首先,应检查电源线是否接触良好,并检查每个电源模块是否正常工作。同时,应检查电源系统的稳压电路是否正常,以及散热系统是否有问题。如果发现以上问题,可以根据说明书更换新的电源模块。
此外,为了更准确地定位问题,应该查看服务器的日志文件,以了解是否有其他电源故障的信息。如果有,应该及时处理。
最后,服务器的整体运行状况应该定期检查,以及定期更换电源模块,以确保服务器的正常运行。冗余电源是用于服务器中的一种电源,是由两个完全一样的电源组成,由芯片控制电源进行负载均衡,当一个电源出现故障时,另一个电源马上可以接管其工作,在更换电源后,又是两个电源协同工作。冗余电源是为了实现服务器系统的高可用性。除了服务器之外,磁盘阵列系统应用也非常广泛。
RPS电源(Redundant Power System,冗余电源系统)用作部分交换机的外置直流供电电源
RPS可以用作交换机或路由器的冗余备份电源:
如果RPS和受电设备采用相同的交流供电系统,当受电设备内部电源出现异常时,RPS可以继续为故障设备进行直流供电,保障设备的持续正常运行;
如果RPS和受电设备采用不同的交流供电系统,还可以在受电设备的外部交流供电电源出现故障时继续提供直流供电,保障设备的持续正常运行。
服务器的冗余电源有很多的配置形式,例如:
1+1电源配置,表示该服务器有一个电源模块即可正常工作,但在配置上是两个电源模块,其中一个电源模块是作为冗余电源备份的。
2+1电源配置,表示该服务器有两个电源模块即可正常工作,但在配置上是三个电源模块,其中一个电源模块是作为冗余电源备份的。
2+2电源配置,表示该服务器有两个电源模块即可正常工作,但在配置上是四个电源模块,其中两个电源模块是作为冗余电源备份的。
至于一台服务器应该采用哪种电源配置,一是要看该服务器最多可以接驳几个电源模块,二是看该服务器的用途和重要程度。对于重要的且不宜停机检修的服务器,在资金允许的情况下,应该配足冗余电源。
具有冗余电源模块的服务器,当其中一个电源模块发生故障时,冗余电源会立即投入运行,同时主板蜂鸣器会发出报警声。电子发烧友网报道(文/李诚)随着产业的数字化转型,通信基站、数据中心逐渐增多,能源压力愈发紧张。据相关资料显示,预计至2025年通信站点数量将增至7000万个,年耗电量超过6700亿度;数据中心将增至2400万机架,年耗电量超过9500亿度。数以亿计的用电量让人陷入了沉思,在“双碳”的大背景下,节能减排已成为全人类的共同目标,也掀起了各行业的能源革命。
以通信业务起家的华为,在通信基站、服务器领域均有布局,秉承着“极简、绿色、智能、安全”的理念,推出了多款应用于服务器的电源产品。
图源:华为
近日,B站博主@机魂发布了一条关于电源拆解的视频深深吸引了我。拆解的是一款来自华为的钛金级3000W氮化镓服务器电源。据博主介绍,该电源型号为PAC3000S12-T1,是华为几年前的一款产品,电源功率密度极高,系统转换效率更是高达96%。
背面参数 图源:@机魂
通过查阅相关资料发现,华为有用多款服务器电源产品,输出电压均为12V,输出功率涵盖了900W至3000W不等,封装尺寸均为68mm x 183mm x 405mm,183mm的身长与业界平均水平265mm相比缩短了不少,体积控制到了49062 mm3 ,以至于功率密度高达6114W/mm3。而常规的消费类氮化镓电源的功率密度只有11W/ mm3 ,即使与专用的服务器电源相比,这款电源的功率密度也提升了50%以上。同时支持90~264V交流电压和180V~300V直流电压输入,123V/2439A输出。
左:三款不同输出功率的电源内部对比 右:电源输出端 图源:@机魂
PAC3000S12-T1是如何实现功率密度高达6114W/mm3的呢?通过以上三款华为服务器电源内部对比发现,这三款底面PCB的大小是一致的,900W和1200W的电源内部空间看起来比较宽裕,并且都接入了较大的铝基散热板,增强电源系统的散热性能。而3000W的电源内部取消了散热板的设计,采用了PCB横、竖拼接的方式,将有限的空间利用率提至最高,并且塞满元器件,在电源输出侧还采用了MLCC电容叠焊的设计,从整体来看这款电源非常紧凑。
俯视面图 图源:@机魂
由于这款电源的内部空间有限,设计师尽可能地为其他元件预留充足的空间,将两个PFC电感设计为一个整体,共用一组磁芯,合封在一起。这也是功率高密度的一个体现。
从这款电源的外观、元器件布局来看,虽然很紧凑,但是一点不乱,这也体现了华为PCB设计工程师水平之高,既要考虑元器件布局时的电磁兼容问题,又要考虑如何布局才能使电源体积更小,仅在这一部分就花费了不少的心血。
在系统电路方面,这款3000W服务器电源采用了PFC+LLC的电源架构。这款电源采用的PFC拓扑为交错式图腾柱PFC,图腾柱PFC是一种新的PFC形式,是目前已知的电路拓扑中使用组件最少的,与传统PFC拓扑相比,导通损耗更低、转换效率更高。
