وقت التوقف عن العمل مكلف.
وفقاً ل الملخص التنفيذي للتحليل السنوي لانقطاع التيار الكهربائي لعام 2024 الصادر عن معهد Uptime Institute 2024, ، قال 54% من المشغلين أن آخر انقطاع كبير في الطاقة لديهم تجاوز $100,000 و16% تجاوز $1 مليون، وتظل مشاكل الطاقة تظهر كأكثر الأسباب شيوعًا لانقطاع مراكز البيانات الخطيرة والشديدة - مما يعني أن تصميمك “الزائد” إما أنه يقوم بالمهمة أو أنه يكذب عليك بشكل فعال.
إذن لماذا لا تزال الفرق تتعامل مع مصدر الطاقة الزائد عن الحاجة على أنه خانة اختيار؟
سأكون صريحا: إن الصناعة تبالغ في شراء أجهزة “1+1 PSU التكرارية”، ثم تستثمر أقل من اللازم في أعمال التكامل المملة - مقاومة التلامس، وهامش تدفق الهواء، وسياسة مشاركة الأحمال، والبرامج الثابتة/التعقب التي تخبرك بأن الوحدة تحتضر قبل أن تنفجر. هكذا ينتهي بك الأمر بوحدتي PSU لامعة قابلة للتبديل السريع قابلة للتبديل السريع ونقطة فشل واحدة: اللوحة الخلفية أو لوحة توزيع الطاقة في هيكل الخادم.
ونعم، يحدث ذلك في المنشآت الكبيرة أيضاً. في فبراير 2024, نشرت وكالة رويترز تقريراً عن انقطاع خدمة إلينديل الرقمية التطبيقية الذي بدأ في 18 يناير/كانون الثاني وأصبح انقطاعًا كاملاً بحلول 19 يناير/كانون الثاني - كانت ترقيات “استقرار” الخدمة لا تزال جارية، وقالت الشركة إن الإيرادات ستتأثر بشكل جوهري.
إذا كان مركز البيانات يمكن أن ينطفئ بسبب عدم استقرار مسار الطاقة، فماذا تعتقد أن يفعل صندوق 1U الضيق عندما تنطفئ وحدة تزويد الطاقة وينقطع التيار الكهربائي وتنحرف اللوحة الخلفية؟
الهدف من وراء البحث (وما الذي يجب عليك تحسينه)
عندما يكتب شخص ما “دمج إمدادات الطاقة الزائدة عن الحاجة في هيكل خادم 1U/2U” أو “كيفية دمج إمدادات الطاقة الزائدة عن الحاجة في هيكل خادم 1U/2U”، فهو لا يتسوق للحصول على شارة شعار. إنهم يريدون كتاب تشغيل: كيفية توصيل التغذية A/B، وكيفية تركيب لوحة معززة لوحدة تزويد طاقة زائدة عن الحاجة، وكيفية التحقق من صحة سلوك المبادلة الساخنة، وكيفية قراءة PMBus، وكيفية تجنب الفخ الكلاسيكي حيث تفشل كلتا وحدتي تزويد الطاقة “معًا” لأن تصميم الهيكل يزاوج بينهما.
باختصار: هذه هندسة تشغيلية وليست تسوق قطع الغيار.
ماذا يعني “مزود الطاقة الزائد عن الحاجة” في 1U/2U
ثلاث كلمات: مسارات الطاقة المستقلة.
في تكوين 1+1 الحقيقي، يجب أن تتحمل أي من وحدات PSU الحمل الكامل (أو على الأقل الحمل الحرج المحدد) أثناء غياب الأخرى أو فشلها أو تبديلها، ولا يمكن أن يعتمد التبديل على أثر ثنائي الفينيل متعدد الكلور غير المحمي الذي يمر عبر كتلة موصل واحدة مع ملامسات زنبركية متناقصة. أنت تصمم من أجل MTTR (متوسط الوقت اللازم للإصلاح) الذي يقاس بالدقائق وليس بالساعات.
