人們都知道，超級計算機技術非常酷，可以幫助我們實現一些人類最大的希望和夢想，包括人類基因組圖譜到尋找希格斯玻色子的“上帝粒子”，但超級計算機運行操作也是極其昂貴的，因為需要消耗大量的電能。
德克薩斯州奧斯丁高級計算中心（TACC）擁有一系列高耗能的超級計算機。德克薩斯大學奧斯丁的大腦研究人員采用TACC進行大型計算研究工作，這關系到每年全球數百萬的生命。例如A型流感病毒的問題，或NMDA腦受體故障，帕金森癥，老年癡呆癥，精神分裂癥等問題。
TACC最近宣布，將與日本政府的研究和開發機構進行項目合作，其目的是證明超級計算機可以采用太陽能電池板產生的大量電能。該項目的另一部分是證明他們也可以采用一種非傳統的電源，據說是更加高效的高壓直流電源，并將其直接連接到服務器。
一種罕見的組合
采用太陽能發電的數據中心，特別是采用現場太陽能發電的數據中心并不是主流，但目前在世界各地還有許多規模龐大的部署案例。其中一個最大的例子，就是蘋果公司在北卡羅來納州數據中心采用兩個20兆瓦的太陽能農場發出的電能，以及其在新澤西州普林斯頓的QTS數據中心采用一個14兆瓦的太陽能裝置。
而使用現場太陽能發電最大的挑戰是，太陽能發電設備需要占用數據中心大量的空間，另外太陽能發電還有一定的間歇性，而數據中心需要一個穩定的電力供應，因此，數據中心的太陽能發電系統需要與電網聯網，或者具備大規模的能源儲存能務，或者二者結合。
并不景氣的數據中心高壓直流供電
但是，太陽能發電可以與高壓直流配電系統配套使用，因為這是目前光伏電站組合的一種方式。數據中心的傳統低壓交流配電系統從市電接收480V交流電，并將其轉換為直流電，為UPS電池充電，在UPS輸出時轉換成交流電，輸出208V交流電到配電單元，再將208V電源提供給服務器，最后再次轉換為12V直流電提供給計算機部件。
人們的一個觀點是，高壓直流電源可以消除所有的這些轉換步驟，因為交流電源每一次轉換都會造成電能損失，并降低能源效率。另一種說法是，一個簡單的系統電源轉次數越少就越可靠，因為組件更少，失效的概率越低。
而那些反對使用這種替代電源配電方法的論點認為：市場上的大多數硬件配備可以采用高壓直流電源的電源適配器，以及輸送到IT機架的高壓電源會有潛在的致命電弧閃光的風險，威脅數據中心工作人員人身安全。另一種觀點是，現代交流配電系統已經變得非常有效，無論效率多高的直流系統與之相比都可以忽略不計。
TACC希望節約15％的能源
在高功率密度的數據中心中，超級計算機配備直流系統，需要儲存大量電能的蓄電池組，TACC中心的執行董事DanStanzione表示，其最新的Stampede超級計算機，最大工作負載時需要5兆瓦的電能，而其正常運行一般需要約3兆瓦的電能。
除了Stampede之外，TACC還有三臺超級計算機系統，以及眾多的存儲設備和云計算集群。因此，該數據中心的電能消耗是十分巨大的。Stanzione說：“我們為保證數據中心設備正常運行，不得不在電源消耗上付出巨大的成本”。
這就是為什么TACC盡可能地提高其數據中心的能源效率和冷卻系統效率的原因，以及與日本新能源和工業技術開發組織，以及NTT數據中心設施合作開發這個項目的原因。如果實驗證明達到了有效的預期，TACC希望未來在更大的規模的項目上節省更多的能耗成本。
這個概念驗證項目規模較小，發電容量250kW光伏設備部署在一所大學的停車場上，該停車場可提供60個停車位。Stanzione說，這個實用的案例可以滿足約10000個CPU核心的HPC集群的200kW的容量要求。
除了TACC潛在的節電效益之外，Stanzione希望能公布試驗結果，該試驗計劃是部署一個傳統的交流配電方案的計算集群，并建立一個基線，然后轉換為高壓直流，并比較兩組數據。
Stanzione認為其目標是可以節省15%的電能，他承認這是一個雄心勃勃的計劃，但是，即使該項目的展示只節約了5％的能源，以TACC的能耗水平來看，仍然可以大幅度降低能成本。
數據中心的設計、建設和管理企業NTT設施公司，是日本電信巨頭NTT通信公司的子公司，是一家整體的配電系統集成商和供應商。該公司在美國市場已經投入了大量的精力拓展自己的業務，其中包括去年收購位于馬薩諸塞州的數據中心基礎架構專家ElectronicEnvironments集團。
NEDA公司在夏威夷電網和新墨西哥州智能家居示范工程開發了一個能源管理系統示范項目，與紐約州立大學一起實行凈零能耗的納米技術。
數據中心行業在應用技術上是出了名的保守，特別是當到達臨界功率，涉及到采用新技術的時候。因為他們的工作是保證服務器全天候正常運行。而一些數據中心運營商通常更喜歡那些驗證過并確實實施的解決方案。而在TACC中概念驗證的部署，就是一個可以真正幫助人們將數據中心的能源從思維轉變到現實的新途徑。
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