为什么直流电源不那么热

直流电源没电了。美国电力转换公司(American Power Conversion)首席技术官尼尔•拉斯穆森(Neil Rasmussen)如是说。这家总部位于美国南部金斯敦的供应商以其UPS产品而闻名。在今年夏天的一次面对面会议上,拉斯穆森回应了我去年春天关于直流电源的报道“用直流电源冷却”,以及我最后一篇关于这个主题的博客文章“直流电源数据中心的酷之处”。这个故事讨论了使用直流配电系统为充满服务器机架的房间供电的可能性。该理论认为,由于电源会产生大量的废热,人们可以通过放弃交流电源,转而使用集中的48v直流配电系统,将其从服务器机架或整个数据中心中清除。机架和服务器机房会运行得更冷,可能会避开热点。

当我第一次报道这个故事的时候,我和拉斯穆森相处的时间不多,但他对这个话题略知一二。他与人共同创立了APC,负责公司的研发工作,并在麻省理工学院林肯实验室的能源系统工程组工作。

我也尊重他的意见,因为他从来都不是那种因为市场原因而含糊其辞的人。事实上,两年前,他在《计算机世界》(Computerworld)的一次采访中对刀片服务器和热负荷的先见之明,让他与公司的一个业务伙伴陷入了困境。

拉斯穆森说,他见过很多电信公司和配置数据中心使用直流配电系统为从网络交换机到服务器的所有设备供电。但他说,不断增加的功率密度已经扼杀了数据中心直流电源的使用。在-48伏直流电压下向一个机架输送20KW的电力需要一根粗铜配电棒,必须在头顶布线。他声称,如果一个数据中心装满了20千瓦的机架,天花板上的铜梁会比高层建筑项目多。”这不是一根铁丝,而是一根插着螺栓的钢筋。那铜可是一大笔钱。什么能支撑这一切?我将在开销上构建这个框架,”他说。

“我曾去过一些设施,那里有大的吧台在天花板上横穿——我们只讨论这些人运行的每个机架5千瓦。拉斯穆森说:“在这些设施中,有大量的铜——成吨的铜。”。他补充说,一个机架20千瓦的功率“完全失控了”,特别是如果你的数据中心有几十个或几百个机架的话。”你可以想象,如果我有100个机架,这些酒吧会看起来像去一个直流电厂在后面。你可以计算有多大。它[直径]有好几英寸。我们谈论的是几英寸的酒吧,“他说。

所以就用更高的直流电压?你不能。直流电是严格控制的,是-48伏特。原因:高于-48伏的直流电极为危险,因为如果电弧开始,它不会自行熄灭。”交流的神奇之处在于,如果一个电弧开始,它就会熄灭,因为它每秒120次归零。直流电弧不清楚,所以你有这个限制-48伏,“拉斯穆森说。

情况变得更糟了。拉斯穆森说,今天,由于数据中心的功率密度急剧增加,业界正在讨论彻底改变配电系统,从今天的208/120伏三相交流标准转向欧洲的400/230伏标准。欧洲标准的效率是美国的两倍。”实际上,按照系统的布局,我们的运行电压只有它们的一半。即使在运行208伏特的数据中心,也远高于-48伏特,这就像一个平方律的东西,这些导体必须有多大,”他说。拉斯穆森说,随着功率密度的不断增加,“如果我们看到美国的一些高密度数据中心连接到欧洲的电压,因为需要提高并去除所有的铜,我不会感到惊讶。”

这一新标准的电力电缆将优于直流和当前的交流配电标准。”在欧洲的电压下,我可以使用一点软电线,运行一个40千瓦的机架,”拉斯穆森说。有了直流电,天花板上就会有几英寸厚的金属条蜿蜒而过。

他声称,维护这些分配轨也是一件令人头痛的事。”他补充说:“当你不得不在货架上运行一个酒吧时,考虑一下重新配置和做出改变。”。在他访问的一家电信公司,他们有一名员工,他的工作是拧紧所有固定配电板的螺母和螺栓,因为铜会“蠕动”这是协议的一部分,收紧所有这些东西,其中有数百万螺栓,”他说。

拉斯穆森说,这就是直流电死机的原因。这场战斗已经在互联网热潮中展开,当时一些咨询工程公司建立了60%交流和40%直流配电的数据中心。”我进去的每一个工厂都没有负载。没人用过,”他说。最后,AC赢了。直流电的拥护者们“因密度而摆脱了痛苦”。没有希望处理这些密度,”他说。