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   在數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備，包含服務(wù)器、存儲(chǔ)器、交換機(jī)等，其中以服務(wù)器數(shù)量最多，占絕大多數(shù)。這些IT設(shè)備用電特性基本類似，本文以服務(wù)器為例。
    在數(shù)據(jù)中心中眾多服務(wù)器為機(jī)架式服務(wù)器，部分高端數(shù)據(jù)中心采用小型機(jī)、大型機(jī)等大型服務(wù)器設(shè)備。

    服務(wù)器上的電源（POWER），和PC（個(gè)人電腦）電源一樣，都是一種開關(guān)電源。比如聯(lián)想萬全2200C/2400C服務(wù)器就采用了EPS標(biāo)準(zhǔn)的電源，輸出功率為300W，該電源輸入電壓寬范圍為90～264V，功率因數(shù)大于0.95。
    看看業(yè)界某知名廠商的一款1U標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器電源的銘牌：

    關(guān)于服務(wù)器電源的銘牌，一般不會(huì)直接貼在服務(wù)器的外殼，而是貼在服務(wù)器電源外殼比較空曠的地方，通常都只有在從服務(wù)器取出服務(wù)器電源后才能看到。
    需要特別強(qiáng)調(diào)的是INPUT(輸入) 中220V是服務(wù)器電源額定輸入電壓；而4A指的是最大輸入電流能力，表征的電源最大輸入電流能力。因此，服務(wù)器電源的輸入功率（即消耗功率）不能直接用輸入額定電壓×輸入最大電流來計(jì)算。
    OUTPUT(輸出) 250W MAX，這個(gè)參數(shù)才是該服務(wù)器電源最大輸出功率，這個(gè)參數(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)者才具有重要的設(shè)計(jì)意義，但很遺憾的是，通常服務(wù)器廠家沒有將這個(gè)參數(shù)標(biāo)識(shí)在服務(wù)器外殼上，這個(gè)參數(shù)通常只有在服務(wù)器電源銘牌上才能看到。
    服務(wù)器電源的輸出最大功率為250W，按照AC/DC轉(zhuǎn)換效率85%（平均值），那么服務(wù)器的輸入功率（消耗功率） P_SERVER為：
    P_SERVER=P_{MAX OUT}/ η =250w/0.85=294.12W ≈ 295W

    其中 P_{MAX OUT}等于250w，η為AC/DC效率，取平均值85%。
    服務(wù)器的輸入功率（消耗功率） P_SERVER代表服務(wù)器的最大工作功率，即在設(shè)計(jì)滿配置（CPU、內(nèi)存、硬盤等全滿配置），CPU、內(nèi)存和硬盤等設(shè)備全負(fù)荷100%速度工作時(shí)，所能消耗的最大功率，而服務(wù)器使用過程中這種工況是非常罕見的。
在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)中，我們可以參考配置系數(shù)c，同時(shí)利用系數(shù)k。
    P_ACTUAL= P_SERVER × c × k=295 × 0.8 × 0.8=188.8w，
    其中配置系數(shù)c取0.8，代表服務(wù)器電源的廠家裕量。k為同時(shí)利用系數(shù)，取0.8。
上述數(shù)據(jù)符合實(shí)測(cè)結(jié)果，在某數(shù)據(jù)中心測(cè)量Dell Poweredge 1U和2U服務(wù)器的波形為：

    左圖為1U服務(wù)器222.5V*0.65A=144.63VA，右圖為2U服務(wù)器223.8*1.37=306.61VA

    以上討論的是服務(wù)器配置一個(gè)電源的工作功率，但是為了提高服務(wù)器工作可靠性，目前服務(wù)器普遍采用冗余電源技術(shù)，它具有均流、故障切換等功能，可以有效避免電源故障對(duì)系統(tǒng)的影響，實(shí)現(xiàn)24×7的不停頓運(yùn)行。
    冗余電源較為常見的是N 1冗余（1 1、2 1、3 1等），可以保證一個(gè)電源發(fā)生故障的情況下系統(tǒng)不會(huì)癱瘓（同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)以上電源故障的概率非常?。?。冗余電源通常和熱插拔技術(shù)配合，即熱插拔冗余電源，它可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)拔下出現(xiàn)故障的電源并換上一個(gè)完好的電源，從而大大提高了服務(wù)器系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
    因?yàn)槿哂嚯娫吹膽?yīng)用，帶來新的問題：每一個(gè)服務(wù)器電源工作在較輕負(fù)荷狀態(tài)之下，導(dǎo)致工作效率降低，比如1 1電源配置下，每一個(gè)服務(wù)器電源的負(fù)載均小于50%（通常只有20%負(fù)載），這樣電源模塊的效率將只有80%左右，甚至更低至75%。

