Двойной блок питания с резервированием и возможностью горячей замены



Как сервер работает с отверткой в блоке питания

PSU firmware is outdated.

Когда я впервые увидел такую надпись при опросе версий прошивок HP DL380, то был несколько обескуражен. Эм, ну ладно, если очень нужно – скачай и поставь. Но что за софт может быть в банальном блоке питания? Оказалось, что для диагностики местной системы жизнеобеспечения и обработки отказов по питанию. Там натуральный кластер из блоков питания, со своим арбитром и логикой. Под катом рассказ об устройстве такого «кластера» и о том, почему 2 x 1400 = 2300W.

Два блока питания – в два раза выше надежность? Не всегда, потому что зависит от настроек системы электропитания. Вот о ней подробнее и поговорим. В качестве предметов рассказа я выбрал оборудование среднего серверного класса, вроде такого:

То есть, не блейды и не мейнфреймы – у них все иначе устроено. Обратите внимание, форм-фактор сервера не имеет значения для наличия или отсутствия дополнительных блоков питания.

Надежность или удобство

Начнем с ответа на вопрос «зачем сколько БП, если можно просто хранить небольшой запас запчастей». Системы с резервированием в сервере всегда полезны, даже если не рассматривать отказоустойчивость. Например, они повышают удобство обслуживания и позволяют нам не ночевать в серверной при замене дисков или тех же блоков питания.

Например, второй блок питания поможет, если:

Выйдет из строя ИБП;

Дорожные рабочие найдут месторождение электричества;

Возникнет необходимость переноса сервера в другую стойку;

Железу нужно больше мощности, чем обеспечивает самый производительный из доступных в каталоге источников питания.

Итого, несколько БП нужны для удобства администратора, повышения надежности системы и обеспечения большей мощности.

Теория «на коленке»

Простейший вариант систем с двумя блоками питания выглядит как запитывание отдельных комплектующих компьютера от разных блоков, при этом один из них управляющий и питает материнскую плату. Подобные решения практикуют геймеры и майнеры, потому что для установки трех и более видеокарт одного источника питания не хватит. Для подключения используют такие адаптеры:

При нажатии на Power замыкаются зеленый сигнальный провод с «землей», давая команду на запуск обоим блокам питания.

Даже в эпоху всепроникающего Китая для «самоделкиных» существует множество схем подключения двух блоков питания своими руками, чтобы получилась похожая конфигурация:

Но вернемся к промышленным серверным решениям.

Устройство питания по своей логике довольно простое. Блоки подключаются к специальной корзине Power Distribution Backplane, где также присутствует микроконтроллер Power Distribution Unit (не путайте с распределителем питания для серверной стойки). Контроллер отвечает за схему использования доступных БП: одновременно или в режиме primary-backup.

Настройка и логика работы

Столь продвинутую подсистему питания можно настраивать под конкретные потребности. При использования сервера с двумя блоками питания доступно несколько режимов работы:

Резервирование, при котором один блок питания нагружен постоянно, а второй готов подхватить нагрузку в случае сбоя;

Распределение нагрузки, при котором сервер использует оба блока питания одновременно.

Очень напоминает RAID – его отказоустойчивый уровень 1 и производительный 0.

Большинство производителей позволяют администратору выбрать необходимый режим. Например, в таком сервере HP настройка через BIOS выглядит следующим образом:

Изображение немного устарело, так как в новых системах используется настройка через iLO, но для понимания сути ее достаточно.

Посмотрим на выдаваемую мощность пары блоков питания HP DL360 при разных режимах настройки и небольшой нагрузке. Для этого используем консольную утилиту hpasmcli.

• Balanced Mode
  hpasmcli> SHOW POWERSUPPLY

Не обманул производитель, блоки питания выдают примерно одинаковую мощность.

• High Efficiency Mode
  hpasmcli> SHOW POWERSUPPLY

И правда, при использовании режима распределения нагрузки блоки нагружены примерно одинаково. Но при включении отказоустойчивости используется только один блок питания, а второй переводится в Standby и расходует минимум энергии.

Своеобразный «спящий режим» нужен для того, чтобы избежать холодного старта при подключении резервного БП, сэкономить время и минимизировать риски выхода блока питания из строя в процессе его активизации. Как и в случае с бытовыми лампочками, при любом холодном включении образуются пиковые нагрузки на элементную базу электроцепи, что может привести к ее порче.

Настройка режимов работы у каждого производителя выполняется по-своему. Например, у Lenovo (IBM) в системах с двумя блоками питания настройка через GUI выглядит следующим образом:

На выбор предлагаются три режима работы:

Отказоустойчивость без снижения энергопотребления – вернемся к нему позже;

Отказоустойчивость с понижением мощности;

Без отказоустойчивости, но с максимальной мощностью.

