Analisadores de potência no contexto do aumento da demanda por servidores de dados e centros de dados - a importância da medição precisa de potência:

À medida que o processo de digitalização avança a um ritmo rápido, o volume de dados cresce exponencialmente, impulsionando a crescente demanda por centros de dados e expandindo ainda mais o seu papel na infraestrutura de armazenamento de dados. Ao mesmo tempo, o aumento das regulamentações de proteção climática e os requisitos de poupança de recursos também apresentam um duplo desafio: melhorar o desempenho total da infraestrutura de TI, por um lado, e aumentar sua eficiência energética, por outro. Este desafio abrange desde o fornecimento de energia em todo o centro de dados, a distribuição de energia em salas individuais até o nível de servidores e componentes, afetando tanto os fabricantes de componentes quanto os operadores do centro de dados. Neste contexto, a medição precisa da potência torna-se cada vez mais essencial para garantir a eficiência energética, a confiabilidade operacional e a viabilidade econômica. Para responder a essa necessidade, oferecemos equipamentos e soluções de medição adaptados às necessidades da indústria.

Patrick Fuchs, Diretor de Desenvolvimento de Negócios da ZES ZIMMER Electronic Systems GmbH

O último relatório sugere que a demanda por data centers continuará a crescer em 2025. De acordo com a JLL Research, a construção de centros de dados com uma carga total de conexão de 10 GW será iniciada em todo o mundo, dos quais 7 GW deverão ser concluídos dentro do ano. Isso gerou uma enorme demanda por energia, enquanto ainda é necessário cumprir os objetivos globais de proteção climática e os compromissos de poupança de recursos. Embora as discussões sobre as fontes de energia ainda sejam controversas, a indústria concorda geralmente com a necessidade de melhorar a eficiência energética dos centros de dados. Este artigo explorará este tema fundamental e analisará quais áreas de aplicação principais permitem medições precisas de potência e energia para responder eficazmente aos desafios regulamentares, econômicos e ambientais dos centros de dados modernos.

Energia e sistemas de alimentação ininterrupta para servidores de dados: foco na eficiência energética

A alimentação do servidor, que abrange níveis de baixa potência a alta potência, desempenha um papel fundamental na determinação do consumo de energia, do aquecimento e dos custos operacionais dos centros de dados. O design cada vez mais compacto impulsiona uma maior densidade do sistema e aumenta a confiabilidade através de unidades de alimentação redundantes. Como resultado, os operadores de centros de dados estão cada vez mais inclinados a adotar soluções de energia que cumpram padrões de alta eficiência energética.

Nos Estados Unidos, a certificação ENERGY STAR exige que a fonte de energia do servidor atenda ao mínimo ao padrão de certificação 80 PLUS Silver. Para manter a tecnologia avançada, os fabricantes de energia estão constantemente inovando em eletrônica de potência, buscando alcançar ou ultrapassar certificações mais elevadas, como o 80 PLUS Titanium P, com eficiência máxima de até 96% sob 50% de carga.

Para atender às necessidades de medição de eficiência nas fases de desenvolvimento e teste, oferecemos os analisadores de alta precisão da série LMG600, amplamente utilizados para avaliar, otimizar e validar a eficiência energética de produtos de energia. O foco dos testes é avaliar a relação entre a potência de entrada e saída em diferentes condições de carga. Como mostrado no gráfico abaixo, um esquema para medir a eficiência da fonte de energia do servidor usando o analisador de potência LMG641.

Para atender às necessidades dos diferentes objetos de medição em termos de precisão, largura de banda, taxa de amostragem, largura de banda estreita e largura de banda sincronizada, oferecemos os seguintes canais de medição de alto desempenho:

Canal LMG600 B: para medições gerais, precisão ± (leitura de 0,05% da leitura + alcance de 0,02% da escala), largura de banda de 500 kHz, taxa de amostragem de 150 kS/s

☆ Canal LMG600 S: para medições de banda larga de alta precisão e otimização da precisão DC, precisão ± (leitura de 0,015% das leituras + alcance de 0,01%), largura de banda de 10 MHz, taxa de amostragem de 1,21 MS/s

Os analisadores de potência da série LMG600 suportam configurações modulares desses canais para medições monofásicas ou multifásicas com intervalos de medição de até 32 A (rms) e 1000 V (rms).

Para aplicações de alta corrente, oferecemos sensores de corrente de alta precisão da série PCT que suportam medições de milhares de amperes para avaliações de eficiência energética em fontes de energia de alta potência e baterias UPS de grande capacidade.

Certifique-se de que os servidores de dados estão em conformidade com as regulamentações – O LMG Test Suite ajuda no caminho para a conformidade

Os governos e organizações regionais estabelecem metas de eficiência energética a nível nacional ou da UE e promovem a elaboração de padrões e regulamentos em conformidade com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável locais. Os centros de dados e servidores devem operar o mais eficientemente possível em termos energéticos e climáticos para garantir a conformidade. Por exemplo, os servidores de dados instalados pela UE exigem uma declaração de conformidade CE em conformidade com a norma EMC (EN/IEC 61000-3) e a norma de medição do consumo de energia (EN 50564).

