データセンターサーバーでまだ電源を使用するのはなぜですか？

コンピューターが動作するには、主に3つの電圧が必要です：+ 12V、+ 5Vおよび+ 3,3V、それらはすべてDCです。

これらの3つの電圧をデータセンター全体に提供する（冗長性のために）少数の大きな電源と、それを直接使用するサーバーを用意できないのはなぜですか？

電力変換には常に損失があるため、これはより効率的です。各サーバーのPSUで毎回行うよりも、一度だけ行う方が効率的です。また、12V DCを120/240 ACに変換するのではなく、データセンターの12Vグリッド全体に直接電力を供給する12Vバッテリーを使用できるため、UPSの方が優れています。

ウィリスとは何の話ですか？現在、ほとんどのサーバーで48V PSUを入手できます。

120V ACにはこの問題がないのに対し、中/長距離で12V DCを使用すると電圧降下が発生します¹。そこに大きな損失。高電圧ACをラックに供給し、そこで変換します。

長距離での12Vの問題は、同じ量の電力を伝送するためにより高いアンペアが必要であり、より高いアンペアは効率が悪く、より大きな導体を必要とすることです。

オープン計算オープンラック設計は、構成要素に電力を分配するために、ラックの内部に12Vのレールを使用します。

また、大型のUPSは12V DCを120V ACに変換しません-通常、直列に接続された10個または20個のバッテリー（およびそれらの並列バンク）を使用して120Vまたは240V DCを供給し、それをACに変換します。

そのため、カスタムインストールの場合は既に存在しますが、かなりのオーバーヘッドが発生し、一般的なハードウェアでは一般的にサポートされていません。

非資産家：測定は困難です。

1：嘘をつきますが、そうではありませんが、DC未満です。

I ^ 2Rの損失を増やすため、必ずしも効率的ではありません。電圧を下げると、比例して電流を増加させる必要がありますが、電力ケーブルの抵抗損失（電圧降下は言うまでもなく）は電流の2乗に比例して増加します。したがって、より多くの銅を使用する、太くて太いケーブルも必要です。

通信会社は通常-48Vを使用するため、サーバーの電源（インバーター）が必要です。DCレベルの変換は、ACへの変換であり、再び元に戻ります。ケーブルはずっと太いです。

したがって、すべてをDCで実行して効率を上げることは必ずしも素晴らしい考えではありません。

通信事業者は、歴史的にほぼ独占的にセントラルオフィスでDCを使用しています。コンピューティングの繰り返しパターンのように思えるのですが、IT業界はDCに移行し、事実上、通信事業者が数年前に発明した「車輪」を再発明することは当然のことです。

過去数年間、データセンターをより効率的にするためにDC電源を使用することについて話しているさまざまな記事を見てきました。FacebookとGoogle（最後のリンクで参照）は、どちらも大きなDCパワーユーザーです。コモディティホスティングがその方向に進むのも時間の問題だと思います。

ただし、AC電源の定着した性質を考えると、時間がかかります。

上記で指摘したように、高電流=高損失および太いケーブル。

別の禁止要因は、高電流が火災のリスクにつながることです。アーク溶接を実行するには100Aで十分です。

基本的に、より高い電圧のACを使用する理由は、電力損失を最小限に抑えて節約することです。

1. P = UIは、電力（W）が電圧（V）に電流（A）を掛けたものであることを意味します。ハードウェアにはある程度のパワーが必要です。電圧を選択できますが、電流はそれに応じて変化します。これは、DCとACの両方に当てはまります。これは、最初の問題とその解決策につながります。

2. 損失は​​電流と抵抗に比例します（U = RI）。より多くの電流、熱の形でより多くの損失。したがって、電流と損失を最小限に抑えるには、より高い電圧を優先する必要があります。ただし、HWに3 Vが必要で、電源に100 Vを選択した場合、HW入力に近いポイントで100 Vを3 Vに変換する必要があります。これは、2番目の問題とその解決策につながります。

3. DC電圧を変換することは、（実際にはそうでしたが）あまりにも多くの損失なしに困難です。アクティブで高価なスイッチモード電源を使用する必要があります。それどころか、変圧器（磁場を使用した2つの単純な静的コイル）を使用してAC電圧を変更するのは簡単です。

4. 以前の選択に基づいた結論：簡単に電圧を変換できるようにするには、より高い電圧を使用することをお勧めします。

エンジニアは、特定の問題について、電気的損失/故障のコストと電圧変換のコストを比較し、どちらが安いかを確認します。障害などのこの影響に追加します。

今日では、効果的で安価なDC用の電圧コンバーターが登場し始めています。したがって、最良のソリューションは将来変更される可能性があります。

結局はお金になります。120VAC電源はトラックで簡単に入手できます。大容量のスムーズな12/5 / 3.3VDC電源の市場はかなり小さく、データセンターよりもはるかに多くの単一のコンピューターがあります。他の回答で述べたように、データセンターが壁のプラグに12vを配置し、地下にコンバーターを配置することはほとんどありません-おそらく反対：1つの回路でより多くの器具を実行できるため、多くの商業ビルはプライマリ照明に480vを使用します。ラックに240VACを実行するのは12VDCよりも理にかなっていますが、将来、各ラックの上部に2つの大きなPSUがあり、そのラック内の各サーバーに4ピン電源プラグが搭載されると予想しています。