盡管(guan)目前(qian)AC的(de)使用仍然更(geng)為廣泛，但(dan)他建議運營商們在某些情況下選擇(ze)采用DC可(ke)能會有(you)助于提高(gao)能源(yuan)效(xiao)率(lv)。但(dan)涉及到數據中(zhong)心的(de)的(de)直流電源(yuan)與交流電源(yuan)的(de)討論時(shi)，很顯然雙方(fang)都有(you)為數不少的(de)支(zhi)持者(zhe)。

全球的(de)(de)(de)電(dian)(dian)網(wang)是以交(jiao)流(liu)(AC)而(er)(er)不是直流(liu)(DC)的(de)(de)(de)形式分配電(dian)(dian)力。 對于交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)選擇可以追溯到19世紀，彼時，托馬(ma)斯 愛迪生開始第一次(ci)吹(chui)捧(peng)DC的(de)(de)(de)簡單性，而(er)(er)像喬治 威(wei)斯汀豪斯和尼古拉 特(te)斯拉等人則都(dou)支持(chi)AC的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)。由于AC被證(zheng)明更容易在遠距離交(jiao)付商(shang)業(ye)用(yong)(yong)電(dian)(dian)，而(er)(er)且其所使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)銅線更薄、更便宜，故而(er)(er)該行業(ye)最終選擇采用(yong)(yong)AC。

然而(er)，交流電源并不一定是輸(shu)送(song)功率最有效(xiao)的手段，而(er)數據中心機(ji)架和系統使(shi)用直流電源則是緣于電力成本的因素迫使(shi)企業(ye)組織壓縮電力預算而(er)已經(jing)獲得了不少的關(guan)注度(du)。下(xia)面，讓(rang)我們來關(guan)注一下(xia)在(zai)直流電源交付中所存在(zai)的幾個關(guan)鍵性的問題吧。 

什么是直流電源?

交流電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)問(wen)題是損失。交流電(dian)(dian)(dian)最初離開一處發電(dian)(dian)(dian)廠時是具備非(fei)常高(gao)的(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)。而(er)當這(zhe)些(xie)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)被(bei)逐步輸(shu)送到城市、城鎮(zhen)和個體建筑時，那些(xie)高(gao)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)被(bei)通過采用變壓(ya)器分(fen)割了幾(ji)次。甚至一旦有600 VAC或480 VAC的(de)交流電(dian)(dian)(dian)壓(ya)進(jin)入(ru)建筑物時，其必(bi)須被(bei)再次降低到240 VAC或120 VAC以供應給(gei)機架服(fu)務(wu)器的(de)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)，將交流轉(zhuan)變成直流電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，這(zhe)些(xie)功率將服(fu)務(wu)于幾(ji)款組件，如處理(li)器、內存、硬盤等。

交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)到直(zhi)流(liu)(liu)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)是(shi)不完(wan)美的(de)(de)，并且在每(mei)一次轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)過程(cheng)中都會(hui)有一定量的(de)(de)損(sun)(sun)失(shi)(shi)發生。但(dan)您已經為進入到您的(de)(de)設施內的(de)(de)所(suo)有的(de)(de)電(dian)力支付買單了，無(wu)論這些電(dian)力資源(yuan)是(shi)被您企業充(chong)分使用了或是(shi)損(sun)(sun)失(shi)(shi)掉了。直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)支持者(zhe)們認為，從交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)到直(zhi)流(liu)(liu)的(de)(de)一個單一的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)將(jiang)消除(chu)這方面的(de)(de)損(sun)(sun)失(shi)(shi)，而且是(shi)更有效的(de)(de)。將(jiang)所(suo)得的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)源(yuan)將(jiang)被分配到整個數據中心的(de)(de)機架和系(xi)統，取(qu)代傳統的(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)源(yuan)布線和子(zi)系(xi)統。

直流電源的好處

轉(zhuan)(zhuan)換(huan)到(dao)直(zhi)流電(dian)源的(de)(de)一(yi)(yi)般性(xing)的(de)(de)好處是提(ti)升(sheng)效率和節(jie)約成本。這個(ge)(ge)概念很簡單，您數(shu)(shu)據中心(xin)將通過(guo)(guo)消除在(zai)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)過(guo)(guo)程中損失的(de)(de)電(dian)力資源來(lai)節(jie)省(sheng)(sheng)資金(jin)。加利福尼亞的(de)(de)伯(bo)克(ke)利勞(lao)倫斯(si)國(guo)家實驗(yan)室曾經在(zai)2006年進行(xing)過(guo)(guo)一(yi)(yi)個(ge)(ge)示范，比較了數(shu)(shu)據中心(xin)的(de)(de)交流和直(zhi)流電(dian)。該實驗(yan)室聲稱，數(shu)(shu)據中心(xin)通過(guo)(guo)使用直(zhi)流配電(dian)可(ke)以節(jie)省(sheng)(sheng)高(gao)達(da)20%的(de)(de)電(dian)力成本。

