Dimenzovanie UPS pre AI výpočty: topológia, chémia batérií, výdrž a pasca kVA
UPS pred AI serverom je položka, pri ktorej je rozdiel medzi „urobiť to správne“ a „urobiť to lacno“ skôr o tom, čo kupujete, než o tom, koľko miniete. Jednotka 6 kVA označená ako „6000 W“ často nie je 6 kW UPS. Line-interactive za tretinu ceny double-conversion je v poriadku pre kancelársky počítač a na 4-GPU uzle občas prispeje k pádu systému.
Toto je ochrana UPS na hardvéri Kentino: 4-GPU a 8-GPU servery Kentino AI s kartami pre spotrebiteľský (RTX 5090, 4090) aj workstation segment (RTX Pro 6000 Blackwell). Krížové odkazy: W04, P01, P03, I04, P06, L05.
Prečo AI server vôbec potrebuje UPS
Nie kvôli nepretržitej prevádzke. Tréningové úlohy majú kontrolné body; inferencia sa dobehne a reštartuje. Ak napájanie vypadne na deväťdesiat minút, stratíte prácu od posledného kontrolného bodu — model, dáta aj hardvér prežijú. Čo Vám UPS kupuje:
- Riadené vypnutie. Tvrdý reštart pod záťažou je špinavá udalosť — súborové systémy uprostred zápisu môžu skončiť nekonzistentné (časť zachráni žurnál, nie však roztrhnuté kontrolné body či rozpracované zápisy do databázy). S UPS server dobehne fronty, zosynchronizuje súborové systémy, pošle SIGTERM do vLLM alebo SGLang a vypne sa cez operačný systém — na vyladenom uzle tri až päť minút.
- Prekonanie krátkych poklesov. Sieť poklesne na desiatky až stovky ms. Zvyčajne to pohltí rezerva zdroja; niekedy sa server ticho reštartuje. Horšie: GPU uvidí na pár ms podpätie na 12 V, stiahne boost, začne hlásiť ECC chyby a výstup inferencie je niekoľko minút nenápadne zlý, kým ovládač nespraví reset. Diagnostikuje sa o týždne neskôr, keď si niekto všimne, že perplexita stúpla.
- Úprava napájania. Double-conversion regeneruje výstupnú sínusovku z jednosmernej zbernice. Zdroj vidí čistých 230 V bez ohľadu na kvalitu siete.
Na čo UPS nie je: na prekonanie dlhodobého výpadku. Dimenzovaná na 5 kW po dobu desiatich minút znamená už niekoľko kVA batérií; dimenzovaná na hodinu znamená samostatnú miestnosť. Na skutočné preklenutie potrebujete generátor (P06).
Pasca kVA vs. kW
Zdanlivý výkon (kVA) je RMS napätie × RMS prúd. Činný výkon (kW) je to, čo naozaj koná prácu. PF = kW / kVA.
Pri nelineárnych záťažiach je PF < 1.0 a UPS aj tak musí dodať plné kVA. Staršie jednotky uvádzali VA pri predpoklade PF 0.6–0.8. „6 kVA“ UPS z roku 2010 môže mať reálny výkon 4 kW — odtiaľ pochádza väčšina prekvapení typu „má 6000 VA, ale vypne sa pri 4500 W“.
