Pourquoi utilisons-nous toujours des blocs d'alimentation sur des serveurs de centre de données?

Les ordinateurs ont principalement besoin de trois tensions pour fonctionner: + 12V , + 5V et + 3,3V , tous en courant continu.

Pourquoi ne pouvons-nous pas simplement avoir quelques gros (pour la redondance) gros alimentations fournissant ces trois tensions à l’ensemble du centre de données, et aux serveurs l’utilisant directement?

Ce serait plus efficace, car la conversion de l'alimentation entraîne toujours des pertes, il est donc plus efficace de le faire une seule fois que de le faire à chaque fois dans le bloc d'alimentation de chaque serveur. En outre, ce sera mieux pour les UPS car ils peuvent utiliser des batteries 12V pour alimenter directement l’ensemble du réseau 12V du datacenter au lieu de transformer le 12V DC en 120/240 AC, ce qui est plutôt inefficace.

Qu'est-ce que tu parles de Willis? Vous pouvez obtenir des alimentations 48V pour la plupart des serveurs aujourd'hui.

Le fonctionnement en courant continu 12 V sur une distance moyenne / longue souffre d'une chute de tension , alors que le problème en 120 V CA ne pose pas ce problème¹. Big pertes là-bas. Exécutez le courant alternatif haute tension sur le rack, convertissez-le là-bas.

Le problème avec 12 V sur de longues distances est que vous avez besoin d'un ampérage plus élevé pour transmettre la même quantité d'énergie et un ampérage plus élevé est moins efficace et nécessite des conducteurs plus gros.

La conception Open Compute Open Rack utilise des rails 12 V à l'intérieur d'un rack pour répartir l'alimentation entre les composants.

De plus grandes UPSes ne tournent pas 12V DC en 120V AC - ils utilisent généralement 10 ou 20 batteries accroché en série (et ensuite les banques parallèles de celles -ci ) pour fournir 120V ou 240V DC, puis inverti qui en courant alternatif.

Donc oui, nous sommes déjà là pour les installations personnalisées mais il y a beaucoup de frais généraux à démarrer et le matériel standard ne prend généralement pas en charge cela.

Non séquenceur: la mesure est difficile .

1: Je mens, c'est vrai, mais moins que DC.

Ce n'est pas nécessairement plus efficace car vous augmentez les pertes I ^ 2R. Réduisez la tension et vous devez augmenter le courant proportionnellement, mais la perte résistive (sans parler de la chute de tension) des câbles d’alimentation augmente proportionnellement au carré du courant. Ainsi, vous avez également besoin de câbles épais et épais, utilisant davantage de cuivre.

Les opérateurs de télécommunication utilisent généralement -48 V; ils ont donc toujours besoin de sources d'alimentation dans les serveurs - les onduleurs - pour convertir le niveau de tension continue (conversion en courant alternatif). Les câbles sont beaucoup plus épais.

Ce n’est donc pas forcément une bonne idée de tout utiliser sur DC pour gagner en efficacité.

Les compagnies de téléphone ont utilisé DC dans leurs bureaux centraux presque exclusivement, historiquement. Dans ce qui semble être une tendance récurrente en informatique, je dirais que le secteur des technologies de l’information se déplace vers le centre-ville et réinvente la "roue" que les compagnies de téléphone ont déjà inventée il y a des années est tout à fait normal.

Ces dernières années, divers articles ont évoqué l’ utilisation de l’alimentation en courant continu pour rendre les centres de données plus efficaces . Je sais que Facebook et Google (référencés dans ce dernier lien) sont de gros utilisateurs d’alimentation en courant continu. Je pense que ce n'est qu'une question de temps avant que l'hébergement de produits de base ne change également cette direction.

Compte tenu de la nature enracinée du courant alternatif, cependant, cela va prendre du temps.

Comme indiqué ci-dessus, courant élevé = pertes élevées et câbles épais.

Un autre facteur d'interdiction est qu'un courant élevé entraîne un risque d'incendie; Rappelez-vous que 100 A suffisent pour effectuer le soudage à l'arc.

En gros, la raison de l’utilisation d’une tension alternative plus élevée est que nous voulons minimiser les pertes de courant et réaliser des économies.

1. P = UI signifie que la puissance (W) est la tension (V) multipliée par le courant (A). Vous avez besoin de pouvoir pour un HW. Vous avez le choix de la tension, mais le courant varie en conséquence. Cela est vrai à la fois pour le courant continu et le courant alternatif. Cela conduit à un premier problème et à sa solution .

2. Les pertes sont proportionnelles au courant et à la résistance (U = RI). Plus le courant est élevé, plus la perte de chaleur est importante. Vous devez donc privilégier une tension plus élevée pour minimiser le courant et les pertes. Mais si vous avez besoin de 3 V pour le matériel et que vous choisissez 100 V pour l'alimentation, vous devez transformer 100 V en 3 V en un point proche de l'entrée HW. Cela conduit à un deuxième problème et à sa solution .

3. Il est (en fait, difficile) de transformer les tensions continues, spécialement sans trop de pertes. Nous devons utiliser des alimentations à découpage actives et coûteuses. Au contraire, il est facile de modifier les tensions alternatives à l'aide d'un transformateur (deux bobines statiques simples, utilisant un champ magnétique).

4. Conclusion basée sur les choix précédents : il est préférable d’utiliser une tension plus élevée, qui doit alors être alternative pour permettre une conversion de tension facile.

Les ingénieurs compareront les coûts des pertes / défaillances électriques et des coûts de conversion de tension pour un problème spécifique, puis verront ce qui est le moins cher. Ajoutez à cet impact des échecs, etc.

Aujourd'hui, nous commençons à voir des convertisseurs de tension pour courant continu efficaces et moins coûteux. Donc, les meilleures solutions peuvent changer dans le futur.

Cela revient probablement à de l'argent. Les alimentations 120 VCA sont facilement disponibles par camion, le marché des consommations lisses haute capacité 12/5 / 3,3 VCC est plutôt petit: il existe beaucoup plus d'ordinateurs simples que de centres de données. Comme mentionné dans d'autres réponses, il est peu probable qu'un centre de données place 12 V dans les prises murales et le convertisseur dans le sous-sol - plutôt l'inverse: de nombreux bâtiments commerciaux utilisent 480 V pour l'éclairage principal car ils peuvent faire fonctionner beaucoup plus de luminaires sur un circuit. Faire fonctionner 240 VCA sur les racks a plus de sens que 12 VCC, mais je m'attends à ce que le futur voit deux grands blocs d'alimentation dans la partie supérieure de chaque rack et des prises d'alimentation à 4 broches pour chaque serveur de ce rack.