此外，在個別服務(wu)器或其他硬件系統上(shang)(shang)的電源供應基本上(shang)(shang)被移(yi)除，因(yin)為電源已經以直流的形式到(dao)達了機(ji)架，可以根(gen)據需要調整到(dao)較低的電壓。這消(xiao)除了對(dui)多余電源的需要，同時(shi)還消(xiao)除了他們所(suo)產生的噪音和故障多發(fa)的冷(leng)卻風(feng)扇。

通過直流(liu)配電(dian)所帶來的(de)(de)(de)(de)實際節(jie)省的(de)(de)(de)(de)電(dian)力資(zi)源量仍然是一個備受爭論的(de)(de)(de)(de)問題(ti)，并(bing)且之后的(de)(de)(de)(de)由諸如綠色(se)(se)網(wang)格組(zu)織所進行(xing)的(de)(de)(de)(de)測(ce)試(shi)質疑了數據中心采用(yong)AC和(he)DC供電(dian)之間的(de)(de)(de)(de)最(zui)終區別。例如，綠色(se)(se)網(wang)格組(zu)織的(de)(de)(de)(de)報告得出結論說(shuo)，配電(dian)方法(fa)之間沒有顯著差異 主要是因為在(zai)每個可(ke)能的(de)(de)(de)(de)負載條件下(xia)，沒有單(dan)個的(de)(de)(de)(de)AC或DC配置更高效，并(bing)且服務器(qi)和(he)配電(dian)設(she)備也在(zai)持續變得更高效。

然而，當實(shi)現節約時，對于最(zui)大型的數據中心運營商(shang)來說，處理多(duo)兆瓦安裝的實(shi)際利(li)益將是最(zui)大的。今(jin)天，諸如谷(gu)歌和(he)瑞(rui)士主機托管公(gong)司green.ch等巨頭都(dou)采用的是直流供電的數據中心部署。

更新數據(ju)中心以支持直流電源

直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)采用的(de)(de)(de)(de)最大障(zhang)礙(ai)之一(yi)是，該(gai)技術具有高(gao)度(du)破壞性。這(zhe)不是簡(jian)單的(de)(de)(de)(de)將(jiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力資源(yuan)從交(jiao)流(liu)(liu)(liu)轉換到(dao)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)。一(yi)個直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)驅(qu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)數據中心需(xu)要一(yi)個完全不同的(de)(de)(de)(de)配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系統和布線的(de)(de)(de)(de)機架(jia)。配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)還需(xu)要集成(cheng)現場發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機，以便(bian)使得備用發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)轉換為(wei)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)以供(gong)應給相應的(de)(de)(de)(de)設施。

改(gai)造工作可以直接對(dui)服務器和系統進(jin)行(xing)。但現(xian)有的(de)服務器和其他硬件系統則不(bu)能為直流(liu)(liu)電(dian)源進(jin)行(xing)改(gai)造，因此需要一套完全不(bu)同的(de)硬件。不(bu)間斷電(dian)源系統依賴于AC到(dao)DC的(de)轉換(huan)來為內部(bu)(bu)電(dian)池充電(dian)，而(er)逆(ni)變器將直流(liu)(liu)電(dian)轉換(huan)回交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)，需要更(geng)換(huan)為直流(liu)(liu)單元。故而(er)企業組織通常(chang)會等到(dao)構建新的(de)數據中心時(shi)才開始(shi)部(bu)(bu)署(shu)直流(liu)(liu)電(dian)源。

隨著能源成本(ben)和業務可用(yong)性需(xu)求的(de)(de)(de)不斷上升，確定直流(liu)與交流(liu)電源之(zhi)間誰(shui)將(jiang)贏(ying)得最后的(de)(de)(de)斗爭是(shi)很(hen)重要的(de)(de)(de)。最終，用(yong)直流(liu)電力基礎設施(shi)取代傳統的(de)(de)(de)交流(liu)配電方案可以(yi)通(tong)過消除額外(wai)的(de)(de)(de)功率轉換減少能源損(sun)失(shi)。如(ru)果使用(yong)得當，還可以(yi)幫助(zhu)數據中心(xin)節省每月的(de)(de)(de)電費，并免去單(dan)獨的(de)(de)(de)電源簡化(hua)設備(bei)，從而進一步(bu)的(de)(de)(de)降低(di)成本(ben)和提高可靠性。