Moderné zdroje pre AI to menia. Aktívne PFC od zhruba roku 2010 ťahá PF na ~0.95–0.99. Zdroje v Kentino AI (Corsair AX, Seasonic PRIME, Super Flower Leadex, Supermicro CRPS) majú PF ≥ 0.97. Moderné serverové zdroje dosahujú PF ≈ 0.99, takže kVA a kW UPS sa dnes kryjú:
| Jednotka | kVA | kW | PF |
|---|---|---|---|
| APC Smart-UPS SRT 6000 / 8000 | 6 / 8 | 6 / 8 | 1.0 |
| Eaton 9PX 6 kVA Lithium | 6 | 5.4 | 0.9 |
| Eaton 9PX 11 kVA | 11 | 10 | 0.91 |
| Riello Sentinel Dual SDU 10000 | 10 | 10 | 1.0 |
| Vertiv Liebert EXM (modulárny) | 30–250 | zodpovedá | 1.0 |
| Schneider Galaxy VS | zodpovedá | 20–150 | 1.0 |
Rodiny line-interactive (Vertiv Liebert PSI5, APC Smart-UPS SMT) majú stále PF ~0.9. Pri double-conversion od 6 kVA vyššie predpokladajte kVA ≈ kW s odchýlkou do 10 % a prečítajte si technický list. Dimenzujte podľa kW a potom overte, že kVA to pokryje.
Double-conversion online vs. line-interactive
Tri triedy UPS; pre AI je správna len jedna.
Standby (offline). Prepnutie 8–25 ms, často schodovitá sínusovka. Kancelárske jednotky za €100. Preskočte.
Line-interactive. Autotransformátor na korekciu podpätia a prepätia bez prechodu na batériu. Prepnutie 2–10 ms. Vertiv Liebert PSI5, APC Smart-UPS SMT, Eaton 5PX. Pre kancelárske IT dostatočné. Pre AI výpočty nevhodné.
Double-conversion online. Záťaž beží trvalo z meniča, ktorý napája jednosmerná zbernica z usmerňovača a batérie paralelne. Pri výpadku vstupu prevezme zbernicu batéria — menič sa o tom nedozvie. Čas prepnutia nulový, výstup úplne regenerovaný. APC Smart-UPS SRT, Eaton 9PX, Vertiv Liebert GXT5/EXM, Riello Sentinel Dual SDU/SDH, Schneider Galaxy VS.
Prečo double-conversion: prepnutie za 4–10 ms zhodí zdroj pracujúci blízko menovitej kapacity (uzol Kentino AI s 5 kW pri 70 % zaťažení zdroja má rezervu ~12 ms; prepnutie za 6 ms zje polovicu a na prechodové špičky nezostane nič). Krátky pokles na 12 V sa prenesie na vstup VRM obvodov GPU — klesnú takty, objavia sa ECC chyby, občas karta vypadne zo zbernice. Moderné zdroje ATX a CRPS sú na upravenú sínusovku citlivé. Double-conversion odstraňuje všetky tri problémy.
Cena: 6 kVA double-conversion vyjde na €1500–2500; line-interactive na €700–1200. Pri serveri za €30k+ plus €5k+ na elektroinštaláciu a chladenie je tých €1000 navyše najlacnejšou poistkou, akú kúpite.
Výpočet dimenzovania: činná záťaž + rezerva
P_ups_kW = (P_server + P_network + P_workstation_critical) × 1.25
P_ups_kVA = P_ups_kW / PF_load (PF ≈ 0.97 pre AI zdroje)Koeficient 1.25 pokrýva prechodové špičky GPU (5090 na 5 ms vyskočí na 600 W) a 10 % rast.
| Zostava | Trvalé kW | × 1.25 | Min. kVA UPS |
|---|---|---|---|
| 4-GPU Kentino AI | 2.4 | 3.0 | 3 kVA |
| 4-GPU + jump host + switch | 2.7 | 3.4 | 4–5 kVA |
| 8-GPU Kentino AI | 5.0 | 6.25 | 6–8 kVA |
| 8-GPU + sieť + úložisko | 5.5 | 6.9 | 8 kVA |
| 2× 8-GPU rack | 10 | 12.5 | 15–20 kVA |
| 4× 8-GPU rack | 20 | 25 | 30 kVA modulárny |
Workstationy zvyčajne UPS nepotrebujú — operátori po minútovom výpadku jednoducho znova otvoria SSH. Sieťové prvky áno — server, ktorý prežije, ale počas vypínania sa nedostane do operátorskej siete, je na tom rovnako ako ten, ktorý zhasol. Zarátajte ToR switch a manažmentový AP.
