Mengapa kita masih menggunakan catu daya di server pusat data?

Komputer terutama membutuhkan tiga voltase untuk bekerja: + 12V , + 5V, dan + 3,3V , semuanya adalah DC.

Mengapa kita tidak dapat memiliki beberapa catu daya besar (untuk redundansi) yang menyediakan tiga voltase ini ke seluruh pusat data, dan server secara langsung menggunakannya?

Itu akan lebih efisien karena daya konversi selalu memiliki kerugian, itu lebih efisien untuk melakukannya satu kali daripada melakukannya setiap kali di PSU masing-masing server. Juga akan lebih baik untuk UPS karena mereka dapat menggunakan baterai 12V untuk langsung menyalakan seluruh jaringan 12V pusat data daripada mengubah 12V DC menjadi 120/240 AC yang cukup tidak efisien.

Ada apa dengan Willis? Anda bisa mendapatkan 48V PSU untuk sebagian besar server hari ini.

Menjalankan 12V DC melalui jarak menengah / panjang menderita dari Dropage Drop , sedangkan 120V AC tidak memiliki masalah ini¹. Kerugian besar di sana. Jalankan AC tegangan tinggi ke rak, konversikan di sana.

Masalah dengan 12V jarak jauh adalah Anda membutuhkan arus listrik yang lebih tinggi untuk mengirimkan daya yang sama dan arus listrik yang lebih tinggi kurang efisien dan membutuhkan konduktor yang lebih besar.

Desain Open Compute Open Rack menggunakan rel 12V di dalam rak untuk mendistribusikan daya ke komponen.

Juga UPSes besar tidak berubah 12V DC ke AC 120V - mereka biasanya menggunakan 10 atau 20 baterai terhubung secara seri (dan bank kemudian paralel dari mereka) untuk memberikan 120V atau 240V DC dan kemudian invert yang menjadi AC.

Jadi ya, kami sudah ada di sana untuk instalasi khusus, tetapi ada sedikit overhead yang layak untuk digunakan dan perangkat keras komoditas umumnya tidak mendukungnya.

Non sequitor: pengukuran itu sulit .

1: Aku berbohong, memang, tapi kurang dari DC.

Ini tidak selalu lebih efisien karena Anda meningkatkan kerugian I ^ 2R. Kurangi tegangan dan Anda harus meningkatkan arus secara proporsional tetapi kerugian resistif (belum lagi penurunan tegangan) kabel daya meningkat secara proporsional dengan kuadrat arus. Jadi Anda membutuhkan kabel besar dan tebal juga, menggunakan lebih banyak tembaga.

Telco biasanya menggunakan -48V sehingga mereka masih membutuhkan catu daya di server - inverter - untuk membuat konversi level DC yang merupakan konversi ke AC kemudian kembali lagi. Kabelnya jauh lebih tebal.

Jadi itu belum tentu ide bagus untuk menjalankan semuanya di DC untuk efisiensi.

Perusahaan telekomunikasi telah menggunakan DC di kantor pusat mereka hampir secara eksklusif, secara historis. Dalam apa yang tampaknya menjadi pola berulang dalam komputasi, saya berpendapat bahwa industri TI pindah ke DC dan, secara efektif, menciptakan kembali "roda" yang sudah diciptakan oleh perusahaan telekomunikasi bertahun-tahun yang lalu hanya setara untuk kursus.

Beberapa tahun terakhir telah melihat berbagai artikel berbicara tentang penggunaan daya DC untuk membuat pusat data lebih efisien . Saya tahu bahwa Facebook dan Google (sebagaimana dirujuk dalam tautan terakhir itu) sama-sama pengguna listrik DC yang besar. Saya pikir itu hanya masalah waktu sebelum komoditas hosting bergerak ke arah itu juga.

Mengingat sifat daya AC yang tertanam, itu akan membutuhkan waktu.

Seperti yang ditunjukkan di atas, arus tinggi = rugi tinggi dan kabel tebal.

Faktor pelarangan lainnya adalah arus tinggi menyebabkan risiko kebakaran; ingat bahwa 100A cukup untuk melakukan pengelasan busur.

Pada dasarnya alasan untuk menggunakan AC tegangan tinggi adalah kami ingin meminimalkan kehilangan daya dan menghemat.

1. P = UI, berarti daya (W) adalah tegangan (V) dikalikan dengan arus (A). Anda membutuhkan kekuatan untuk HW. Anda memiliki pilihan untuk voltase, tetapi arus akan bervariasi. Ini berlaku untuk DC dan AC. Ini mengarah pada masalah pertama dan solusinya .

2. Kerugian sebanding dengan arus dan hambatan (U = RI). Semakin banyak arus, semakin banyak kerugian dalam bentuk panas. Jadi, Anda perlu mendukung tegangan yang lebih tinggi untuk meminimalkan arus dan kerugian. Tetapi jika Anda membutuhkan 3 V untuk HW dan memilih 100 V untuk catu daya, maka Anda perlu mengubah 100 V menjadi 3 V pada titik dekat dengan input HW. Ini mengarah pada masalah kedua dan solusinya .

3. Itu (sebenarnya itu) sulit untuk mengubah tegangan DC, khususnya tanpa terlalu banyak kehilangan. Kita perlu menggunakan catu daya mode aktif aktif dan mahal. Sebaliknya mudah untuk mengubah tegangan AC menggunakan transformator (dua kumparan statis sederhana, menggunakan medan magnet).

4. Kesimpulan berdasarkan pilihan sebelumnya : lebih baik menggunakan tegangan yang lebih tinggi, yang kemudian harus AC untuk memungkinkan konversi tegangan mudah.

Insinyur akan membandingkan kerugian / kegagalan listrik biaya dan biaya konversi tegangan untuk masalah tertentu, dan kemudian melihat mana yang lebih murah. Tambahkan ke dampak kegagalan ini, dll.

Hari ini kita mulai melihat konverter tegangan untuk DC yang efektif dan lebih murah. Jadi solusi terbaik dapat berubah di masa depan.

Sepertinya bermuara pada uang. Pasokan listrik 120VAC sudah tersedia dengan truk, pasar untuk pasokan halus berkapasitas tinggi 12/5 / 3.3VDC agak kecil: ada jauh lebih banyak komputer tunggal di luar sana daripada pusat data. Seperti yang disebutkan dalam jawaban lain, tidak mungkin bahwa pusat data akan menempatkan 12v di colokan dinding dan konverter di ruang bawah tanah - lebih mungkin sebaliknya: banyak bangunan komersial menggunakan 480v untuk penerangan utama karena mereka dapat menjalankan lebih banyak perlengkapan pada satu sirkuit. Menjalankan 240VAC ke rak lebih masuk akal daripada 12VDC, tapi saya berharap masa depan akan melihat dua PSU besar di bagian atas setiap rak dan colokan daya 4-pin untuk setiap server di rak itu.