PDF《能源效率》

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POWERSYSTEMSDESIGNCHINA.COM 信息技术(IT)数据中心电力消 耗的显著增长为企业开发具有 能源效率的产品方面创造了极好的机 会.数据中心的电力消耗每年正在以 16%的速度增长.在云计算、社交网 络、多媒体以及公用计算服务需求日 益增长的驱动下,政府和商业机构每 年将投入大约80亿美元(美国), 用于数据中心的供电和数据中心的冷 却.服务器系统以及数据中心的冷却 能源效率 作者:Arman Naghavi,副总裁兼模拟与电源事业部总经理,IDT 每年,世界各地安装800多万台服务器.估计服务器系统 的年度总能消耗大约会超过600亿千瓦.当数据中心的设施管 理人员考虑他们机构的发展需求和成本时,在决定最为有效以 及最具成本效益系统的过程中,服务器的能耗将是一个需要考 虑的关键因素. 进行全面调节,达到节能目的 消耗了其中的大部分电力. 这些服务器的传统电源结构正在 达到其能源效率的技术极限.某些提 高能源效率的方法需要对整个数据中 心的电源基础设施进行重新设计、改造,以降低电能的消耗.这种解决方 案并不可行,因为数据中心的建筑物 和基础设施的重新设计、改造可轻易 地花费掉数千万美元. IDT 等公司则通过专注于服务器 系统的总功效来解决这一问题,无需 大规模改造数据中心基础设施或建筑 物.这就是 IDT 的高效服务器电源架 构,即CoolRAC(RAC 是一个谐振交 流的缩写) .该技术可以使数据中心 极大地降低了服务器的功耗. 服务器总能源效率的测量是从交 流电的输入开始,穿过服务器机架, 一直到主板上的处理器.一般的服务 器平台结构具有总量为 80%的功率 转换效率并通常会使用高成本的元器 件.这意味着,大约 20%消耗的电能 作为废热而简单地损失掉了.IDT 的CoolRAC 技术可提高功率转换的效率 超过 90%.由此,降低了无用功率的 损失并减少了相应冷却的要求.由于 CoolRAC 技术利用现有的数据中心电 力基础设施,因此可非常容易地将其 改型安装在现有的数据中心中,而无 须进行费用不菲的建筑物改造工作. 数据中心电力的使用正在成为设 施管理人员日益关注的焦点.这些管 理人员力求提高数据处理能力并同时 表1???? ???? 9??? ????32/?9???

368 ?? 32/ ?ェ ?ヅ?????92.0% 97.0% 89.0% 79.4% ??? 93.0% 99.0% 87.0% 80.1% ??? 93.0% 99.0% 97.0% 89.0% 79.5% ???ヅ??????9??? 表2???? ???? 9??? ????32/?9???

368 ?? 32/ ?ェ ?ヅ?????38.9% 13.4% n/a n/a 47.7% 100.0% 35.2% 4.7% 60.1% 100.0% 34.1% 4.5% 13.5% 47.9% 100.0% ???ヅ??????9???

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2011 年7/8 月 降低成本,以及最大程度地减少碳排放,打造 绿色 数 据中心.拥有多个处理器和最小的停机时间的机架式计算 服务器的能源消耗通常占据了数据中心 70% 以上的能耗. 例如,一个配备有 50,000 台服务器的大型数据中心可消 耗掉超过

12 兆瓦的电能.通过使用 IDT 的CoolRAC 技术 提高服务器的功效,可成功地直接节省超过

1 兆瓦的电能. 以0.10 美元 / 千瓦电费的保守估计,在直接节省电力费用 方面,它这相当于每年可节省

80 万美元以上.此外,IDT 的CoolRAC 技术为扩大数据中心的计算能力提供了便利. IDT 的CoolRAC 解决方案采用标准的输入电源(3 相、 220/480V 交流)和高频交流电(HF AC)配电.以下讨论 了这一技术的优点及其面对的挑战,并阐述了电源配电效 率的改善以及与现有技术比较的详细情况.本文以样机演 示的方式给出了试验结果并概述了这一技术在研发过程中 的各个步骤. 高频交流电配电的 CoolRAC 技术概念 为了使整个系统的功效在最大程度上产生效果,第一 个步骤是要解决的点负载(POL)转换器的功效问题.在 今天的数据中心电源结构中,反向转换器已被证明是最为 简单、最为有效、最具经济效益的 POL 转换器布局技术. 然而,现代数字式集成电路(IC)负载需要 POL 转换器提 供输出电压接近 1V 的直流电.其结果是,一台 12V 直流电输入电压反向转换器具有较高的转化率,因此这样转换 器不可能实现 1V 直流电输出的高效率.表1和表