O sursă de alimentare pentru server este o piesă hardware care este utilizată pentru a converti energia furnizată de la o priză de perete în energie utilizabilă pentru multe părți din carcasa unui computer. Transformă curentul alternativ (AC) în forma continuă de putere de care componentele computerului au nevoie pentru a funcționa normal, numită curent continuu (DC). Reglează supraîncălzirea controlând tensiunea, care poate fi schimbată automat sau manual în funcție de sursa de alimentare.

O sursă de alimentare pentru server este cunoscută și ca convertor de putere. PC-urile moderne folosesc în mod universal surse de alimentare cu comutare. Unele dispozitive au un comutator manual pentru a selecta tensiunea de intrare, în timp ce altele se adaptează automat la tensiunea rețelei. CoolMax și Ultra sunt cei mai populari producători de surse de alimentare.

Funcții

Spre deosebire de unele componente hardware opționale utilizate cu un computer (o imprimantă, de exemplu), sursa de alimentare este critică, deoarece fără ea, restul hardware-ului intern nu poate funcționa.

Plăcile de bază, carcasele și sursele de alimentare vin în diferite dimensiuni, numite factori de formă. Toate cele trei componente trebuie să fie compatibile pentru a funcționa.

Sursa de alimentare pentru desktop schimbă puterea de curent alternativ de la o priză de perete la alimentare de curent continuu de joasă tensiune pentru a opera procesorul și perifericele. Sunt necesare mai multe tipuri de tensiuni DC și trebuie ajustate pentru a menține PC-ul stabil.

Bateriile de computer au protecție la scurtcircuit, protecție la tensiune înaltă și joasă, protecție la supracurent și protecție la supraîncălzire.

Sursele de alimentare moderne au o tensiune de rezervă care vă permite să opriți cea mai mare parte a sistemului informatic. Când computerul este oprit, dar bateria este încă pornită, acesta poate fi pornit de la distanță prin Wake-on-LAN și Wake-on-ring, sau local prin Keyboard Power ON (KBPO), dacă placa de bază o acceptă. Această tensiune de rezervă este generată de o sursă de alimentare mai mică din interiorul dispozitivului.

Instrumentele destinate utilizării în întreaga lume au fost echipate cu un selector de tensiune de intrare care permitea utilizatorului să seteze instrumentul pentru utilizare în rețeaua electrică locală.

Putere nominală

Consumul total de energie pe sursă de alimentare este limitat prin faptul că toate șinele trec printr-un transformator și prin oricare dintre circuitele sale laterale primare, cum ar fi componentele de comutare. Cerințele generale de alimentare pentru un computer personal pot varia de la 250W la 1000W pentru un PC de înaltă performanță cu mai multe plăci grafice. Calculatoarele personale necesită de obicei 300 până la 500 de wați. Sursele de alimentare sunt evaluate cu 40% mai mult decât consumul de energie nominal al sistemului. Acest lucru protejează împotriva degradării performanței și a supraîncărcării de putere. Bateriile desemnează puterea lor totală de ieșire și modul în care aceasta este determinată de limitele de curent pentru fiecare dintre tensiunile furnizate. Unele surse de alimentare nu au protecție la suprasarcină - acest lucru este important de luat în considerare înainte de a porni o sursă de alimentare pentru server.

eficienta energetica

Consumul de energie al unui sistem este suma puterilor nominale pentru toate componentele care consumă energie. Pentru unele plăci grafice, valoarea de 12 V pentru PSU este critică. Dacă valoarea curentă totală de 12 V a bateriei este peste valoarea nominală recomandată a plăcii, atunci acea sursă de alimentare poate deservi complet cardul dacă sunt luate în considerare alte componente ale sistemului de 12 V. Producătorii acestor componente ale sistemului de computer, în special plăcile grafice, tind să depășească -depășesc cerințele de putere pentru a minimiza problemele de suport din cauza unei surse de alimentare prea scăzute.

În timp ce o sursă de alimentare mai mare va avea o marjă suplimentară de siguranță împotriva supraîncărcării, o astfel de sursă de alimentare este adesea mai puțin eficientă și consumă mai multă energie la sarcini reduse. De exemplu, un dispozitiv de 900 de wați cu o eficiență de 80 Plus Silver (înseamnă că este evaluat a fi cel puțin 85% eficient la sarcini de peste 180 W) poate fi doar cu 73% mai optim atunci când sarcina este sub 100 W, ceea ce este o putere tipică. inactiv pentru un computer personal. Astfel, la o sarcină de 100 W, pierderile pentru această sursă vor fi de 37 W.