هنا تكمن أهمية الهيكل. غالبًا ما يجبرك هيكل 1U على وحدات PSU المخصصة لوحدة PSU، وأحزمة أقصر، وأنصاف أقطار انحناءات أضيق، وكتلة أقل لمبدد الحرارة؛ يمنحك إعداد وحدة PSU الزائدة عن الحاجة 2U مساحة أكبر لوحدات CRPS، ولوحة خلفية نحاسية أكثر سمكًا، وقنوات تدفق هواء عاقلة.
إذا كنت تختار الأجهزة: ابدأ بالهيكل الذي يوضح دعم وحدة تزويد الطاقة الزائدة عن الحاجة، وليس التسويق الغامض. يعتمد المتكاملون على صفحات الفئات مثل ورقة الغش لأنها تعرض ما هو مدعوم فعليًا - انظر إلى خيارات علبة الخادم 1U التي تدعم إمدادات الطاقة الزائدة عن الحاجة المزدوجة والأوسع نطاقاً مجموعة علب خوادم 2U مصممة لبيئات الحامل.
الحقيقة الصعبة حول اللوحات الخلفية: إنها تفشل مثل أي لوحة أخرى
اللوحات الخلفية ليست سحرية. فهي عبارة عن لوحات ثنائي الفينيل متعدد الكلور مزودة بالنحاس والطلاء والموصلات التي تضطر إلى حمل تيار عالٍ بجهد منخفض، وهذا المزيج لا يرحم.
أوضاع الفشل النموذجية التي تتكرر في صور التفكيك وملخصات RMA:
- تآكل الموصلات + الثقب الدقيق: دورات تبديل ساخنة متكررة، واختلال بسيط في المحاذاة وستحصل على تنقير ثم حرارة ثم هروب.
- نحاس غير مصقول “إن ”2 أونصة من النحاس“ مقابل ”1 أونصة من النحاس" ليس خيارًا متجرًا عند 12 فولت و80-120 أمبير؛ إنه الفرق بين اللوح الدافئ واللوح المطبوخ.
- توصيلات الأسلاك سيئة الإحساس: يتم توجيه خطوط الاستشعار عن بُعد (وإرجاعها) وكأنها فكرة لاحقة، مما يتسبب في زيادة تعويض وحدة PSU تحت خطوات التحميل.
- الدين الحراري: إن تدفق الهواء في 1U قاسٍ؛ فاللوحة الخلفية الموجودة في جيب راكد خلف أقفاص محركات الأقراص تشهد ارتفاعًا في البيئة المحيطة وتتقادم بشكل أسرع.
إذا كنت تريد مثالًا ملموسًا للهيكل: يستدعي ISC-SC-SC278S-H25-T التوافق مع وحدات إمداد الطاقة الزائدة عن الحاجة CRPS ولوحة معززة صغيرة الحجم (MiniSAS-HD) بسعة 12 جيجابت/ثانية مع وسائل حماية؛ وهذا يخبرني أن فريق التصميم فكر في تكامل اللوحة المعززة كميزة من الدرجة الأولى، وليس كملحق. رابط المواصفات: هيكل 2U متوافق مع وحدات وحدة تزويد الطاقة الاحتياطية الزائدة CRPS.
قائمة التحقق من التكامل الكهربائي التي تتخطاها معظم الفرق
التكامل الجيد متكرر. ولهذا السبب يتخطاه الناس. ولهذا السبب يتكرر الانقطاع.
1 جانب الإدخال: التعامل مع A/B مثل البالغين
- استخدم وحدتي PDU منفصلتين منفصلتين (A و B)، ومن الأفضل استخدام دائرتين منفصلتين من المنبع، وقم بتسميتهما وكأن حياتك تحت الطلب تعتمد على ذلك.
- التحقق من صحة نطاقات الإدخال: العديد من الوحدات ذات القدرة الكهربائية العالية تريد 200-240 فولت تيار متردد و IEC C19؛.
- إذا كنت تسعى إلى تحقيق الكفاءة، تذكر أن 80 PLUS Titanium تصل إلى أفضل أرقامها عند حمل 50% تقريبًا؛ أما وحدات البوليصة كبيرة الحجم التي تعمل عند 10-15% فقد تكون أقل كفاءة وأكثر ضوضاءً.
