硬核拆解华为无散热片3000W服务器电源,功率密度高达6.114Wmm3

硬核拆解华为无散热片3000W服务器电源,功率密度高达6.114Wmm3,第1张

电子发烧友网报道(文/李诚)随着产业的数字化转型,通信基站、数据中心逐渐增多,能源压力愈发紧张。据相关资料显示,预计至2025年通信站点数量将增至7000万个,年耗电量超过6700亿度;数据中心将增至2400万机架,年耗电量超过9500亿度。数以亿计的用电量让人陷入了沉思,在“双碳”的大背景下,节能减排已成为全人类的共同目标,也掀起了各行业的能源革命。

以通信业务起家的华为,在通信基站、服务器领域均有布局,秉承着“极简、绿色、智能、安全”的理念,推出了多款应用于服务器的电源产品。

图源:华为

近日,B站博主@机魂发布了一条关于电源拆解的视频深深吸引了我。拆解的是一款来自华为的钛金级3000W氮化镓服务器电源。据博主介绍,该电源型号为PAC3000S12-T1,是华为几年前的一款产品,电源功率密度极高,系统转换效率更是高达96%。

背面参数 图源:@机魂

通过查阅相关资料发现,华为有用多款服务器电源产品,输出电压均为12V,输出功率涵盖了900W至3000W不等,封装尺寸均为68mm x 183mm x 40.5mm,183mm的身长与业界平均水平265mm相比缩短了不少,体积控制到了490.62 mm3 ,以至于功率密度高达6.114W/mm3。而常规的消费类氮化镓电源的功率密度只有1.1W/ mm3 ,即使与专用的服务器电源相比,这款电源的功率密度也提升了50%以上。同时支持90~264V交流电压和180V~300V直流电压输入,12.3V/243.9A输出。

左:三款不同输出功率的电源内部对比 右:电源输出端 图源:@机魂

PAC3000S12-T1是如何实现功率密度高达6.114W/mm3的呢?通过以上三款华为服务器电源内部对比发现,这三款底面PCB的大小是一致的,900W和1200W的电源内部空间看起来比较宽裕,并且都接入了较大的铝基散热板,增强电源系统的散热性能。而3000W的电源内部取消了散热板的设计,采用了PCB横、竖拼接的方式,将有限的空间利用率提至最高,并且塞满元器件,在电源输出侧还采用了MLCC电容叠焊的设计,从整体来看这款电源非常紧凑。

俯视面图 图源:@机魂

由于这款电源的内部空间有限,设计师尽可能地为其他元件预留充足的空间,将两个PFC电感设计为一个整体,共用一组磁芯,合封在一起。这也是功率高密度的一个体现。

从这款电源的外观、元器件布局来看,虽然很紧凑,但是一点不乱,这也体现了华为PCB设计工程师水平之高,既要考虑元器件布局时的电磁兼容问题,又要考虑如何布局才能使电源体积更小,仅在这一部分就花费了不少的心血。

在系统电路方面,这款3000W服务器电源采用了PFC+LLC的电源架构。这款电源采用的PFC拓扑为交错式图腾柱PFC,图腾柱PFC是一种新的PFC形式,是目前已知的电路拓扑中使用组件最少的,与传统PFC拓扑相比,导通损耗更低、转换效率更高。

图源:@机魂

在图腾柱PFC部分共采用了12颗MOSFET,其中高频桥臂使用了8颗氮化镓MOSFET,据博主推测这8颗氮化镓MOSFET为GaN Systems的GS66516T 650V增强型氮化镓MOSFET,采用了低电感的GaNPX 封装,导通电阻仅为25mΩ。低频桥臂使用了导通电阻为28mΩ的4颗硅基MOSFET,型号为英飞凌的IPT60R028G7 最大导通电压为650V,这些MOSFET都是通过两两并联,互相交错连接的。PFC主控芯片为ST专门针对数字电源转换应用的STM32F334。

图源:@机魂

LLC电路采用的是LLC谐振半桥结构,使用了4颗与PFC电路同型号的氮化镓MOSFET。辅助电源使用的是英飞凌的准谐振反激 PWM 控制器ICE2QR2280G,这款控制器具备了数字频率降低功能,能够在负载减小时保证运行的稳定性,同时在转换效率和抗电磁干扰方面均有不错的表现。12V输出使用的是东芝的N沟道MOSFET,导通电阻仅为0.41mΩ。

通过拆解发现,华为的这款电源用料十足,共堆了12颗氮化镓MOSFET,GS66516T在元器件交易平台的售价显示为275元每颗,仅仅12颗氮化镓MOSFET总价值就达到了3300元,华为的堆料能力真的是把我给折服了,严重怀疑设计师在设计这款电源时没有考虑成本。

