热插拔冗余电源的设计
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Lenovo ThinkServer RQ750Lenovo Press产品指南ThinkServer RQ750是一款四路2U机架式服务器,它采用Intel Xeon E5-4600 v3处理器,最高支持1TB的DDR4内存。
RQ750可提高业务应用程序的性能并加快IO,高效的设计有助于降低功耗和成本;可扩展的设计可根据您的业务需求进行扩展,同时降低成本;远程管理功能可提高可靠性并延长无故障运行时间。
建议用途:适用于政府和中型企业IT核心应用程序,包括大中型数据库服务器、虚拟化、财务管理以及ERP和CRM等关键任务系统。
图1:Lenovo ThinkServer RQ750相关信息ThinkServer RQ750采用Intel Xeon E5-4600系列处理器,可按成本高效的方式为您提供四路性能。
Click here to check for updates除了多达八个SAS或SATA驱动器以外,ThinkServer RQ750最多还可支持四个高性能PCIe NVMe固态硬盘。
NVMe驱动器可提供最佳存储性能,因为它们直接连接到处理器的PCIe总线,并采用最新的固态硬盘技术。
主要特性ThinkServer RQ750采用节省空间的2U设计,可提供四路性能。
该服务器采用节能设计、强大的高性能处理器、大容量高性能DDR4内存,灵活的存储和网络配置非常适合关键任务应用程序和虚拟化部署使用。
可扩展性和性能RQ750提供了各种特性,可提高性能、增强可扩展性并降低成本:•通过多达18个内核的Intel Xeon processor E5-4600 v3系列处理器、最高45 MB的三级缓存以及最高9.6 GT/秒的QPI互连链路提供优良的系统性能,进而提高生产效率。
▪最多支持四个处理器、72个内核和144个线程,可最大限度地提高多线程应用的并行执行性能。
▪采用高能效英特尔睿频加速技术2.0(Intel Turbo Boost Technology 2.0)提供智能、适应性的系统性能,可允许CPU内核在峰值负载期间以最高速度运行,暂时超出处理器热设计功率(TDP)。
Dell EMC PowerEdge R450技术指南2021 9注意、小心和警告:“注意”表示帮助您更好地使用该产品的重要信息。
:“小心”表示可能会损坏硬件或导致数据丢失,并告诉您如何避免此类问题。
:“警告”表示可能会导致财产损失、人身伤害甚至死亡。
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章 1: 系统概览 (5)关键工作负载 (5)新技术 (5)章 2: 系统功能和代际比较 (6)章 3: 机箱视图和功能部件 (8)机箱视图 (8)系统的前视图 (8)系统的后视图 (8)系统内部 (9)快速资源定位器 (10)章 4: 处理器 (11)处理器特性 (11)支持的处理器 (11)章 5: 内存子系统 (12)支持的内存 (12)内存速度 (13)章 6: 存储 (14)存储控制器 (14)支持的驱动器 (14)外部存储器 (15)章 7: 联网 (16)概览 (16)支持的 OCP 卡 (16)OCP 外形规格 (17)OCP NIC 3.0 与机架网络子卡比较 (17)章 8: 扩展卡和扩展卡提升板 (19)扩展卡安装原则 (19)章 9: 功率、散热和声音 (23)功率 (23)散热设计 (23)PowerEdge R450 声音 (24)声音性能 (24)章 10: 机架、导轨和线缆管理 (26)导轨信息 (26)目录3滑动导轨 (26)固定导轨 (26)线缆固定臂 (27)防变形条 (27)章 11: 支持的操作系统 (28)章 12: Dell EMC OpenManage 系统管理 (29)服务器和机箱管理器 (29)Dell EMC 控制台 (30)自动化启用程序 (30)集成第三方控制台 (30)连接第三方控制台的接口 (30)Dell EMC 更新公用程序 (30)戴尔资源 (30)章 13: Dell Technologies 服务 (32)Dell EMC ProDeploy Enterprise Suite (32)Dell EMC ProDeploy Plus (33)Dell EMC ProDeploy (33)基本部署 (33)面向 HPC 的 Dell EMC ProDeploy (33)Dell EMC 服务器配置服务 (34)Dell EMC 派驻服务 (34)Dell EMC 数据迁移服务 (34)Dell EMC ProSupport Enterprise Suite (34)面向企业的 Dell EMC ProSupport Plus (34)面向企业的 Dell EMC ProSupport (35)Dell EMC ProSupport One for Data Center (35)ProSupport for HPC (36)支持技术 (36)数据安全服务 (37)Dell Technologies Education Services (37)Dell Technologies 咨询服务 (37)Dell EMC 远程咨询服务 (38)Dell EMC 托管服务 (38)章 14: 附录 A.其他规格 (39)机箱尺寸 (39)机箱重量 (40)视频规格 (40)USB 端口 (41)PSU 评级 (41)环境规格 (42)散热限制 (43)章 15: 附录 B.标准遵从性 (46)章 16: 附录 C 其他资源 (47)4目录系统概览Dell™ PowerEdge™ R450 是戴尔最新的双路 1U 机架服务器,旨在使用可高度扩展的内存、I/O 和网络选项,运行复杂的工作负载。
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如何合理而有效的进行控制系统冗余设计?高可靠性是过程控制系统的第一要求。
冗余技术是计算机系统可靠性设计中常采用的一种技术,是提高计算机系统可靠性的最有效方法之一。
为了达到高可靠性和低失效率相统一的目的,我们通常会在控制系统的设计和应用中采用冗余技术。
合理的冗余设计将大大提高系统的可靠性,但是同时也增加了系统的复杂度和设计的难度,应用冗余配置的系统还增加了用户投资。
1、冗余技术冗余技术概要:冗余技术就是增加多余的设备,以保证系统更加可靠、安全地工作。
冗余的分类方法多种多样,按照在系统中所处的位置,冗余可分为元件级、部件级和系统级;按照冗余的程度可分为1:1冗余、1:2冗余、1:n冗余等多种。
在当前元器件可靠性不断提高的情况下,和其它形式的冗余方式相比,1:1的部件级热冗余是一种有效而又相对简单、配置灵活的冗余技术实现方式,如I/O卡件冗余、电源冗余、主控制器冗余等。
因此,目前国内外主流的过程控制系统中大多采用了这种方式。
当然,在某些局部设计中也有采用元件级或多种冗余方式组合的成功范例。
控制系统冗余设计的目的:系统运行不受局部故障的影响,而且故障部件的维护对整个系统的功能实现没有影响,并可以实现在线维护,使故障部件得到及时的修复。
冗余设计会增加系统设计的难度,冗余配置会增加用户系统的投资,但这种投资换来了系统的可靠性,它提高了整个用户系统的平均无故障时间(MTBF),缩短了平均故障修复时间(MTTR),因此,应用在重要场合的控制系统,冗余是非常必要的。
二个部件组成的并联系统(互为冗余)与单部件相比,平均无故障时间是原来的1.5倍。
系统的可用性指标可以用两个参数进行简单的描述,一个是平均无故障时间(MTBF),另一个是平均修复时间(MTBR)。
系统的可用性可用下式表示:系统可用性=MTBF/(MTBF+MTBR)当可用性达到99.999%时,系统每年停止服务的时间只有6分钟。
2、控制系统冗余的关键技术。
•引言服务器、网络交换机、冗余存储磁盘阵列(RAID),以及其它形式的通信基础设施等高可用性系统,需要在整个使用生命周期内具有接近零的停机率。
如果这种系统的一个部件发生了故障或是需要升级,它必须在不中断系统其余部分的情况下进行替换,在系统维持运转的情况下,发生故障的电路板或模块将被移除,同时替换部件被插入。
这个过程被称为热插拔(hot swapping)(当模块与系统软件有相互作用时,也被称为hot plugging1)。
为了实现安全的热插拔,通常使用带交错引脚的连接器来保证地与电源的建立先于其它连接,另外,为了能够容易的从带电背板上安全的移除和插入模块,每块印制板(PCB)或热插拔模块都带有热插拔控制器2。
在工作状态下,控制器还可提供持续的短路保护和过流保护。
尽管切断或开启的电流会比较大,但大电流设计的一些微妙之处却常常未得到充分的考虑。
“细节决定成败”,本文将重点分析热插拔控制电路中各部件的功能及重要性,并深入分析在设计过程中使用ADI公司ADM11773热插拔控制器时的设计考虑和器件选型标准。