Rozumná inštalácia: zaťažte UPS na 70–80 % menovitých kW. Pod 50 % vyhadzujete kapitál na menej efektívny pracovný bod; nad 85 % nezostáva rezerva na prechodové javy a UPS prejde do bypassu pri prvej špičke GPU.
Dimenzovanie doby zálohy
Zdvojnásobenie doby zálohy zvýši cenu batérií viac než dvojnásobne, pretože väčšie batérie potrebujú aj väčší menič.
| Prípad použitia | Cieľ | Poznámky |
|---|---|---|
| Len riadené vypnutie | 5 min | Dobehnutie, synchronizácia, vypnutie |
| Prekonanie krátkych výpadkov siete | 10 min | Pokryje ~95 % výpadkov |
| Preklenutie do nábehu generátora | 2 min | ATS + generátor = typicky 10–30 s |
| Pokračovanie inferencie počas výpadku | 30+ min | Zlá odpoveď — zaobstarajte generátor |
Pre Kentino AI mierte na 10–15 min pri trvalej záťaži. Päť minút technicky stačí na čisté vypnutie, ale nezostáva rezerva, ak sieť bliká (vypadne, na 30 s nabehne, vypadne znova). Pätnásť minút dá operátorovi čas prihlásiť sa a rozhodnúť, či výpadok prečkať, alebo vypnúť.
UPS s 6 kVA a internými batériami typicky vydrží 4–6 min. Na desať potrebujete jednu externú batériovú skriňu, na pätnásť dve. Každá skriňa stojí ~30–40 % ceny samotnej UPS. Doba zálohy je jednoznačne najväčšou cenovou pákou.
| Doba zálohy | Konfigurácia | EÚ bez DPH |
|---|---|---|
| 4–5 min | Len UPS, interné batérie | €3 000 – 4 500 |
| 8–10 min | UPS + 1× externá skriňa (VRLA) | €4 500 – 6 500 |
| 15 min | UPS + 2× externá skriňa | €6 500 – 9 000 |
| 30 min | UPS + 4× externá skriňa | €11 000 – 15 000 |
| 60 min | UPS + 8× skriňa, alebo radšej generátor | €18 000+ — generátor |
Bod zvratu pre generátor je zhruba 20–30 min pri 5 kW. Pod ním: batérie. Nad ním: generátor + menšia UPS na preklenutie (P06).
Lítium vs. VRLA: obraz roku 2026
Lítium-iónové batérie (LFP — lítium-železo-fosfát, bezpečná chémia pre stacionárne použitie) prekročili v posledných troch rokoch hranicu nákladovej efektívnosti a každý významný výrobca dnes dodáva lítiové varianty svojich strednotriednych double-conversion radov.
| Vlastnosť | VRLA | Lítium (LFP) |
|---|---|---|
| Kapitálové náklady na kWh (integrované) | €100–200/kWh | €300–500/kWh |
| Násobok kapitálových nákladov | 1× | 2–3× |
| Životnosť | 3–5 rokov | 8–10 rokov |
| Nabíjacie cykly do 80 % | 200–400 | 1500–3000 |
| Nabitie 0 → 90 % | 8–12 h | 2–4 h |
| Zastavaná plocha na kWh | 1× | 0.5–0.7× |
| Tolerovaná teplota | rýchlo degraduje >25 °C | −10 až 40 °C |
| Telemetria BMS | žiadna/základná | bohatá, po článkoch |
| TCO za 10 rokov | 1× základ | 0.5–0.65× |
TCO závisí od toho, ako rýchlo miestnosť starne VRLA. UPS v 30 °C komore spáli VRLA sadu každých 18–24 mesiacov — lítium sa vráti za dva až tri roky. V 22 °C laboratóriu môže VRLA vydržať päť rokov a lítium sa vracia na dlhšom horizonte. TCO lítia je za 10 rokov o ~35 % nižšie; niektorí výrobcovia uvádzajú 50 %.
