Chegou o momento de repensar os princípios de conceção dos centros de dados
Embora muitos estejam familiarizados com o termo “arquitetura Catcher” ou “arquitetura redundante de blocos”, poucos colocaram este modelo verdadeiramente à prova — algo que está prestes a mudar.
Os centros de dados atuais enfrentam inúmeros desafios: trabalham continuamente para garantir a máxima disponibilidade face a uma procura crescente, mantendo um serviço ininterrupto e assegurando fiabilidade e sustentabilidade. Estes fatores tornaram-se o novo padrão de desempenho para qualquer instalação exigente, que, além disso, procura alcançar poupanças significativas em termos de CAPEX e OPEX, através de uma distribuição elétrica otimizada — suportada pelos mais elevados níveis de resiliência.
Assim, de que forma a resiliência arquitetónica impacta o futuro da conceção e da disponibilidade dos centros de dados? E poderá um design inteligente ajudar a resolver alguns dos desafios mais complexos enfrentados por estas infraestruturas, com vista a garantir um desempenho superior a longo prazo?
Otimização da infraestrutura de centros de dados com distribuição baseada em arquitetura redundante de blocos
Ao considerar a estratégia de arquitetura do ponto de vista do design, a prestação de um serviço contínuo e fiável, bem como a eliminação do tempo de inatividade, são fundamentais – estando a disponibilidade alicerçada na resiliência da arquitetura e na otimização do TCO. Olhando para o futuro, o CAPEX e o OPEX continuam a ser fatores críticos — mas o mesmo se aplica à pegada de carbono — sendo todos influenciados pelas escolhas arquitetónicas. Do mesmo modo, a facilidade de manutenção de uma instalação será condicionada pelas decisões tomadas na fase de conceção: uma má abordagem à arquitetura de distribuição elétrica pode tornar a manutenção desnecessariamente complexa.
A resiliência tornou-se uma palavra-chave no design, sobretudo no que diz respeito à flexibilidade e à adoção de soluções modulares, dimensionadas para as necessidades atuais da instalação, mas com capacidade para escalar e adaptar-se ao longo do tempo.
Certas arquiteturas reduzem a necessidade de hardware redundante e otimizam a eficácia de utilização de energia (PUE) – permitindo instalar menos equipamento, diminuir os custos de capital e reduzir a pegada de carbono — ao mesmo tempo que simplificam a manutenção.
Uma dessas arquiteturas é a Catcher, que cumpre todos estes requisitos.
Como é que a arquitetura Catcher se enquadra nas topologias típicas de UPS?
Com a redundância tradicional 2N, um centro de dados possui o dobro da quantidade necessária de cada componente crítico, garantindo que nenhum ponto único de falha possa comprometer o funcionamento global. Mesmo no caso de falha de um componente, o sistema continua a operar sem interrupções, assegurando uma fiabilidade excecional.
Para garantir esta segurança perante manutenções não planeadas ou falhas inesperadas, o esquema elétrico exige que todos os equipamentos — geradores, inversores, UPS, interruptores — sejam redundantes. Isto implica um investimento em duplicado, tanto em termos de equipamento como de espaço físico.
Atualmente, as arquiteturas estão a evoluir no sentido de reduzir o CAPEX inicial, assegurando, ainda assim, um elevado nível de redundância através de abordagens como a redundância distribuída ou a arquitetura Catcher.
Arquiteturas distribuídas — como a 4N3 ou a 5N4 — otimizam a redundância de energia ao partilhá-la entre diferentes sistemas.
Contudo, estas soluções introduzem alguma complexidade, uma vez que a distribuição de energia até aos bastidores de TI recorre a barramentos distintos para cada fluxo de potência, o que pode traduzir-se numa instalação dispendiosa, bem como dificultar os processos de manutenção.
No exemplo da arquitetura 4N3, os quatro sistemas operam até 75% da sua capacidade em condições normais e, caso uma das fontes falhe, os três restantes conseguem continuar a alimentar as cargas de TI, garantindo continuidade de serviço.