    為了提高服務(wù)器電源的工作效率，減小服務(wù)器體積，服務(wù)器行業(yè)開始向刀片式服務(wù)器升級(jí)。
    所謂刀片式服務(wù)器，就是指服務(wù)器外形扁而平，活像個(gè)刀片，于是形象的叫做“刀片服務(wù)器”。在標(biāo)準(zhǔn)高度的機(jī)架式機(jī)箱內(nèi)可插裝多個(gè)卡式的服務(wù)器單元（即刀片，其實(shí)際上是符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的板卡，上有處理器、內(nèi)存和硬盤等，并安裝了操作系統(tǒng)，因此一個(gè)刀片就是一臺(tái)小型服務(wù)器），這一張張的刀片組合起來，進(jìn)行數(shù)據(jù)的互通和共享，在系統(tǒng)軟件的協(xié)調(diào)下同步工作就可以變成高可用和高密度的新型服務(wù)器。
    這些刀片服務(wù)器共用系統(tǒng)背板、冗余電源、冗余風(fēng)扇、網(wǎng)絡(luò)端口、光驅(qū)、軟驅(qū)、鍵盤、顯示器和鼠標(biāo)，一個(gè)機(jī)箱對(duì)外就是一臺(tái)服務(wù)器，而且多個(gè)刀片機(jī)箱還可以級(jí)聯(lián)，形成更大的集群系統(tǒng)。

    因?yàn)橐粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式機(jī)箱通常內(nèi)置了8～14個(gè)刀片服務(wù)器，這些服務(wù)器是共用冗余電源，所以服務(wù)器電源的工作效率得到很大提升。而刀片服務(wù)器因?yàn)轶w積小，與同等速度與配置的機(jī)架式服務(wù)器相比，更加省電與節(jié)能。
    表1列出了IBM某款刀片服務(wù)器與同等配置機(jī)架服務(wù)器的功率和發(fā)熱量對(duì)比。

    表1：2008年IBM某型號(hào)刀片式服務(wù)器與機(jī)架式服務(wù)器功耗對(duì)比
    顯然，采用刀片式服務(wù)器，休眠狀態(tài)、最大工況下，功率和發(fā)熱量分別降低33%和28%，取中間值30%。
    在一個(gè)中等規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，通常會(huì)有數(shù)千臺(tái)服務(wù)器，假定某中型有2800臺(tái)服務(wù)器（全部折算為1U的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架服務(wù)器），那么折算的用電功率為：
    參考配置系數(shù)c=0.8
    P_{ALL SEVER}=P_MAX × c × 2800=377 × 0.8 × 2800=844.48kw，
    如果全部采用刀片式服務(wù)器，需要200個(gè)刀片機(jī)框 2800片刀片單元，這用電功率為：
    P_{ALL BLADE}=P_MAX × c × 2800=270 × 0.8 × 2800=604.8kw，
    顯然，采用刀片式服務(wù)器，節(jié)約電力239.68kw，假設(shè)全年計(jì)算時(shí)間利用效率為0.7，那么可節(jié)省的電費(fèi)為：
    E=(239.68×365×24×0.7)/0.9=2332885.33kwH
    Y=E×0.7元/度=163萬元
    其中0.7為全年同時(shí)利用率；0.9為UPS的效率；電費(fèi)粗略計(jì)為0.7元/度典。
    可見采用新型的刀片式服務(wù)器，節(jié)約的電費(fèi)是驚人。而因?yàn)楣β实墓?jié)省，還會(huì)帶來機(jī)房空調(diào)的節(jié)電，這在下一節(jié)中介紹。

    宏觀上，中國(guó)大陸每年的PC服務(wù)器總發(fā)貨量在70萬臺(tái)左右，按照每臺(tái)服務(wù)器400W功耗計(jì)算，一年消耗電力24億度，如果全部采用刀片，可以節(jié)約7.3億度電，相當(dāng)于少燃燒36萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
    即便我們能把10％的服務(wù)器改成刀片也還能節(jié)約僅4萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這對(duì)當(dāng)前倡導(dǎo)節(jié)能減排還是非常有意義的。（假定1噸煤可發(fā)電2000度電）