Generic-серверы, вроде Intel и Supermicro, не всегда хорошо документированы и открытой информации о настройках режимов работы БП не оказалось. Пришлось обратиться к нашим инженерам и форумам. Оказалось, что подобные системы обычно работают они в режиме балансировки нагрузки.

Еще интереснее обстоят дела с системами из трех и более БП.

Три, четыре – кто больше?

Как и в аналогии с RAID, большее число узлов открывает более изощренные схемы использования. Например, у сервера Supermicro с тремя блоками штатно используется режим работы 2+1, то есть работают одновременно два, а третий в резерве.

В случае с четырьмя БП в Lenovo можно настроить использование блоков питания более гибко. Интерфейс даже считает показатели мощности самостоятельно:

С точки зрения баланса производительности и надежности, подобные конфигурации из 4 БП оправданы только при использовании «прожорливых» комплектующих. В остальных случаях запас по мощности будет избыточным, а удобство и запас надежности обеспечивают 2 блока питания с разными подводами электричества.

На мой взгляд, в таких платформах интереснее вместо третьего и четвертого БП поставить резервные батареи (примеры для Supermicro и HP). Они подстрахуют от проблем с UPS и минут на 5 повысят время работы без электричества в сети. Кроме того, с подобными модулями удобнее заниматься обслуживанием железа: выдернул кабель – и спокойно перенес сервер в другой шкаф. Время работы сервера от встроенной батареи составляет около пяти минут.

Один на 800 или два по 400

Опыт инженеров Сервер Молл показывает, что блоки питания на втором месте по выходу из строя, после жестких дисков. По крайней мере, в ходе восстановления серверов эти компоненты часто меняются из-за применения в их конструкции электролитических конденсаторов.

Если оставить в стороне надежность, то остается вопрос с мощностью. Как правило, лучше взять сразу два блока питания, каждый с достаточным запасом выходной мощности. Но если бюджет таких вольностей не позволяет, то придется взвешивать потребности более детально и учитывать проседания мощности источников питания. Обратимся к руководству от HP, в котором представлен график КПД системы питания в разных конфигурациях:

В случае низкой нагрузки машины КПД одного блока питания выше, но картина меняется, если у нас высоконагруженный сервер.

Что же будет, если один из блоков питания выйдет из строя, а мощности оставшегося не хватит?

У многих вендоров предусмотрен механизм снижения энергопотребления на случай сбоя – PowerSafe Guard у Fujitsu, Throttling у Lenovo. Использование подобных механизмов не всегда спасает ситуацию, да и существенное падение производительности порой хуже простоя.

Есть еще один нюанс: возрастает нагрузка на второй блок питания, что повышает вероятность его выхода из строя. Лучше исходить из того, что один блок питания из пары должен обеспечивать сервер целиком, хотя бы при штатных нагрузках. Разница в стоимости блоков питания разной мощности не так уж велика, поэтому стоит выбирать более производительные модели. Например, вот цены на варианты от Supermicro:

Блок питания PWS-406P-1R на 400 Ватт стоит в среднем 12 000 ₽;

Блок питания PWS-706P-1R на 700 Ватт стоит в среднем 14 000 ₽.

Цены взяты с Яндекс маркета, так что в реальности они могут быть даже ниже. Экономия 4 000 ₽ в ущерб отказоустойчивости выглядит так себе даже для небольшого сервера.

Так что там с прошивками

Современный блок питания содержит набор диагностических механизмов для контроля внутренней системы охлаждения, напряжения, силы тока и массы внутренних состояний.

Помимо автоматического отключения при перегреве, полезно иметь возможность подключить к централизованному мониторингу показатели работы подсистемы питания. Например, с их помощью можно прогнозировать выход из строя определенного БП или выявить нестабильный подвод электричества. Все это обеспечивают микроконтроллеры, внутреннюю логику которых производитель периодически совершенствует в новых обновлениях.

А теперь о минусах

При всех описанных преимуществах, у решений с несколькими блоками питания есть и отрицательные стороны:

Необходимость покупать более дорогие проприетарные блоки питания. Как правило, они должны быть одинаковыми, что может вызвать проблемы с заменой для очень старых серверов;

Узким местом становится управляющий блоками питания контроллер и плата, к которой они подключаются (Power Distribution Backplane);

При малой нагрузке больший расход электроэнергии, как следствие специфического алгоритма использования;

Вероятность выхода из строя одного блока питания из группы все же выше, чем сбой единственного – банальная теория вероятности. Поэтому стоит внимательно относиться к выбору энергоемких решений, полностью использующих оба блока питания.

В завершение приведу несколько полезных ссылок на калькуляторы мощности популярных вендоров:

Если вам тоже лень оценивать мощность при выборе очередного нового сервера, то эти инструменты помогут при расчете как мощности блоков питания, так и энергопотребления всего ЦОД.

