北京2024年1月15日 /美通社/ -- 數據是社會發展的基礎資源。隨著數字經濟時代到來，爆發式增長的數據量為用戶生活帶來便利，也為企業智能化發展提供動力。存儲作為數據載體設備發揮著重要作用，數據存儲既要滿足當前全球數據量ZB級的高速增長需求，又要保證數據安全可靠、高效精準的存、讀、寫。數據中心"穩定的數據存力"離不開各存儲節點的平穩運行，提升數據存儲的安全可靠性，避免意外場景下的數據丟失，已成為存儲硬件平臺發展的重要挑戰。
存儲備電——數據存儲安全的保障
存儲系統采用電源單元（PSU）"X+X"冗余供電，在供電之外還配置備用電池BBU（Battery Back-Up Unit），當機房市電掉電或PSU模塊出現異常，存儲系統實時監測PSU供電狀態，并進行預判，無縫切換由備用電池BBU供電。BBU提供持續的供電能力，確保存儲系統控制器寫緩存中數據完整且安全地寫入非易失性介質（HDD、SSD硬盤），避免數據丟失。為保證數據存儲的業務連續性，機房市電意外掉電、市電恢復后能快速恢復存儲系統的業務。
隨著數據量級成倍增長、存儲業務復雜程度提升，存儲硬件平臺正朝著高密度與高性能方向發展，傳統供電備電控制策略難以滿足存儲系統的穩定性要求。高端存儲平臺從系統架構到部件性能的升級伴隨著系統整體功率提升，正常運行時存儲陣列整機功耗是上一代產品2倍，掉電時刻控制器快速降低功耗，備份數據時整機功耗仍是上一代產品2倍；單個BBU的電芯節數增加2倍才能滿足異常掉電時備份數據功耗需求。受功率密度限制，供電需求增加，PSU異常掉電維持時間會減小3/4，大功率BBU輸出啟動時間會增加3倍。因此，需要設計新的供電架構，PSU供電異常時無縫切換至BBU供電。
高端存儲性能提升，存儲備電方案挑戰升級
浪潮信息提出BBU冷備份模式無縫切換和"X+X"冗余供電控制方案：
1、PSU、BBU實現"X+X"冗余供電，三年產品生命周期內，BBU冗余供電狀態滿足兩次掉電數據備份要求；BBU非冗余供電狀態滿足存儲產品1次掉電數據備份要求。
2、相比傳統BBU熱備份供電，創新采用備用電池BBU冷備份無縫切換控制策略，滿足存儲系統高可靠性要求的同時，提高了電池的使用壽命，降低了BBU熱備份能耗和電池報廢數量，降低對環境的污染。
浪潮信息智能備電控制方案設計雙向流動充放電控制電路，BBU需要充電時，充放電模塊工作在BUCK充電模式，為BBU充電；數據備份BBU放電電壓低于一定閾值，充放電模塊工作在BOOST升壓放電模式，輸出電壓恒定。旁路放電+OR-ING線或控制電路保證PSU工作正常時BBU不為系統供電，PSU工作異常時無縫切換至BBU為系統供電。PSU為系統供電時BBU放電模塊不需要工作，降低了BBU熱備份能耗。
智能控制算法根據不同使用場景選用不同充電控制模式（預充、CC、CV）對BBU進行充放電管理，保證BBU供電時恒壓輸出，提高電池使用壽命的同時降低BBU電池報廢數量和對環境的污染。智能PID控制算法，調頻與調幅相結合，提高了充電、放電控制精度。根據負載大小選取不同控制算法，提高轉化效率，達到節能減排目的。BBU單節點供電升級成1+1冗余供電，全數字控制算法，優化現有供電鏈路偵測、備電能力評估算法，杜絕了丟失數據隱患，提高供電穩定性、可靠性。
存儲系統作為備電流程順利進行的關鍵，對BBU單元的管理至關重要，基于BBU單元自診斷的狀態信息，從以下五個方面進行智能備電狀態監測處理，并對傳統監測處理算法進行優化：
1） 定期對BBU供電鏈路偵測，模擬存儲系統供電切換流程，BBU供電鏈路異常時提前識別鏈路隱患，出現隱患時存儲系統不會下電；
2） 定期評估BBU單元備電能力，深度放電提高評估精度，判定是否滿足存儲系統備電需求，同時消除BMS采樣累積誤差；
3） 存儲系統實時讀取BBU單元電壓與電流、電芯電壓與溫度、充放電MOS管溫度，接近BMS內置閾值時異常修復，無法修復時報警處理；
4） 充電過程自動監測BBU備電能力，檢測是否滿足存儲系統一次備電需求，實時更新BBU狀態；
5）存儲系統對BBU單元BMS狀態寄存器狀態值實時監控，出現異常后智能修復，無法修復及時告警，BBU非冗余模式，進入數據備份異常處理流程。
浪潮信息BBU狀態智能診斷，提前識別供電隱患，將潛在異常的識別率提升了5倍，杜絕了數據丟失風險；問題診斷完成后，存儲系統對日志進行智能分析，準確定位如BBU電芯異常、控制模塊異常、放電鏈路異常和系統散熱異常等問題源頭。
浪潮信息秉承"極致存儲，智慧有數"的理念，深耕于存儲平臺底層硬件創新研發，全方位從源頭落實智能備電控制策略，充分發揮硬件平臺的數據備份處理優勢，實現數據存得高效、存得可靠，打造安全可靠、經濟高效、易用易管的存儲平臺。
