ИБП для ИТ-систем

Сегментация и тренды ИБП для ИТ-оборудования

Василий Мочар

Вопросы корректной сегментации рынка ИБП имеют большое практическое значение, поскольку только так можно выделить подходящее для решения требуемых задач оборудование, подобрать группу подходящих устройств, определить ключевые факторы выбора, провести конкурентный анализ, а также понять основные технологические тренды в каждом сегменте.

ИТ-оборудование – ключевой целевой рынок для ИБП

Для всего многообразия ИБП для них можно выделить три глобальных целевых рынка, каждый из которых имеет свои уникальные потребности.

Первый – инженерная инфраструктура. То есть ИБП служит как элемент, повышающий безопасность и надежность систем электрообеспечения, связи и безопасности. В самом простом варианте это небольшие устройства для датчиков контроля доступа, коммутаторов, пожарной безопасности и т. д. В наиболее серьезном – мощнейшие трехфазные системы, встроенные в сеть электропитания и запитывающие всё здание.

Второй целевой рынок – промышленное оборудование. Данный термин не совсем точный, но он обозначает, что основной функцией для соответствующих ИБП является защита определенных устройств, не относящихся к ИТ-оборудованию, но при этом не менее критичных к качеству и надежности электропитания.

Третий целевой рынок – ИТ-оборудование. Здесь ИБП отвечает за устойчивую работу этого ключевого элемента большинства промышленных, организационно-финансовых, транспортных, научных, культурно-информационных и других систем. Основная задача – обеспечить бесперебойное электропитание с заданными параметрами качества. И спектр этого ИТ-оборудования весьма широк. Сюда может быть отнесен как одиночный ПК, так и ЦОД на десятки мегаватт.

Совершенно очевидно, что задача сегментации всех ИБП слишком сложная, чтобы ее можно было рассмотреть в рамках одного обзора, поэтому сейчас мы попробуем систематизировать текущий парк моделей ИБП для рынка ИТ-оборудования. Это, пожалуй, ключевой целевой сегмент, который обеспечивает примерно 70% всех закупок ИБП (оценка ITResearch).

Технологическая сегментация рынка ИБП

ИБП, по сути, – довольно универсальное оборудование. Но одновременно есть и устройства, которые изначально «заточены» на определенное применение, о чем свидетельствуют их параметры, невостребованные в других целевых рынках. Собственно анализу соответствия совокупности определенных параметров отдельных типов ИБП потребностям различных целевых рынков – и есть цель настоящего обзора.

В то же время в рекомендациях для выбора конкретных типов устройств (а может быть и моделей) для различных потребительских задач мы будем опираться на нашу традиционную технологическую сегментацию рынка ИБП, используемую в отчетах ITResearch.

На российском рынке ИБП представлено несколько топологий аппаратов: резервные (Off-line); интерактивные (Line-interactive) и двойного преобразования (On-line).

Как показывают регулярные исследования ITResearch, количество моделей ИБП (плюс их мощностных модификаций) непрерывно растет, превысив к концу 2016 г. отметку в 900. При этом насыщенность моделями и динамика в отдельных сегментах заметно отличается (см. рис. 1). Наименее насыщенны моделями самый легкий и самый тяжелый сегменты, при этом и динамика прибавления новых моделей впечатляет в них в наименьшей степени.

Рис. 1. Динамика количества моделей в отдельных технологических сегментах.

Сопоставлять абсолютные уровни средней мощности и ее динамику крайне сложно, поскольку по группам она различается на несколько порядков. Поэтому мы ограничимся относительно динамикой (см. рис. 2). Как видно, средняя мощность самых легких устройств и аппаратов среднего класса выросла, а тяжелого класса и интерактивных с чистой синусоидой упала.

Рис. 2. Динамика средней мощности в ИБП разных классов, 2016/2007 гг.