• Скопировать ссылку
• Facebook
• Twitter
• ВКонтакте
• Telegram
• Pocket

Похожие публикации

Железо для ядерной зимы – с защитой от холода, тумана и дыма

День из жизни новоприбывшего сервера: как мы проверяем и восстанавливаем железо

Приручаем железо Lenovo и удивляемся нюансам XClarity

Комментарии 20

1. Не согласен со сравнением балансировки нагрузки с RAID0. RAID0 не имеет никакой отказоустойчивости, а при балансировке нагрузки на БП отказоустойчивость как раз как у RAID1 — при выходе из строя одного из БП, второй берет на себя всю нагрузку. Причем указанная мощность никогда не суммируется, а считается как мощность одного модуля. В схемах 2+1 общая мощность равна сумме двух блоков, но работают все три равномерно нагруженно, и выход из строя одного из модулей не приведет к снижению суммарной мощности БП.

2. Еще один немаловажный плюс использования БП с возможностью горячей замены — это отсутствие необходимости разбирать сервер и, как следствие, собирать назад, укладывая заново проводку, чтобы она не перекрывала воздушные потоки системы охлаждения. Эта задача может стать нетривиальной для большой части обслуживающего персонала. А вынуть/вставить модуль — это несложно и удобно. Power distributor — да, узкое место — но, как Вы писали — БП имеет гораздо большую вероятность выхода из строя.

3. И еще один момент при выборе мощности. Многие считают, что чем больше — тем лучше. Это расточительно. КПД многих БП довольно велико, но в любом случае, если взять БП мощней в 4 раза чем надо, то энергопотери и тепловыделение от 2 блоков могут превысить потребление всей полезной системы. Есть прецеденты установки 2х920Вт в однопроцессорную систему с SSD общим полезным потреблением не более 130Вт. БП при этом сам сжирал более 300Вт. Не очень эффективное использование.
БП надо подбирать из расчета загрузки его на 80% в пике.

Источник

Блок питания Dell 550W for 13G — KIT (450-AEIE)

Если вам нужна помощь в подборе похожего товара, вы можете написать нам в чат или заказать звонок.

Блок питания Dell 550W for 13G — KIT (450-AEIE)

• Описание
• Характеристики
• Отзывы

Основные характеристики

Характеристики Dell 550W for 13G — KIT (450-AEIE)

Общие характеристики

Разъемы

Дополнительная информация

Отзывы 0

Ваш отзыв о Блок питания Dell 550W for 13G — KIT (450-AEIE)

• Описание
• Характеристики
• Отзывы

Dell 550W for 13G — KIT (450-AEIE) сертифицирован для продажи в России.

Блок питания Dell 550W for 13G — KIT (450-AEIE) – фото, технические характеристики, условия доставки по Москве и России. Для того, чтобы купить блок питания Dell 550W for 13G — KIT (450-AEIE) в интернет-магазине Xcom-shop.ru, достаточно заполнить форму онлайн заказа или позвонить по телефонам: +7 (495) 799-96-69, +7 (800) 200-00-69.

Изображения товара, включая цвет, могут отличаться от реального внешнего вида. Комплектация также может быть изменена производителем без предварительного уведомления. Данное описание и количество товара не является публичной офертой.

Источник

Промышленные блоки питания с резервированием (моделей: 3)

Блоки питания бывают одиночными или парными (иногда тройными), в этом случае имеет место избыточность питания (Redundant PSU). Это делается для страховки от выхода из строя одного из блоков. В штатном режиме нагрузка распределяется поровну между всеми блоками питания. При выходе из строя одного из них, нагрузка перераспределяется между оставшимися.

Если в одном устройстве присутствует более одного блока питания, то они, как правило, являются HotSwap блоками, т.е. обеспечивают возможность замены неисправного блока питания без необходимости выключения устройства, в котором он установлен.

Преимущества Redundant БП

• Сертификат уровня эффективности 80 Plus Platinum & Gold

• Поддержка PMBus v1.2

• Возможность «горячей замены» и высокая плотность мощности (до 30,8 Вт/ дюйм³)

• Режим непрерывной работы при температуре 50°С 24 часа в сутки

• Высокая эксплуатационная высота — 5000 м над уровнем моря.