Pre nové inštalácie nad 3 kVA je lítium predvolenou voľbou. BMS navyše znamená, že UPS vie, kedy jej batéria odchádza. VRLA má stále zmysel pri veľmi malej ochrane (1–3 kVA) a ako náhradné sady do nelítiových jednotiek.
Konkrétne voľby podľa triedy Kentino AI
Rodiny výrobcov, nie konkrétne SKU — rodiny sú stabilné, čísla modelov sa menia.
4-GPU Kentino AI (2.4 kW trvalo, 3.0 kW prechodovo): 3 kVA / 2.7 kW double-conversion, lítium. APC Smart-UPS SRT 3000, Eaton 9PX 3000, Vertiv Liebert GXT5 3000, Riello Sentinel Dual SDU 3000. Interne ~5 min — dosť na riadené vypnutie. EÚ €1 500 – 2 500 lítium, €1 000 – 1 600 VRLA. Prevediteľné 2U–3U.
8-GPU Kentino AI (5 kW trvalo, 6 kW prechodovo): 6 kVA / 5.4–6 kW double-conversion, lítium. APC Smart-UPS SRT 6000, Eaton 9PX 6000, Vertiv Liebert GXT5 6000, Riello Sentinel Dual SDH 6000. Interne 4–6 min; s jednou externou skriňou 10–12 min. EÚ €3 000 – 5 000 lítium, €2 000 – 3 500 VRLA, plus €1 000 – 2 000 na skriňu. 4U–6U.
Rack so 4× 8-GPU (20 kW trvalo): centralizovane 20–30 kVA, alebo 6 kVA na server. Centralizovane — APC Smart-UPS SRT 20000, Eaton 9PX 22 kVA, Vertiv Liebert APM, Schneider Galaxy VS 20 kW — €12 000 – 20 000 lítium pri 10-minútovej zálohe. Na server — 4× 6 kVA, spolu €16 000 – 22 000.
Centralizované riešenie je efektívnejšie (jeden menič na 96–97 % oproti štyrom na 92–94 %), zaberie menej miesta v racku a nad ~15 kW je lacnejšie na kW. Riešenie na server je odolnejšie — porucha jednej UPS zhodí jeden server. Jeden rack, jeden operátor: centralizujte. SLA na riadené služby: distribuujte.
Monitoring: SNMP, NUT, reťazec vypínania
UPS, ktorú nikto nemonitoruje, je tá, ktorá ticho neprejde kapacitným testom a klame Vám práve v deň, keď ju potrebujete. Tri vrstvy, hneď od prvého dňa.
Sieťová manažmentová karta
snmp_exporter
Záťaž, SoC, doba zálohy, teplota
- Sleduje
LB(slabá batéria) - Dobehne fronty vLLM / SGLang
- Zosynchronizuje súborové systémy
systemctl poweroff
Ročný kapacitný test. Raz ročne manuálne vybitie. < 80 % menovitej kapacity znamená koniec životnosti. Najčastejšou poruchou UPS v praxi je jednotka, ktorá hlási „batéria OK“, pričom dodá 30 sekúnd namiesto 10 minút — firmware odhaduje z nabíjacieho napätia, nie zo skutočnej kapacity. Lítiový BMS test nahrádza; pri VRLA je povinný. Pozri L05.
Pasca „zapojil a zabudol“
Tichá smrť batérie. UPS stojí tri roky. 30-sekundový autotest prejde, lebo batéria stále má 30 sekúnd. Dashboard zelený. Päťminútový výpadok, menič sa odpojí po 45 s, server tvrdo reštartuje. Batéria je mŕtva už 18 mesiacov.
