Чому ми все ще використовуємо джерела живлення на серверах центрів обробки даних?

Для роботи комп'ютерів в основному потрібні три напруги: + 12 В , + 5 В і + 3,3 В , всі вони постійного струму.

Чому ми не можемо мати лише кілька (для надмірності) великих джерел живлення, що забезпечують ці три напруги для всього центру обробки даних, і сервери, що безпосередньо використовують його?

Це було б ефективніше, оскільки при перетворенні енергії завжди є втрати, ефективніше це робити одноразово, ніж це робити кожного разу в блоці живлення кожного сервера. Крім того, буде краще для ДБЖ, оскільки вони можуть використовувати батареї 12 В для прямого живлення всієї 12 В сітки центру обробки даних, а не перетворювати 12 В постійного струму в 120/240 змінного струму, що є досить неефективним.

Що говорити про Вілліса? Сьогодні ви можете отримати 48В живлення для більшості серверів.

Під час напруги 12 В постійного струму на середньому / великому відстані страждає від падіння напруги , тоді як у 120 В змінного струму немає цієї проблеми have Великі втрати там. Виконайте високу напругу змінного струму до стійки, перетворіть туди.

Проблема з 12 В на великій відстані полягає в тому, що вам потрібна більша сила струму для передачі такої ж потужності, а більш високий струм струму менш ефективний і вимагає великих провідників.

Конструкція Open Compute Open Rack використовує рельси 12В всередині стійки для розподілу потужності на компоненти.

Крім того, великі UPSes не перетворити 12V DC в 120V AC - вони зазвичай використовують 10 або 20 батарей зачепили послідовно (і потім паралельно березі тих) , щоб забезпечити 120V або 240V DC , а потім інвертувати , що в змінний струм.

Так, так, ми вже готові до встановлення на замовлення, але є досить непогашені витрати, а товарне обладнання зазвичай цього не підтримує.

Не послідовник: вимірювати важко .

1: Я брешу, це так, але менше, ніж DC.

Це не обов'язково більш ефективно, оскільки ви збільшуєте втрати I ^ 2R. Зменшіть напругу, і вам доведеться пропорційно збільшувати струм, але питомі втрати (не кажучи вже про падіння напруги) силових кабелів збільшуються пропорційно квадрату струму. Таким чином, вам потрібні також масивні, товсті кабелі, використовуючи більше міді.

Telcos зазвичай використовують -48V, тому вони все ще потребують джерел живлення на серверах - інверторах, щоб здійснити перетворення рівня постійного струму, що є перетворенням в змінного струму, а потім знову. Кабелі набагато товщі.

Тому не обов'язково чудова ідея запустити все на постійному струмі для підвищення ефективності.

Telcos використовували DC у своїх центральних офісах майже виключно, історично. У тому, що, здається, є повторюваною схемою в обчисленні, я б стверджував, що ІТ-індустрія, що рухається до постійного струму, і, фактично, переосмислює "колесо", яке telcos вже винайшов років тому, - це лише однаковий курс.

В останні кілька років в різних статтях говорилося про використання постійного струму для підвищення ефективності центрів обробки даних . Я знаю, що Facebook і Google (як посилається на цьому останньому посиланні) - великі користувачі постійного струму. Я думаю, що лише питання часу, коли товарний хостинг також рухатиметься в цьому напрямку.

Враховуючи закріплений характер живлення змінного струму, знадобиться час.

Як зазначено вище, високий струм = великі втрати та товсті кабелі.

Іншим фактором, що забороняє, є те, що високий струм призводить до пожежонебезпеки; пам’ятайте, що 100A достатньо для дугового зварювання.

В основному причиною використання змінного струму підвищеної напруги є те, що ми хочемо мінімізувати втрати електроенергії та заощадити.

1. P = UI, означає, що потужність (W) - це напруга (V), помножене на струм (A). Вам потрібна деяка потужність для ГВ. У вас є вибір напруги, але струм буде змінюватися відповідно. Це справедливо як для постійного струму, так і для змінного струму. Це призводить до першої проблеми та її вирішення .

2. Втрати пропорційні струму та опору (U = RI). Чим більше струм, тим більше втрат у вигляді тепла. Тому вам потрібно віддавати перевагу більш високій напрузі, щоб мінімізувати струм і втрати. Але якщо вам потрібно 3 В для ГВ і вибрати 100 В для живлення, то вам потрібно перетворити 100 В на 3 В у точці, близькій до входу HW. Це призводить до другої проблеми та її вирішення .

3. Перетворити напруги постійного струму, особливо без зайвих втрат, важко (насправді це було). Нам потрібно використовувати активні та дорогі джерела живлення з комутацією. Навпаки, змінити напруги змінного струму легко, використовуючи трансформатор (дві прості статичні котушки, використовуючи магнітне поле).

4. Висновок на основі попередніх варіантів : краще використовувати більш високу напругу, яка тоді повинна бути змінного струму, щоб дозволити легке перетворення напруги.

Інженери порівняють витрати електричних втрат / збоїв та вартість перетворення напруги для конкретної проблеми, а потім побачать, що дешевше. Додайте до цього впливу відмов тощо.

Сьогодні ми починаємо бачити перетворювачі напруги для постійного струму, які є ефективними та менш дорогими. Тож найкращі рішення можуть змінитися в майбутньому.

Це, швидше за все, зводиться до грошей. Джерела живлення 120В постійного струму легко доступні навантажувачем, ринок плавного постачання 12/5 / 3.3В постійного струму великої ємності досить малий: там набагато більше одиничних комп'ютерів, ніж центри даних. Як згадується в інших відповідях, малоймовірно, що будь-який центр обробки даних поставить настінні розетки 12 В, а перетворювач у підвал - швидше навпаки: велика кількість комерційних будівель використовує 480В для первинного освітлення, оскільки вони можуть працювати набагато більше світильників на одному контурі. Підключення 240VAC до стелажів має більше сенсу, ніж 12VDC, але я очікую, що майбутнє побачить два великих блоку живлення у верхній частині кожної стійки та 4-контактні штепсельні розетки для кожного сервера в межах цієї стійки.