2 جانب الإخراج: تصميم المسار الحالي، وليس التخطيطي
- أبقِ ناقل 12 فولت قصيرًا وعريضًا ومؤمّنًا ميكانيكيًا؛ عند 12 فولت، بضعة ميلي أوم عبارة عن سخان.
- استخدم تحكمًا مناسبًا في الصمام الثنائي المثالي / الصمام الثنائي المثالي حيثما كان ذلك مناسبًا (خاصةً عند مزج المصادر)، ولا تفترض أن وحدة PSU الداخلية تتطابق مع طوبولوجيا الهيكل.
- إذا كان الهيكل يستخدم لوحة توزيع طاقة هيكل الخادم (PDB)، فابحث عن الأعطال أحادية النقطة: محول 5VSB واحد، وسكة منطقية واحدة لـ PS_ON#، وأثر واحد يغذي رأسي المروحة، وسكب أرضي “ذكي” واحد يصبح مصهرًا.
3 القياس عن بُعد: PMBus هو نظام الإنذار المبكر
يمنحك مزود الطاقة الزائدة عن الحاجة PMBus الذي يمكنه الإبلاغ عن VIN وIIN وPOUT ودرجة الحرارة وعدد دورات المروحة في الدقيقة وسجل الأعطال إشارات ما قبل العطل: ارتفاع تيار المروحة أو زيادة درجة الحرارة الداخلية عند الحمل الثابت أو وحدة “مشاركة” أقل كل أسبوع. هذا هو الفرق بين التبديل المجدول وإعادة التشغيل المفاجئ.
إذا كنت بحاجة إلى عرض الهيكل لهذا: فإن حقيبة الخادم ISC-R166-4-M 1U المزودة بمصدر طاقة زائد عن الحاجة هي نوع ورقة المواصفات التي أحبها لأنها صريحة بشأن عامل الشكل (482×660×44.5 مم) والقيود التي تدمجها بالفعل في الداخل.
1U مقابل 2U: تجارة التكامل التي لا يريد أحد تسعيرها بشكل صحيح
يمثل تصميم مزود الطاقة الزائد 1U مشكلة انضباطية: أنت تتخلى عن تدفق الهواء، وتباعد الموصلات، وبيئة العمل في الخدمة، وتراهن على أنه يمكنك استعادتها بتحمل ميكانيكي أكثر إحكامًا ومراقبة أفضل.
يمثل تصميم وحدة PSU الزائدة عن الحاجة 2U مشكلة في الهامش: لديك مساحة للقيام بذلك بشكل صحيح، ولكن غالبًا ما تملأ الفرق هذه المساحة بمزيد من محركات الأقراص والمزيد من الناهضات والمزيد من الكابلات - ثم تتصرف بدهشة عندما يتم حظر مسار المبادلة الساخنة بواسطة ربطة حزمة.
اختر ما يناسبك.
جدول المقارنة: أنماط تكامل وحدات دعم البرامج الزائدة عن الحاجة الشائعة
| النمط | الأجهزة النموذجية | سلوك المبادلة الساخنة | نقطة الفشل الشائعة | المكان المناسب |
|---|---|---|---|---|
| 1U “مزدوجة زائدة عن الحاجة” | 1U-وحدات تزويد بالطاقة 1U المتخصصة + لوحة معززة | عادةً نعم، ولكن حساسة للتخليص | تآكل موصل اللوحة الخلفية؛ تجويع تدفق الهواء | الرفوف الضيقة، والعقد الطرفية، ورفوف الاتصالات |
| وحدات CRPS 2U 2U | 2× CRPS + لوحة دعم زائدة عن الحاجة لوحدة تزويد بالطاقة زائدة عن الحاجة | نعم، تبديل الوحدات بدون أدوات | لوحة خلفية نحاسية/لوحة خلفية نحاسية/لوحة خلفية؛ سياسة مشاركة الأحمال الخاطئة | التخزين، والمحاكاة الافتراضية، و PCIe المختلط |
| وحدة دعم الطاقة الكبيرة “ATX” واحدة ATX” | 1× 1× 1-3 كيلوواط ATX | لا يوجد | وحدة PSU واحدة، ومدخل واحد، ومسار مروحة واحد | المختبرات، ومنصات التطوير، والبناءات ذات التكلفة الصغيرة |