Daca acelasi aparat ar fi livrat sub o sarcina de 450 W, pentru care randamentul electric ajunge la 89%, pierderea ar fi de doar 56 W, in ciuda faptului ca este de 4,5 ori puterea utilizabila. În comparație, o sursă de alimentare de 500 de wați evaluată la 80 Plus Bronze (adică este evaluată la cel puțin 82% pentru sarcini de peste 100W) poate oferi o eficiență de 84% pentru o sarcină de 100W, folosind doar 19W.

Specificații

Un test din 2005 a arătat că sursele de alimentare pentru servere de 2000 W sunt de obicei eficiente de 70-80%. O baterie eficientă cu 75% ar necesita 100 W AC pentru a produce 75 W DC, restul de 25 W fiind cheltuiți pentru disiparea căldurii. Elementele de calitate superioară pot prezenta o eficiență peste 80%. Sursele de alimentare eficiente din punct de vedere energetic generează mai puțină căldură și necesită mai puțin aer pentru răcire, rezultând o funcționare mai silențioasă.

Indicatori de performanta

Începând cu 2012, unele PSU de înaltă performanță pot depăși eficiența de 90% la niveluri optime de încărcare, deși vor scădea la 87-89% la sarcini grele sau ușoare. Sursele de alimentare ale serverului Google sunt eficiente de peste 90%. Hewlett-Packard a atins o eficiență de 94%. Bateriile standard vândute pentru stațiile de lucru server sunt eficiente în proporție de 90% față de 2010.

Eficiența energetică scade semnificativ la sarcini mici. Prin urmare, este important să verificați sursa de alimentare a serverului și să adaptați sursa de alimentare la nevoile computerului. De obicei, eficiența atinge vârfuri în jurul sarcinii de 50-75%.

Masuri de precautie

Sursa de alimentare a serverului nu poate fi reparată în mod normal de către utilizator. Nu deschideți niciodată carcasa acestui dispozitiv. Conține condensatori capabili să mențină o sarcină electrică puternică chiar dacă computerul este oprit și deconectat timp de o săptămână. Acest lucru este deosebit de important atunci când fixați o sursă de alimentare pentru server. Vă puteți proteja echipamentul de supratensiuni folosind dispozitive de protecție la supratensiune și surse de alimentare neîntreruptibile.

Repararea surselor de alimentare și modificarea serverelor

Sursa de alimentare este instalată în partea din spate a carcasei, unde există și un ventilator de răcire. Partea laterală a unității, situată în exteriorul carcasei, are un conector cu trei prize, la care este conectat cablul de alimentare. Un comutator de alimentare și un comutator de tensiune sunt, de asemenea, integrate în circuit.

Mănunchiuri de fire colorate merg din partea opusă a bateriei la computer. Conectorii de la capetele opuse ale firelor se conectează la diferite componente din interiorul computerului pentru a le furniza energie. Unele dintre ele sunt special concepute pentru a se conecta la placa de bază, în timp ce altele au conectori care sunt încorporați în ventilatoare, unități de dischetă, hard disk, unități optice și chiar unele plăci video de ultimă generație, care ar trebui să fie luate în considerare atunci când reproiectați o sursă de alimentare pentru server. .

Echipament extern

Sursele de alimentare sunt evaluate în funcție de putere și arată câtă putere pot furniza unui computer. Deoarece fiecare parte a computerului necesită anumite condiții pentru a funcționa corect, este important să aveți o sursă de alimentare pentru server care poate oferi performanța potrivită. Există un instrument la îndemână de calcul al alimentării pentru răcitoare, care poate determina parametrii necesari.

Există și surse de alimentare externe care sunt conectate separat cu un cablu de alimentare și pot reduce aspectul sistemului PC.

Firmware-ul PSU este învechit.

Când am văzut prima dată o astfel de inscripție la sondarea versiunilor de firmware HP DL380, am fost oarecum descurajat. Bine, dacă chiar ai nevoie de el, descarcă-l și instalează-l. Dar ce fel de software poate fi într-o sursă de alimentare banală? S-a dovedit că pentru a diagnostica sistemul local de susținere a vieții și a gestiona întreruperile de curent. Există un grup natural de surse de alimentare, cu propriul arbitru și logică. Sub tăietură, o poveste despre dispozitivul unui astfel de „cluster” și de ce 2 x 1400 = 2300W.

