IBM System X系列服务器电源概念及解决方案(二)

第二章 数据中心的电能传输
2.1 接插件
目前广泛使用的有多种不同的接口类型。下图所示的是我们最长使用的一种。通常将传输电流的最大能力作为选择接口类型的主要因素。
注：NEMA和IED标准的比较。在一个面积已经固定了的电子设备上能集成的NEMA输出插座的数量会比较少，因为NEMA标准的输出插座体积比较大。因此，NEMA标准的输出插座一般用于低密度的设备，而IEC标准的输出插座用于比较复杂的高集成度的产品。

1. NEMA 5-15——电流最大值为15A。右图是我们在家里经常看见的插座。

2. C13插头——电流最大值10A（母口），通常用于机架，高密度和企业级的PDU输出插座。（见图7，上排）。C13插座是一个被全球范围内广泛用于机架内部电源输出接口。并且高低压电通用。
3. C14插头——电流最大值10A（公口）。通常作为机架式和塔式服务器的输入插头（功耗低于1500W）（图7，下排）。

注意：数字小的是母口。电流从母口接头流向公口接头。另外一种形象的描述是母口接头将会发热但是公口的接头不会发热。这是因为C14的插头能被螺丝刀等物品短路，但是C13插座却不会出现这种情况。
4. C19——最大电流值16A（母口）。机架，高密度和企业级PDU的输出插座。FE PDU和机架式PDU的接口。刀片服务器的电源线接口。（图8，上排）
5. C20——最大电流值16A（公口）。刀片服务器电源输入和机架式PDU输入接口。（图8，下排）

6. L5-20P和L6-20P：最大电流值20A。用于PDU的电源线。
7. L6-30P：电流最大值30A。用于PDU的电源线。（见图31 L6-30P）
8. IEC309 2P+G——电流最大值单相60A。用于PDU的电源线。（见图32IEC309 2P+Gnd）
9. IEC309 3P+G——电流最大值三相60A。用于PDU电源线。（见图33 IEC309 3P+Gnd）
10.Burndy——电流限制：用于BladeCenter H刀片服务器和IBM PDU使用的电源线（非常复杂）。
2.2 PDUs
2.2.1 介绍
我们在给机柜和服务器配置供电使用的PDU时，经常会被数量繁多的种类所迷惑。
注意：在笔者的实验室环境下，美国所有电路的效率要下降20%，因此：
·一个20A的电路只能支持提供最大16A的电流。
·一个30A的电路只能支持提供最大24A的电流。
·一个60A的电路只能支持提供最大48A的电流。
但是，一个60A三相电路的PDU最大能支持27 * 3或者说是81A的最大电流。
图9所示是最简单的PDU配置。在这个配置中，只有一个机柜的PDU接到墙上的电源输出插座（或者是一个前端的PDU）。这个简单的拓扑图显示，通过一个通用机柜PDU例如32P1736，给多达七个设备提供的没有冗余的简单电源。（见第2.2.2节）。

这个通用PDU的最大电流是15A，因此根据高压或者低压电路供电，所能提供的最大功率为1760W或者是3328W。（W = I * V）
我们在这个配置中添加另外一组供电电路和PDU来给我们的服务器提供冗余的电源。在这个拓扑结构中，即使是一组电源损坏，另一组电源和PDU会给负载供电，而不会使这个解决方案宕机。因此，我们和例1中的电源限制是相同。

这个配置中附加的前端或者企业级的PDU，能够供多组机柜PDU连接到大电流的电源环境中。

2.2.2  PDU和机柜
IBM的42U企业级机柜内可以放置16个PDU，IBM标准机柜可以放置12个PDU。
NetBAY42 企业级机柜（93084RX）：是一款符合工业标准，19英寸的EIA-310-D标准，A类42U高度的机柜。机柜的4个侧面板支持1U高度的PDU和交换机等，节省昂贵的机柜空间。
NetBAY40 标准机柜（93074RX）：是一款符合工业标准，19英寸的EIA-310-D标准，A类42U高度的机柜。6个侧面板支持1U高度的PDU和交换机等，节省昂贵的机柜空间。
NetBAY25 标准机柜（93072RX）：除了提供25U的高度并且只有2个侧面板之外，其他特性都和NetBAY42 SR相同。
2.2.3  IBM PDU信息
IBM提供了分布式电源互联接口（DPI）的产品，一个“零U”PDU产品系列，为少数服务器到一组大型企业级服务器阵列（没有多余的昂贵机柜空间）所设计的配套解决方案。这些产品可以提供冗余的电源配置，从而消除单个故障点，并且保证了更高级别的数据安全。
由于这个文档的初始版本发布时，正处在所有产品的产品编号专项符合RoHS标准的转换，所以新旧编号都包含在该文档的说明和图表中。其中红色标记的编号是新编号。符合RoHS的产品编号。
2.2.3.1  DPI通用机柜PDU
·通用电压（100-240V，50-60Hz）
·包含7个C13插座
·电源输入插头是C20插头，并且位于PDU的后面板
·该PDU高度是1U，宽度是1/2机柜宽度。安装在侧板
·该PDU包含一个15A的保险保护
·标配一根2米的用于链接前端PDU的IEC C19-C20的电源线，NA版的还标配一个L5-20p和L6-20p的电源线
·产品编号是32P1736和39Y8951

2.2.3.2  DPI前端PDU
· 电压：高低电压通用
· 包含3个符合IEC C19标准的输出插座
· 1U高，1/2标准机架宽度，标配侧面板装载附件。前端PDU可以放在使用机架PDU的EIA空间中
· 可以和机架式PDU放置在同一个托架上来简化安装——安装在侧面板或者EIA空间
· DPI前端PDU背后有一个特殊的插头（见图12特殊插头）。这个插头允许客户连接不同的线缆。他允许客户使用这个插头选择连接低压30A，高压30A或者高压60A的不同电缆。
· 注意：前端PDU可以直接连接电源和大电流的服务器，例如IBM的刀片服务器
· 产品编号是 32P1751, 32P1766, 32P1767和39Y8938, 39Y8939, 39Y8940

2.2.3.3 DPI企业级PDU
企业级PDU为使线路方便把输出插座，保险丝和电缆输入插座放在同一侧。
· 只有高压PDU
· 分为两种：
1. 包含6个C19的输出插座。每个输出插座有一个16A的保险管保护。
2. 其他型号包含12个C13输出插座。每两个输出插座有一个10A的保险管保护。
· 1U高全机架宽度。标配包含EIA安装和侧面安装的附件
· 输入电源通过更换不同的电缆是可变化的。（特殊的插座）
· 最大电流容量包含60A单相（IEC309 2P+G插座）和三相（IEC309 3P+G插座）版本

· 产品编号：新的符合RoHS标准的企业级DPI PDU标配不包含电缆线。电缆线必须单独订购。

2.2.4  关于PDU的总结