| لوحة ATX مزدوجة + لوحة المزامنة | 2× ATX + لوحة تقسيم الحمولة + لوحة تقسيم الحمولة | في بعض الأحيان (ولكن بشكل قبيح) | عدم التكرار-فقدان على مستوى الجهاز على وحدة PSU واحدة | فقط عندما تقبل الإغلاق الجزئي |
| طاقة الرف ORv3 الرف ORv3 | محولات رف 48 فولت + عقدة 48 فولت | نعم على مستوى الحامل | مرحلة المحول، حماية ناقل الحامل | المجموعات، وحجرات الذكاء الاصطناعي، والرفوف عالية الكثافة |
إذا كنت تعيش في عالم 2-3 كيلوواط، فلا تخمن - اقرأ المفاضلات الواردة في خيارات وحدة PSU زائدة عن الحاجة بقدرة 2-3 كيلوواط لأحمال العمل متعددة وحدات معالجة الرسومات, وخاصةً التحذير من أن “الحمل المقسّم على وحدتي دعم الطاقة المقسّمة ليس تكرارًا”.”
الخلفية الأكبر: إجهاد الطاقة آخذ في الارتفاع، ويظهر ذلك داخل الحامل
إليك النقطة الكلية غير المريحة: تتعارض قرارات إمداد الطاقة الزائدة على مستوى الهيكل مع القيود على مستوى الشبكة. في ديسمبر 2024، فإن ملخص وزارة الطاقة الأمريكية لتقرير الطاقة في مركز بيانات LBNL ذكر أن مراكز البيانات استخدمت حوالي 4.41 تيرابايت تيرابايت من الكهرباء في الولايات المتحدة في عام 2023، ومن المتوقع أن تصل إلى حوالي 6.71 تيرابايت تيرابايت تيرابايت إلى 121 تيرابايت تيرابايت تيرابايت تيرابايت بحلول عام 2028، مع تقديرات بارتفاع إجمالي استخدام الكهرباء في مراكز البيانات إلى 325-580 تيرابايت تيرابايت ساعة بحلول عام 2028.
عندما تكون الإمدادات قليلة، لا تصبح أحداث جودة الطاقة أكثر ندرة؛ بل تصبح أكثر فوضى.
لذا، فإن التكرار داخل هيكل الخادم 1U/2U لا يتعلق فقط بـ “تعطل وحدة PSU”. بل يتعلق الأمر بتجاوز المدخلات القبيحة، والحفاظ على استقرار التحويل، ومنع تعطل دائرة الحماية الخاصة بك أولاً.
الأسئلة الشائعة
ما هو مصدر الطاقة الاحتياطي في هيكل الخادم 1U/2U؟
مزود الطاقة الاحتياطي في هيكل خادم 1U/2U هو نظام وحدة تزويد طاقة زائدة عن الحاجة في هيكل خادم 1U/2U عبارة عن نظام وحدة تزويد طاقة مزدوجة (غالباً 1+1 أو N+1) مصمم بحيث يمكن للخادم الاستمرار في العمل بحمله المقدر عند إزالة وحدة تزويد طاقة مزدوجة أو فشلها أو تبديلها على الساخن، باستخدام لوحة معززة مشتركة أو لوحة توزيع طاقة تدير مشاركة الحمل، أو العزل وعزل الأعطال.
بعد هذا التعريف، يكون الاختبار العملي بسيطًا: اسحب وحدة واحدة تحت عبء عمل حقيقي (على سبيل المثال، حمل 70-90% اصطناعي) وتأكد من عدم إعادة تشغيل الصندوق، وبقاء المراوح سليمة، وإظهار السجلات حدث تجاوز فشل نظيف.
ما هو التكرار 1+1 PSU 1+1؟
1+1 PSU التكرارية هي تكوين يتم فيه تركيب وحدتي إمداد طاقة متطابقتين بحيث يمكن لأحدهما تحمل حمل الخادم بالكامل بمفرده، بينما يشارك المزود الثاني الحمل أو يبقى في وضع الاستعداد، ويستمر النظام في العمل في حالة فشل إحدى الوحدتين أو فصلها أو استبدالها أثناء التشغيل، بافتراض أن اللوحة الخلفية ومغذيات الإدخال مستقلة.