Para garantir a conformidade da certificação, é necessário realizar testes confiáveis. O nosso software LMG Test Suite para o analisador de potência LMG600 permite realizar testes de conformidade no PC para avaliar parâmetros-chave, incluindo harmonia, fator de potência, flutuações de tensão e consumo de energia em espera:

EN/IEC 61000-3-2 / -12 (limite de harmonia)

EN/IEC 61000-3-3 / -11 (flutuação de tensão e piscar)

IEC 62301 / EN 50564 (consumo de energia em espera)

O analisador de potência LMG600 cumpre as normas de teste de harmonia (EN/IEC 61000-4-7) e de piscar (EN/IEC 61000-4-15). Ao mesmo tempo, oferecemos canais de medição dedicados de alta precisão para testes de conformidade:

Canal LMG600 C: projetado para testes de conformidade de 50/60Hz, precisão ± (leitura de 0,03% da leitura + alcance de 0,01%), largura de banda de 10 kHz, taxa de amostragem de 150 kS/s

Otimizar a eficiência energética do sistema em execução de servidores: benchmark SPECpower

Para processar grandes quantidades de dados de forma rápida e confiável, os servidores geralmente usam uma estrutura de CPU multi-núcleo. À medida que a carga de cálculo muda, a eficiência de energia também muda, o que faz com que a eficiência energética de todo o sistema flutu com o padrão operacional. Eficiência energética é geralmente expressa como o desempenho do sistema por watt, ou seja, desempenho por watt.

Para otimizar continuamente a eficiência operacional do sistema, os gerentes de centros de dados precisam selecionar e validar o hardware do servidor com base nas características da carga, aumentando a média do consumo de energia durante o ciclo de trabalho real. Para isso, o Comitê SPECpower da SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation) lançou o benchmark SPECpower_ssj2008 para avaliar de forma padronizada o desempenho energético dos servidores sob diferentes cargas.

Os analisadores de potência da série LMG600 da ZES ZIMMER são um dos equipamentos suportados pela certificação SPEC. Defina o esquema abaixo para medições representativas.

Os resultados do teste de referência do LMG611 podem ser usados como base para avaliar os níveis atuais de eficiência energética e relatar aos reguladores nacionais. Na Alemanha e em toda a União Europeia, este resultado se aplica especialmente às declarações obrigatórias de consumo de energia dos centros de dados, ou seja, ao Registo de Eficiência Energética dos Centros de Dados. Com os testes de referência SPECpower e os nossos analisadores de potência da série LMG600, os operadores de centros de dados têm um conjunto de soluções de medição comprovadas para atender de forma eficiente a todos os requisitos de conformidade regulamentar.

Transformadores de alta eficiência: aumento do PUE através da redução do consumo de energia

A carga dos centros de dados geralmente apresenta características não lineares (como servidores, PDUs de unidades de distribuição, conversores de frequência, etc.), o que representa um desafio para os transformadores conectados à rede elétrica. Se a corrente armônica não é efetivamente suprimida, a taxa de carga do transformador aumenta e a eficiência operacional diminui, afetando o indicador de eficiência energética do centro de dados PUE (Eficiência de Uso de Energia).

Aumentar cegamente a capacidade do transformador não é econômicamente viável, mas aumenta a perda de carga vazia. Consequentemente, regulamentos como o DOE 2016 (Departamento de Energia dos EUA) e a Diretiva Ecodesign Tier 2 da UE já exigem transformadores de alta eficiência (por exemplo, com núcleos de ferro de liga não cristalina, com resistência harmônica K-13). Estes transformadores são eficientes em mais de 99,5% na faixa de carga de 50% a 75% e inibem eficazmente os harmônicos.

Esse baixo consumo de energia exige muito do equipamento de teste. O analisador LMG671 da ZES ZIMMER (com canal A ou S) oferece a precisão de medição, largura de banda e capacidade de análise armônica necessária. Além disso, sua interface PSI conecta sensores de temperatura, compensa a derivação térmica em testes de curto-circuito do transformador (para medição de perdas de cobre) e automatiza o processo de teste através do editor de scripts incorporado.

Também oferecemos sensores de corrente e tensão de alta precisão, como os sensores de corrente da série PCT e os divisores de alta tensão HST, que suportam medições de potência de centenas de kVA a vários MVA

conclusão

No contexto atual do aumento do consumo de energia dos centros de dados e servidores e das exigências regulamentares cada vez mais exigentes, a medição precisa da potência tornou-se um elemento fundamental para melhorar a eficiência energética e a conformidade dos sistemas. Usando os analisadores de potência da série LMG600 da ZES ZIMMER e seus acessórios, os fabricantes e desenvolvedores de fontes de alimentação, unidades de distribuição de energia e transformadores de alta eficiência podem otimizar o desempenho e verificar a eficiência energética com base em resultados de medição de precisão.

Desde testes de conformidade com padrões como 80 PLUS, ENERGY STAR, DOE 2016 e Ecodesign da UE até avaliações padronizadas de eficiência energética SPECpower, nossa plataforma de teste oferece soluções abrangentes para os operadores de centros de dados para otimizar a eficiência operacional dos servidores e cumprir suas responsabilidades de declaração de consumo de energia.

A combinação dos analisadores de potência da série LMG600 com o software LMG Test Suite não só garante o cumprimento de todos os padrões de eficiência energética, mas também apoia os centros de dados em uma direção verde, sustentável e econômicamente viável.