Două surse de alimentare - de două ori mai fiabilitate? Nu întotdeauna, deoarece depinde de setările sistemului de alimentare. Aici vom vorbi despre asta mai detaliat. Ca subiecte ale poveștii, am ales echipamente din clasa medie de servere, astfel:

Adică nu lame și nu mainframe - totul este aranjat diferit pentru ei. Vă rugăm să rețineți că factorul de formă al serverului nu contează pentru prezența sau absența surselor de alimentare suplimentare.

Fiabilitate sau comoditate

Să începem prin a răspunde la întrebarea „de ce câte surse de alimentare, dacă poți stoca doar o cantitate mică de piese de schimb”. Sistemele redundante de server sunt întotdeauna utile, chiar și dincolo de toleranța la erori. De exemplu, ele măresc capacitatea de service și ne permit să nu petrecem noaptea în camera de server atunci când înlocuim discuri sau aceleași surse de alimentare.

De exemplu, o a doua sursă de alimentare va ajuta dacă:

UPS-ul va eșua;

Lucrătorii drumurilor vor găsi un câmp de energie electrică;

Va fi nevoie să mutați serverul pe alt rack;

• Fierul de călcat are nevoie de mai multă putere decât oferă sursa de alimentare cu cea mai mare performanță disponibilă în catalog.

Două surse de alimentare oferă mai multă flexibilitate atunci când proiectați o cameră de server. De exemplu, o diagramă de conexiune de lucru pentru un client: în camera serverului, două faze sunt conectate la surse de alimentare diferite pentru servere. O fază este conectată la UPS, iar a doua funcționează doar prin stabilizatori. Dar această linie vine de la un generator cu pornire automată. Când există o întrerupere a curentului, motorina pornește și serverele continuă să funcționeze, chiar dacă UPS-ul este descărcat. Aceasta este doar una dintre opțiuni, selectată ținând cont de dorințele clientului și de posibilitățile bugetului.

În total, sunt necesare mai multe surse de alimentare pentru facilităţi administrator, promovare fiabilitate sisteme și consumabile mai multă putere.

Teoria pe genunchi

Cea mai simplă versiune de sisteme cu două surse de alimentare arată ca și cum ar alimenta componentele individuale ale computerului de la diferite unități, în timp ce una dintre ele controlează și alimentează placa de bază. Soluții similare sunt practicate de jucători și mineri, deoarece o singură sursă de alimentare nu este suficientă pentru a instala trei sau mai multe plăci video. Pentru conectare se folosesc următoarele adaptoare:

Când apăsați Power, firul de semnal verde se închide la masă, dând comanda de pornire a ambelor surse de alimentare.

Îmi amintesc cu mult timp în urmă am avut un computer Pentium III cu un set de discuri SCSI. Sursa obișnuită de alimentare nu mai era suficientă și am conectat vechea unitate AT separat pentru hard disk-uri. Pornirea mașinii minune s-a întâmplat astfel: apăsăm butonul de alimentare suplimentar și așteptăm bâzâitul discurilor, apoi pornim alimentatorul principal și începe descărcarea.

Chiar și în era Chinei omniprezente, pentru „făcut în casă” există multe scheme pentru conectarea a două surse de alimentare pentru a obține o configurație similară:

Dar să revenim la soluțiile de server industriale.

Logica sursei de alimentare este destul de simplă. Blocurile sunt conectate la un coș special Backplane de distribuție a energiei, unde este prezent și microcontrolerul Unitate de distribuție a energiei(a nu se confunda cu un distribuitor de putere pentru rack de server). Controlerul este responsabil pentru schema de utilizare a surselor de alimentare disponibile: simultan sau în modul primar de rezervă.

Logica de setare și funcționare

Un astfel de subsistem avansat de putere poate fi personalizat pentru nevoi specifice. Când utilizați un server cu două surse de alimentare, sunt disponibile mai multe moduri de funcționare:

Rezervare, în care o sursă de alimentare este încărcată constant, iar a doua este gata să preia sarcina în caz de defecțiune;

• Distribuția sarcinii, în care serverul utilizează ambele surse de alimentare în același timp.

Foarte similar cu RAID - nivelul său tolerant la erori 1 și nivelul de performanță 0.