إذا كانت “1+1” تتطلب وجود كلتا وحدتي PSU لتجنب تعطل OCP، فقد أنشأت نظامًا هشًا ثنائي الإمداد وليس نظامًا احتياطيًا.
ما هي اللوحة الخلفية لوحدة PSU الزائدة عن الحاجة؟
إن اللوحة الخلفية لوحدة PSU الاحتياطية الزائدة عن الحاجة هي عبارة عن لوحة خلفية لوحدة PSU زائدة عن الحاجة عبارة عن مجموعة موصلات وثنائي الفينيل متعدد الكلور عالية التيار تقبل وحدات المبادلة الساخنة وتعزل وتجمع مخرجات التيار المستمر لمشاركة الحمل وتوزع القضبان مثل 12 فولت و5 فولتSB بالإضافة إلى إشارات التحكم (PS_ON#، PWR_OK) بحيث يمكن إزالة وحدة واحدة دون إيقاف تشغيل الخادم.
تعامل معها كقطعة قابلة للاهتراء: افحصها، وراقب درجات الحرارة، ولا تبخل على جودة التلامس.
ما هو PMBus على مصدر طاقة زائد عن الحاجة؟
إن PMBus على وحدة تزويد الطاقة الزائدة عن الحاجة عبارة عن واجهة إدارة رقمية (عادةً ما تكون PMBus 1.2/1.3 عبر I²C/SMBus) تعرض قياسات في الوقت الفعلي وسجلات الأعطال - الجهد والتيار والطاقة ودرجة الحرارة وسرعة المروحة وسجل الأحداث - بحيث يمكن للمشغلين التحقق من مشاركة الحمل والتنبؤ بالفشل وتعيين عتبات التنبيه قبل تعطل وحدة تزويد الطاقة أو انخفاض درجة الحرارة بصمت تحت الحرارة.
إذا كنت تعمل بدون قياس عن بُعد PMBus، فأنت تطير بدون رؤية وتسميه “التوافر العالي”.”
هل استخدام وحدتي ATX PSU مع لوحة مزامنة هو تكرار حقيقي؟
إن استخدام وحدتي تزويد بالطاقة ATX مع لوحة مزامنة هو خدعة توصيل أسلاك مقسمة الأحمال حيث يقوم كل مزود بتشغيل مجموعة فرعية من المكونات، لذا فإن عطل واحد عادةً ما يؤدي إلى توقف نصفها ويمكن أن يزعزع استقرار البقية؛ إنها ليست وحدة 1+1 احتياطية حقيقية لأن وحدة تزويد بالطاقة واحدة لا يمكنها عادةً تحمل حمل النظام بالكامل بشكل نظيف.
إذا كنت بحاجة إلى وقت تشغيل، فاستخدم لوحة معززة لوحدة تزويد بالطاقة زائدة عن الحاجة أو تصميم CRPS والتحقق من سلوك المبادلة الساخنة.
الخاتمة
إذا كنت تقوم بتصميم صندوق 1U / 2U وتريد التكرار الذي ينجو من قبح الطاقة في العالم الحقيقي، فابدأ بالهيكل الذي يحتوي على دعم وحدة دعم الطاقة الزائدة عن الحاجة وإمكانية الصيانة - تصفح فئة علبة الخادم 1U لتصميمات وحدات PSU مدمجة زائدة عن الحاجة و علب خوادم 2U مناسبة لـ CRPS ومسارات التيار الأعلى, ثم حدد مواصفات اللوحة الخلفية وخطة PMBus قبل اختيار القوة الكهربائية.
وإذا كنت تريد أن يقوم شخص ما بالتحقق من سلامة تخطيطك وتدفق الهواء وخطة التغذية A/B قبل أن تشتري المعدن، فاطلب عرض أسعار ومراجعة هندسية من خلال صفحات الهيكل الخاصة ب ISTONECASE.