Utilizar a arquitetura redundante de blocos – Catcher – para reduzir custos e aumentar a resiliência do centro de dados
A arquitetura Catcher permite ao utilizador final escolher de forma eficaz o nível de redundância necessário, otimizando o CAPEX do centro de dados, sem comprometer a tolerância a falhas nem a possibilidade de realizar manutenções simultâneas. Por exemplo, uma arquitetura pode incluir seis vias de alimentação normais, que podem ser carregadas até 100%, otimizando assim a taxa de utilização do centro de dados, e um ou dois fluxos de potência redundantes — prontos para assumir a carga em caso de falha de uma ou duas fontes.
A utilização de sistemas de transferência estática (STS) colocados entre a UPS e a carga permite que a carga crítica seja transferida do “percurso normal” para o percurso redundante, que entra em funcionamento (“catch”) de forma contínua (“online”), garantindo o fornecimento ininterrupto de energia à carga crítica.
«Em condições normais de funcionamento, as cargas são alimentadas pelo percurso principal. Em caso de avaria ou manutenção no percurso principal, o STS transfere automaticamente a carga para o percurso redundante. Esta filosofia de arquitetura redundante de bloco permite uma transferência sem descontinuidades do percurso normal para o Catcher. Outra opção com o Catcher é a combinação de um comutador de transferência estático com um comutador de transferência automático. Por exemplo, um dos lados da carga do cliente de TI (lado A) está ligado ao STS e o outro (lado B) ao ATS — ambos ligados aos percursos normais e redundantes. Em caso de falha no caminho normal, o STS muda primeiro, ativando os blocos redundantes, seguido pelo ATS, garantindo uma transição contínua e simultânea entre os dois percursos. Em conclusão, os lados A e B dos bastidores de TI continuarão a ser alimentados, mantendo a redundância dos servidores.»
Principais fatores a ter em conta para uma infraestrutura elétrica otimizada, com melhor TCO e maior sustentabilidade
Ao calcular os benefícios em termos de CAPEX e OPEX para os centros de dados, deve ser considerada toda a infraestrutura elétrica — desde o transformador de alta tensão até à infraestrutura de TI. A escolha do nível adequado de redundância (1 bloco redundante para X blocos normais) pode gerar poupanças significativas em termos de CAPEX e OPEX, em comparação com uma arquitetura tradicional. Por exemplo, pode eliminar-se um fluxo de potência completo: um transformador, um grupo gerador, o quadro de distribuição, uma UPS, as baterias – bem como todas as operações de manutenção associadas.
«Ao escalar, por exemplo, para 10 salas de dados, apesar de ser necessário equipamento STS para ligar o bloco redundante, continua a representar menos equipamento no total: menos transformadores e grupos geradores, menos UPS e baterias – até menos 30% de equipamento no total. Por exemplo, ao compararmos uma arquitetura Catcher com um STS único com uma conceção 2N, verificamos uma redução global do CAPEX de 42% e uma redução da área de ocupação de 38%. O resultado é uma infraestrutura elétrica altamente otimizada, com um Custo Total de Propriedade (TCO) melhorado, maior sustentabilidade e eficiência energética – tornando-se assim numa solução particularmente atrativa para centros de dados de colocação.
Validados em fábrica e comprovados no mercado, estes sistemas foram postos à prova por intervenientes de referência com vasta experiência em aplicações de centros de dados – e a lista de casos de sucesso continua a crescer a nível global.
O modelo Catcher permite otimizar a redundância ao mesmo tempo que limita os custos de investimento. Altamente flexível, é a solução ideal para responder às necessidades muito específicas e em constante evolução dos centros de dados – dando aos projetistas as ferramentas para criarem infraestruturas mais eficientes e resilientes, e marcando o momento certo para repensar os projetos com vista a garantir a sua adequação ao futuro.
Com várias centenas de megawatts de Catcher já instalados no terreno ao longo dos últimos anos, ficou demonstrada a elevada fiabilidade dos produtos STS mesmo nos ambientes operacionais mais exigentes.»
Compatibilidade comprovada entre produtos do fabricante
Por fim – e muito importante – a compatibilidade entre os produtos é essencial no que diz respeito à UPS e ao STS. Garantir que os equipamentos funcionam em harmonia, com parâmetros alinhados, permite lidar eficazmente com qualquer variação da carga de rede ou TI.
«O pacote completo UPS + STS da Socomec foi concebido para dominar esta arquitetura Catcher, assegurando total compatibilidade em todas as condições de funcionamento – incluindo variações súbitas de tensão, transições para o modo de alta eficiência da UPS e quedas de tensão.»