Majoritatea producătorilor permit administratorului să selecteze modul dorit. De exemplu, pe un astfel de server HP, configurarea BIOS-ului arată astfel:

Imaginea este puțin învechită, deoarece sistemele mai noi folosesc configurarea iLO, dar este suficient de bună pentru a înțelege esența acesteia.

Să ne uităm la puterea de ieșire a unei perechi de surse de alimentare HP DL360 în diferite setări și sarcină ușoară. Pentru a face acest lucru, folosim utilitarul consola hpasmcli.

• modul echilibrat
  hpasmcli> ARAȚI ALIMENTAREA

Într-adevăr, atunci când se utilizează modul de echilibrare a sarcinii, blocurile sunt încărcate aproximativ în mod egal. Dar când activați toleranța la erori, este folosită o singură sursă de alimentare, iar a doua este transferată în Standby și consumă un minim de energie.

Este nevoie de un fel de „mod de repaus” pentru a evita o pornire la rece atunci când este conectată o sursă de alimentare de rezervă, pentru a economisi timp și pentru a minimiza riscurile unei întreruperi de alimentare în timpul activării acesteia. Ca și în cazul becurilor de uz casnic, la orice pornire la rece, pe baza elementului circuitului electric se formează sarcini de vârf, ceea ce poate duce la deteriorarea acestuia.

Setarea modurilor de operare pentru fiecare producător se realizează în felul său. De exemplu, pe sistemele Lenovo (IBM) cu două surse de alimentare, configurația GUI arată astfel:

Există trei moduri de operare din care puteți alege:

Toleranța la erori fără reducerea consumului de energie - vom reveni la ea mai târziu;

Toleranta la erori cu reducerea puterii;

• Fără toleranță la erori, dar cu putere maximă.

Serverele generice, cum ar fi Intel și Supermicro, nu sunt întotdeauna bine documentate și nu au existat informații deschise despre setările pentru modurile de operare PSU. A trebuit să apelez la inginerii și forumurile noastre. S-a dovedit că astfel de sisteme funcționează de obicei în modul de echilibrare a sarcinii.

Dacă ați lucrat îndeaproape cu platforme similare și aveți alte informații, vă rugăm să distribuiți în comentarii.

Lucrurile sunt și mai interesante cu sisteme de trei sau mai multe PSU.

Trei, patru - cine este mai mult?

Ca și în cazul analogiei RAID, mai multe noduri deschid modele de utilizare mai sofisticate. De exemplu, un server Supermicro cu trei blocuri folosește în mod normal un mod de operare 2 + 1, adică două funcționează simultan, iar al treilea este în rezervă.

În cazul a patru PSU din Lenovo, puteți configura utilizarea surselor de alimentare mai flexibil. Interfața calculează chiar și singură citirile de putere:

Din punct de vedere al echilibrului de performanță și fiabilitate, astfel de configurații de 4 PSU-uri sunt justificate doar atunci când se folosesc componente „lacom”. În alte cazuri, rezerva de putere va fi excesivă, iar marja de confort și siguranță este asigurată de 2 surse de alimentare cu diferite surse de alimentare.

După părerea mea, pe astfel de platforme este mai interesant să instalați baterii de rezervă în locul celui de-al treilea și al patrulea PSU (exemple pentru Supermicro și). Se vor asigura împotriva problemelor cu UPS și vor crește timpul de lucru fără electricitate în rețea cu 5 minute. În plus, cu astfel de module este mai convenabil să te ocupi de întreținerea fierului de călcat: am scos cablul și am transferat calm serverul într-un alt dulap. Timpul de funcționare al serverului de la bateria încorporată este de aproximativ cinci minute.

Unul pentru 800 sau două pentru 400

Experienta inginerilor Server Mall arată că sursele de alimentare sunt pe locul al doilea cel mai deteriorat după hard disk. Cel puțin în timpul recuperării serverului, aceste componente se schimbă adesea datorită utilizării condensatoarelor electrolitice în proiectarea lor.

Dacă suntem obișnuiți cu defecțiunile subsistemului de discuri și păstrăm un disc de rezervă pregătit, atunci o înlocuire a sistemului de alimentare este mai puțin frecventă pe rafturile de piese de schimb. Într-o oarecare măsură, situația este salvată printr-o garanție și posibilitatea de a obține un înlocuitor pentru un PSU defect în câteva zile cu un curier, dar Legea lui Murphy nu ar trebui să fie redusă. În practica mea, a existat un caz când, în așteptarea înlocuirii unui PSU defect, cel rămas a eșuat. E bine că nu era nimic vital pe server.