Отдельный интерес представляет также такой параметр как «стоимость защиты» или же «удельная стоимость». Здесь имеется в виду стоимость ИБП в перерасчете на 1 кВА. В целом очевидно, что, исходя из данного атрибута, все классы можно разделить на три группы (см. рис. 3). Сразу видно, что самые доступные устройства – это Off-line и Line-interactive, AS. Защита 1 кВА нагрузки с их помощью обойдется в среднем меньше чем в 150 долл. Но есть и оборудование, с помощью которого то же самое будет стоить раз в 5 дороже: это On-line-ИБП малой и средней мощности.

Рис. 3 . Динамика удельной стоимости ИБП.

Кроме перечисленных основных систематизирующих технологических параметров у ИБП есть еще много других характеристик: управляемость, масштабируемость, время автономной работы, коэффициент мощности, уровень искажений и пр., которые могут быть очень важны в одних применениях и второстепенны в других. Все зависит от конкретной сферы применения.

Для оптимизации выбора устройств под конкретные задачи необходимо разбить весь рынок ИБП для ИТ-оборудования на подсегменты и рассмотреть ключевые эксплуатационные требования к ИБП в каждом из них.

ИТ-системы базового уровня

На нижнем уровне ИТ-систем находятся автономные ПК, как сами, так и с сопутствующей периферий. За исключением разве что лазерных принтеров, которые нежелательно подключать к розеткам, связанным с батареями, поскольку при запуске печатающие устройства потребляют очень высокую мощность, недоступную подавляющему числу ИБП начального класса.

Подобные ПК могут быть установлены как в квартирах, так и в крупных организациях, соответственно, требования к ним должны различаться. Как показал один из опросов ITResearch, основными угрозами домашние пользователи считают выход из строя оборудования и потерю информации. Сбои ПО и простои для них менее важны. Однако для корпоративных клиентов эти угрозы выходят на первый план.

В результате ключевыми факторами выбора соответствующих «индивидуальных» ИБП являются надежность, а также время автономной работы, наличие функций энергосбережения, управляемость, комплектность поставки ПО, количество и тип розеток.

Мощность устройств данного класса находится в диапазоне 300–5000 ВА, а вес в большинстве случаев ограничен 10 кг, т. е. это довольно компактное и легкое оборудование. Суммарно на них приходится почти 90% рынка ИБП в натуральном выражении (по данным ITResearch). В деньгах их суммарная доля заметно меньше, но все же они формируют весьма значимую часть рынка.

Все подобные ИБП принадлежат к одному из двух классов: резервные устройства (Off-line) и интерактивные ИБП, которые при работе от батарей выдают ток с формой аппроксимированной синусоиды (Line-interactive, AS). Различие между ними состоит в том, что вторые оборудованы системой AVR, позволяющей удерживать верхнюю и нижнюю границу входного напряжения в заданных пределах и не переходить на работу от батарей, что заметно удлиняет срок их службы.

Индивидуальное критичное оборудование

Во многих случаях небольшие организации могут обходиться одним-двумя легкими серверами, минимальным набором сетевого оборудования и NAS. В подавляющем числе случаев такое оборудование имеет мощность до 3 кВА, зачастую оно не размещено в специализированных стойках и может часто менять свое местоположение. Соответственно, ИБП приходится следовать за этим оборудованием, поэтому желательна возможность его быстрого подключения прямо к розетке.

Всё это требует довольно значительного спектра ИБП различного уровня технологичности, защиты и управляемости (здесь этот фактор уже в полной мере выходит в число основных), а также различных форм-факторов.

Вследствие этого здесь получили развитие две основные технологии: ИБП Line-interactive SIN и On-line-ИБП до 3 кВА. Они могут быть выполнены в трех возможных форм-факторах: Башня (Tower), Универсальный (Rack/Tower – RT) и Стоечный (Rack Mount – RM). Все они однофазные и обычно подключаются к электросети с помощью обычной евророзетки, т. е. не требует особо квалифицированного персонала и соответствующих сертификатов. Более продвинутые модели могут быть оборудованы внешними АКБ, что заметно увеличивает время автономной работы. Впрочем, на наш взгляд, у подавляющей части заказчиков данного оборудования вопросы непрерывности процессов не являются определяющими.