热插拔技术常用的两种系统电源电压为-48 V和+12 V,它们使用不同的热插拔保护配置。
-48 V系统包含低端热插拔控制器和导通MOSFET;而+12 V 系统使用高端热插拔控制器和导通MOSFET。
-48 V方案来源于传统的通信交换系统技术,如高级通信计算架构(ATCA)系统、光网络、基站,以及刀片式服务器。
48 V电源通常可由电池组提供,选用48 V是因为电源及信号能被传输至较远的距离,同时不会遭受很大损失;另外,在通常条件下,由于电平不够高,所以不会产生严重的电气冲击危险。
采用负电压的原因是,当设备不可避免的暴露在潮湿环境中时,在正极端接地的情况下,从阳极到阴极的金属离子迁移的腐蚀性较弱。
然而,在数据通信系统中,距离并不是重要因素,+12 V电压会更加合理,它常用于服务器及网络系统中。
本文将重点介绍+12 V系统。
提高电源冗余度的热插拔结构为了提高冗余度,不少用法"或"运算的电源都可接入同一个负载。
在维护期间,当你拆去任何一个电源时,希翼负载的电源骚动尽可能最小。
为了补偿"或"运算二极管两端的降,你必需在"或"运算二极管之后,在负载处衔接电源反馈线。
因此,全部参加电源的反馈衔接是通用的(图1)。
图1 的标准冗余配置都在输出端用法"或"运算二极管。
由于每一个电源都会发生自然变幻,所以惟独VOUT最大的电源才是有效的。
其他检测"高电位"输出的电源都试图降低其输出,从而有效地中止稳压功能。
假如从与图1类似的设置中去掉"有效的"电源模块,就会使VOUT下降(图2)。
图2 当你从冗余配置中去掉一个电源时,就会引起输出电压的下降(a)和瞬时波动(b)。
图2a适用于由两个输出电压各为3.339V和3.298V的稳压器组成的线性电源模块。
两个稳压器的负载都是由一个10Ω左右和一个100μF并联组成的。
图2b适用于由两个输出电压各为5.08V和4.99V的稳压器组成的升压电源模块,其中每个稳压器的负载是由一个2.5Ω左右电阻和100μF电容并联组成。
输出电压下降并发生瞬时波动的缘由是,两个启动和开头稳压的时光上有所延迟。
价格昂贵的电源模块都用共用技术来解决这一问题。
电流共用技术将输出电流大致相等地分配给全部的电源模块,从而使全部电源模块都是有效的。
图3所示的配置给电源系统增强的成本不多。
但这种配置在性能上的改进从代表两类冗余电源模块的图4a和图4b中可看出来是非常显然的。
图3 增强一个仪表和几个无源元件,就可防止冗余配置输出电压下降第1页共2页。
几种实用的低电压冗余电源方案设计引言对于一些需要长时间不间断操作、高可靠的系统,如基站通信设备、监控设备、服务器等,往往需要高可靠的电源供应。
冗余电源设计是其中的关键部分,在高可用系统中起着重要作用.冗余电源一般配置2个以上电源。
当1个电源出现故障时,其他电源可以立刻投入,不中断设备的正常运行.这类似于UPS电源的工作原理:当市电断电时由电池顶替供电。
冗余电源的区别主要是由不同的电源供电。
电源冗余有交流220 V及各种直流电压的应用,本文主要介绍低压直流(如DC 5 V、DC 12 V等)的冗余电源方案设计。
1 冗余电源介绍电源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份、并联均流的N+1备份、冗余热备份等方式。
容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载,这对提高可靠性意义不大。
冗余冷备份是指电源由多个功能相同的模块组成,正常时由其中一个供电,当其故障时,备份模块立刻启动投入工作.这种方式的缺点是电源切换存在时间间隔,容易造成电压豁口.并联均流的N+1备份方式是指电源由多个相同单元组成,各单元通过或门二极管并联在一起,由各单元同时向设备供电。
这种方案在1个电源故障时不会影响负载供电,但负载端短路时容易波及所有单元.冗余热备份是指电源由多个单元组成,并且同时工作,但只由其中一个向设备供电,其他空载。
主电源故障时备份电源可以立即投入,输出电压波动很小.本文主要介绍后两种方案的设计。
2 传统冗余电源方案传统的冗余电源设计方案是由2个或多个电源通过分别连接二极管阳极,以“或门”的方式并联输出至电源总线上。
如图1所示.可以让1个电源单独工作,也可以让多个电源同时工作。
当其中1个电源出现故障时,由于二极管的单向导通特性,不会影响电源总线的输出.在实际的冗余电源系统中,一般电流都比较大,可达几十A。
考虑到二极管本身的功耗,一般选用压降较低、电流较大的肖特基二极管,比如SR1620~SR1660(额定电流16 A)。