數據是社會發(fā)展的基礎資源。隨著數字經濟時代到來，爆發(fā)式增長的數據量為用戶生活帶來便利，也為企業(yè)智能化發(fā)展提供動力。存儲作為數據載體設備發(fā)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(wěn)定的數據存力”離不開各存儲節(jié)點的平穩(wěn)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(fā)展的重要挑戰(zhàn)。

存儲備電

數據存儲安全的保障

存儲系統(tǒng)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(tǒng)實時監(jiān)測PSU供電狀態(tài)，并進行預判，無縫切換由備用電池BBU供電。BBU提供持續(xù)的供電能力，確保存儲系統(tǒng)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(yè)務連續(xù)性，機房市電意外掉電、市電恢復后能快速恢復存儲系統(tǒng)的業(yè)務。

隨著數據量級成倍增長、存儲業(yè)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(fā)展，傳統(tǒng)供電備電控制策略難以滿足存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求。高端存儲平臺從系統(tǒng)架構到部件性能的升級伴隨著系統(tǒng)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(jié)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(zhàn)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(tài)滿足兩次掉電數據備份要求；BBU非冗余供電狀態(tài)滿足存儲產品1次掉電數據備份要求。

2. 相比傳統(tǒng)BBU熱備份供電，創(chuàng)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(tǒng)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(huán)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(tǒng)供電，PSU工作異常時無縫切換至BBU為系統(tǒng)供電。PSU為系統(tǒng)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(huán)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(jié)能減排目的。BBU單節(jié)點供電升級成1+1冗余供電，全數字控制算法，優(yōu)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(wěn)定性、可靠性。

存儲系統(tǒng)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(tài)信息，從以下五個方面進行智能備電狀態(tài)監(jiān)測處理，并對傳統(tǒng)監(jiān)測處理算法進行優(yōu)化：

1.定期對BBU供電鏈路偵測，模擬存儲系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)備電需求，同時消除BMS采樣累積誤差；

3.存儲系統(tǒng)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(jiān)測BBU備電能力，檢測是否滿足存儲系統(tǒng)一次備電需求，實時更新BBU狀態(tài)；

5.存儲系統(tǒng)對BBU單元BMS狀態(tài)寄存器狀態(tài)值實時監(jiān)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(tài)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(tǒng)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(tǒng)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(chuàng)新研發(fā)，全方位從源頭落實智能備電控制策略，充分發(fā)揮硬件平臺的數據備份處理優(yōu)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。