Чем отличается серверный блок питания от обычного

Обновлено: 07.07.2024

В первой части статьи мы начали знакомиться с серверами и узнавать, чем они отличаются от обычных офисных компьютеров. Мало того, что эти машины здоровенные и дорогие, так им еще и нужно отдельное помещение!

Для сервера – серверная!

Через корпус сервера постоянно протягивается воздушный поток, содержащий пыль. И эта пыль накапливается в блоке питания и других укромных местах. Поэтому хороший сервер обязательно содержит воздушные фильтры, частично задерживающие пыль. Множество вентиляторов создают большой шум.

Поэтому серверы, как правило, устанавливаются в специальные комнаты (серверные). К таким комнатам предъявляется целый ряд специфических требований:

необходимость охлаждения (кондиционирования) воздуха,
дополнительный ввод питания,
наличие отдельного контура заземления,
отсутствие пыли,
наличие аварийного освещения,
удобный доступ и т. д.

Блоки питания

Блоки питания серверов, как и все остальное «железо», должны быть весьма надежными.

Они могут иметь повышенную — до 1 кВт и более — мощность.

Почти всегда имеется резервирование, которое осуществляется различными путями.

Может устанавливаться дополнительный питающий блок, который в нормальном режиме не принимает участия в работе, но пребывает «начеку».

Как только с основным блоком питания начинаются проблемы, схема управления отключает его и подключает другой, который до этого был «настороже».

Коммутация происходит таким образом, что перебоев в подаче энергии не происходит. Может применяться другая схема резервирования — когда оба блока питания работают, но «вполсилы». Когда один из них выходит из строя, другой тащит на себе «весь воз».

Серверные питающие блоки обычно битком набиты всякими «железками». Емкости конденсаторов и их число увеличены по сравнению с обычными блоками. Никаких проволочных перемычек вместо дросселей (как это бывает в дешевых поделках) там не бывает!

Вентиляторы, применяемые в серверных блоках также весьма качественны (и дороги), с подшипниками качения. Все эти меры по обеспечению надежности усложняют конструкцию, поэтому серверные источники питания стоят существенно дороже обычных.

Вентиляторы, применяющиеся в блоках питания 1U имеют размер 40х40 мм (как впрочем и все остальные).

Лопасти у них невелики, варьировать диаметром крыльчатки нельзя, можно только увеличить толщину вентилятора. Для достижения нужного объема воздушного потока можно увеличить обороты вентилятора. Поэтому такие вентиляторы могут иметь скорость вращения до 10 000 об/мин.

При этом они издают шум более 40 дБ, что достаточно заметно на слух. Но на максимальных оборотах вентиляторы работают при наивысшей нагрузке БП. Когда нагрузка снижается, схема управления снижает обороты.

Серверные блоки питания позиционируются со сроком службы более 100 000 часов. Если учесть, что в сутках 24 часа, то БП будет кормить сервер «диетическими блюдами» не менее 4167 дней. Это более 11 лет. Неплохо!

Конструктивное исполнение

Сервера могут иметь различно конструктивное исполнение. Встречается исполнение «desktop» (настольный) — как у офисного компьютера.

Но корпус может иметь гораздо большие габариты. Вентиляторы, радиаторы, блоки питания — все сделано основательно, поэтому сервер может иметь значительный вес. Одному человек таскать такую штуковину затруднительно!

Традиционное исполнение не всегда удобно, так как площадь серверной используется не очень эффективно. Вычислительной мощности одного-двух-трех серверов может оказаться недостаточно. Городить какую-то стойку с полками тоже не очень красиво.

Для таких случаев предусмотрено другое исполнение — стоечное.

При этом сервер имеет вид плоского и широкого коробка толщиной 1U или 2U (Unit, единица). 1U — это 1,75 дюйма или около 44 мм.

Несмотря на столь малую толщину этот «сундук» все равно тяжелый, как и положено серверу.

Все вентиляторы имеют малый размер (40 мм), но достаточно мощны. Питающие блоки также имеют плоское исполнение и не предназначены для использования в офисных компьютерах. Такие вторичные источники питания зачастую не прикручиваются к корпусу, а имеют рычажок сбоку.

С помощью этого рычажка блок можно легко и быстро вынуть из корпуса. Это ускоряет замену и уменьшает простои сервера. Вместе с возможностью горячей замены винчестеров это увеличивает удобство обслуживания, так как не надо открывать крышку корпуса.

Впрочем для того, чтобы открыть крышку корпуса в стоечном сервере, не надо прилагать больших усилий и времени, чтобы открутить винты.

На крышке в большинстве случаев установлен специальный замок. И, сделав, пару движений, ее можно легко снять и получить доступ к компонентам сервера. Корпус имеет элементы для крепления серверов к стойке, в частности, «салазки», на которых от «выезжает» со штатного места.

