詳談伺服器電源

詳談伺服器電源

在伺服器各個部件中，電源負責各配件能量的供給，擔當著非常重要的角色，其重要性不言而喻。在我們平時DIY台式機時，很多老鳥都非常重視電源的選擇。在伺服器領域，電源可謂是重中之重。

　　開卷語——為什麼要用好的電源?

　　一個好的電源可以讓你的伺服器運行更加穩定，貌似這句話很有道理，但是涉及到為什麼要用好電源，很多用戶就不太清楚了。首先要聲明的是，好電源不一定很昂貴，昂貴的也不一定是適合伺服器應用的好電源，要按需配置，選擇的電源與需求不同也是徒勞。一般的PC開機7天已經算是很長的了，而在伺服器上，一年365天不停機運行是常事，所以對電源元器件的可靠性要求很高，一般PC電源的質量是不能和伺服器電源相提並論的。

      雖說伺服器電源的原理和技術早已不是什麼秘密，設計和製造也不是什麼難題，但是要製造出質量過硬，性能可靠的伺服器電源完全可不是件容易事。所以在選購時我們還是推薦您使用大廠名牌產品，為了您的伺服器更穩定的運行，重視一下電源吧。

　　伺服器電源的標準

　　提起普通PC所使用的ATX規範，可以說盡人皆知，因為不論是家用PC還是伺服器電源，ATX都是業界內遵循的規範。

　　ATX電源規範的標準是 Intel在1997年推出的一個規範，輸出功率一般在125瓦~350瓦之間。ATX電源通常採用20Pin(20針)的雙排長方形插座給主板供電。隨著Intel推出Pentium4處理器，電源規範也由ATX修改為ATX12V，和ATX電源相比，ATX12V電源主要增加了一個4Pin的12V電源輸出端，以便更好地滿足Pentium4的供電要求。

　　而最新的 ATX 12V 2.03規範電源採用雙路+12V輸出，其中一路+12V仍然為CPU提供專門的供電輸出。而另一路+12V輸出則為主板和PCI-E顯卡供電，以滿足高性能PCI-E顯卡的需求。由於採用了雙路+12V輸出，連接主板的主電源介面也從原來的20Pin增加到24Pin，分別由12×2的主電源和2×2的CPU專用電源介面組成。雖然介面連接在了一起，但兩路+12V電源在布線上是完全分開，獨立輸出的。

　　除此之外，ATX 12V 2.3規範還將電源滿載轉換效率的標準提升至80%以上，進一步達到環保節能的要求，並再次加強了+12V的電流輸出能力，規定電源中對+12V的總輸出至少要達到22A，同時提高了+5VSB的電流輸出要求，對+12V的涌浪電流峰值、濾波電容的容量、保護等也作出了新規定。

      ATX規範的變遷

　　在伺服器電源方面，主要是SSI規範

　　SSI(Server System Infrastructure)規範是Intel聯合一些主要的IA架構伺服器生產商推出的新型伺服器電源規範。SSI規範的推出是為了規範伺服器電源技術，降低開發成本，延長伺服器的使用壽命而制定的，主要包括伺服器電源規格、背板系統規格、伺服器機箱系統規格和散熱系統規格。

　　SSI的四種規範

　　根據使用的環境和規模的不同，SSI規範又可以分為EPS、TPS、MPS、DPS四種子規範。

　　EPS規範(Entry Power Supply Specifi cation):主要為單電源供電的中低端伺服器設計，設計中秉承了ATX電源的基本規格，但在電性能指標上存在一些差異。它適用於額定功率在300W～400W的電源，獨立使用，不用於冗餘方式。後來該規範發展到EPS12V(Version2.0)，適用的額定功率達到450W～650W。

　　TPS規範(Thin Power Supply Specification):具有PFC(功率因數校正)、自動負載電流分配功能。電源系統最多可以實現4組電源並聯冗餘工作，由系統提供風扇散熱。TPS電源對熱插拔和電流均衡分配要求較高，它可用於N+1冗餘工作，有冗餘保護功能。

　　MPS規範(Midrange Power Supply Specification):這種電源被定義為針對4路以上CPU的高端伺服器系統。MPS電源適用於額定功率在375W～450W的電源，可單獨使用，也可冗餘使用。它具有PFC、自動負載電流分配等功能。採用這種電源元件電壓、電流規格設計和半導體、電容、電感等器件工作溫度的設計裕量超過15%。

　　DPS規範(Distributed Power Supply Specification):電源是單48V直流電壓輸出的供電系統，提供的最小功率為800W，輸出為+48V和+12VSB。DPS電源採用二次供電方式，輸入交流電經過AC-DC轉換電路后輸出48V直流電，48VDC再經過DC-DC轉換電路輸出負載需要的+5V、+12V、+3.3V直流電。制定這一規範主要是為簡化電信用戶的供電方式，便於機房供電，使IA伺服器電源與電信所採用的電源系統接軌。

        殊歸同路EPS

　　從上述規範我們可以看出，EPS規範電源主要是為需要單電源供應的中低端伺服器設計的，設計中繼承了ATX電源的設計風格;EPS規範定義的是中低端伺服器所用的通用電源供應系統，主要用於單電源模式，支持雙處理器系統;在EPS規範中只對電源的容量、引腳等做出了規定，而並沒指定確定的電源額定功率，電源開發商可以根據各自不同的開發平台設計不同額定功率的電源，但必須在300-400W範圍內。

