Для работы компьютерам в основном требуется три напряжения: + 12В, + 5В и + 3,3 В, все они DC.
Почему мы не можем просто иметь несколько (для резервирования) больших блоков питания, обеспечивающих эти три напряжения для всего центра обработки данных и серверов, напрямую использующих его?
Это было бы более эффективно, поскольку преобразование мощности всегда имеет потери, более эффективно делать это один раз, чем делать это каждый раз в блоке питания каждого сервера. Также будет лучше для ИБП, поскольку они могут использовать аккумуляторы 12 В для прямого питания всей сети 12 В центра обработки данных вместо преобразования 12 В постоянного тока в 120/240 переменного тока, что довольно неэффективно.
Что ты говоришь насчет Уиллиса? Сегодня вы можете приобрести блоки питания на 48 В для большинства серверов.
При работе 12 В постоянного тока на средних / больших расстояниях возникает Падение напряжения, тогда как при 120 В переменного тока этой проблемы нет¹. Там большие потери. Подайте переменный ток высокого напряжения к стойке, преобразуйте его там.
Проблема с 12 В на большом расстоянии в том, что вам нужна более высокая сила тока для передачи того же количества мощности, а более высокая сила тока менее эффективна и требует более крупных проводников.
В Open Compute Open Rack дизайн использует шины 12 В внутри стойки для распределения питания по компонентам.
Также большие ИБП не преобразуют 12 В постоянного тока в 120 В переменного тока - они обычно используют 10 или 20 батарей, подключенных последовательно (а затем их параллельные группы), чтобы обеспечить 120 В или 240 В постоянного тока, а затем инвертировать. который в AC.
Так что да, мы уже готовы к индивидуальным установкам, но есть немало накладных расходов, а стандартное оборудование обычно не поддерживает это.
Без секвитора: измерение сложно.
1: Я лгу, это так, но меньше, чем DC.
Это не обязательно более эффективно, поскольку вы увеличиваете потери I ^ 2R. Уменьшите напряжение, и вы должны пропорционально увеличить ток, но резистивные потери (не говоря уже о падении напряжения) в силовых кабелях увеличиваются пропорционально квадрату тока. Таким образом, вам также нужны массивные толстые кабели с большим количеством меди.
Телекоммуникационные компании обычно используют -48 В, поэтому им по-прежнему нужны источники питания в серверах - инверторы - для преобразования уровня постоянного тока, которое является преобразованием в переменный ток, а затем обратно. Кабели намного толще.
Так что запускать все на DC для повышения эффективности - не лучшая идея.
Исторически сложилось так, что телекоммуникационные компании использовали DC в своих центральных офисах почти исключительно. В том, что кажется повторяющимся паттерном в вычислительной технике, я бы сказал, что переход ИТ-индустрии к DC и, по сути, повторное изобретение «колеса», которое телекоммуникационные компании уже изобрели много лет назад, является обычным делом.
Последние несколько лет видели различные статьи говоря о используя питание постоянного тока делать центры обработки данных более эффективны. Я знаю, что Facebook и Google (как указано в последней ссылке) являются крупными пользователями постоянного тока. Я думаю, что товарный хостинг тоже пойдет в этом направлении - это вопрос времени.
Однако, учитывая укоренившийся характер питания переменного тока, на это потребуется время.
Как указывалось выше, высокий ток = большие потери и толстые кабели.
Еще один запрещающий фактор - это то, что большой ток ведет к опасности возгорания; помните, что 100А достаточно для выполнения дуговой сварки.
В основном причина использования более высокого напряжения переменного тока заключается в том, что мы хотим минимизировать потери мощности и добиться экономии.
P = UI, означает, что мощность (Вт) - это напряжение (В), умноженное на ток (А). Вам нужна мощность для HW. У вас есть выбор напряжения, но ток будет соответственно меняться. Это верно как для постоянного, так и для переменного тока. Это приводит к первой проблеме и ее решению..
Потери пропорциональны току и сопротивлению (U = RI). Чем больше ток, тем больше потери в виде тепла. Поэтому вам нужно отдавать предпочтение более высокому напряжению, чтобы минимизировать ток и потери. Но если вам нужно 3 В для HW и выбрать 100 В для источника питания, то вам нужно преобразовать 100 В в 3 В в точке, близкой к входу HW. Это приводит ко второй проблеме и ее решение..
Преобразовать постоянное напряжение (на самом деле было) сложно, особенно без больших потерь. Нам необходимо использовать активные и дорогие импульсные блоки питания. Напротив, легко изменить напряжение переменного тока с помощью трансформатора (две простые статические катушки с использованием магнитного поля).
Заключение, основанное на предыдущем выборе: лучше использовать более высокое напряжение, которое тогда должно быть переменным, чтобы можно было легко преобразовать напряжение.
Инженеры сравнят стоимость электрических потерь / отказов и стоимость преобразования напряжения для конкретной проблемы, а затем определят, что дешевле. Добавьте к этому влияние отказов и т. Д.
Сегодня мы начинаем видеть преобразователи напряжения для постоянного тока, которые являются более эффективными и менее дорогими. Так что лучшие решения могут измениться в будущем.
Скорее всего, дело в деньгах. Источники питания на 120 В переменного тока легко доступны для грузовиков, рынок высокопроизводительных бесперебойных источников питания 12/5 / 3,3 В постоянного тока довольно невелик: отдельных компьютеров гораздо больше, чем центров обработки данных. Как упоминалось в других ответах, маловероятно, что какой-либо центр обработки данных установит 12 В в розетки и преобразователь в подвале - скорее наоборот: многие коммерческие здания используют 480 В для основного освещения, поскольку они могут включать гораздо больше светильников в одну цепь. Подача 240 В переменного тока в стойки имеет больше смысла, чем 12 В постоянного тока, но я ожидаю, что в будущем мы увидим два больших блока питания в верхней части каждой стойки и 4-контактные разъемы питания для каждого сервера в этой стойке.