• Соответствует сертификату CCC

• Соответствие сертификатам безопасности CB, CE, TUV,UL, FCC, и CCC

• стандартные или мощные серверы, исследовательские и

• индустриальные энергосистемы и системы хранения информации

• Блоки питания ATX для ПК
  • Серия FSP PNR ATX и FSP PNR-I ATX
    • FSP ATX-400PNR/ ATX-450PNR/ ATX-500PNR/ ATX-550PNR/ ATX-600PNR
    • FSP ATX-450PNR-I/ ATX-500PNR-I/ ATX-550PNR-I/ ATX-600PNR-I
  • Серия QDION ATX (350-600)
  • Серия QDION PNR 80+ Series
  • Серия QDION 80+ ATX (400-700)
  • Серия QDION 85+ ATX (350-750)
  • Серия QDION DS 80+ ATX (500-600)
• Игровые блоки питания
  • FSP Aurum 92+ Platinum Gaming Series
  • FSP Hydro G 90+ Gold Gaming Series
  • FSP HYPER M 85+ Bronze Gaming Series
• Промышленные блоки питания
  • FSP Branding (Торговая марка FSP)
    • Одинарные промышленные блоки питания
    • Промышленные блоки питания с резервированием
  • QDION OEM
• ИБП
  • ИБП с двойным преобразованием (On-line)
    • ИБП с двойным преобразованием FSP
    • ИБП с двойным преобразованием Qdion OEM
  • ЛИНЕЙНО-ИНТЕРАКТИВНЫЕ ИБП
    • ИБП Qdion OEM QDP (450 — 2000 ВА)
    • ИБП Qdion OEM QDV (450 — 2000 ВА)
    • ИБП FSP DPV (450 ВА — 2000 ВА)
    • ИБП FSP DP (450 ВА — 2000 ВА)
    • ИБП FSP EP (450 ВА — 2K)
    • ИБП FSP FP (450 ВА — 1000 ВА)
    • ИБП QDION OEM DS
  • СТАБИЛИЗАТОРЫ (AVR)
    • Стабилизаторы FSP серии POWER AVR
    • Стабилизаторы QDION OEM серии POWER AVR
• Портативные источники энергии
• Адаптеры для ноутбуков
  • Блоки питания для ноутбуков FSP
    • Блоки питания для ноутбуков FSP серии NB V
    • Блоки питания для ноутбуков FSP серии NB
  • Блоки питания для ноутбуков QDION

Qdion Ltd.
Office Add: R117 13F., No. 176, Sec. 1, Keelung Rd., Xinyi Dist., Taipei 110, Taiwan
Tel: +886 2 7725 2991, +886 2 7725 2992
URL: www.qdion.com.tw, eMail: [email protected]

Qdion Ltd. Moscow Representative Office
Add: 123104, Bogoslovskiy lane, 16/6, building 1, office 23, Moscow, Russian Federation
Tel: +7 (495) 6506958,
URL: www.fsppower.ru, www.qdion.ru, eMail: [email protected]

Qdion Ltd. Dusseldorf Representative Office
Add: Rheinallee 116, Dusseldorf 40545, Germany
Tel: +49 177 6933 769
URL: www.qdion.eu, eMail: [email protected]

Источник

Двойной блок питания с резервированием и возможностью горячей замены

Блок питания с резервированием ATX 2U (550W+550W) КПД 92+(Gold), 225*78*84mm, Активный PFC, +12B=45A, +5B=25A, +3,3B=25A, -12В=1А, 5VSB=4A

Блок питания ATX 1U 1+1 (400+400W) , 218*106*41,5mm, Активный PFC, +5B=18A, +12B=33A, +3,3B=18A, 5VSB=3A

2U блок питания с резервированием для надежных серверов.

2U блок питания с резервированием для надежных серверов.

2U блок питания с резервированием для надежных серверов.

Блок питания с резервированием это группа блоков питания состоящая из нескольких модулей объединенных специальной платой. Блок питания с резервированием или redundant power supply может быть реализован по различной схеме — 1+1, 2+1 или N+1. На сегодняшний день самая популярная схема для блока питания с резервированием это 1+1 redundant. Более сложные реализации блока питания с резервированием N+1 redundant используются только если необходимо получить сервер большой мощности с блоком питания с резервированием. Это сервер работающий 24/7 с критически важными данными и обеспечивающий функционирование непрерывных производственных процессов. Наиболее популярен redundant psu в формате 2U redundant. Габаритные размеры блока питания 2U с резервированием позволяют использовать его с серверными корпусами 2U, 3U и 4U. Другой популярный размер для блока питания с резервированием это mini-redundant. Блоки питания mini-redundant за долгое время своего существования стали фактическим стандартом для отказоустойчивых рабочих станций и серверов с небольшой электрической нагрузкой. Более современный блок питания 2U redundant постепенно вытесняет mini-redundant psu из серверов хранения данных, но в сфере высокопроизводительных рабочих станций мини-редандант (mini-redundant) блоки все ещё очень популярны.

Компания Procase произво- дитель широкого спектра серверных корпусов 1U, 2U, 3U и 4U, серверных блоков питания, блоков питания с резервированием и аксессуаров.

Источник