일반기술

DC 랙 전원 공급 솔루션

□ 기술개요저비용 대규모 글로벌 인터넷 서비스 솔루션 기술개발 사업 2차년도 (2008.3.1. ~ 2009.2.28.)의 세부 실행과제로서 “저전력 하드웨어 및 운영시험 기술 개발”과제를 수행하였으며, 본 과제에서는 랙에서 DC 전력을 공급하여 전력소모를 감소, 전력 이중화, 전력 모니터링하는 기술을 제공하고 있음□ 기술의 특성-전력절감기능: 데이터센터 전기료 기존대비 10~26% 감소-ETRI가 개발한 다중전력모듈 최적 자동제어 특허로 부하에 관계없이 최적 효율제어-전력이중화기능: N+1 전력이중화 제공, Slow Power-up Sequence 제공-AC 전력이중화, 전력모듈 N+1 전력이중화, Slow Power-up 부팅을 통한 과부하방지-전력모니터링기능: 랙 전원, 효율, 온/습도 실시간 네트워크 모니터링-모니터링 오차 ±1% 정확도 높은 센싱, 랙 입출력 전력 실시간 모니터링 분석-높은 호환성: 기존 데이터센터, 랙, 서버 구조변화 없이 사용 가능한 높은 호환성-기존서버에 PDB 장치 제공하여 DC 서버구현, 케이블 연결방식으로 DC 전원 공급□ 기술이전목적- 데이터센터의 에너지 비용이 2008년을 기준으로 서버설치 비용과 동일하게 소모되고 있음.- 전 세계 서버출하량의 80% 이상이 저가형 볼륨서버가 차지하고 있음.볼륨서버의 문제점은 저 효율의 PSU인한 손실, 전력 이중화 부재, 전력 모니터링 불가의 문제점이 있음.- 저가형 볼륨서버를 위한 새로운 전력 장치의 필요성 부각- ETRI가 개발한 DC 랙 전력 공급 솔루션 필요□ 기술이전내용ETRI가 개발한 데이터센터용 DC랙 전원 공급 솔루션은 기존 데이터센터의 전력구조 변화 없이 DC 전원을 서버에 공급하는 기술로 랙전원공급장치(RPSU), 전원분배장치(PDB), 랙 전원관리 SW(RPMS)로 구성되어 있다.랙전원공급장치(RPSU)는 기존의 AC 전원을 입력 받아 DC를 생성하는 고효율 정류기(Rectifier)이다. 전원분배장치(PDB) RPSU부터 공급받은 DC 전력을 각 서버에 ATX 호환 전력으로 분배하는 장치로 기존 서버의 전원공급장치(PSU)를 대체하게 된다. 또한 랙 전원관리 SW(RPMS) 통하여 다수의 RPSU의 전력 소모정보, 온/습도 정보를 웹기반 모니터링 도구를 제공하여 준다.고효율의 DC 전원을 사용함으로 기존 AC 전원공급장치를 사용할 때보다 10%~20%의 전력절감 효과가 있으며 이에 따른 데이터센터의 냉각비용 절감 효과를 볼 수 있다. 저가형 볼륨서버에서도 전력이중화(Power Redundant)를 제공하여 보다 신뢰성 있는 전원공급이 가능하다. RPSU는 네트워크를 통하여 RPSU 관리 소프트웨어에 랙의 실시간 전력정보를 전달하며, 데이터센터 관리자는 웹을 통하여 전체 데이터센터의 전력소모현황 및 전력제어, 랙 주변 온/습도 정보까지 파악할 수 있다.ETRI DC랙 전원 공급 솔루션은 데이터센터의 전기료 감소뿐 아니라 서버 전원이중화, 서버전원 모니터링, 랙 환경모니터링까지 데이터센터의Total Power Solution을 제공하고 있다.□ 기술이전범위-RPSU(Rack Power Supply Unit) 설계, 회로, 펌웨어, 특허, 실험결과-PDB(Power Distribution Board) 설계, 회로, 실험결과-RPMS(Rack Power Manager S/W) 쏘스코드□ 기술의 활용방안 및 기술의 기대효과-기존의 AC 데이터센터를 DC 구조로 변경을 원할 경우 ETRI DC랙 전원 공급 솔루션, RPSU, PDB, RPMS가 최적의 솔루션을 제공할 수 있다.-기존 데이터센터 전기료를 10~20% 절감 할 수 있다.-데이터센터 서버의 전력 이중화를 구현해 보다 신뢰성 있는 전원을 공급한다.-실시간 데이터센터 전력, 환경 모니터링 기능을 제공한다.□ 국외 기술현황미국의 Rackable 시스템 사는 2004년부터 랙 장착형 DC전원공급기를 생산하고 있으며, 220V AC 입력을 수용하여 -48V DC 전력을 각 서버에 공급하는 형태를 가진다. 서버단은 -48V DC를 ATX 규격에 변환시키는 PDB 장치를 가지고 있으며 현재 전원공급장치와 랙, 서버를 모두 판매하고 있다. 인텔은 2007년부터 Eco-Rack이란 DC 랙 전원공급기를 연구개발 중이다. 2008년 Eco-Rack 1.5 버전을 발표했으며, 랙 정류기는 400V DC를 생성하며, 각 서버 단은 400V to 12V 전환 보드를 통해서 전원을 공급받는 형태이다. □ 국내 기술현황AC/DC 정류기를 생산하는 업체는 많으나 서버에 DC전력을 공급하는 랙 장착형 스마트 정류기를 생산 업체는 없으며, 대부분 AC 분배기능을 지닌 네트워크 PDU 업체들이 있다. 국내 네트워크 PDU 업체는 파워트로닉스(Powertronics) 사가 있으며, 기본적인 PDU 기능 외 네트워크를 통한 웹 전력모니터링 기능을 제공하고 있다.□ 기술의 시장성기존의 AC 데이터센터에서 DC 서버나 DC 장치를 사용할 경우 DC 전력 공급장치로 ETRI DC 랙 전원 솔루션을 사용 할 것으로 예측된다