Eco模式(shi) 的(de)(de)(de)(de)UPS也正在越(yue)來越(yue)多的(de)(de)(de)(de)受(shou)到業界的(de)(de)(de)(de)歡迎。他們宣稱不(bu)管負載水平(ping)如何，均能(neng)夠達(da)到98%至(zhi)99%的(de)(de)(de)(de)效率。與更常(chang)見的(de)(de)(de)(de)、將輸入的(de)(de)(de)(de)交流(AC)公(gong)用(yong)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)力轉(zhuan)換(huan)為直(zhi)流(DC)然后(hou)回到AC的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)轉(zhuan)換(huan)UPS不(bu)同，一(yi)款Eco模式(shi)的(de)(de)(de)(de)UPS在大多數時(shi)間在過濾的(de)(de)(de)(de)公(gong)用(yong)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)力上運行(xing)計算(suan)設備(bei)。當輸入的(de)(de)(de)(de)公(gong)用(yong)供電(dian)(dian)發(fa)生(sheng)故(gu)障失(shi)敗，或電(dian)(dian)壓下降到低于可接受(shou)的(de)(de)(de)(de)水平(ping)(例如局部暫(zan)時(shi)限制(zhi)用(yong)電(dian)(dian))時(shi)，Eco模式(shi)的(de)(de)(de)(de)UPS系統能(neng)夠迅速(su)地切換(huan)到完(wan)全(quan)雙(shuang)轉(zhuan)換(huan)模式(shi)，使得計算(suan)設備(bei)不(bu)會經(jing)歷斷電(dian)(dian)問題。

當然，并不是(shi)每家數(shu)據中(zhong)(zhong)心都能(neng)夠很好的(de)(de)(de)適應這種技(ji)術(shu)，鑒于數(shu)據中(zhong)(zhong)心運(yun)營商們(men)需(xu)要關注(zhu)輸(shu)入的(de)(de)(de)電(dian)源(yuan)(yuan)功(gong)率(lv)是(shi)如何更好的(de)(de)(de)過濾(lv)的(de)(de)(de);以(yi)(yi)及高性能(neng)的(de)(de)(de)計算設備需(xu)要什么(me)級別的(de)(de)(de)功(gong)率(lv)穩定性，以(yi)(yi)避免故障，數(shu)據丟(diu)失或內部損(sun)壞。然而，在現(xian)代(dai)服(fu)務器中(zhong)(zhong)所供(gong)應的(de)(de)(de)電(dian)源(yuan)(yuan)，具有其(qi)自(zi)身的(de)(de)(de)隔離(li)和幾(ji)秒鐘的(de)(de)(de)穿越(yue)功(gong)率(lv)，所以(yi)(yi)，隨著能(neng)源(yuan)(yuan)效率(lv)變得(de)越(yue)來越(yue)重(zhong)要，我(wo)們(men)或將能(neng)夠看到(dao)更多的(de)(de)(de)Eco模式的(de)(de)(de)UPS系統。還(huan)應指出的(de)(de)(de)是(shi)， 任何數(shu)據中(zhong)(zhong)心供(gong)電(dian)系統都應包括浪(lang)涌保護(hu)(surge protection)，特別是(shi)在Eco模式的(de)(de)(de)UPS和雙轉(zhuan)換系統的(de)(de)(de)旁路。浪(lang)涌保護(hu)器(Surge protection Device，簡(jian)稱SPD),不會提高能(neng)源(yuan)(yuan)效率(lv)，但如果雷擊或惡劣(lie)的(de)(de)(de)功(gong)率(lv)激增(zeng)的(de)(de)(de)情況(kuang)發生(sheng)，他(ta)們(men)可以(yi)(yi)幫助(zhu)節省(sheng)許(xu)多倍的(de)(de)(de)成本(ben)。

最(zui)后(hou)，較之(zhi)交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)，現如今直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)被(bei)發(fa)現越來越多(duo)的(de)(de)為數據(ju)中心(xin)業界(jie)所廣(guang)泛(fan)接受(shou)，以作為一(yi)種減少能源(yuan)消(xiao)耗的(de)(de)方式(shi)。交流(liu)(liu)(liu)為長距離輸送(song)電(dian)(dian)力資源(yuan)提供了最(zui)好的(de)(de)方式(shi)，但(dan)在所有(you)的(de)(de)電(dian)(dian)腦中，交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)必須轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換為直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)以便運(yun)行電(dian)(dian)子元器(qi)件。因(yin)此，如果您(nin)數據(ju)中心(xin)將(jiang)輸入的(de)(de)建筑(zhu)功率(lv)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換為380 V的(de)(de)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源(yuan)，這已(yi)成(cheng)為事實上的(de)(de)標準，您(nin)可以消(xiao)除對于(yu)將(jiang)將(jiang)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變為交流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)UPS逆變器(qi)的(de)(de)使用，同(tong)時還能夠消(xiao)除大多(duo)數的(de)(de)服務器(qi)電(dian)(dian)源(yuan)。消(xiao)除兩種電(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換應該有(you)助于(yu)提高(gao)數據(ju)中心(xin)的(de)(de)整體效率(lv)，但(dan)實際的(de)(de)效率(lv)是否獲(huo)得增益仍(reng)然是一(yi)個(ge)備受(shou)爭論的(de)(de)問題。此外，較之(zhi)交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)，使用直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)需要更(geng)多(duo)的(de)(de)關注電(dian)(dian)路(lu)負(fu)載，故而使用直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)并不一(yi)定(ding)適(shi)合(he)所有(you)的(de)(de)數據(ju)中心(xin)。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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