باتری سرور چیست؟ بررسی انواع باتری سرور HPE از نسل G5 تا Gen12

باتری سرور یکی از قطعات مهم در سرورهای HPE ProLiant است که بیشتر کاربران تا زمانی که با خطای باتری، غیرفعال‌شدن کش RAID یا کاهش سرعت ذخیره‌سازی مواجه نشوند، به اهمیت آن توجه نمی‌کنند.

برخلاف تصور رایج، باتری سرور وظیفه روشن نگه‌داشتن کل سرور را ندارد و جای UPS را هم نمی‌گیرد. وظیفه اصلی آن، محافظت از اطلاعاتی است که موقتاً در حافظه کش کنترلر RAID قرار دارند؛ به‌خصوص زمانی که برق ناگهان قطع می‌شود.

در این مقاله انواع باتری و سیستم‌های پشتیبان کش در سرورهای HPE از نسل پنجم تا نسل دوازدهم، دلایل خرابی، نشانه‌های معیوب‌شدن، زمان مناسب تعویض، وضعیت باتری‌های تعمیری و نکات خرید و گارانتی را بررسی می‌کنیم.

باتری سرور چه کاری انجام می‌دهد؟

کنترلر RAID برای افزایش سرعت نوشتن اطلاعات از حافظه Cache استفاده می‌کند. در حالت Write Back Cache، اطلاعات ابتدا با سرعت بالا وارد حافظه کش کنترلر می‌شوند و سپس روی هارددیسک یا SSD نوشته می‌شوند.

مشکل زمانی ایجاد می‌شود که قبل از انتقال کامل اطلاعات به درایوها، برق قطع شود. در چنین شرایطی، اگر سیستم پشتیبان کش وجود نداشته باشد، بخشی از اطلاعات ممکن است از بین برود یا فایل‌سیستم آسیب ببیند.

باتری یا Energy Pack سرور به کنترلر فرصت می‌دهد که اطلاعات موجود در حافظه کش را حفظ کند یا آن‌ها را از حافظه DDR به حافظه فلش انتقال دهد. HPE توضیح می‌دهد که در سیستم‌های FBWC، باتری فقط برای مدت کوتاهی انرژی لازم جهت انتقال اطلاعات از DRAM به Flash را تأمین می‌کند؛ پس از انتقال، اطلاعات بدون نیاز به برق در حافظه فلش باقی می‌مانند. ( HPE Support )

وظایف اصلی باتری سرور

• محافظت از اطلاعات کش‌نشده در زمان قطع برق
• فعال نگه‌داشتن قابلیت Write Back Cache
• جلوگیری از افت شدید سرعت RAID Controller
• کاهش احتمال خرابی دیتابیس و فایل‌سیستم
• پشتیبانی از برخی کنترلرهای Smart Array
• حفظ عملکرد صحیح RAID در بارهای نوشتاری سنگین

تفاوت باتری سرور با باتری مادربرد

درون بیشتر سرورها دو نوع قطعه وجود دارد که ممکن است با نام باتری شناخته شوند:

باتری CMOS یا باتری مادربرد

این باتری معمولاً یک باتری سکه‌ای مانند CR2032 است و وظایف زیر را دارد:

• حفظ ساعت و تاریخ سیستم
• نگهداری بعضی تنظیمات BIOS
• حفظ تنظیمات پایه مادربرد در زمان قطع برق

خرابی باتری CMOS معمولاً باعث ریست‌شدن ساعت، تاریخ یا بعضی تنظیمات BIOS می‌شود، اما ارتباط مستقیمی با کش RAID ندارد.

باتری کنترلر RAID یا Smart Storage Battery

این باتری برای محافظت از اطلاعات داخل کش RAID استفاده می‌شود و خرابی آن می‌تواند باعث غیرفعال‌شدن Write Back Cache، نمایش خطا در POST یا iLO و کاهش محسوس سرعت ذخیره‌سازی شود.

بنابراین هنگام خرید باید مشخص شود منظور مشتری باتری CMOS است یا باتری RAID Controller.

انواع فناوری باتری و کش در سرورهای HPE

۱. BBWC؛ کش دارای پشتیبان باتری

BBWC مخفف Battery-Backed Write Cache است.

در این فناوری، اطلاعات در حافظه RAM کنترلر RAID باقی می‌مانند و باتری باید در تمام مدت قطع برق، حافظه را روشن نگه دارد. این فناوری در نسل‌های قدیمی‌تر، به‌ویژه سرورهای G5 و بخشی از G6، رایج بود.