Lăsând deoparte fiabilitatea, rămâne problema puterii. De regulă, este mai bine să luați două surse de alimentare simultan, fiecare cu o sursă suficientă de putere de ieșire. Dar dacă bugetul nu permite astfel de libertăți, atunci va trebui să cântăriți nevoile mai detaliat și să țineți cont de reducerea surselor de energie. Să trecem la manualul de la HP, care prezintă un grafic al eficienței sistemului de alimentare în diferite configurații:

În cazul unei încărcări reduse a mașinii, eficiența unei singure surse de alimentare este mai mare, dar imaginea se schimbă dacă avem un server foarte încărcat.

Ce se întâmplă dacă una dintre surse de alimentare se defectează, iar puterea rămasă nu este suficientă?

Mulți furnizori au un mecanism pentru a reduce consumul de energie în caz de defecțiune - Fujitsu, Throttling Lenovo. Utilizarea unor astfel de mecanisme nu salvează întotdeauna situația, iar o scădere semnificativă a performanței este uneori mai rea decât timpul de nefuncționare.

Mai există o nuanță: sarcina pe a doua sursă de alimentare crește, ceea ce crește probabilitatea defecțiunii acesteia. Este mai bine să pornim de la faptul că o unitate de alimentare dintr-o pereche ar trebui să furnizeze întregul server, cel puțin la sarcini normale. Diferența de cost al surselor de alimentare cu capacități diferite nu este atât de mare, așa că ar trebui să alegeți modele mai productive. De exemplu, iată opțiunile de preț de la Supermicro:

O sursă de alimentare PWS-406P-1R de 400 de wați costă în medie 12.000 ₽;

• O sursă de alimentare PWS-706P-1R de 700 de wați costă în medie 14.000 ₽.

Prețurile sunt luate de pe piața Yandex, așa că, în realitate, pot fi chiar mai mici. Economisirea a 4.000 ₽ în detrimentul toleranței la erori arată atât de așa chiar și pentru un server mic.

Deci ce e cu firmware-ul

O sursă de alimentare modernă conține un set de mecanisme de diagnosticare pentru a monitoriza sistemul intern de răcire, tensiunea, curentul și masa condițiilor interne.

Pe lângă oprirea automată în caz de supraîncălzire, este util să se poată conecta performanța subsistemului de putere la monitorizarea centralizată. De exemplu, ele pot fi utilizate pentru a prezice defecțiunea unei anumite surse de alimentare sau pentru a identifica o alimentare instabilă cu energie electrică. Toate acestea sunt furnizate de microcontrolere, a căror logică internă producătorul o îmbunătățește periodic în noi actualizări.

Și acum pentru contra

Cu toate avantajele descrise, soluțiile cu mai multe surse de alimentare au și laturi negative:

Necesitatea de a cumpăra mai scump surse de alimentare proprietare. De regulă, ar trebui să fie aceleași, ceea ce poate cauza probleme de înlocuire pentru serverele foarte vechi;

Blocajul este managerul sursei de alimentare controlorși placa la care sunt conectate (Backplane de distribuție a energiei);

La sarcină mică consum mai mare de energie, ca o consecință a unui anumit algoritm de utilizare;

• Probabilitatea de defectare a unei unități de alimentare din grup este încă mai mare decât eșecul singurului - o teorie banală a probabilității. Prin urmare, ar trebui să luați în considerare cu atenție alegerea soluțiilor consumatoare de energie care să utilizeze pe deplin ambele surse de alimentare.

Dacă aveți propria experiență negativă cu configurațiile mai multor surse de alimentare, ar fi interesant de citit în comentarii.

În concluzie, iată câteva link-uri utile către calculatoare de putere de la furnizori populari:

Dacă sunteți prea leneș să evaluați puterea atunci când alegeți următorul server nou, atunci aceste instrumente vă vor ajuta atât la calcularea puterii surselor de alimentare, cât și a consumului de energie al întregului centru de date.

Etichete:

• hardware-ul serverului
• fiabilitate
• nutriție
• toleranta la greseli

Firmware-ul PSU este învechit.

