一个模块化的供电系统,可以通过规范化加快设计和安装的速度,提高供电性能,降低维护难度,减少人为错误;模块化配电系统,可以采用为整行负载供电的机架大小的模块化设备,也可以采用服务于单个机架的电源插板(机架 PDU)。
数据中心供电方案是整个供电系统中可靠性最薄弱的环节,数据中心设计者秉承模块化设计理念,把冗余容错和插拔修复技术同时应用到一台 UPS 中,就是当前已在市场上得到广泛应用的模块化 UPS,更多相关知识:http://www.zhengdaole.com。
谷歌定制的数据中心供电方案带有分布式小 UPS,数据中心内部不再有 UPS 室和电池室等,也没有列头柜等二次配电环节,每个服务器直接市电直供,每个机柜直接从机柜顶部的母线槽上安装的配线盒取电。其原理是在服务器底部安装 12V 黑色铅酸电池,用于市电停电保护。
市电正常时,由于没有外部 UPS,市电直接给服务器供电,达到 99.9% 的供电效率;当市电停电后,直接挂接在 12V 输出上的电池短时放电,直至室外的柴油发电机启动恢复服务器电源带载。电池容量很小,大约只有 3.2Ah,备电时间远远小于传统数据中心 15~30min 的电池备电需求。该方案要求有高性能的柴油发电机配套使用。
上述两个数据中心供电方案都实现了接近 100% 的供电效率。微软的 12V 电池要么直接挂在 IT 设备内,要么安装在服务器机柜内,以尽量减少低压供电的传输损耗。谷歌的 12V 分布式供电方案尽管传输损耗较小,但电源和电池数量多,成本高,电源负载率低,因而效率会偏低;而微软的 12V 集中式供电方案的电源和电池数量少,成本稍低,负载率高,电源效率高。两种供电方案各有所长,但都存在一定的不足。