Сервер имеет, конечно же, порты ввода-вывода, разъем для подключения монитора и разъем LAN (их может быть несколько) для подключения к локальной сети.

И в заключение скажем несколько слов

О серверных процессорах

Чаще всего в серверах применяются процессоры XEON фирмы «Intel. Они также могут быть многоядерными (иметь до 10 ядер!), но имеют некоторые отличия в архитектуре. Это позволяет им работать «в одной упряжке» с себе подобными.

У серверных процессоров увеличен внутренний кэш, что ускоряет работу. Но и удорожает процессор! Кэш — это сверхбыстрая память внутри процессора, посредством которой ядро процессора обменивается информацией с внешним миром.

На сегодня все. Надеюсь, вы не очень устали, и информация была для вас полезной.

Отвечаем на эти вопросы в статье. Рассказываем о ключевых отличиях обычных блоков питания и моделей для серверов, дата-центров, а также даем простые инструкции по выбору оптимального БП для сервера.

Содержание:

В чем разница между обычным и серверным блоком питания?

Главное отличие — в специфике работы. Дело в том, что серверные БП заточены на бесперебойное функционирование в режиме 24/7. А вот к классическим блокам питания, предназначенным для стандартных офисных и домашних компьютеров, такие требования не предъявляются. Да и с чего бы вдруг? Все равно обычные ПК для веб-серфинга и офисов не работают с такими серьезными нагрузками и не обрабатывают столько данных непрерывно, как серверы.

Кроме этого, есть еще один нюанс, хотя он тоже связан с требованием к бесперебойной работе сервера. Даже супернадежный блок питания может выйти из строя, но чем дольше простаивает сервер, тем больше теряются данные и, конечно, деньги компании. Отсюда вытекает еще одно отличие блоков питания: в отличие от компьютерного, серверный БП должен поддерживать горячую замену. Так неисправный блок можно поменять, не отключая от питания весь сервер. Другими словами, нужна поддержка резервирования, как у БП FSP.

Вот мы и закончили с главными отличиями. Теперь перейдем к описанию функций и возможностей серверных блоков питания, которые помогут выбрать оптимальный вариант.

Возможности и особенности выбора БП для серверов

У обычного сервера не предусмотрено дополнительное место под резервный блок питания. По этой причине продвинутые компании, такие как FSP Group, выпускают профессиональные модели с резервированием 2 в 1. Например, блоки питания FSP1200-50FS и FSP800-50FS содержат по два CRPS 2.0 (Common Redundant Power Supply) модуля в одном корпусе такого же формата. Так, если один из модулей выйдет из строя, его можно будет легко поменять. Cold Redundant, холодное резервирование, снижает показатели входной мощности при режиме ожидания, благодаря чему устройства практически не тратят энергию.

Однако отключение резервных источников питания — уже решенная задача, а вот активировать их быстро — до сих пор актуально. Впрочем, топовые производители смогли решить эту проблему. К примеру, блоки питания FSP сохраняют возможность быстрого перехода из режима ожидания в режим стандартной активности, что позволяет обеспечить стабильную бесперебойную работу сервера даже в случае сбоев.

Модели этой марки поддерживают стандарт шины управления питанием PMbus, что позволяет системе мониторить работу блоков питания, находить и исправлять неисправности. В частности, за счет поддержки такого стандарта, администратор поймет, что рабочий модуль БП вышел из строя и активировался резервный. Кроме того, доступна возможность мониторить другие параметры блока питания в реальном времени.

Характеристики блоков питания

Помимо перечисленных функциональных возможностей, для выбора хорошего серверного блока питания важно обращать внимание на другие технические параметры. Так, имеют значение мощность и напряжение БП.

Мощность блоков питания для серверов варьируется в пределах 300-2400 Вт. Какая нужна именно вам, зависит от того, сколько потребляют компоненты сервера. Посчитать несложно: надо суммировать показатели всех комплектующих и добавить 20%. Этот запас пригодится, когда понадобится апгрейдить сервер. Если речь идет о дата-центре, важно обращать внимание не только на энергопотребление компонентов оборудования, а и на косвенные расходы электроэнергии, к примеру, на систему кондиционирования и рассеиваемое тепло.

Примечание: CRPS БП FSP реализованы по схеме с общей шиной +12В — АС/DC преобразователь выдает всю мощность на нее, а преобразователи DC/DC дают остальное +5В, +3.3В, -12B. Благодаря этому блоки питания этого производителя способны с высокой эффективностью (КПД) обеспечивать максимальную мощность по всем номиналам.