Când am văzut prima dată o astfel de inscripție la sondarea versiunilor de firmware HP DL380, am fost oarecum descurajat. Bine, dacă chiar ai nevoie de el, descarcă-l și instalează-l. Dar ce fel de software poate fi într-o sursă de alimentare banală? S-a dovedit că pentru a diagnostica sistemul local de susținere a vieții și a gestiona întreruperile de curent. Există un grup natural de surse de alimentare, cu propriul arbitru și logică. Sub tăietură, o poveste despre dispozitivul unui astfel de „cluster” și de ce 2 x 1400 = 2300W.

Două surse de alimentare - de două ori mai fiabilitate? Nu întotdeauna, deoarece depinde de setările sistemului de alimentare. Aici vom vorbi despre asta mai detaliat. Ca subiecte ale poveștii, am ales echipamente din clasa medie de servere, astfel:

Adică nu lame și nu mainframe - totul este aranjat diferit pentru ei. Vă rugăm să rețineți că factorul de formă al serverului nu contează pentru prezența sau absența surselor de alimentare suplimentare.

Fiabilitate sau comoditate

Să începem prin a răspunde la întrebarea „de ce câte surse de alimentare, dacă poți stoca doar o cantitate mică de piese de schimb”. Sistemele redundante de server sunt întotdeauna utile, chiar și dincolo de toleranța la erori. De exemplu, ele măresc capacitatea de service și ne permit să nu petrecem noaptea în camera de server atunci când înlocuim discuri sau aceleași surse de alimentare.

De exemplu, o a doua sursă de alimentare va ajuta dacă:

UPS-ul va eșua;

Lucrătorii drumurilor vor găsi un câmp de energie electrică;

Va fi nevoie să mutați serverul pe alt rack;

• Fierul de călcat are nevoie de mai multă putere decât oferă sursa de alimentare cu cea mai mare performanță disponibilă în catalog.

Două surse de alimentare oferă mai multă flexibilitate atunci când proiectați o cameră de server. De exemplu, o diagramă de conexiune de lucru pentru un client: în camera serverului, două faze sunt conectate la surse de alimentare diferite pentru servere. O fază este conectată la UPS, iar a doua funcționează doar prin stabilizatori. Dar această linie vine de la un generator cu pornire automată. Când există o întrerupere a curentului, motorina pornește și serverele continuă să funcționeze, chiar dacă UPS-ul este descărcat. Aceasta este doar una dintre opțiuni, selectată ținând cont de dorințele clientului și de posibilitățile bugetului.

În total, sunt necesare mai multe surse de alimentare pentru facilităţi administrator, promovare fiabilitate sisteme și consumabile mai multă putere.

Teoria pe genunchi

Cea mai simplă versiune de sisteme cu două surse de alimentare arată ca și cum ar alimenta componentele individuale ale computerului de la diferite unități, în timp ce una dintre ele controlează și alimentează placa de bază. Soluții similare sunt practicate de jucători și mineri, deoarece o singură sursă de alimentare nu este suficientă pentru a instala trei sau mai multe plăci video. Pentru conectare se folosesc următoarele adaptoare:

Când apăsați Power, firul de semnal verde se închide la masă, dând comanda de pornire a ambelor surse de alimentare.

Îmi amintesc cu mult timp în urmă am avut un computer Pentium III cu un set de discuri SCSI. Sursa obișnuită de alimentare nu mai era suficientă și am conectat vechea unitate AT separat pentru hard disk-uri. Pornirea mașinii minune s-a întâmplat astfel: apăsăm butonul de alimentare suplimentar și așteptăm bâzâitul discurilor, apoi pornim alimentatorul principal și începe descărcarea.

Chiar și în era Chinei omniprezente, pentru „făcut în casă” există multe scheme pentru conectarea a două surse de alimentare pentru a obține o configurație similară:

Dar să revenim la soluțiile de server industriale.

Logica sursei de alimentare este destul de simplă. Blocurile sunt conectate la un coș special Backplane de distribuție a energiei, unde este prezent și microcontrolerul Unitate de distribuție a energiei(a nu se confunda cu un distribuitor de putere pentru rack de server). Controlerul este responsabil pentru schema de utilizare a surselor de alimentare disponibile: simultan sau în modul primar de rezervă.

Logica de setare și funcționare

Un astfel de subsistem avansat de putere poate fi personalizat pentru nevoi specifice. Când utilizați un server cu două surse de alimentare, sunt disponibile mai multe moduri de funcționare:

Rezervare, în care o sursă de alimentare este încărcată constant, iar a doua este gata să preia sarcina în caz de defecțiune;

• Distribuția sarcinii, în care serverul utilizează ambele surse de alimentare în același timp.

