数据中心下一代电源解决方案可提高效率，第2部分

数据中心效率的新电源解决方案

既然我们已经了解了数据中心是什么，以及一个不完美的半导体集成电路中相对较小的低效率所产生的令人难以置信的热量浪费乘以令人难以置信的数百万倍，那么让我们来看看一些电源管理解决方案，这些解决方案将达到谷歌声称将减少 30% 的电转换损耗。

在 DesignCon 2016 上，Google、Intel、Linear Technology、Intersil 和 Vicor作为小组成员举办了 DesignCon 2016 小组讨论会，我们在这里听到了 Google 希望使用 48 伏主板来减少数据中心服务器中浪费的电力的愿望。数据中心的电源效率估计约为 84%。

首先让我们看一下可行的数据中心所需的典型主电源和备份功能。

在典型的数据中心，电力通过当地电力公司运营的一个或两个单独的电网部门进入建筑物。冗余对于数据中心的运营至关重要，因为这里不能选择故障。

很多时候，数据中心拥有可以产生兆瓦级电力的柴油发电机，其中包括额外的电力，以满足数据中心在紧急情况下的电力需求。

通常，当地公用事业公司和柴油发电机以 20 千伏 (kV) 左右的电压提供电力，然后将其转换为 220 或 380 伏交流电。

在数据中心内，通常备用电池可以在断电的情况下为数据中心供电 15 分钟左右。这使柴油发电机有时间启动并达到运行设施的功率水平。

大型 UPS 也是数据中心电源方案的一部分。它可以在交流电流下运行，并且可以在 480 伏的电压下提供数十千瓦的电力。当 UPS 消耗交流电时，它会将部分能量转换为存储的直流电，以防停电。它补偿电压和频率波动，以保护敏感的处理器和其他电子系统。

冗余设计的电源系统对于数据中心至关重要。这将使维修能够在一个网络上进行，而无需关闭服务器、数据库或电气设备。

今天的服务器通常使用 12V 电源，其效率水平在 80% 区域内，主要受处理器高功率需求的影响。传统稳压器的一些电源设计和架构可以达到 90 的高效率百分位，但这仍然不够。我们现在需要使电源尽可能靠近处理器，并消除当今电源系统链中的多个变压器损耗。当今服务器中的 12V 主板至少是一项已有 20 年历史的技术。有些东西必须付出!数据中心的能源浪费过多，处理器推动了多核架构的极限，速度不断提高，导致更高的功率需求和更多的能量损失。启动那些空调。

进入主板的谷歌48VDC架构

我们已经看到电信使用 48V 已经有一段时间了，所以这个想法在那个领域并不是一个新的想法，但对于数据中心来说，它是一个新的范例。数据中心的节能优势比比皆是，I 2 R 机架损耗更低，变压器转换损耗也更少。

当然，也有一些新的挑战让他们抬起头来，但这些都不是不可克服的。我们如何处理轻负载效率?48V噪声隔离和耦合怎么样?为什么是 48V 而不是 380V?