

Апгрейд меняет расчёт нагрузки

Эта конфигурация потребляла 114,4 Вт в простое и 241,8 Вт под полной нагрузкой. Складывать номиналы двух БП и закладывать 1140 Вт в заявку нельзя: второй блок нужен для резервирования, а не для удвоения потребления.

У R820 разница ещё заметнее. Энергетический паспорт Dell указывает два БП по 1100 Вт, но измеренная нагрузка составила:

в простое — от 118,9 до 326,4 Вт;
под полной нагрузкой — от 403,9 до 531,5 Вт.

Разброс зависит от процессоров, памяти, дисков и плат расширения. Поэтому фразы «ИБП для R820» недостаточно. Один R820 может потреблять около 400 Вт, другой — больше 530 Вт.

Обратная ошибка тоже стоит денег. Если после установки дисков, DIMM или PCIe-карт сервер потребляет больше мощности, чем способен отдать один БП, резервирование перестаёт работать. Dell прямо предупреждает об этом в руководстве PowerEdge Power Settings: при отказе одного блока оставшийся не вытянет новую конфигурацию.

Ватты и вольт-амперы проверяют отдельно #

На корпусе ИБП указаны два предела:

Вт — активная мощность, которую получает оборудование;
В·А — полная мощность с учётом коэффициента мощности.

Один предел нельзя заменить другим. ИБП на 1500 В·А может иметь допустимую активную нагрузку 900, 1000 или 1350 Вт — это зависит от модели.

Полную мощность считаем так:

В·А = Вт / коэффициент мощности

В таблицах Dell коэффициент мощности блоков R710 и R820 при полной нагрузке равен 0,99. Для примеров добавим 25% запаса на кратковременный пик и небольшой апгрейд. Это инженерное допущение, а не требование Dell.

Если Вы планируете добавить несколько NVMe, ускоритель или второй комплект процессоров, 25% может не хватить. Тогда считайте по будущей конфигурации либо измеряйте сервер после апгрейда.

R710: нижняя граница — 303 Вт и 306 В·А #

Берём измеренные Dell 241,8 Вт и добавляем запас:

241,8 × 1,25 = 302,25 Вт

Теперь считаем полную мощность:

241,8 / 0,99 × 1,25 = 305,3 В·А

После округления ИБП для тестовой конфигурации R710 должен выдерживать не менее 303 Вт и 306 В·А.

Это не универсальный норматив для любого R710. В том же энергетическом паспорте Dell приведены расчётные конфигурации с тепловыделением до 518 Вт. Сервер с большим числом DIMM, дисков и PCIe-карт нужно измерить отдельно.

R820: нижняя граница — 665 Вт и 672 В·А #

Для R820 берём наибольшую измеренную Dell нагрузку — 531,5 Вт:

531,5 × 1,25 = 664,4 Вт

Полная мощность:

531,5 / 0,99 × 1,25 = 671,1 В·А

Округляем вверх: не менее 665 Вт и 672 В·А.

ИБП с паспортом 1000 В·А и пределом 600 Вт для такого расчёта не подходит. По вольт-амперам запас есть, по ваттам — перегрузка.

Два сервера на одном ИБП: 967 Вт и 977 В·А #

Для R710 и R820 складываем их максимальные измеренные нагрузки:

241,8 + 531,5 = 773,3 Вт

Добавляем 25%:

773,3 × 1,25 = 966,6 Вт

Считаем полную мощность:

(241,8 / 0,99 + 531,5 / 0,99) × 1,25 = 976,4 В·А

Нижняя граница для пары серверов — 967 Вт и 977 В·А. Подбирать ИБП нужно по обоим ограничениям. Если нужна формула для стойки из 5–20 машин, используйте отдельный расчёт мощности ИБП для серверной.

К полученному числу добавьте коммутаторы, систему хранения и другое оборудование, которое подключите к тому же ИБП. Нагрузку каждого устройства считайте отдельно. Номиналы их блоков питания также не складывайте без проверки реального потребления.

Резервные БП меняют подключение, а не расход #

В настройках PowerEdge есть несколько режимов питания. Руководство Dell PowerEdge Power Settings описывает их так:

Not Redundant разрешает всем установленным БП одновременно отдавать мощность;
A/B Grid Redundant делит блоки между вводами A и B;
Hot Spare держит один или несколько БП в маломощном ожидании.

