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        王其英:概述數據中心供電系統的發(fā)展

        來(lái)源:機房360 作者:王其英 更新時(shí)間:2013-6-7 15:10:20

        摘要:為什么要談發(fā)展?談發(fā)展是為了讓大家了解歷史,為什么了解歷史就是為了很好的了解現在。如直流的UPS在70年代就有了,但有人說(shuō)它是新東西,還有的人說(shuō)UPS出了幾年,那是你不了解歷史,因為高配級UPS在90年代就出了。

          早期的計算機房與供電系統,UPS是為保護數據而問(wèn)世的,早期UPS及分類(lèi),當今供電系統的分類(lèi),云計算及數據供電系統的特點(diǎn),目前供電系統中的兩個(gè)誤區。早期的計算機跟現在不一樣,早期的計算機控制臺就是現在的鍵盤(pán),那個(gè)控制臺就像咱們兩個(gè)桌子這么大,儲存器一個(gè)規則,轉換器就是接口,運算是叫運控,每個(gè)個(gè)都是大柜上,咱們國家最早的是在國際上第一臺半導體計算機,運算速度是10萬(wàn)次,所以說(shuō)占機房大概將近200平米,那時(shí)候是大的得了,所以說(shuō)供電系統就從那個(gè)時(shí)候產(chǎn)生了,那臺計算機是1963年問(wèn)世的,所以說(shuō)到現在已經(jīng)50年了。
          