در اسناد DL380 G5 و DL360 G5، کنترلرهایی مانند Smart Array P400i و E200i با گزینه‌های BBWC معرفی شده‌اند. (Hewlett Packard Enterprise Community)

مزایای BBWC

• افزایش سرعت نوشتن در RAID
• محافظت از اطلاعات کش در قطع برق
• سازگاری با کنترلرهای قدیمی HPE

معایب BBWC

• وابستگی زیاد به سلامت باتری
• عمر محدود باتری
• زمان شارژ نسبتاً طولانی
• خطر ازبین‌رفتن اطلاعات کش در صورت تخلیه کامل باتری
• دشوارشدن تهیه باتری سالم برای نسل‌های قدیمی

۲. FBWC؛ کش فلش‌پشتیبان

FBWC مخفف Flash-Backed Write Cache است.

در این فناوری، اطلاعات ابتدا در حافظه سریع DRAM قرار می‌گیرند. در زمان قطع برق، باتری یا خازن فقط برای مدت کوتاهی انرژی تأمین می‌کند تا اطلاعات از DRAM به حافظه فلش غیر‌فرار منتقل شوند.

برخلاف BBWC، باتری لازم نیست اطلاعات را برای ساعت‌ها یا روزها در RAM نگه دارد. HPE این موضوع را یکی از مزیت‌های اصلی FBWC نسبت به BBWC معرفی می‌کند. (HPE Support)

مزایای FBWC

• حفظ طولانی‌مدت اطلاعات در حافظه فلش
• نیاز کمتر به انرژی باتری
• اطمینان بیشتر نسبت به BBWC
• سرعت مناسب Write Back Cache
• بازیابی اطلاعات بعد از وصل‌شدن برق

این فناوری در نسل‌های بعدی، به‌خصوص از G7 و G8 به بعد، کاربرد بیشتری پیدا کرد.

۳. HPE Smart Storage Battery

در نسل‌های جدیدتر، HPE به‌جای استفاده از یک باتری جداگانه برای هر کنترلر، از یک منبع انرژی مرکزی با نام HPE Smart Storage Battery استفاده کرد.

این باتری می‌تواند انرژی موردنیاز چند کنترلر یا دستگاه را تأمین کند. در برخی پلتفرم‌ها یک باتری 96 وات قابلیت پشتیبانی از چندین دستگاه را دارد. HPE برای بعضی مدل‌های Gen11 اعلام کرده است که یک باتری 96W می‌تواند تا 24 دستگاه را پشتیبانی کند. (HPE Support)

HPE Smart Storage Battery معمولاً از نوع لیتیوم‌یون است و در ظرفیت‌ها یا توان‌های مختلف، از جمله نمونه‌های 12W و 96W، عرضه شده است.

زمان شارژ

طبق مستندات HPE:

• باتری 12W ممکن است حدود یک ساعت برای شارژ نیاز داشته باشد.
• باتری 96W ممکن است تا دو ساعت برای شارژ کامل نیاز داشته باشد.
• قابلیت‌های وابسته به کش تا زمان رسیدن باتری به شارژ کافی فعال نمی‌شوند. (HPE Support)

۴. HPE Smart Storage Hybrid Capacitor

در نسل‌های جدید، HPE گزینه‌ای با نام Smart Storage Hybrid Capacitor نیز ارائه کرده است.

این قطعه یک فناوری ذخیره انرژی بدون باتری لیتیوم‌یون است که انرژی لازم برای انتقال اطلاعات کش به حافظه فلش را فراهم می‌کند. HPE اعلام می‌کند Hybrid Capacitor برای محافظت از اطلاعات کش طراحی شده و هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی مرتبط با باتری‌های لیتیوم‌یون را کاهش می‌دهد. (Hewlett Packard Enterprise)

این فناوری فقط در سرورهای Gen10 و نسل‌های جدیدتر پشتیبانی می‌شود و قبل از نصب، سازگاری BIOS، کنترلر، کابل و مدل سرور باید بررسی شود. (Hewlett Packard Enterprise)

مزایای Hybrid Capacitor

• بدون باتری لیتیوم‌یون سنتی
• شارژ بسیار سریع
• استهلاک کمتر در بعضی شرایط
• مناسب زیرساخت‌های جدید
• کاهش نگرانی درباره فرسودگی شیمیایی باتری

نکته مهم

Hybrid Capacitor برای همه سرورها و همه کنترلرها قابل استفاده نیست. نصب آن باید بر اساس QuickSpecs همان سرور، کنترلر RAID و طول کابل موردنیاز انجام شود.

