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下图是谷歌较早期服务器的典型照片,只有一个电源,电源风扇既做电源自身散热,还兼做服务器风道散热。其厚3.5英寸(2个机架U单位),两个处理器,两块硬盘,八个内存条,主板由技嘉制造。google采用来自英特尔和AMD的x86处理器,Google还在自己的网络设备中采用了这种电池设计。从这些我们可以看出谷歌追求极致,为了效率无所不用其极,这就是谷歌不使用UPS电源的原因所在。当然UPS在效率提升上面还有很长的路要走,在可用性的前提下,效率的提高将更好的为广大企业造福。总之谷歌愿意耗费较大的成本来为每个服务器模块安装电池,从而达到服务器的极度节能,这种工程也只有谷歌能够完成。
更多技术细节
前面我们花了较大边幅介绍了谷歌服务器内置UPS技术的原理,下面笔者再针对这一技术实现做详细分析,以供大家了解更多技术细节。
如前面介绍及下图谷歌数据中心供电架构图,谷歌数据中心没有采用传统的集中式UPS系统,而采用了分布式的服务器内置UPS电池方案,从电网直接取电再经变压器降压配电到208V给到每个服务器,直接由服务器电源转换成单一的直流输出给服务器主板供电。当市电停电的时候,则由服务器电源输出上直接并联的电池来继续给主板供电,直到备用的柴油发电机起来继续给服务器供电。其中标号为220的AC开关设备就是柴油发电机和电网投切的自动切换开关ATS,由于服务器是采用了市电直供技术,因此谷歌在市电的低压配电环节作了一定程度的防电网电压浪涌防雷等保护措施,防止电网侧的噪声对服务器等IT设备的干扰,同时也抑制IT设备的谐波等对电网和其他设备的串扰(谷歌要求服务器电源的功率因素达到0.95以上)。谷歌定制的服务器内置UPS也有很宽的输入电压特性,比如供电电压范围从85Vac到300Vac都可以可靠工作,从45Hz到100Hz的频率波动也能,这些特性保证了市电直供情况下电网电压波动和杂讯的影响不会轻易导致服务器内置UPS切换到电池工作模式。谷歌甚至还在定制的服务器内置UPS输出上增加电容的容量,确保有更长的输出保持时间。
服务器内置的标号为115的UPS还包含了AC/DC转换器、输出开关单元、电池、电池充电器、以及控制器等。谷歌服务器电源的单一输出电压约为13.65V,输出电压正常工作的时候比电池电压高1V左右,因此市电正常的时候电池电压低,处于浮充待命状态,服务器电源承担全部的负载。由于主板上有唯一的VRM电源输入口,将13.65V的输入电压转换成各子部件需要的电压轨,而我们知道VRM电源的输入电压范围较宽,因此13.65V的电压范围允许一定的波动,比如VRM从9V到15V都可以正常工作,这样就不再受限于传统服务器电源的12V或者5V输出需要正负5%以内的很窄电压偏差范围等,灵活性大大提高,甚至允许电池有较宽的电池放电电压范围以延长电池放电时间。
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