          供電系統并不是逐漸起來(lái)的,而是一開(kāi)始就有的,這個(gè)時(shí)候供電的電源和計算機同機房的,必須在一個(gè)機房里面,因為那個(gè)時(shí)候的配電,正負5V、正負24V都是單個(gè)供的,但是在那個(gè)時(shí)候的亂跟現在可不一樣,那時(shí)候要向計算機輸一個(gè)題目不像現在簡(jiǎn)單,那時(shí)候進(jìn)不去的,那個(gè)時(shí)候怎么辦?把你的題目變成6161最基本的輸入,變成那個(gè)以后在8位的詞代上穿孔,穿孔兩天有一個(gè)錯了,那就要補費很大勁,就跟放映帶似的,同機器里光電輸,光輸入一個(gè)題目的過(guò)程就用的可想而知,但是那個(gè)時(shí)候運算速度慢,那是進(jìn)口的計算機運算速度5萬(wàn)次,現在是多少億次,就高也高不過(guò)十萬(wàn)次,慢慢的運算運算運算事件出故障了,只要一斷計算機里一片空白什么都沒(méi)有,還要用廣電機再往里面輸這個(gè)時(shí)候損失就最大了,于是計算機就向電源提出了一個(gè)要求,如果電源出故障,出故障的那一瞬間給我一個(gè)信號,電源再能維持5秒鐘的供電時(shí)間就可以把運算的現場(chǎng)保存存儲器里面,于是就出現了第一代UPS。
          第一代UPS是咱們國家從英國買(mǎi)的,給1900計算機配了一臺20千伏安的UPS,那個(gè)時(shí)候不懂,就是一個(gè)20千瓦的發(fā)電機帶著(zhù)5噸重的大飛輪,機器啟動(dòng)的時(shí)候一分多鐘才能達到1500兆,這么一來(lái)當試點(diǎn)停電的時(shí)候,就憑借飛輪的慣性延遲5秒鐘解決問(wèn)題了。所以UPS一出現就是為了保護數據,UPS和計算機就是孿生兄弟。但是這效率太低了,只有5秒鐘,所以說(shuō)以后就出現了市電蒸餾,蒸餾以后給電池存電,由電動(dòng)機帶動(dòng)發(fā)電機,這樣就可以延長(cháng)時(shí)間了——這個(gè)方案就用在了國家發(fā)射第一顆中級導彈的測量船上。這在那個(gè)時(shí)候是最先進(jìn)的了。
          到了后來(lái),在60年代的后期,蒸餾機可以做了,就出現了第二代UPS。一開(kāi)始是4個(gè)變壓器,現在變成了一個(gè)。什么是4個(gè)變壓器?那是1972年尼克松訪(fǎng)送給我們的,一臺35千伏安,一臺50千伏安,放在了沙河的維修地面站。咱們的劉秀榮老師就維護過(guò)那兩臺機器,那個(gè)機器就4個(gè)臺階,所以說(shuō)4個(gè)變壓器。不管怎么說(shuō),這時(shí)候我們就有了可以靜止變換的UPS了,于是就開(kāi)始咱們的第二代。在電源學(xué)會(huì )的歷史上,蔡雪珊老師(清華大學(xué)的教授),給它起個(gè)名字叫旋轉發(fā)電機式UPS。這種UPS一直延用到現在,供電電源與計算機開(kāi)始分級運行,但UPS的噪聲非常大,噪聲達到了80多分貝。
          盡管如此,兩種UPS的出現提高了供電系統的質(zhì)量,實(shí)現了不間斷供電,但是到后來(lái),這個(gè)時(shí)間不夠用,于是就提出了長(cháng)延時(shí)。
          第一代長(cháng)延時(shí)出現在北京海淀區五道口工行分理處,那個(gè)時(shí)候的用電不足,海淀區要停電,正好五道口賣(mài)冰箱,但海淀區周四停電了,買(mǎi)冰箱的因為停電在銀行取不出錢(qián)來(lái),到第二天再去買(mǎi)時(shí)冰箱已經(jīng)漲了100塊錢(qián),就產(chǎn)生了矛盾,于是工行提出來(lái)做出了第一臺延時(shí)8小時(shí)的UPS。
          UPS出現為供電系統的完整完善了條件,但是供電的可靠性受到了影響,然后就出現了串聯(lián),因為ATS的聲音太大,在此后又出現了STS代替ATS。但是STS的出現也帶來(lái)了負面的影響。
          不管怎么說(shuō),通過(guò)慢慢的發(fā)展,供電分成了4個(gè)等級。G1是單機供電,G2就是雙機供電,但是雙機供電又出現了新問(wèn)題;到了后來(lái)出現雙電源的服務(wù)器時(shí),又出現了G3供電方式,采用一路用市電一路用UPS;再后來(lái)就到了G4供電方式。G4是咱們國家的A級標準,這是兩種獨用的,供電的規模加大了,所以說(shuō)從現在開(kāi)始又開(kāi)始計算機和電源分開(kāi)運行的方式。
          云計算和大數據供電系統的可靠性、可用性要求較高,是必須采用G4的供電方式。這樣用的容量太大了,節能的需求來(lái)了——節能是硬指標。供電系統作為整個(gè)信息中心的一部分,在配電方面也是容易容錯,在滿(mǎn)足要求的前提下,系統越簡(jiǎn)單越好的,系統復雜了PUE說(shuō)什么也達不到,構成系統后必須要嚴格驗收,最好是第三方驗收。比如說(shuō)提供的STS它自己的指標切換時(shí)間是4到6毫秒,我們驗收的時(shí)候200毫秒,它的性能能達到,并不是裝上性能就不行了,是它沒(méi)調試好。到后來(lái)我們提出來(lái),必須讓它調試,前后斷斷續續用了兩年的時(shí)間。
          機房是越來(lái)越多,現在管理起來(lái)也相當困難了。這是咱們國家的一個(gè)數據中心,據說(shuō)是有20萬(wàn)臺以上的服務(wù)器在工作,這樣咱們的供電就不一樣了,需要采用雙電源供電,而且是含有發(fā)電機來(lái)備份(發(fā)電機并聯(lián)使用),制冷系統也是非常的龐大。
          但是雙電源供電并不意味著(zhù)一切都好,你得到一些什么東西必須失去一些什么東西,比如說(shuō)100千伏,我有3臺60千伏萬(wàn)供電2+1,每個(gè)供電功率是1/3,也就30多千伏,如果雙電源一供,每個(gè)輸出1/6,16千伏萬(wàn)能漲百分之多少?規模上去了,效率低了,可靠性低了。在用STS時(shí),如果到了非用不可的情況下,建議用小型的不要用大功率的,一壞就壞一片。
          現在節能的也出現了節能新方式,就是把原來(lái)的ECO供電方式,加上電以后,到電壓為零的情況下就使用旁路供電。因為UPS關(guān)掉會(huì )受到影響,現在的供電方式不關(guān)掉,這么一來(lái)即使干擾來(lái)了以后也不怕了。這為以后的節能打下了堅實(shí)的基礎。實(shí)際上兩路都可以,臺灣300多臺UPS都是這么工作的,為了提高UPS的可靠性也做了配置,每一個(gè)機柜不是從一路電來(lái)的,都有兩路電,互相交叉。
          有人認為UPS變壓器靠干擾,在做數據中心的時(shí)候,如果不放變壓器心里一點(diǎn)不踏實(shí)。上海的一個(gè)信息中心為了人生安全,一開(kāi)始放了變壓器,但開(kāi)機開(kāi)不起來(lái)?;鹁€(xiàn)和零線(xiàn)如果電流一樣的話(huà),在這個(gè)變壓器的刺激干擾下是沒(méi)有電壓的,當一加電的時(shí)候,干擾就會(huì )分兩路,開(kāi)機開(kāi)不起來(lái)。新加坡的一個(gè)設計,加了一個(gè)隔離變壓器,加了以后截地,照樣挨電,認為變壓器抗干擾。所以說(shuō)現在有些原來(lái)的列頭柜一看都是一個(gè)開(kāi)關(guān),現在加上了電壓器后,原來(lái)柜子30多公斤,現在一噸多。張廣明老師說(shuō)變壓器肯定不抗干擾,認為變壓器抗干擾是誤解。所以放上變壓器多了兩個(gè)故障點(diǎn),是一個(gè)小事情,現在不行了,多了一個(gè)輸入開(kāi)關(guān)又多了變壓器,多了1G的損耗。
          對UPS的認識,還存在不少的誤區,在此就不一一述說(shuō)了。
          責任編輯:Mary

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