Чтобы купить оптимальный БП, важно учитывать и напряжение, с которым совместим блок питания. Как правило, большинство моделей рассчитаны на стандартные АС 220В. Однако иногда, для специализированных решений, нужны блоки питания, рассчитанные на постоянный ток — DC вариант. Найти такой бывает непросто, но вполне возможно. Так, бывают блоки питания FSP, которые подходят для сетей с напряжением:

DC 336В — применяется в дата-центрах.
DC 48В — часто используется для телекоммуникационного оборудования.

Кроме того, выбору предоставляются NEBS-совместимые БП — с самой эффективной защитой от перенапряжения.

Кроме этих важных параметров, имеет значение и коэффициент полезного действия блока питания, на который указывает сертификация 80Plus. Для сервера следует выбирать модели с сертификатом 80Plus Gold или Platinum. Первые при 50% нагрузки и входном напряжении в 230В обеспечивают КПД на уровне 92%, а вторые — 94%.

Дополнительные функции

В первую очередь поговорим о защите. Хороший блок питания для сервера должен быть защищен от:

перегрева — обозначается как OTP (Over Temperature Protection);
перенапряжения — OVP (расшифровывается как Over Voltage Protection),
короткого замыкания — SCP (Short Circuit Protection);
сбоев в работе вентилятора — FFP или Fan Failure Protection;
превышения по току — обозначается как OCP, то есть Over Current Protection.

Важно! Чтобы обеспечить бесперебойную работу при скачках напряжения, у серверного БП должен быть широкий диапазон входного напряжения. Так, у некоторых моделей FSP он составляет 90-264В, да и в целом у блоков питания этой марки есть все перечисленные выше защитные функции.

Также при выборе необходимо обращать внимание на соответствие модели стандартам безопасности, включая EN62368 и другие — FCC, TÜV, CCC, UL и CE.

Удобны модели с возможностью кабель-менеджмента, то есть с модульной организацией. В этом случае можно подключить только необходимые кабели и не занимать лишними проводами место в серверном корпусе. Также хороши блоки питания со специальными стопорами, которые не дадут случайно выдернуть кабель.

Эффективный блок питания для сервера — это модель с широким диапазоном напряжения, высоким КПД, функцией резервирования и горячей замены, мониторинга работы. Кроме того, чтобы выбрать оптимальный серверный БП, необходимо учитывать его мощность и напряжение, наличие защитных функций и соответствие стандартам безопасности.

Содержание

Подбираем БП по мощности

Как бы просто это не звучало, но для того, чтобы определить мощность будущего блока питания, необходимо сложить потребляемую мощность всех компонентов ПК и сделать небольшой запас, на случай каких-либо изменений или модернизации. Также следует учесть один момент, который заключается в том, что блоки питания от не именитых брендов часто завышают свои характеристики, или указанная мощность БП рассчитана при максимальной нагрузке. Таким образом, если БП будет работать на пике мощности постоянно, это, несомненно, приведет к уменьшению его срока службы и может привести к различным сбоям в питании. Если при выборе вы все же отдали предпочтение малоизвестному бренду, следует покупать БП с запасом мощности хотя бы в полтора раза, а лучше в два раза. Добавлю, что мощность БП следует подбирать из значений номинального потребления всех компонентов ПК, а не пиковых значений. Для покрытия пикового энергопотребления мы как раз и берем БП с запасом мощности.

Что касается реальных цифр, следует сказать, что для офисного ПК или компьютера для бытовых задач хватит БП с мощностью до 400 Вт. Что касается современных ПК для игр, часто приходится использовать БП с мощностью 800-900 Вт и более. При выборе блока питания рекомендую также не забывать о потреблении энергии систем охлаждения и всевозможных декоративных подсветках. Для вашего удобства в интернете можно найти специальный калькулятор для расчета.

Энергоэффективность и КПД

КПД определяет соотношение потребляемой мощности БП к реальной выходной его мощности. Для облегчения задачи выбора «правильного» для вас БП существует специальная стандартизация Energy Star. Если я не ошибаюсь, последняя версия этого стандарта 4.0, но насколько я знаю, обновления в этой версии стандарта было довольно давно. В любом случае, сейчас этот стандарт заключается в следующих требованиях и маркировках:

80 Plus. В таких БП эффективность составляет не ниже 80%
80 Plus Bronze. Самый распространенный тип, эффективность не ниже 82%
80 Plus Silver. В этом стандарте КПД составляет не менее 85%
80 Plus Gold. В этом типе КПД превышает 87%
80 Plus Platinum. Это самые эффективные устройства с КПД не менее 90%

Эта небольшая деталь крайне важна при выборе и на нее точно следует опираться. Конечно, покупать БП без этой сертификации вообще не стоит. А оптимальным решением по цене и эффективности могут стать блоки с маркировкой 80 Plus Bronze. Эти блоки на сегодняшний день являются самими распространенными. К примеру, если вы приобретаете БП с мощностью 800 Вт со стандартом 80 Plus Bronze, его реальная выходная мощность составит 656 Вт.