Для схемы A/B каждый ввод и каждый ИБП должен самостоятельно выдерживать всю нагрузку. Делить расчётные 665 Вт для R820 пополам нельзя. После отказа ввода A сервер целиком перейдёт на ввод B.

То же относится к паре R710 и R820. Если оба сервера подключены к двум независимым ИБП, каждый ИБП должен принять не половину, а все 967 Вт и 977 В·А. Иначе резервирование существует только до первого отключения.

Номинал самих серверных БП проверяют отдельно. В материале о выборе блоков питания Dell разобраны варианты на 750, 1100 и 2400 Вт.

На вводе 110 В мощность блока может снизиться #

PowerEdge 14-го поколения и новее распознают вход около 110 или 220 В. По руководству Dell, доступная мощность некоторых БП зависит от напряжения.

Блок на 1100 Вт при низком напряжении отдаёт 1050 Вт. Блок на 2000 Вт — только 1000 Вт. После переноса сервера с линии 220 В на 110 В мощности одного БП может не хватить даже для запуска.

Для российских серверных это встречается реже, чем в инфраструктуре на 110–120 В. Но ограничение нужно учесть при размещении оборудования за рубежом, подключении к нестандартной электросети или переносе сервера между площадками.

Время автономной работы нельзя получить только из мощности ИБП #

Расчёт 967 Вт и 977 В·А отвечает на один вопрос: выдержит ли ИБП нагрузку. Он не показывает, сколько минут проработают серверы.

Schneider Electric рассчитывает автономность по нагрузке и характеристикам конкретного ИБП. Две модели одинаковой мощности могут работать при 800 Вт четыре минуты или пятнадцать — из-за разной батарейной сборки и схемы преобразования.

Порядок подбора такой:

Посчитайте нагрузку с запасом.
Определите время на корректное завершение работы или запуск генератора.
Найдите эту нагрузку на таблице времени работы выбранного ИБП.
Проверьте результат по калькулятору производителя.

Не выводите минуты простым делением ватт-часов батареи на нагрузку. Такой расчёт не учитывает потери преобразования, ток разряда и порог отключения. Разницу между схемами разбирает сравнение ИБП Online, Line-Interactive и Standby.

Электроэнергию считайте по своему тарифу #

Энергетический паспорт Dell даёт для R710 диапазон 2004–4236 кВт·ч в год. Для R820 — 2083–9312 кВт·ч. Разброс настолько велик, что средняя цифра по модели бесполезна для бюджета.

Годовые расходы считаются так:

Расходы, ₽ = энергия за год, кВт·ч × тариф, ₽/кВт·ч

Например, при условном тарифе 8 ₽/кВт·ч R710 обойдётся в 16 032–33 888 ₽ в год, а R820 — в 16 664–74 496 ₽. Это пример расчёта, а не российский средний тариф. Для бюджета подставьте цену из договора энергоснабжения и добавьте расходы на охлаждение.

Замена старого сервера иногда окупается не процессорной производительностью, а разницей в электричестве и охлаждении. Но сравнивать нужно измеренные конфигурации, а не возраст моделей.

Что вписать в заявку #

Для конфигураций из испытаний Dell получаются такие нижние границы:

Нагрузка	Активная мощность ИБП	Полная мощность ИБП
PowerEdge R710	303 Вт	306 В·А
PowerEdge R820	665 Вт	672 В·А
R710 и R820 вместе	967 Вт	977 В·А

Во всех трёх строках уже учтён запас 25%. Это расчётный минимум, а не рекомендация покупать ИБП с ближайшим таким номиналом.

Перед согласованием заявки проверьте четыре пункта:

максимальное потребление Вашей конфигурации по измерителю или управляемому PDU;
предел выбранного ИБП одновременно в ваттах и В·А;
способность каждого резервного ввода принять всю нагрузку;
время работы при этой нагрузке по батарейной кривой производителя.

Если сервер уже стоит в стойке, не переносите в расчёт мощность его БП. Снимите максимальную нагрузку, разделите её на измеренный коэффициент мощности и умножьте на 1,25. После установки дисков, памяти или плат повторите замер. Остальные параметры выбора собраны в руководстве по подбору ИБП для сервера.