电源在工作时会持续发热,随着温度的升高,电源的性能也会受到影响,电源组件寿命也会缩短,最终可能导致系统故障。因此电源的热管理十分关键。

图源:@机魂

通过电源拆解发现,电源内部竟没有安装散热片,散热全靠电源输入端旁的12V/4A的风扇完成,该风扇在满转速的情况下可达4W转,毕竟这款电源输出功率高达3000W,产生的热量不可小觑。但是不足之处就是在大转速下,风扇的声音也会很大。

下“重本”的电源效率为何仅有96%呢?由于散热采用的是12V/4A的风扇,在运行状态下风扇的损耗是很大的。以及由于输出电流高达243.9A,因此在同步整流环节的导通损耗非常高,同时,当243.9A大电流经过变压器时也会产生很高的铜损。这三个方面的损耗是这款电源的效率提不上去的主要原因。

虽说这是一款几年前的产品,但在大功率、高密度、高效率方面都能够满足现在服务器电源的发展需求,再加上错落有致的元器件布局,可以看出华为的研发团队还是相当有实力的。

IBM 小型机,是以IBM Power处理器为核心的服务器;单核物理CPU主频突破5GB,并且有超高的内部I/O,也是目前世界最快的CPU和服务器,适合高性能运算,及并发现成较多的应用,以及虚拟化和中大型数据库的解决方案应用

通常会以Power 520/550/560/570/595/750/770等命名

IBM x3400 是X86的Intel架构的x系列服务器;

通常以x3400/x3500/x3250/x3550/x3650/x3850/x3950命名

x3400是单电源和x3400M2及最新的x3400M3双电

拆卸确实很简单,在机器后面电源上有个带黄色标记的能向一边拨动的尾巴。拨动后就可以将电源拉出来了。(前提是一定要断电,并做好数据保护措施,以防止意外发生)

方法如下:

1、首先拔掉主机后面所有的线路,然后拧开旁边的两个大螺丝,打开机箱后盖;

2、拆内存,用力搬开内存条两头的卡锁,往上使劲拔出内存条;

请点击输入图片描述

3、拆硬盘,拔掉硬盘的两个线头,拧开固定硬盘的螺丝即可;

4、拆显卡,拔掉右下角的卡锁,拧开螺丝,往上用力就拿出来了

5、拆CPU,如图所示的是CPU风扇,我们拧开固定风扇的几个角,拿掉风扇,就看到我们的CPU了,如果再安装回去的话一定要把风扇拧紧;

6、拆光驱,拔掉光驱的两个线头,将其螺丝拧开就可以把光驱拆下来了;

7、拆电源,拧开固定电源的所有螺丝,和大堆的线路一起拿出来;

8、拆主板,也就是承接上面硬件的这块大板,我们将其螺丝拧开,就可以把主板从机箱里拆出了。

9、最后,我们参照上面的方法把电脑组装起来,盖上机箱盖,将所有的线头插好就可以了,详细的机箱线路如图所示:

扩展资料:

主机是指计算机除去输入输出设备以外的主要机体部分。也是用于放置主板及其他主要部件的控制箱体(容器Mainframe)。通常包括 CPU、内存、硬盘、光驱、电源、以及其他输入输出控制器和接口。

在网络技术中是关于发送与接收信息的终端设备。

计算机主机指计算机硬件系统中用于放置主板及其他主要部件的容器(Mainframe)。通常包括CPU、内存、硬盘、光驱、电源、以及其他输入输出控制器和接口,如 USB 控制器、显卡、网卡、声卡等等。

位于主机箱内的通常称为内设,而位于主机箱之外的通常称为外设(如显示器、键盘、鼠标、外接硬盘、外接光驱等)。通常,主机自身(装上软件后)已经是一台能够独立运行的计算机系统,服务器等有专门用途的计算机通常只有主机,没有其他外设。

组成部分

1.机箱(主机的外壳,用于固定各个硬件)

2.电源(主机供电系统,用于给主机供电稳压)

3.主板(连接主机内各个硬件的躯体)

4.cpu(主机的大脑,负责数据运算处理)

5.内存(暂时存储电脑正在调用数据)

6.硬盘(主机的存储设备,用于存储数据资料)

7.声卡(处理计算机的音频信号,有主板集成和独立声卡)

8.显卡(处理计算机的视频信号,有核心显卡(集成)及独立显卡)

9.网卡(处理计算机与计算机之间的网络信号,常见个人主机都是集成网卡,多数服务器是独立网卡)

10.光驱(光驱用于读写光碟数据)

11.软驱(软驱用于读写软盘数据,软盘如今已经彻底淘汰)

12.散热器(主机内用于对高温部件进行散热的设备)

13.开机重启按钮

14.其它不常见硬件

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