图源:@机魂
在图腾柱PFC部分共采用了12颗MOSFET,其中高频桥臂使用了8颗氮化镓MOSFET,据博主推测这8颗氮化镓MOSFET为GaN Systems的GS66516T 650V增强型氮化镓MOSFET,采用了低电感的GaNPX 封装,导通电阻仅为25mΩ。低频桥臂使用了导通电阻为28mΩ的4颗硅基MOSFET,型号为英飞凌的IPT60R028G7 最大导通电压为650V,这些MOSFET都是通过两两并联,互相交错连接的。PFC主控芯片为ST专门针对数字电源转换应用的STM32F334。
图源:@机魂
LLC电路采用的是LLC谐振半桥结构,使用了4颗与PFC电路同型号的氮化镓MOSFET。辅助电源使用的是英飞凌的准谐振反激 PWM 控制器ICE2QR2280G,这款控制器具备了数字频率降低功能,能够在负载减小时保证运行的稳定性,同时在转换效率和抗电磁干扰方面均有不错的表现。12V输出使用的是东芝的N沟道MOSFET,导通电阻仅为041mΩ。
通过拆解发现,华为的这款电源用料十足,共堆了12颗氮化镓MOSFET,GS66516T在元器件交易平台的售价显示为275元每颗,仅仅12颗氮化镓MOSFET总价值就达到了3300元,华为的堆料能力真的是把我给折服了,严重怀疑设计师在设计这款电源时没有考虑成本。
电源在工作时会持续发热,随着温度的升高,电源的性能也会受到影响,电源组件寿命也会缩短,最终可能导致系统故障。因此电源的热管理十分关键。
图源:@机魂
通过电源拆解发现,电源内部竟没有安装散热片,散热全靠电源输入端旁的12V/4A的风扇完成,该风扇在满转速的情况下可达4W转,毕竟这款电源输出功率高达3000W,产生的热量不可小觑。但是不足之处就是在大转速下,风扇的声音也会很大。
下“重本”的电源效率为何仅有96%呢?由于散热采用的是12V/4A的风扇,在运行状态下风扇的损耗是很大的。以及由于输出电流高达2439A,因此在同步整流环节的导通损耗非常高,同时,当2439A大电流经过变压器时也会产生很高的铜损。这三个方面的损耗是这款电源的效率提不上去的主要原因。
虽说这是一款几年前的产品,但在大功率、高密度、高效率方面都能够满足现在服务器电源的发展需求,再加上错落有致的元器件布局,可以看出华为的研发团队还是相当有实力的。数字供电的准确称谓应该是“集成化数控供电模块”,只是大家都习惯的把它叫做数字供电。数字供电技术在服务器,高端显卡等领域早有应用,只是最近才有厂商把它应用到民用级主板上。
显卡上的数字供电模块
众所周知,尽管处理器的制程工艺在不断提高,但随着其主频的升高和内部晶体管数量的急剧增加,CPU的功耗还是越来越大,当然,这也对主板的供电能力提出了更高的要求。面对这一情况,各大主板厂商也都推出了一些相应的解决方案,其中包括增加多相分流电路,通过增加多相分流电路来增强主板的供电能力;采用更多相的供电来缓解超频过程中对单相电流的供电压力,让高频更为稳定。现在的处理器所需要的电流都很大,甚至在100A以上,而业界普遍认为每相供电电流最好不要超过25A,所以三相以上设计是必须的。
多达12相供电的技嘉965P-DQ6
但是这种设计的缺点也是显而易见的,因为多相供电必须增加数倍于以往的元器件,这些密集的元件不仅发热量大而且不利于散热,为此主板厂商不得不为CPU供电模块安装硕大的一体式热管散热器来加速热量的传递,而如何不通过增加更多的元件就能维护系统的稳定同时又不激化发热量的矛盾,成为厂商一直在思考的问题。
如此硕大的散热器并不是每个厂商都采用的起
如此一来,简单元件系统就能应付日益夸张的处理器功耗要求成为了厂家的首选。我们都知道,传统的PWM供电模块学名叫做Buck降压斩波电路,主板CPU的供电部分一直由传统的铝制电解电容、MOSFET开关式场效应管、扼流电感线圈以及PWM控制芯片构成,主要作用是将输入的12V直流电压降至适用于CPU的08-23V低电压。如果将上述的元件更换为数控电气性能更高的贴片/BGA封装元件,那么问题也就迎刃而解了。而且有效避免传统铝制电解电容大功耗下不稳定、爆浆等问题。另外这种技术相对传统的供电方式,电压不稳和信号干扰的情况将大幅减小,令处理器超频之后更容易也更稳定地运行。DrMos技术属于Intel在04年推出的服务器主板节能技术,是将传统MOSFET供电中分离的两组MOS管和驱动IC以更加先进的制程整合在一片芯片中,它的加入能够让服务器在工作时更稳定,更节能。
三合一封装的DrMOS面积是分离MOSFET的1/4,功率密度是分离MOSFET的3倍,增加了超电压和超频的潜力。应用DrMOS的主板能拥有节能、高效能超频、低温等特色。
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