بررسی باتری سرور HPE از G5 تا G12

باتری سرور HPE G5

در نسل پنجم، کنترلرهایی مانند موارد زیر رایج بودند:

• Smart Array P400
• Smart Array P400i
• Smart Array E200
• Smart Array E200i
• Smart Array P600

در این نسل، BBWC بسیار رایج بود و باتری معمولاً به ماژول کش کنترلر متصل می‌شد. نمونه‌های قدیمی ممکن است از باتری‌های NiMH استفاده کنند. برای مثال در فهرست قطعات برخی مدل‌های ML350 G5، باتری 3.6 ولت NiMH برای مجموعه BBWC ذکر شده است. (HPE Support)

مشکلات رایج G5

• تخلیه کامل باتری بر اثر عمر زیاد
• سولفاته یا متورم‌شدن پک باتری
• خرابی کابل
• غیرفعال‌شدن Write Back Cache
• خطای باتری در زمان POST
• پایین‌آمدن سرعت RAID
• کمیاب‌شدن نمونه اصلی سالم

امروزه بسیاری از باتری‌های G5 موجود در بازار عمر بالایی دارند و باید از نظر تاریخ تولید و سلامت سلول‌ها بررسی شوند.

باتری سرور HPE G6

در نسل ششم، ترکیبی از BBWC و FBWC دیده می‌شود. نوع باتری دقیق، به مدل سرور و RAID Controller بستگی دارد.

کنترلرهای رایج:

• Smart Array P410
• Smart Array P410i
• Smart Array P411
• Smart Array P212

در بعضی کانفیگ‌ها BBWC و در بعضی دیگر FBWC قابل استفاده بود.

نکته خرید

نباید باتری را فقط با عبارت «باتری G6» خریداری کرد. باید این موارد مشخص شوند:

• مدل دقیق سرور
• مدل دقیق کنترلر
• نوع کش
• پارت‌نامبر باتری
• نوع کابل و سوکت

باتری سرور HPE G7

در G7 استفاده از کنترلرهای P410i، P411، P812 و فناوری FBWC گسترده‌تر شد.

در این نسل، باتری یا SuperCap انرژی لازم برای انتقال اطلاعات از کش به حافظه فلش را فراهم می‌کرد. به همین دلیل، خرابی قطعه پشتیبان انرژی همچنان باعث غیرفعال‌شدن Write Back Cache می‌شد، اما اطلاعات منتقل‌شده به فلش نسبت به سیستم BBWC ماندگاری بیشتری داشتند.

علائم خرابی در G7

• خطای Cache Battery
• پیغام Capacitor Status Failed
• غیرفعال‌شدن Array Accelerator
• کاهش سرعت نوشتن
• هشدار در HP Smart Storage Administrator

باتری سرور HPE G8

در Gen8، کنترلرهای زیر بسیار رایج شدند:

• Smart Array P420i
• Smart Array P420
• Smart Array P421
• Smart Array P222
• Smart Array P822

در بسیاری از این کنترلرها از FBWC و قطعه پشتیبان انرژی استفاده می‌شود. کنترلر ممکن است بدون باتری نیز سیستم را بالا بیاورد، اما در صورت نبود یا خرابی باتری، قابلیت Write Back Cache معمولاً محدود یا غیرفعال می‌شود تا خطر ازبین‌رفتن اطلاعات کاهش پیدا کند.

فعال‌کردن اجباری Write Cache بدون پشتیبان انرژی ممکن است امکان‌پذیر باشد، اما HPE هشدار می‌دهد این کار خطر ازدست‌رفتن اطلاعات هنگام قطع برق را ایجاد می‌کند. (HPE Support)

باتری سرور HPE G9

در Gen9، HPE Smart Storage Battery به‌صورت گسترده‌تری استفاده شد.

کنترلرهای رایج این نسل عبارت‌اند از:

• Smart Array P440ar
• Smart Array P440
• Smart Array P441
• Smart Array P840
• Smart Array P840ar
• Smart Array P244br

یکی از باتری‌های شناخته‌شده این نسل، Smart Storage Battery مورد استفاده برای کنترلرهای کش‌دار است. بااین‌حال پارت‌نامبر، طول کابل و محل نصب باید براساس مدل سرور بررسی شود.

