Запуск серверного блока питания emerson перемычкой. 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PSU firmware is outdated .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.

Два блока питания дают больше гибкости при проектировании серверной комнаты. Например, рабочая схема подключения у одного клиента: в серверной две фазы, подключены к разным блокам питания серверов. Одна фаза подключена к UPS, а вторая работает только через стабилизаторы. Но эта линия идет от генератора с автозапуском. При отключении электричества дизель стартует и серверы продолжают работать, даже если UPS разрядятся. Это всего лишь один из вариантов, подобранный с учетом пожеланий клиента и возможностей бюджета.

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.

Помню, когда-то давно был у меня компьютер уровня Pentium III с набором SCSI дисков. Штатного блока питания перестало хватать, и я подключил старый АТ-блок отдельно для жестких дисков. Запуск чудо-машины происходил так: нажимаем на кнопку дополнительного питания и ждем жужжания дисков, затем включаем основной БП и начинается загрузка.

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

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.

Если вы плотно работали с подобными платформами и владеете другой информацией – поделитесь в комментариях, пожалуйста.

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 ). 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 к сбоям дисковой подсистемы мы привыкли и держим запасной диск наготове, то замена для системы питания встречается на полках ЗИП реже. Ситуацию в какой-то степени спасает гарантия и возможность получить замену отказавшего БП через пару дней с курьером, но Закон Мерфи со счетов сбрасывать не стоит. В моей практике был случай, когда во время ожидания замены отказавшего БП вышел из строя оставшийся. Хорошо, что на сервере ничего жизненно-важного не было.

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 uard 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.

Если у вас есть собственный негативный опыт работы с конфигурациями из нескольких блоков питания – было бы интересно почитать в комментариях.

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.

Теги: Добавить метки

Серверный блок питания — это часть аппаратного обеспечения, которое используется для преобразования мощности, подаваемой от розетки, в полезную мощность для многих частей внутри корпуса компьютера. Преобразует переменный ток (AC) в непрерывный вид мощности, необходимый компьютерным компонентам для нормальной работы, называемый постоянным током (DC). Регулирует перегрев путем управления напряжением, которое может изменяться автоматически или вручную в зависимости от источника электроэнергии.

Серверный блок питания также известен как силовой преобразователь. Современные ПК универсально используют источники питания с переключаемым режимом. Некоторые устройства имеют ручной переключатель для выбора входного напряжения, в то время как другие автоматически адаптируются к сетевому напряжению. CoolMax и Ultra являются самыми популярными производителями блоков питания.

Функции

В отличие от некоторых необязательных аппаратных компонентов, используемых с компьютером (принтер, например), источник питания является решающим элементом, поскольку без него остальная часть внутреннего оборудования не сможет функционировать.

Материнские платы, корпуса и блоки питания имеют разные размеры, называемые форм-факторами. Все три компонента должны быть совместимы для работы.

Электропитание настольного компьютера изменяет переменный ток от настенной розетки до постоянного тока низкого напряжения для работы процессора и периферийных устройств. Требуется несколько видов напряжений постоянного тока, их необходимо регулировать, чтобы обеспечить стабильную работу ПК.

У компьютерных аккумуляторов есть защита от короткого замыкания, высокого и пониженного напряжения, защита от перегрузки по току и от перегрева.

У современных источников питания имеется резервное напряжение, позволяющее отключить большую часть компьютерной системы. Когда компьютер выключен, но аккумулятор по-прежнему включен, его можно запускать удаленно через Wake-on-LAN и Wake-on-ring или локально через Keyboard Power ON (KBPO), если материнская плата поддерживает его. Это резервное напряжение генерируется меньшим источником питания внутри устройства.

Приборы, предназначенные для использования во всем мире, были оснащены переключателем входного напряжения, который позволял пользователю настраивать устройство для использования на локальной электрической сети.

Рейтинг мощности

Общий расход мощности на блок питания ограничен тем, что все направляющие проходят через один трансформатор и любую из его схем первичной стороны, например, коммутационные компоненты. Общие требования к питанию для персонального компьютера могут варьироваться от 250 до 1000 Вт для высокопроизводительного ПК с несколькими видеокартами. Для персональных компьютеров обычно требуется от 300 до 500 Вт. Источники питания рассчитаны на 40 % больше, чем расчетная потребляемая мощность системы. Это защищает от ухудшения производительности и перегрузки электропитания. Аккумуляторы обозначают их общую выходную мощность и то, как это определяется предельными значениями тока для каждого из подаваемых напряжений. Некоторые источники питания не имеют защиты от перегрузки — это важно учитывать перед тем, как запустить серверный блок питания.