Общий тренд в данном классе – это рост коэффициента мощности вплоть до появления моделей с Power Factor равным 1. Также увеличивается доля моделей в универсальном корпусе, причем даже в товарных портфелях вендоров из нижнего ценового диапазона. Растет КПД, но в этом диапазоне мощностей это не определяющий показатель, поскольку суммарные потери энергии в целом невелики. Внедряются продвинутые системы мониторинга и управления, включая управление через планшеты или смартфоны.

Еще один очень важный тренд здесь – значительное повышение ценовой доступности ИБП данного класса. Технологии и производство в целом отлажены, и даже обычные производители способны представлять рынку весьма продвинутые устройства, при этом по очень агрессивной цене. Поэтому не исключена ситуация, когда неплохие On-line-ИБП могут предлагаться по цене ниже, чем некоторые интерактивные устройства. Стоит отметить, что именно здесь за последнее время наблюдался основной пик по представленности новых моделей: их количество за последние годы удвоилось (см. рис. 1).

В результате сейчас наблюдается определенное «перетекание» ассортимента в пользу On-line-устройств, при этом интерактивные модели оттесняются в меньшие мощности (см. рис. 2), а On-line-ИБП в среднем становятся более мощными.

Фактическим зачинателем и доминирующим игроком в этом сегменте является компания Schneider Electric с большой линейкой интерактивных и онлайн-моделей Smart-UPS (им посвящен обзор «Однофазные ИБП для критичных приложений» в текущем номере журнала на с. хх).

В сегменте интерактивных устройств весомый вклад можно отметить еще у линеек Ippon Smart Winner, а также Powercom Smart King RT SRT и Smart King Pro+ SPT.

В сегменте легких Онлайн ИБП выбор будет побольше. Здесь мы бы выделили линейки Delta RT, Ippon Innova RT, Eaton 9130, FSP KNIGHT PRO+, Powercom Vanguard RM VRT и Macan, Tripp Lite SUINT RTXL2U.

Обязательно следует отметить, что большинство моделей данного класса, в первую очередь выполненных в корпусе RT и RM, могут также с успехом использоваться в больших корпоративных системах, где устанавливаются прямо в стойки с оборудованием для дополнительного уровня защиты.

Небольшая ИТ-система

Третьим уровнем мы обозначили небольшую группу серверов и другого критичного оборудования, которое может размещаться как в стойке, так и без нее. Вместе с ним может быть также запитано несколько ПК. Это довольно характерный случай в СМБ, при этом ИБП может находиться даже непосредственно в комнате с персоналом.

Суммарная мощность таких систем находится на уровне 5–10 кВА и вполне может быть обеспечена одним однофазным ИБП башенного типа.

Помимо традиционных основных характеристик ИБП здесь уже принимают во внимание внешний вид устройства, а также исходящий от него шум, который, естественно, должен быть минимальным. Вопросы простой инсталляции так же, как в предыдущем случае, относятся к числу основных. Могут встречаться задачи, связанные с возможностью параллельного подключения (что даже реализовано в некоторых моделях), но пока это скорее экзотика.

Помимо башенного форм-фактора всё более востребованными становятся ИБП в универсальном корпусе, могут также использоваться стоечные варианты. Но это обычно более дорогие модели, что для определенных категорий покупателей (особенно мелких региональных компаний) может оказаться неприемлемым, и это необходимо учитывать. Ценовой фактор также является определенным ограничением для проникновения сюда модульных ИБП.

Многие онлайн-ИБП, упомянутые в предыдущем разделе, имеют модификации и в большей мощности, хотя зачастую это уже аппараты с совсем другой внутренней архитектурой. В целом мы бы в данном сегменте выделили семейства Delta RT, Eaton 9PX и 9SX, General Electric LP, Powercom Vanguard RM VRT, Tripp Lite SU RT3U и, конечно же, Schneider Electric SRT (на подходе и бюджетный вариант этой модели – SMK).

