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伊顿电源(上海)有限公司王伟

跟着云计算和OTT的技巧成长,互联网对数据的需求出现爆炸式的增长,这极大年夜地促进了云数据中间的市场需求,近年来国表里几乎同步鼓起了扶植云数据中间的高潮。大年夜范围的扶植也激发了业界对数据中间基本架构的从新思虑,作为数据中间基本举措措施重要构成部分的供电架构天然也不例外。

基于对投资筹划、高效低碳、安然可用、快速安排、按需扩大等身分的不合解读和惹人互联网思维的立异豪情,产生了各类各样的数据中间供电架构。大年夜传统UPS到HVDC,大年夜240V HVDC到336VHVDC,大年夜集中式电源到分布式电源,大年夜微软的LES架、Facebook的OCP架构到中国的天蝎机柜供电架构,大年夜电源供电到市电直供等等,这让沉逝世了几十年的电源行业出现了空前的“繁华”,那些打着“高安然、高节能、易筹划、易安排、易扩容”旗号的新筹划、新架构多得有点让人目眩纷乱、应接不暇。然则,无论供电架构如何千变万化,供电架构用来为办事器供给“供电、备电”办事的核心思惟始终不变。“供电”意味着“怎么把外安排电最有效地传递到办事器”,“备电”意味着“在外安排电中断时怎么接入第二路市电和蓄电池等广义的备电体系”。为此,本文欲望经由过程对这两个概念的从新解读,大年夜构成逻辑上来梳理数据中间供电架构变更的脉络。本文不评论辩论供电架构的技巧细节,后续图中的示意也仅表示数据中间供电架构的逻辑关系,并不是配电构造的实际反竽暌钩。

基于“供电”的数据中间供电架构的变更模式

数据中间“供电”的概念就是把外安排电以最安然、最有效的门路传递到数据中间内部最底层的IT设备,大年夜今朝供电架构的成长看,这些IT设备可能是办事器,也可能仅仅是办事器去除电源部件PSU后的“板卡/芯片”部件。所以,所谓的数据中间供电架构模式,实际上无非是如何把电能送到这些“板卡/芯片”的门路,大年夜逻辑上看,可能的门路无非是大年夜集中到分散或大年夜分散到集中的不合程度罢了:

1、数据中间电源集中供电模式

该模式如下图1所示,采取集中的电源室将变配电室送来的外安排电能经变换后送到数据机房,在数据机房内经列头柜将电能分派到每一个机柜,由机柜内的PDU将电能分送到每一台办事器。就今朝的数据中间应用来看,这一模式是行业的主流,占比至少跨越95%。其重要的长处是实现了动力设备与数据设备的物理隔离,实现了强、弱电专业治理的天然分区,安然性高,缺点是须要零丁设立动力室,并须要专业的人员来负责保护。

 

2、数据中间微模块的分区供电模式

 

 

微模块也是近年来数据中间行业的热点,该模式如下图2所示,将变配电室送来的外安排电直接分区送到每一个微模块机房的输入配电模块,由微模块内的机柜式电源设备将变换后的电能送到输出配电模块,经分派后送到每一机柜的PDU,由机柜内的PDU将电能分送到每一台办事器。该筹划的供电架构特点,是实现了大年夜大年夜电源设备到分区小电源设备的改变,对于1000个机柜的数据中间来说,大年夜约须要50~100套如许的电源体系;节俭的动力室空间,被拆分到每一个微模块里。其重要长处是可以工厂定制化,把弗成控的工程时光转换为工厂化临盆的可控时光;重要缺点是数据设备与动力设备,包含电池等化学能设备混装在一个封闭的物理空间,如不雅动力体系产生炸机起火变乱,可能危及数据体系。

 

 

3、数据中间的机柜级分布式供电模式

如图3所示,该模式直接将变换电源置于每个办事器机柜的底部,一般视电源大年夜小和后备时光,约占4`6U阁下的机柜空间(一般10KVA/10min内)。来自变配电室的电能直接送到列头柜进行二次配电,二次配电后的电能经机柜内的机架式电源、PDU或汇流铜牌向办事器供电。该模式既是最古老的供电筹划又是最新的应用方法,90年代因为大年夜功率用UPS电源设备价格奇高,很多半据机房都不得不采取这种方法,然则近睦;模式又被付与新的技巧内涵,比如电源模块可以采取机架式HVDC代替机架式UPS、采取锂电池模块代替铅酸电池、采取市电+电源的双路供电等。比拟与微模块供电架构,这一筹划的电源分散性更大年夜,对于1000个机柜的数据中间来说,就须要设备1000套如许的电源,后续运行时的日常电源治理是很大年夜的问题,尽管故障时可以热插拔,然则电源体系偶发的短路起火、电池漏液等将是很大年夜的安然威逼。当然,该筹划也有可快速安排、没有承重问题等优势。

 

4、数据中间的办事器级直接供电模式

大年夜膳绫擎庞种供电模式的推演,我们完全有来由信赖,肯定还有最后一种供电模式,那就是由外安排电直接向办事器供电的供电架构模式,今朝该模式只有微软、Google实验过,如下图4所示。如不雅锂电池在办事器等高热忱况下的安然性、工作寿命、容积比及低压工作下的自身损耗都能获得充分的包管,这无疑是供电架构的最注目标,不仅实现了外部电能向办事器最有效的直接供电,也实现了最短路径的备电。所以将来数据中间的供电是否能象标记本电脑那样的直接,完全取决于将来电池技巧的成长,比来报道的石墨烯电池的技巧进展给这一应用创造了欲望,但今朝这一技巧也还仅仅逗留在实验室阶段。

 

 

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