　　從介面來說，EPS規範電源和早期ATX電源最直觀的區別在於提供了24Pin的主板電源介面和8Pin的CPU電源介面，而隨著時間的推移，普通PC對電源的要求也越來越高，雙核，SLI等技術越發需要更大的電流，因此很多高端主板也開始採用了EPS規範的電源，即24PIN+8PIN介面，如 ASUS P5WDG2-WS 、 DFI NF4 SLI-DR VENUS 。

ASUS P5WDG2-WS主板

DFI NF4 SLI-DR VENUS 主板

24PIN+8PIN電源介面，其中的8PIN結構兼容P4 4PIN

    萬無一失TPS

　　世界上不存在100%不出故障的電源，即使您選用了國際名牌電源，也不能保證絕對不出故障。高端伺服器產品中普遍採用多電源系統,這幾個電源是負載均衡的,即在系統工作時它們都為系統提供電力,當一個電源出現故障時,另一個或幾個電源就承擔所有的負載。

　　從結構上來說，冗餘電源實際上是由N+1個獨立電源組成的，實現冗餘功能主要是靠電源所連接的背板，當背板檢測到某電源出錯，就會自動停掉出錯的電源併發出警報，將負載轉移到其他正常的電源單元，使工作人員有足夠的時間處理——把損壞的電源取下，換上正常的新電源。

SilverStone雙冗餘電源

　　其他兩種 MPS規範和DPS規範的電源在DIY領域不常遇到，一般在品牌高端伺服器和機房才能見到，所以這裡不作詳細的介紹了。

　　電源的安規認證

　　安規認證是我們選購電源的重要指標，這應該是我們選擇電源時最重要的一點。因為它關係著我們的安全和健康。一個質量合格的電源應該通過安全和電磁方面的認證，如滿足CCEE和FCC-B等標準，這些標準的認證標識應在電源的外表上會有所體現。認證標記有美國FCC認證、歐盟CE認證和中國的CCC等認證標誌。通過認證的電源在生產流程、電磁干擾、安全保護等方面都進行了嚴格的標準制訂，具有一定的權威性。

航嘉8588 伺服器電源的安規認證

      節能化設計是趨勢

　　近年來，隨著頻率的不斷提升，伺服器的能耗也越來越大。而如今，不少機房已經開始限制伺服器功耗，拒絕超標的伺服器進入。能源是屬於大家的，環保、健康、節能這些字眼很快將成為IT行業的熱門話題。各大伺服器廠商以及上游廠商正是看到了這一點，不遺餘力地就能耗大做文章，由之前一味的比拼頻率轉變為更加強調性能/能耗比這個參數，即讓用戶以更少的耗電。

　　一款標準的節能電源，必須同時滿足以下三個要求:

　　1、典型負載下的轉換效率達到80%

　　所謂典型負載，是指電源的負載達到額定功率的50%，比如額定功率300W的電源，其典型負載為300*50%=150W。節能電源在50%的負載狀態下，轉換效率必須達到80%。

　　2、待機功率低於1W

　　待機功率指的是電腦在關機狀態下的負載功率。電源在關機后，只要電源插線板的電路不斷開，電源就會給主板提供一個+5VSB的待機電壓，電腦開機、網路喚醒、鍵盤開機都與+5VSB有關。通常情況下，+5VSB上有微弱的電流，有電流就會有功率消耗。節能電源，在+5VSB電壓上的電流在0.1A時，整個電源的輸入端的功率不應該超過1W，也就是說，此時電源的轉換效率應該高於50%。

　　3、功率因數達到0.8

　　功率因數是一個容易被忽略的指標。功率因數的高低，關乎國家電網系統的節能。對於個人用戶來說，電網上損耗的無功功率是由國家承擔了的，提高了電器的功率因數，就是為國家節能做出了貢獻。

　　節能電源的功率因數，必須要達到0.8以上。採用主動PFC電路的電源，功率因數可以達到0.9以上，有的甚至高達0.99。

　　伺服器一般都是長時間開機，積少成多，一點一滴的節約能為用戶節約大量的電費，使得能源不會被白白浪費掉。

　　和主板的搭配

　　——點不亮不是主板問題，而是電源問題

　　這個問題在PC上往往不被重視，一般來說只要是電源是好的，就能開機點亮，而很多伺服器主板開機時會自動監測電源各項輸出電壓，當小於某一數值時，為了避免因功率不足而引發問題，就不會發出POWER——ON信號，導致無法開機。

此24PIN+8PIN非彼24PIN+8PIN

　　很多伺服器電源往往會附贈一根轉接線，很多評測媒體在看到這條線往往會寫道:這款電源的適用平台非常多，不僅支持Intel至強雙處理器系統，而且通過轉接線還可以支持ATX標準的PC系統。可以肯定地說，如果EPS電源加上那條贈送的轉接線，是不能上ATX標準PC平台的。

　　這條線的名稱叫做EPS12V—ATX GES轉接線。ATX GES是一種電源規範，這種規範最初是為支持AMD公司的Atnlon MP雙處理器主板而開發的，採用ATX GES電源規範設計的主板也只有幾款而已，例如泰安的K7X(S2468)和K7(S2462)主板。到 K8時代，電源介面已經和雙XEON平台統一， ATX GES規範也走到了盡頭。關於ATX GES規範，可以參考一下http://www.rackmount.com/Rackacc/ATXGES.htm這個英文頁面，有詳盡的解釋。

泰安基於ATX GES介面規範的主板S2462