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天蝎供电系统代替了传统的机架服务器每个服务器节点配备单独的供电模块的设计,整柜的供电子系统(电源框)位于整机柜的中间部位,占用3U空间,供电系统有两路输入组成一主一备份的架构(各由一半数量的整流模块组成N+N备份),其中的主输入回路一般采用市电直供连接,取消传统供电系统中的UPS等中间电能变换环节,得到最高的电网到IT设备的供电效率;备电回路则将市电经过HVDC系统转换为高压直流(天蝎规范定义为240Vdc)接入备电电池组作为备电,当主供回路异常时备电经过支持HVDC的整流模块变换后供应机柜保证正常运行。
简单而言,天蝎机柜就是将原本各自分散在服务器中的独立电源模块集中到了机柜中为所有服务器单板供电,对供电系统来说,其主要价值是提高了服务器电源的供电效率(负载率提升)并降低了成本。
如果读者对前文还有印象的话,会发现这与HVDC的思路很接近,都是借用了通信电源的架构,所以说在数据中心领域,未来IT和CT技术的融合将会成为常态。但是将之前“分散”到各个服务器的电源模块“集中”到机架内,是否是有悖IT设备供电日益分散化的演进趋势?并非如此,任何一种供电架构都需要考虑可靠性与效率的平衡,集中化是为了提升效率,分散化是为了提升可靠性。
服务器外部备电(IT机柜内部)
这种方式主要通过IT设备自身来备电,所以前端使用何种供电方式都影响不大,不过为降低成本通常是市电直供的方式。对应的服务器机柜架构主要包括微软的LES电源与facebook的OCP。
微软LES电源
微软在2014年正式加入OCP(开放硬件)计划,在2015年的OCP峰会上,进一步贡献了其OCS开放服务器与LES(本地能源存储)分布式供电架构。
LES架构在服务器标准电源模块内增加了锂电池包(BBU),锂电池通过低成本小电流的380V充放电DC/DC电路并联到PSU的PFC母线上,实现市电正常下的充电,以及市电异常下的备电供应。一个LES电源模块就相当于一台UPS。因为每个电源模块都自带电池,所以理论上LES的服务器并不需要向其他市电主供的方案一样要在断电时进行切换,可靠性应该更高,但因为集成了锂电池,这种服务器电源的成本显然也更高。
据说LES供电架构因为不需要UPS和铅酸电池组,可以节省25%的机房面积与15%的PUE,而且锂电池采用业界应用最成熟的18650锂电芯,所以不用担心电池故障造成服务器损坏。
图5:微软LES电源
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