Foarte similar cu RAID - nivelul său tolerant la erori 1 și nivelul de performanță 0.

Majoritatea producătorilor permit administratorului să selecteze modul dorit. De exemplu, pe un astfel de server HP, configurarea BIOS-ului arată astfel:

Imaginea este puțin învechită, deoarece sistemele mai noi folosesc configurarea iLO, dar este suficient de bună pentru a înțelege esența acesteia.

Să ne uităm la puterea de ieșire a unei perechi de surse de alimentare HP DL360 în diferite setări și sarcină ușoară. Pentru a face acest lucru, folosim utilitarul consola hpasmcli.

• modul echilibrat
  hpasmcli> ARAȚI ALIMENTAREA

Într-adevăr, atunci când se utilizează modul de echilibrare a sarcinii, blocurile sunt încărcate aproximativ în mod egal. Dar când activați toleranța la erori, este folosită o singură sursă de alimentare, iar a doua este transferată în Standby și consumă un minim de energie.

Este nevoie de un fel de „mod de repaus” pentru a evita o pornire la rece atunci când este conectată o sursă de alimentare de rezervă, pentru a economisi timp și pentru a minimiza riscurile unei întreruperi de alimentare în timpul activării acesteia. Ca și în cazul becurilor de uz casnic, la orice pornire la rece, pe baza elementului circuitului electric se formează sarcini de vârf, ceea ce poate duce la deteriorarea acestuia.

Setarea modurilor de operare pentru fiecare producător se realizează în felul său. De exemplu, pe sistemele Lenovo (IBM) cu două surse de alimentare, configurația GUI arată astfel:

Există trei moduri de operare din care puteți alege:

Toleranța la erori fără reducerea consumului de energie - vom reveni la ea mai târziu;

Toleranta la erori cu reducerea puterii;

• Fără toleranță la erori, dar cu putere maximă.

Serverele generice, cum ar fi Intel și Supermicro, nu sunt întotdeauna bine documentate și nu au existat informații deschise despre setările pentru modurile de operare PSU. A trebuit să apelez la inginerii și forumurile noastre. S-a dovedit că astfel de sisteme funcționează de obicei în modul de echilibrare a sarcinii.

Dacă ați lucrat îndeaproape cu platforme similare și aveți alte informații, vă rugăm să distribuiți în comentarii.

Lucrurile sunt și mai interesante cu sisteme de trei sau mai multe PSU.

Trei, patru - cine este mai mult?

Ca și în cazul analogiei RAID, mai multe noduri deschid modele de utilizare mai sofisticate. De exemplu, un server Supermicro cu trei blocuri folosește în mod normal un mod de operare 2 + 1, adică două funcționează simultan, iar al treilea este în rezervă.

În cazul a patru PSU din Lenovo, puteți configura utilizarea surselor de alimentare mai flexibil. Interfața calculează chiar și singură citirile de putere:

Din punct de vedere al echilibrului de performanță și fiabilitate, astfel de configurații de 4 PSU-uri sunt justificate doar atunci când se folosesc componente „lacom”. În alte cazuri, rezerva de putere va fi excesivă, iar marja de confort și siguranță este asigurată de 2 surse de alimentare cu diferite surse de alimentare.

După părerea mea, pe astfel de platforme este mai interesant să instalați baterii de rezervă în locul celui de-al treilea și al patrulea PSU (exemple pentru Supermicro și). Se vor asigura împotriva problemelor cu UPS și vor crește timpul de lucru fără electricitate în rețea cu 5 minute. În plus, cu astfel de module este mai convenabil să te ocupi de întreținerea fierului de călcat: am scos cablul și am transferat calm serverul într-un alt dulap. Timpul de funcționare al serverului de la bateria încorporată este de aproximativ cinci minute.

Unul pentru 800 sau două pentru 400

Experienta inginerilor Server Mall arată că sursele de alimentare sunt pe locul al doilea cel mai deteriorat după hard disk. Cel puțin în timpul recuperării serverului, aceste componente se schimbă adesea datorită utilizării condensatoarelor electrolitice în proiectarea lor.

