Neden hala veri merkezindeki sunucularda güç kaynakları kullanıyoruz?

Bilgisayarlar çalışmak için genellikle üç gerilime ihtiyaç duyar: + 12V , + 5V ve + 3,3V , hepsi DC.

Neden bu üç voltajı tüm veri merkezine ve sunucuların doğrudan kullanmasını sağlayan birkaç (artıklık) büyük güç kaynağına sahip olamıyoruz?

Dönüştürme gücü her zaman kayıp olduğundan, her sunucunun PSU'sunda her seferinde yapmaktan tek seferde yapmak daha verimli olur. Ayrıca, 12V DC'yi 120/240 AC'ye dönüştürmek yerine veri merkezinin tüm 12V şebekesine doğrudan güç vermek için 12V aküleri kullanabildiklerinden UPS'ler için daha iyi olacaklardır.

Konuşan ne hakkında Willis? Bugün çoğu sunucu için 48V PSU'lar alabilirsiniz.

12 V DC'yi orta / uzun mesafe boyunca çalıştırmak Voltaj Düşüşü çekerken, 120V AC'nin bu sorunu yoktur¹. Orada büyük kayıplar var. Yüksek voltajlı AC'yi rafa çalıştırın, oraya dönüştürün.

Uzun mesafedeki 12V ile ilgili sorun, aynı miktarda güç iletmek için daha yüksek ampere ihtiyaç duymanızdır ve daha yüksek amper daha az verimlidir ve daha büyük iletkenler gerektirir.

Açık Compute Açık Raf tasarımı bileşenlerine güç dağıtmak için bir raf içinde 12V raylar kullanır.

Ayrıca büyük UPSes 120V AC içine 12V DC açmazlar - bunlar genellikle 120V veya 240V DC sağlamak ve daha sonra ters çevirmek için serinin (ve bunlardan sonra paralel bankalar) ortayı güzel 10 veya 20 pilleri kullanan bu AC içine.

Bu yüzden evet, biz zaten özel kurulumlar için varız, ancak işleri almak için genel bir masraf var ve mal donanımı genellikle bunu desteklemiyor.

Non sequitor: ölçüm zordur .

1: Yalan söylüyorum, öyle ama DC'den daha az.

I ^ 2R kayıplarını arttırdığınız için mutlaka daha verimli değil. Gerilimi azaltın ve akımı orantılı olarak arttırmanız gerekir, ancak güç kablolarının dirençli kaybı (gerilim düşümünden bahsetmiyoruz) akımın karesiyle orantılı olarak artar. Bu yüzden daha fazla bakır kullanarak masif, kalın kablolara ihtiyacınız var.

Telcos tipik olarak -48V kullanır, bu yüzden hala AC'ye dönüşen DC seviye dönüşümünü tekrar yapmak için sunucularda - inverterlerde - güç kaynaklarına ihtiyaç duyarlar. Kablolar çok daha kalın.

Bu nedenle, verimlilik için DC'deki her şeyi çalıştırmak mutlaka iyi bir fikir değildir.

Telcos DC'yi merkez ofislerinde neredeyse yalnızca tarihsel olarak kullandı. Bilgisayarda yinelenen bir model olarak görünen şey, BT endüstrisinin DC'ye geçtiğini ve etkili bir şekilde telkoların yıllar önce icat ettiği "tekerleği" yeniden icat etmenin sadece kurs için eşit olduğunu iddia ediyorum.

Son birkaç yıl, veri merkezlerini daha verimli hale getirmek için DC gücünün kullanılmasıyla ilgili çeşitli makaleler gördü . Facebook ve Google’ın (bu son bağlantıda belirtildiği gibi) her ikisinin de büyük DC güç kullanıcıları olduğunu biliyorum. Malların barınmasının da bu yöne hareket etmesinin sadece bir zaman meselesi olduğunu düşünüyorum.

AC gücünün sağlam doğası göz önüne alındığında, zaman alacaktır.

Yukarıda işaret edildiği gibi, yüksek akım = yüksek kayıplar ve kalın kablolar.

Bir başka yasaklayıcı faktör, yüksek akımın yangın riskine yol açmasıdır; 100A'nın ark kaynağı yapmak için yeterli olduğunu unutmayın.

Temel olarak daha yüksek voltajlı AC kullanmanın nedeni, güç kaybını en aza indirmek ve tasarruf etmek istememizdir.

1. P = UI, güç (W), akım (A) ile çarpılan voltaj (V) anlamına gelir. Bir HW için biraz güce ihtiyacınız var. Gerilim için seçiminiz vardır, ancak akım buna göre değişir. Bu, hem DC hem de AC için geçerlidir. Bu, ilk soruna ve çözümüne yol açar .

2. Kayıplar, akım ve dirençle orantılıdır (U = RI). Daha fazla akım, ısı şeklinde daha fazla kayıp. Bu nedenle akımı ve kayıpları en aza indirmek için daha yüksek voltajı tercih etmeniz gerekir. Ancak HW için 3 V'a ihtiyacınız varsa ve güç kaynağı için 100 V'ı seçtiyseniz, HW girişine yakın bir noktada 100 V'ı 3 V'a dönüştürmeniz gerekir. Bu ikinci bir soruna ve çözümüne yol açar .

3. DC gerilimlerini, özellikle çok fazla kayıp olmadan dönüştürmek (aslında zordu). Aktif ve pahalı anahtarlamalı güç kaynakları kullanmamız gerekiyor. Aksine bir transformatör kullanarak AC gerilimi değiştirmek kolaydır (manyetik alan kullanarak iki basit statik bobin).

4. Önceki seçeneklere dayanan sonuç : daha yüksek voltaj kullanmak daha iyidir, bu durumda voltajın kolay dönüştürülmesini sağlamak için AC olması gerekir.

Mühendisler, belirli bir problem için elektrik maliyetlerini / arızalarını ve voltaj dönüşüm maliyetlerini karşılaştıracak ve hangisinin daha ucuz olduğunu göreceklerdir. Arızaların bu etkilerine vb. Ekleyin.

Bugün DC için voltaj dönüştürücülerinin etkin ve daha ucuz olduğunu görmeye başlıyoruz. Dolayısıyla gelecekte en iyi çözümler değişebilir.

Muhtemelen paraya kayıyor. 120VAC güç kaynakları kamyon yükü tarafından kolayca temin edilebilir, yüksek kapasiteli yumuşak 12/5 / 3.3VDC kaynak pazarı oldukça küçüktür: veri merkezlerinden çok daha fazla bilgisayar var. Diğer cevaplarda da belirtildiği gibi, herhangi bir veri merkezinin duvar fişlerine ve dönüştürücüyü bodrumda 12v koyacağı muhtemel değildir - bunun tersi olasıdır: birçok ticari bina birincil aydınlatma için bir devrede daha fazla armatür çalıştırabildiğinden, 480v kullanır. 240VAC'ı raflara çalıştırmak 12VDC'den daha anlamlı, ancak geleceğin her rafın üstünde iki büyük PSU ve bu raftaki her sunucu için 4 pimli fişler görmesini bekliyorum.