Pourquoi utilisons-nous toujours des blocs d'alimentation sur les serveurs de centre de données?
Les ordinateurs ont principalement besoin de trois tensions pour fonctionner: + 12V, + 5V et + 3,3V, tous sont DC.
Pourquoi ne pouvons-nous pas simplement avoir quelques gros blocs d'alimentation (pour redondance) fournissant ces trois tensions à l'ensemble du centre de données et aux serveurs qui l'utilisent directement?
Ce serait plus efficace car la conversion de l'alimentation a toujours des pertes, il est plus efficace de le faire une seule fois que de le faire à chaque fois dans le bloc d'alimentation de chaque serveur. De plus, ce sera mieux pour les onduleurs car ils peuvent utiliser des batteries 12V pour alimenter directement l'ensemble du réseau 12V du centre de données au lieu de transformer le 12V DC en 120/240 AC, ce qui est assez inefficace).
De quoi parle Willis? Aujourd'hui, vous pouvez obtenir des blocs d'alimentation 48 V pour la plupart des serveurs.
L'exécution de 12V DC sur moyenne/longue distance souffre de chute de tension , alors que 120V AC n'a pas ce problème¹. De grandes pertes là-bas. Exécutez AC haute tension vers le rack , convertissez-le là-bas.
Le problème avec le 12V sur longue distance 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.
conception Open Compute Open Rack utilise 12V Rails à l'intérieur d'un rack pour distribuer l'alimentation aux composants.
De plus, les gros onduleurs ne transforment pas 12V DC en 120V AC - ils utilisent généralement 10 ou 20 batteries branchées en série (puis des banques parallèles de celles-ci) pour fournir 120V ou 240V DC puis inversez ce en AC.
Alors oui, nous sommes déjà là pour des installations personnalisées, mais il y a pas mal de frais généraux pour démarrer et le matériel de base 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 massifs et épais, utilisant plus de cuivre.
Les opérateurs utilisent généralement -48 V, ils ont donc toujours besoin d'alimentations dans les serveurs - onduleurs - pour effectuer la conversion de niveau DC qui est une conversion en courant alternatif, puis inversement. Les câbles sont beaucoup plus épais.
Ce n'est donc pas nécessairement une bonne idée de tout exécuter sur DC pour plus d'efficacité).
Les opérateurs de télécommunications ont utilisé DC dans leurs bureaux centraux presque exclusivement, historiquement. Dans ce qui semble être un modèle récurrent dans l'informatique, je dirais que l'industrie informatique passe à DC et, en fait, réinventer la "roue" que les opérateurs de télécommunications avaient déjà inventée il y a des années est tout simplement normal.
Les dernières années ont vu divers articles parler de tiliser DC power pour rendre les datacenters plus efficaces . I sachez que Facebook et Google (comme référencé dans ce dernier lien) sont tous deux de gros utilisateurs de puissance DC. Je pense que ce n'est qu'une question de temps avant que l'hébergement de produits de base ne bouge dans cette direction aussi).
Compte tenu de la nature ancrée de l'alimentation secteur, cela prendra du temps.
Comme indiqué ci-dessus, courant élevé = pertes élevées et câbles épais.
Un autre facteur interdisant est qu'un courant élevé entraîne un risque d'incendie; rappelez-vous que 100A est suffisant pour effectuer le soudage à l'arc.
Fondamentalement, la raison pour laquelle nous utilisons une tension alternative plus élevée est que nous voulons minimiser les pertes de puissance et réaliser des économies.
P = UI, signifie que la puissance (W) est la tension (V) multipliée par le courant (A). Vous avez besoin d'un peu de puissance pour un HW. Vous avez le choix de la tension, mais le courant varie en conséquence. Cela est vrai à la fois pour DC et AC. Cela conduit à un premier problème et à sa solution.
Les pertes sont proportionnelles au courant et à la résistance (U = RI). Plus il y a de courant, plus il y a de perte sous forme de chaleur. 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 choisissez 100 V pour l'alimentation, vous devez alors transformer 100 V en 3 V à un point proche de l'entrée du matériel. Cela conduit à un deuxième problème et à sa solution.
Il est (en fait, il était) difficile de transformer des tensions DC, surtout sans trop de pertes. Nous devons utiliser des alimentations à découpage actives et coûteuses. Au contraire, il est facile de changer les tensions CA utilisant un transformateur (deux simples bobines statiques, utilisant un champ magnétique).
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 le coût des pertes/pannes électriques et le coût de la conversion de tension pour un problème spécifique, puis verront lequel est le moins cher. Ajoutez à cet impact des échecs, etc.
Aujourd'hui, nous commençons à voir des convertisseurs de tension pour DC qui sont efficaces et moins chers. Les meilleures solutions peuvent donc changer à l'avenir.
Cela se résume probablement à de l'argent. Les alimentations 120VAC sont facilement disponibles par camion, le marché des alimentations lisses haute capacité 12/5/3,3VDC est plutôt petit: il y a beaucoup plus d'ordinateurs individuels que de centres de données. Comme mentionné dans d'autres réponses, il est peu probable qu'un centre de données place du 12v dans les prises murales et le convertisseur dans le sous-sol - plus probablement le contraire: de nombreux bâtiments commerciaux utilisent 480v pour l'éclairage principal car ils peuvent faire fonctionner beaucoup plus d'appareils sur un même circuit. L'exécution de 240VAC sur les racks est plus logique que 12VDC, mais je m'attends à ce que l'avenir voit deux grandes alimentations en haut de chaque rack et des prises d'alimentation à 4 broches pour chaque serveur de ce rack.