Форм-фактор и типы подключения

Не стоит забывать о том, что существуют разные форм-факторы БП, это сделано для совместимости с различными типами корпусов ПК. Самым распространенным типом БП и корпусов для них являются устройства с маркировкой ATX. Но еще существуют БП с другими форм-факторами SFX, TFX и EPS. Эта характеристика обязательно будет указана на БП.

Также обращаю ваше внимание на то, что существует два типа подключения оборудования к БП.

Стандартный тип. В этом типе все разъемы для подключения оборудования уже стационарно установлены и их нельзя поменять. То есть провода с разъемами буквально впаяны в БП. Это классическое и самое распространенное решение. Такие БП бывают с разными разъемами для ЦПУ (к примеру, на 4 или 8 контактов), а также могут отличаться по разъемам для материнских плат (на 24 контакта и на 20 контактов для старых моделей или серверных плат). Также на такие БП могут быть абсолютно со всеми возможные разъемы. Обычно используется самые распространенные современные разъемы, но все же перед покупкой стоит этот момент проверить.

Модульный тип. Это более дорогое решение, обычно используется в ПК с прозрачной крышкой корпуса. В таком типе устройства к БП подключается только то оборудование, которое установлено в ПК в данный момент. Таким образом, можно избежать лишнего нагромождения неиспользуемых проводов.

Что такое PFC

PFC – это система, обеспечивающая автоматическую коррекцию выходной мощности в зависимости от входящих изменений в токе. Очень полезная и необходимая функция, особенно при использовании дорогостоящего оборудования. Также стоит знать, что система PFC делится на два типа: PPFS, APFC.

PPFS – это пассивная система, обычно применяется в более дешевых моделях БП, такая система обладает небольшой способностью сглаживания токов.

APFC – это активная система, уже более дорогая, поскольку она выполнена на отдельной плате, и по сути является еще одним питающим элементом. Такая система может сглаживать большие перепады в токе и обеспечивает стабильную выходную мощность и ток.

Применяем знания на практике

Исходя из вышеизложенной базовой информации, можно приступить к выбору блока питания. Для начала определяемся с форм-фактором и типом подключения БП. Затем подбираем мощностью будущего БП, исходя из суммарного энергетического потребления вашего оборудования опираясь на запас и КПД (стандартизацию Energy Star). Также можно обратить внимание на охлаждение блока питания. Здесь чем больше лопасти вентилятора, тем меньше производят они шума и лучше охлаждают. Также есть модели БП с пассивным охлаждением, в таких моделях для отвода тепла используется большой алюминиевый радиатор.

Ну, а на этом все, надеюсь, публикация была полезна для вас. Спасибо, что дочитали статью до конца. Также можете посетить мой блог на сайте. Там вы найдете еще больше различных статей и обзоры разных устройств.

Кто разбирается в электронике? Есть серверный блок питания, который на выходе дает 12.2В 160А. Припаял к нему на выход провода со щупами (+ и -). Если в выключеном состоянии прозваниваю тестером контакты между этими щупами, тестер сначала на долю секунды пищит, потом сопротивление поднимается примерно до чуть более 100 Ом. Так разве должно быть?

Если БП включаешь в розетку, на выходах щупов появляются заявленные 12.2В.

Все работает, не парься.

На выходе у бп есть сглаживающие конденсатор, разрядный резистор и дроссель, вот при подключении мультиметра сначала заряжается кондёр, а потом показывает сопротивление разрядного резистора.

Получается, что данный блок нельзя подключать к автомобилю в выключеном состоянии, т.к. он будет садить аккумулятор? Т.е. если щупы выключенного БП одеть на клемы авто, то между "+" и "-" аккумулятора окажется выходная цепь БП сопротивлением 100ом? Если считать по закону Ома, то выключенный БП будет потреблять 12В/100Ом = 0.12А, верно?

Да, примерно так. Можно на плюс БП посадить анод диода с подходящим током, а его катод подключить к плюсу сети авто. Но надо помнить, что на диодах падает 0,7 вольт и тогда в сети будет 11,5В от этого блока. Можно поискать схемы таких БП и найти элементы, отвечающие за стабилизацию этой напруги, обычно все БП следят за линией +5В и пытаются удержать это напряжение, но у серверных я не интересовался (хотя есть один, но руки не доходят). Таким образом, надо в следящую линию вставить некоторое сопротивление, чтобы компаратор получал чуть сниженное напряжение с выхода и разгонял накачку до стабилизации на требуемое нам напряжение.

Понял — проще наверное не оставлять его выключеным на авто) Включил БП — подключил щупы на клемники авто. Потом убрал щупы — выключил БП. Даже если наоборот, то кратковременное потребление 0.12А не особо повлияют на зарядку аккума.

Читайте также: