Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
PCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Poprawa wydajności serwerowni z wykorzystaniem bezpieczników elektronicznych

ghost666 09 Maj 2019 10:33 531 1
  • Jak podaje Forbes, na świecie wszystkie serwerownie pochłonęły w 2017 roku ok. 416 TWh. Technologie, takie jak uczenie maszynowe czy systemy 5G z pewnością jeszcze bardziej zwiększą ten pobór mocy w najbliższym czasie. Z drugiej strony, elektryczność nie jest tania, a naciski techniczne, polityczne czy ekologiczne sprawiają, iż wszyscy chcą, aby systemy serwerowe stawały się z czasem coraz bardziej energooszczędne.

    Jedną z dróg do redukcji zużycia prądu jest monitorowanie jego poboru w poszczególnych serwerach. Jeśli dana maszyna pobiera zbyt wiele mocy, to oznacza, że nie pracuje wydajnie, tj. ze swoją maksymalną wydajnością obliczeniową w przeliczeniu na jednostkę pobranej energii. Wyobraźmy sobie następującą sytuację: w serwerowni znajdują się trzy maszyny; dwie z nich pobierają optymalną moc, a trzeci z komputerów pobiera istotnie więcej mocy (np. z powodu większego obciążenia obliczeniami). W takim przypadku cały system nie pracuje ze swoją optymalną wydajnością. Aby temu przeciwdziałać, konieczne jest centralne monitorowanie poboru prądu i przekierowanie części zadań trzeciej maszyny do serwerów 1 i 2. Dzięki temu, system sumarycznie zużywać będzie mniej prądu. Schematycznie pokazano to na rysunku 1.

    Poprawa wydajności serwerowni z wykorzystaniem bezpieczników elektronicznych
    Rys.1. Realokacja obciążenia serwerów pozwala na optymalizację wydajności systemu.


    Jednakże, by opisany powyżej proces działał poprawnie, konieczny jest precyzyjny pomiar pobieranego prądu tak, aby systemy zarządzania zasilaniem mogły oceniać, jakie zmiany w systemie są konieczne, by to zapewnić. Texas Instruments oferuje dedykowany do tego zadania układ scalony z rodziny eFuse. TPS25982 to układ scalony, pozwalający na precyzyjny pomiar pobieranego przez serwer prądu (do 15 A). W układzie zintegrowano także tranzystor MOSFET o rezystancji załączonego kanału na poziomie 3 mΩ, który służy odłączaniu linii zasilania w momencie, gdy wykryte zostanie przekroczenie progu prądu lub napięcia podawanego na układ. Dzięki temu tego rodzaju układ, oprócz pomiaru pobieranego prądu, system pełni także rolę bezpiecznika. Na rysunku 2 pokazano przykładową aplikację opisanego TPS25982.

    Poprawa wydajności serwerowni z wykorzystaniem bezpieczników elektronicznych
    Rys.2. Przykładowa implementacja układu TPS25982 w systemie.


    Integracja wszystkich elementów w jednej obudowie układu eFuse eliminuje konieczność implementacji dodatkowych oporników pomiarowych, co redukuje obszar zajmowany na PCB przez układ i zmniejsza spadek napięcia na systemie pomiarowym. Jako że w tego rodzaju systemie dokładność jest krytyczna, to opisywany układ charakteryzuje się dokładnością pomiaru na poziomie (typowo) ±1% i nie gorszą niż ±3% w całym zakresie pomiarowym układu dla całego zakresu temperatur pracy systemu. Dzięki temu, system zarządzania zużyciem prądu otrzymywać może precyzyjne dane dotyczące pobieranej mocy. Na rysunku 3 zaprezentowano realne dokładności układu dla różnego poziomu prądów.

    Poprawa wydajności serwerowni z wykorzystaniem bezpieczników elektronicznych
    Rys.3. Dokładność pomiaru prądu przez TPS25982 dla różnych prądów.


    Wykorzystanie tego rodzaju układów w systemach ma kluczowe znaczenie dla redukcji zużycia prądu, a w konsekwencji zmniejszenia energochłonności gospodarki. Jest to szczególnie ważne zarówno z uwagi na kończące się zasoby paliw kopalnych, jak i chęć redukcji ich spalania z uwagi na efekty środowiskowe.

    Źródła: http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2018/12/04/improving-data-center-efficiency-with-efuses

    Fajne! Ranking DIY
  • PCBway
  • #2
    Tommy82
    Poziom 39  
    A skąd teoria że przy dużym poborze prądu serwer działa nie optymalnie?

    Pobór prądu składa się ze składników stałych i zmiennych. Stały jest powiedzmy prąd jaki zużywa dysk magnetyczny do kręcenia talerzami machanie głowicami już generuje zmienny pobór prądu i tak dalej.

    Natomiast wcale nie jest powiedziane że serwer który pobiera więcej prądu działa nieefektywnie energetycznie powiem więcej działa efektywnie finansowo bo znaczy ze pracuje blisko swojego maksymalnego obciążenia więc jest wykorzystywany optymalnie.
    Wg mnie jest przeciwnie bo wraz ze wzrostem obciążenia wzrasta pobór prądu ale tylko w części zmiennej obciążenia udział obciążenia stałego jest mniejszy per operacja.
    Ten system pewnie działał by najekonomiczniej jak by dwa pracowały w stresie a trzeci był wyłączony.

    Natomiast to tez jest kwestia zmienności obciążenia i koniecznych zapasów.