Tại sao chúng ta vẫn sử dụng nguồn điện trên các máy chủ trung tâm dữ liệu?

Máy tính chủ yếu cần ba điện áp để hoạt động: + 12V , + 5V và + 3,3V , tất cả đều là DC.

Tại sao chúng ta không thể có một vài nguồn cung cấp năng lượng lớn (dự phòng) cung cấp ba điện áp này cho toàn bộ trung tâm dữ liệu và các máy chủ trực tiếp sử dụng nó?

Điều đó sẽ hiệu quả hơn vì năng lượng chuyển đổi luôn có tổn thất, sẽ hiệu quả hơn khi thực hiện một lần duy nhất so với thực hiện mỗi lần trong PSU của mỗi máy chủ. Ngoài ra, sẽ tốt hơn cho các UPS vì họ có thể sử dụng pin 12 V để cung cấp năng lượng trực tiếp cho toàn bộ lưới điện của trung tâm dữ liệu thay vì chuyển đổi DC DC thành 120/240 AC khá kém hiệu quả.

Chuyện gì đang xảy ra với Willis? Bạn có thể nhận được 48U PSU cho hầu hết các máy chủ hiện nay.

Chạy DC DC trên quãng đường trung bình / dài bị sụt điện áp , trong khi AC 120V không gặp phải vấn đề này¹. Thiệt hại lớn đấy. Chạy điện áp cao AC đến giá đỡ, chuyển đổi nó ở đó.

Vấn đề với 12V trên quãng đường dài là bạn cần cường độ dòng điện cao hơn để truyền cùng một công suất và cường độ dòng điện cao hơn thì kém hiệu quả hơn và cần có dây dẫn lớn hơn.

Các mở Tính mở thiết kế Kệ sử dụng đường ray 12V bên trong một rack phân phối điện cho các thành phần.

Cũng UPSes lớn không bật 12V DC thành 120V AC - họ thường sử dụng 10 hoặc 20 pin nối trong loạt (và các ngân hàng sau đó song song của những) để cung cấp 120V hoặc 240V DC và sau đó đảo ngược mà vào AC.

Vì vậy, có, chúng tôi đã có sẵn cho các cài đặt tùy chỉnh nhưng có một chút chi phí phải trả và phần cứng hàng hóa thường không hỗ trợ điều đó.

Non sequitor: đo lường là khó khăn .

1: Tôi nói dối, nó làm, nhưng ít hơn DC.

Nó không nhất thiết hiệu quả hơn khi bạn tăng tổn thất I ^ 2R. Giảm điện áp và bạn phải tăng dòng điện theo tỷ lệ nhưng tổn thất điện trở (chưa kể đến sụt áp) của cáp điện tăng tỷ lệ với bình phương của dòng điện. Do đó, bạn cần cáp lớn, dày, sử dụng nhiều đồng.

Telcos thường sử dụng -48V để họ vẫn cần nguồn điện trong các máy chủ - bộ biến tần - để thực hiện chuyển đổi cấp DC là chuyển đổi sang AC sau đó quay lại. Các dây cáp dày hơn nhiều.

Vì vậy, nó không nhất thiết là một ý tưởng tuyệt vời để chạy mọi thứ trên DC cho hiệu quả.

Telcos đã sử dụng DC trong các văn phòng trung tâm của họ gần như độc quyền, trong lịch sử. Trong những gì dường như là một mô hình định kỳ trong điện toán, tôi cho rằng ngành CNTT chuyển sang DC và, một cách hiệu quả, phát minh lại "bánh xe" mà công ty viễn thông đã phát minh ra cách đây nhiều năm chỉ là ngang bằng với khóa học.

Vài năm gần đây đã chứng kiến nhiều bài báo nói về việc sử dụng nguồn DC để làm cho các trung tâm dữ liệu hiệu quả hơn . Tôi biết rằng Facebook và Google (như được tham chiếu trong liên kết cuối cùng đó) đều là những người dùng quyền lực lớn của DC. Tôi nghĩ đó chỉ là vấn đề thời gian trước khi lưu trữ hàng hóa cũng đi theo hướng đó.

Tuy nhiên, do tính chất cố thủ của nguồn điện xoay chiều, sẽ mất nhiều thời gian.

Như đã chỉ ra ở trên, dòng điện cao = tổn thất cao và cáp dày.

Một yếu tố cấm khác là dòng điện cao dẫn đến nguy cơ hỏa hoạn; hãy nhớ rằng 100A là đủ để thực hiện hàn hồ quang.

Về cơ bản lý do sử dụng điện áp cao hơn AC là vì chúng tôi muốn giảm thiểu tổn thất điện năng và tiết kiệm.

1. P = UI, có nghĩa là công suất (W) là điện áp (V) nhân với dòng điện (A). Bạn cần một số năng lượng cho một CTNH. Bạn có sự lựa chọn cho điện áp, nhưng hiện tại sẽ thay đổi tương ứng. Điều này đúng cho cả DC và AC. Điều này dẫn đến một vấn đề đầu tiên và giải pháp của nó .

2. Tổn thất tỷ lệ thuận với dòng điện và điện trở (U = RI). Càng nhiều hiện tại, mất nhiều hơn ở dạng nhiệt. Vì vậy, bạn cần phải ưu tiên điện áp cao hơn để giảm thiểu hiện tại và tổn thất. Nhưng nếu bạn cần 3 V cho CTNH và chọn 100 V cho nguồn điện, thì bạn cần chuyển đổi 100 V thành 3 V tại một điểm gần với đầu vào CTNH. Điều này dẫn đến một vấn đề thứ hai và giải pháp của nó .

3. Thật sự rất khó để biến đổi điện áp DC, đặc biệt là không có quá nhiều tổn thất. Chúng ta cần sử dụng các bộ nguồn chuyển đổi chế độ hoạt động và đắt tiền. Ngược lại, có thể dễ dàng thay đổi điện áp xoay chiều bằng máy biến áp (hai cuộn dây tĩnh đơn giản, sử dụng từ trường).

4. Kết luận dựa trên các lựa chọn trước : tốt hơn là sử dụng điện áp cao hơn, sau đó phải là AC để cho phép chuyển đổi điện áp dễ dàng.

Các kỹ sư sẽ so sánh chi phí tổn thất / hỏng điện và chi phí chuyển đổi điện áp cho một vấn đề cụ thể, và sau đó xem cái nào rẻ hơn. Thêm vào tác động của thất bại, vv

Hôm nay chúng ta bắt đầu thấy các bộ biến đổi điện áp cho DC hiệu quả và ít tốn kém. Vì vậy, giải pháp tốt nhất có thể thay đổi trong tương lai.

Nó có khả năng sôi xuống tiền. Nguồn cung cấp năng lượng 120VAC có sẵn bằng xe tải, thị trường cung cấp 12/5 / 3.3VDC công suất cao khá nhỏ: có nhiều máy tính đơn lẻ ngoài kia hơn các trung tâm dữ liệu. Như đã đề cập trong các câu trả lời khác, không có khả năng bất kỳ trung tâm dữ liệu nào sẽ cắm 12 v vào phích cắm trên tường và bộ chuyển đổi dưới tầng hầm - nhiều khả năng ngược lại: nhiều tòa nhà thương mại sử dụng 480v để chiếu sáng chính vì chúng có thể chạy nhiều đèn hơn trên một mạch. Chạy 240VAC vào giá đỡ có ý nghĩa hơn so với 12VDC, nhưng tôi hy vọng tương lai sẽ thấy hai PSU lớn ở đầu mỗi giá và phích cắm điện 4 chân cho mỗi máy chủ trong giá đó.