Серверные комнаты и мини-ЦОДы

С ростом размера организации серверное и сетевое оборудование уже выделяется в отдельное серверное помещение, чаще всего размещается в стойки и, даже если эти комплексы по своему масштабу недотягивают до звания ЦОД, фактически они требуют сопоставимого подхода к надежности и непрерывности работы.

Пока еще невысокая требуемая мощность зачастую допускает подведения напряжения лишь 220 В (а не 380 В), не говоря уже о двух независимых фидерах. Вопросы охлаждения нередко ограничиваются установкой бытового кондиционера, а то и вообще без него. Строительные работы, фальш-полы, системы управления, разграничение доступа и т. д. и т. п., – все это в серверных и микроЦОДах также или не делается вообще, или реализуется по самому минимуму.

Средние ЦОДы

Водораздел между «серверной комнатой» и ЦОДом довольно размыт, но, по нашему мнению, эту границу стоит провести где-то на уровне 50 серверов (плюс сетевое оборудование и т. д.), что составляет примерно четыре-пять стоек. Такое количество вычислительного и, соответственно, сетевого оборудования уже выходит за рамки обычной «серверной» и требует применения всего комплекса инфраструктурных мер, необходимых для обеспечения бесперебойного и безопасного функционирования достаточно большой и ответственной системы.

Исследования ITResearch позволяют оценить этот сегмент в России в 10– 15 тыс. решений, что указывает на очень большой потенциал продаж среднемощных ИБП в данный сегмент. Связано это в первую очередь с обновлением значительной установленной базы оборудования, кроме того, идет непрерывная модернизация и расширение уже существующих комплексов.

С учетом того, что в таких небольших комплексах плотность упаковки обычно невелика, среднее энергопотребление стойки составляет около 10 кВА. То есть можем считать, что мощность системы бесперебойного питания в небольших ЦОДах начинается от 40–50 кВА. Верхняя граница также довольно условна, но будем считать, что выше мощности 200–300 кВА (15–20 стоек) уже начинаются полноразмерные системы.

Поскольку в ЦОДах желательна и даже обязательна параллелизация и резервирование, в сферу нашего внимания попадают все модульные и трехфазные модели ИБП мощностью до 100 кВА. Также в ряде случаев могут применяться стоечные легкие ИБП, которые мы подробно рассмотрели выше.

Важнейшие факторы выбора здесь следующие: мощность силового блока и количество блоков в параллели; физические габариты; плотность энергии; КПД в различных режимах; возможность повышения надежности путем резервирования; простота масштабирования; развитость средств мониторинга и управления; удобство технического обслуживания; соответствие требованиям стандартов безопасности и электромагнитной совместимости с другим оборудованием. Соответственно, основные новации здесь направлены на улучшение перечисленных параметров.

Сохранение довольно высокого уровня удельной стоимости в данном классе (см. рис. 3) связан с появлением и все более активным внедрением IGBT- и модульных систем (мы можем ответственно об этом судить, поскольку в отчетах ITResearch есть статистика продаж на помодельном уровне). Они потихоньку вытесняют трансформаторные ИБП даже из субсегмента самых больших мощностей. Но такие системы несколько дороже, что и приводит к наблюдаемому тренду.

Стоит добавить, что в рассматриваемом классе ИБП при подборе оптимального решения нужно учесть множество факторов, в результате оказывается очень много существенно различающихся вариантов. И это – одна из основных причин, вынуждающая многих вендоров предлагать в классе «средних» ИБП сразу несколько моделей со схожей мощностью. Однако опасность каннибализма между ними как нигде мала. Отдельно мы их не приводим, так как все модели, перечисленные в предыдущем разделе, могут быть задействованы и здесь.

Самые большие ЦОДы

Энергопотребление в крупных ЦОДах начинается от 200 кВА и может достигать мощности в несколько десятков мегаватт. Поэтому здесь уже приходится говорить о классе «супертяжеловесов», т. е. самых мощных трехфазных ИБП с мощностным номиналом 120 кВА и более.

Полная электронная версия этой статьи доступна только для подписчиков. Для получения полной электронной версии статьи сейчас Вы можете оформить запрос.