Tepelné týranie. UPS v komore so 4-GPU serverom, ktorý vyhadzuje 2.4 kW, bez chladenia, celé leto 32–35 °C. VRLA starne ~2× rýchlejšie na každých 10 °C nad 25 °C — batérie s päťročnou životnosťou vydržia pri 35 °C 18 mesiacov. Lítium je tolerantnejšie, ale aj tak preferuje < 30 °C.
Náprava: naplánujte test, monitorujte teplotu miestnosti a nalepte na jednotku dátum ďalšej výmeny.
Náhľad na integráciu generátora
Nad 20–30 minút zálohy sú batérie nesprávnou cestou. Vonku 10 alebo 20 kW generátor napojený cez automatický prepínač siete (ATS). Pri výpadku siete dá ATS povel na štart, počká na stabilný výstup (10–30 s) a prepne záťaž. UPS preklenie medzeru — batéria dodá plnú záťaž ~60 s aj s rezervou. Päťminútová záloha UPS bohato stačí. Dlhodobé krytie zabezpečí palivová nádrž. P06 sa venuje generátoru, ATS a blokovaniam.
Čo urobiť ďalej
Postup pri výbere UPS:
- Sčítajte činnú záťaž. Trvalé kW servera z W04 + sieť + to, čo musí bežať počas vypínania. Workstationy vynechajte, ak nie sú výslovne potrebné. Vynásobte 1.25.
- Topológia: double-conversion online, bodka.
- Chémia: lítium pre nové inštalácie ≥ 3 kVA, VRLA len pre veľmi malé jednotky alebo náhradné sady. Na TCO sa vráti za 2–4 roky.
- Doba zálohy podľa potreby. Päť minút na riadené vypnutie, 10–15 na reálne výpadky siete, nad 20 pridajte generátor.
- Rodinu výrobcu vyberte z technického listu. APC Smart-UPS SRT, Eaton 9PX, Vertiv Liebert GXT5/EXM, Riello Sentinel Dual, pre väčšie Schneider Galaxy VS. Overte, že kVA/kW sedia, že je výstup čistá sínusovka a že je v cene SNMP karta.
- Monitoring od prvého dňa. SNMP do Promethea, NUT naviazaný na vypínací skript, prahy upozornení, naplánovaný ročný kapacitný test. UPS bez monitoringu je placebo s batériami.
- Nad dva uzly: centralizovane vs. na server. Jeden rack, jeden operátor: centralizujte. SLA na riadené služby: distribuujte.
- Umiestnite ju tepelne rozumne. ≤ 25 °C ideálne, ≤ 30 °C znesiteľné. Nie v nevetranej komore spolu so serverom.
- Zdokumentujte. Dátum inštalácie batérie, menovitá doba zálohy, dátum testu, dátum výmeny. Nálepka na jednotke, záznam v monitoringu, zápis v runbooku.
Na rovinu: väčšina hobby laboratórií s jedným serverom UPS nepotrebuje — 4-GPU vývojový stroj prečká výpadok reštartom z kontrolného bodu. Laboratóriá s dvoma servermi by ju mať mali — pravdepodobnosť výpadku v ktoromkoľvek týždni je dosť vysoká na to, aby strata produktivity prevýšila cenu UPS za pol roka. Každý, kto spúšťa tréningové úlohy dlhšie ako hodinu, UPS jednoznačne potrebuje — strata niekoľkohodinového behu kvôli podpätiu stojí niekoľkonásobok ceny UPS a stáva sa dosť často na to, aby bol výpočet zrejmý.
P06 sa venuje generátorom a výberu ATS pre lokality, kde doba zálohy ospravedlňuje ďalší krok. Krížové odkazy: W04, P01, P03, I04, L05.
Toto je súčasť Kentino Wiki, referenčnej série o AI výpočtoch, robotike a systémoch, ktoré ich prepájajú. Komentáre a opravy uvítame na info@kentino.com.