随着数据中心需求不断增加,带来的能耗增长飞快,目前数据中心能耗占了全球用电量的2%,预计到2020年,全美国的数据中心耗电量将高达1400亿度。目前全球数据中心整体PUE值仍然偏高,据统计平均PUE值高达1.8左右,为了降低能耗减少高昂的电费账单,大家在机房层面做了很多优化工作,比如采用更高效率的UPS或者采用HVDC技术等,但在服务器层面的能效关注度仍不够,假定机房PUE值达到1.2的优秀水平,但服务器电源效率假定只有60%,综合PUE值只能相当于2.0的较差水平,有一半能源都被浪费掉了。因此有必要引入服务器PUE(即SPUE)能效概念,让更多能源真正用于计算,这对于大型云计算数据中心而言特别重要。
传统数据中心采用UPS给服务器供电,在服务器层面,由服务器电源PSU将机房UPS电降压成12V,然后再通过服务器主板上的VR降压模块分别降压到1.8V或者1.2V等不同电压给到内存和CPU等。目前在PSU方面有能源之星等能效要求,基本都实现了80PLUS(即80%)以上效率,甚至部分白金版PSU电源还实现了94%上的高效率,且服务器主板上从12V到POL负载点的降压VR模块通常采用了多相交错的BUCK降压模块(轻载下可关闭部分模块),也基本实现了80%以上的供电效率,但从电网经过机房级UPS、再经过服务器级PSU,以及主板级VR降压模块的多级转换,从电网到CPU和内存的全路径供电效率只有60%到70%左右,这意味着很大一部分能源都浪费在多级转换上了,因此有必要精简这一供电架构并提升转换效率。