مشکلات رایج G9

• خطای 313 Smart Storage Battery Failure
• Battery Shutdown Event
• قطع یا شل‌شدن کابل
• شارژنشدن باتری
• فرسودگی سلول لیتیوم‌یون
• خرابی مدار داخلی باتری
• تشخیص‌ندادن باتری توسط iLO
• غیرفعال‌شدن Write Back Cache

باتری سرور HPE G10

در Gen10، گزینه‌های زیر وجود دارند:

• HPE Smart Storage Battery
• HPE Smart Storage Hybrid Capacitor

کنترلرهای رایج:

• Smart Array P408i-a
• Smart Array P408e-p
• Smart Array P816i-a
• Smart Array E208i-a
• Smart Array E208e-p
• Smart Array SR Gen10
• برخی کنترلرهای MR Gen10

در کنترلرهای دارای کش، Energy Pack برای محافظت از اطلاعات Write Cache اهمیت دارد. Hybrid Capacitor نیز از Gen10 به بعد در مدل‌های سازگار قابل استفاده است. (Hewlett Packard Enterprise)

نمونه توان‌های رایج

• Smart Storage Battery 12W
• Smart Storage Battery 96W
• Smart Storage Hybrid Capacitor

باتری 96W برای پشتیبانی از تعداد بیشتری دستگاه طراحی شده است، درحالی‌که نمونه 12W برای تعداد محدودتری از دستگاه‌ها استفاده می‌شود. مدل دقیق باید با QuickSpecs سرور تطبیق داده شود.

باتری سرور HPE Gen10 Plus

در Gen10 Plus نیز Smart Storage Battery و Hybrid Capacitor در سرورها و کنترلرهای سازگار استفاده می‌شوند.

در مستندات کنترلرهای SR Gen10 Plus، Smart Storage Battery به‌عنوان منبع پشتیبان لیتیوم‌یون معرفی شده است. زمان شارژ باتری 96W حدود دو ساعت و باتری 12W حدود یک ساعت اعلام شده است. (HPE Support)

به‌دلیل تفاوت در شاسی، کنترلر و کابل، باتری Gen10 Plus نباید بدون بررسی پارت‌نامبر به‌جای باتری Gen10 یا Gen11 نصب شود.

باتری سرور HPE G11

در Gen11، بسته به مدل سرور و کنترلر، می‌توان از Smart Storage Battery یا Hybrid Capacitor استفاده کرد.

برای نمونه، در QuickSpecs سرور DL380 Gen11، گزینه‌های زیر دیده می‌شوند:

• HPE 96W Smart Storage Lithium-ion Battery
• HPE Smart Storage Hybrid Capacitor
• HPE 16W Smart Hybrid Capacitor

همچنین کنترلرهای دارای Cache به یک منبع پشتیبان سازگار نیاز دارند. (Hewlett Packard Enterprise)

کنترلرهای رایج G11

• HPE MR408i-o
• HPE MR408i-p
• HPE MR416i-o
• HPE MR416i-p
• HPE SR932i-p
• سایر کنترلرهای SR و MR Gen11

بعضی از کنترلرهای MR دارای کش، مانند MR408i-p و MR416i-o، به Smart Storage Battery یا Hybrid Capacitor سازگار نیاز دارند. (Hewlett Packard Enterprise)

باتری سرور HPE G12

در Gen12 نیز مفهوم Energy Pack ادامه دارد، اما نوع باتری یا خازن قابل استفاده به مدل سرور، کنترلر، شاسی و کابل وابسته است.

در بعضی مدل‌ها، قطعات و کابل‌های Gen11 و Gen12 ممکن است مشترک یا نزدیک به هم باشند؛ برای مثال در QuickSpecs مدل ML350، کیت کابل Smart Storage Battery برای Gen11 و Gen12 ذکر شده است. بااین‌حال این موضوع به معنی سازگاری عمومی همه باتری‌های Gen11 با تمام سرورهای Gen12 نیست. (Hewlett Packard Enterprise)

در صورت نمایش خطای Smart Storage Battery در Gen12، HPE مواردی مانند شارژنشدن باتری، اتصال نامناسب کابل و نیاز به بررسی یا تعویض قطعه را مطرح می‌کند. ( ماهان شبکه ایرانیان خرید سرور اچ پی )

جدول خلاصه باتری HPE از G5 تا Gen12