Энергоэффективность

Потребляемая мощность системы представляет собой сумму номинальных мощностей для всех компонентов, которые потребляют питание. Для некоторых видеокарт значение 12 В для PSU имеет решающее значение. Если общий номинальный ток 12 В на аккумуляторе выше рекомендуемого рейтинга карты, тогда этот источник питания может полностью обслуживать карту, если будут приняты во внимание любые другие компоненты системы 12 В. Производители этих компонентов компьютерной системы, особенно графические карты, имеют тенденцию к чрезмерному превышению своих требований к мощности, чтобы минимизировать проблемы поддержки из-за слишком низкого энергоснабжения.

Хотя блок питания с большей мощностью будет иметь дополнительный запас прочности от перегрузки, такой блок часто менее эффективен и потребляет больше электроэнергии при низких нагрузках. Например, 900-ваттный прибор с рейтингом эффективности 80 Plus Silver (это означает, что такое устройство рассчитано на эффективность не менее 85 % при нагрузках выше 180 Вт) может быть только на 73 % оптимальнее, если нагрузка ниже 100 Вт, что является типичной мощностью холостого хода для персонального компьютера. Таким образом, при нагрузке 100 Вт потери для этого источника будут составлять 37 Вт.

Если один и тот же прибор был поставлен под нагрузкой 450 Вт, для которого эффективность электроэнергии достигает 89 %, потери будут составлять всего 56 Вт, несмотря на то что в 4,5 раза больше полезной мощности. Для сравнения: 500-ваттный блок питания с номинальной эффективностью 80 Plus Bronze (это означает, что такой прибор рассчитан как минимум на 82 % для нагрузок выше 100 Вт) может обеспечить 84-процентную эффективность для 100 Вт нагрузки, тратя только 19 Вт.

Технические характеристики

Тест в 2005 году показал, что серверные блоки питания на 2000W обычно эффективны на 70-80%. Для 75 % эффективного аккумулятора для производства 75 Вт постоянного тока потребуется 100 Вт переменного тока, оставшиеся 25 Вт уходят на рассеивание тепла. Более качественные элементы могут показывать эффективность выше 80 %. Энергоэффективные блоки питания выделяют меньше тепла и требуют меньше воздуха для охлаждения, что приводит к бесшумной работе.

Рабочие показатели

По состоянию на 2012 год некоторые высокопроизводительные потребительские блоки питания могут превышать 90 % эффективности при оптимальных уровнях нагрузки, хотя и будут снижаться до 87-89 % при тяжелых или пониженных нагрузках. Серверные источники питания Google более чем на 90 % эффективны. Компания Hewlett-Packard достигла 94 % эффективности. Стандартные аккумуляторы, продаваемые для серверных рабочих станций, имеют эффективность на 90 % по сравнению с 2010 годом.

Энергоэффективность значительно снижается при низких нагрузках. Поэтому важно проверить серверный блок питания и согласовать мощность источника с потребностями компьютера. Эффективность обычно достигает пика при нагрузке около 50-75 %.

Меры предосторожности

Серверный блок питания обычно не обслуживается пользователем. Никогда не открывайте корпус данного устройства. Он содержит конденсаторы, способные удерживать сильный электрический заряд, даже если компьютер выключен и отключен от сети в течение недели. Это особенно важно при распиновке серверного блока питания. Вы можете защитить свое оборудование от перепадов напряжения, используя сетевые фильтры и источники бесперебойного электроснабжения.

Ремонт серверных блоков питания и переделка

Блок питания установлен внутри задней стенки корпуса, где также имеется охлаждающий вентилятор. Сторона блока, расположенная снаружи корпуса, имеет разъем с тремя гнездами, к которым подключается силовой кабель. Также в схему интегрирован выключатель питания и переключатель напряжения.

Пучки цветных проводов пролегают от противоположной стороны аккумулятора к компьютеру. Коннекторы на противоположных концах проводов соединяются с различными компонентами внутри компьютера, чтобы обеспечить их питание. Некоторые из них специально разработаны для подключения к материнской плате, в то время как другие имеют разъемы, которые встраиваются в вентиляторы, флоппи-дисководы, жесткие диски, оптические приводы и даже некоторые высокомощные видеокарты, что следует учитывать при переделке серверного блока питания.

Внешнее оборудование

Блоки питания оцениваются по мощности и демонстрируют, сколько энергии они могут предоставить компьютеру. Поскольку каждая компьютерная часть требует определенных условий для правильной работы, важно иметь серверный блок питания, который может обеспечить нужные показатели. Существует удобный инструмент расчета снабжения кулера, который способен определить нужные параметры.

Также существуют внешние источники питания, которые подключаются отдельно при помощи силового кабеля и позволяют уменьшить внешний вид системы ПК.

Серверная оптимизация ,

Серверное администрирование