Dacă suntem obișnuiți cu defecțiunile subsistemului de discuri și păstrăm un disc de rezervă pregătit, atunci o înlocuire a sistemului de alimentare este mai puțin frecventă pe rafturile de piese de schimb. Într-o oarecare măsură, situația este salvată printr-o garanție și posibilitatea de a obține un înlocuitor pentru un PSU defect în câteva zile cu un curier, dar Legea lui Murphy nu ar trebui să fie redusă. În practica mea, a existat un caz când, în așteptarea înlocuirii unui PSU defect, cel rămas a eșuat. E bine că nu era nimic vital pe server.

Lăsând deoparte fiabilitatea, rămâne problema puterii. De regulă, este mai bine să luați două surse de alimentare simultan, fiecare cu o sursă suficientă de putere de ieșire. Dar dacă bugetul nu permite astfel de libertăți, atunci va trebui să cântăriți nevoile mai detaliat și să țineți cont de reducerea surselor de energie. Să trecem la manualul de la HP, care prezintă un grafic al eficienței sistemului de alimentare în diferite configurații:

În cazul unei încărcări reduse a mașinii, eficiența unei singure surse de alimentare este mai mare, dar imaginea se schimbă dacă avem un server foarte încărcat.

Ce se întâmplă dacă una dintre surse de alimentare se defectează, iar puterea rămasă nu este suficientă?

Mulți furnizori au un mecanism de reducere a consumului de energie în caz de defecțiune - PowerSafe uard pentru Fujitsu, Throttling pentru Lenovo. Utilizarea unor astfel de mecanisme nu salvează întotdeauna situația, iar o scădere semnificativă a performanței este uneori mai rea decât timpul de nefuncționare.

Mai există o nuanță: sarcina pe a doua sursă de alimentare crește, ceea ce crește probabilitatea defecțiunii acesteia. Este mai bine să pornim de la faptul că o unitate de alimentare dintr-o pereche ar trebui să furnizeze întregul server, cel puțin la sarcini normale. Diferența de cost al surselor de alimentare cu capacități diferite nu este atât de mare, așa că ar trebui să alegeți modele mai productive. De exemplu, iată opțiunile de preț de la Supermicro:

O sursă de alimentare PWS-406P-1R de 400 de wați costă în medie 12.000 ₽;

• O sursă de alimentare PWS-706P-1R de 700 de wați costă în medie 14.000 ₽.

Prețurile sunt luate de pe piața Yandex, așa că, în realitate, pot fi chiar mai mici. Economisirea a 4.000 ₽ în detrimentul toleranței la erori arată atât de așa chiar și pentru un server mic.

Deci ce e cu firmware-ul

O sursă de alimentare modernă conține un set de mecanisme de diagnosticare pentru a monitoriza sistemul intern de răcire, tensiunea, curentul și masa condițiilor interne.

Pe lângă oprirea automată în caz de supraîncălzire, este util să se poată conecta performanța subsistemului de putere la monitorizarea centralizată. De exemplu, ele pot fi utilizate pentru a prezice defecțiunea unei anumite surse de alimentare sau pentru a identifica o alimentare instabilă cu energie electrică. Toate acestea sunt furnizate de microcontrolere, a căror logică internă producătorul o îmbunătățește periodic în noi actualizări.

Și acum pentru contra

Cu toate avantajele descrise, soluțiile cu mai multe surse de alimentare au și laturi negative:

Necesitatea de a cumpăra mai scump surse de alimentare proprietare. De regulă, ar trebui să fie aceleași, ceea ce poate cauza probleme de înlocuire pentru serverele foarte vechi;

Blocajul este managerul sursei de alimentare controlorși placa la care sunt conectate (Backplane de distribuție a energiei);

La sarcină mică consum mai mare de energie, ca o consecință a unui anumit algoritm de utilizare;

• Probabilitatea de defectare a unei unități de alimentare din grup este încă mai mare decât eșecul singurului - o teorie banală a probabilității. Prin urmare, ar trebui să luați în considerare cu atenție alegerea soluțiilor consumatoare de energie care să utilizeze pe deplin ambele surse de alimentare.

Dacă aveți propria experiență negativă cu configurațiile mai multor surse de alimentare, ar fi interesant de citit în comentarii.

În concluzie, iată câteva link-uri utile către calculatoare de putere de la furnizori populari:

Dacă sunteți prea leneș să evaluați puterea atunci când alegeți următorul server nou, atunci aceste instrumente vă vor ajuta atât la calcularea puterii surselor de alimentare, cât și a consumului de energie al întregului centru de date.

Etichete: Adăugați etichete