Реанимируем старые серверные корпуса с блоками питания HP Common Slot

Мы в HOSTKEY много лет используем блоки питания HP Common Slot мощностью от 460 до 1400 Вт. Они эффективны, надежны в эксплуатации и легко интегрируются с серверами различных производителей. Если у вас скопились ненужные серверные корпуса, не торопитесь сдавать их в утиль: есть шанс сэкономить €500 – €600 на покупке новой платформы.

Впервые стандартные блоки питания Common Slot появились примерно в 2010 году в Proliant G6 и в большинстве остальных серверов HP того времени. Эти массовые устройства стоят на eBay/AliExpress крайне недорого (€20 – €50 за штуку), а на Авито — приблизительно ₽5000 – ₽6000. Как правило блоки питания исправны: случаи их выхода из строя или смерти при включении наблюдаются крайне редко. Нет проблем и с оптовыми партиями: мы покупаем более 100 штук за раз.

Блоки питания Common Slot работают тихо: при малой и средней нагрузке их шум теряется за шумом обычного компьютера. При полной нагрузке маленький вентилятор издает характерный громкий визг на 65 дБ (впрочем, в ЦОД он не слышен). Сайт HP содержит мало информации по спецификациям: схему использования и распиновку там найти невозможно, но есть подозрительно похожее устройство Murata Power Solution другого производителя. На его сайте обнаружились нужные нам документы, включая подробные мануалы для блоков питания на 460 Вт и на 1600 Вт. В сети также доступны результаты исследований энтузиастов, видимо HP Common Slot пришлись по вкусу не только нам.

О чем пишут хакеры?

• Эффективность HP Common Slot при средней нагрузке составляет 92 – 94%.
• Для включения нужно соединить пины 36 (Power Supply Present Signal — короткий пин) и 37 (12V Standby Output) на шине через резистор примерно на 22 кОм, чтобы БП решил, будто он вставлен в слот, а пин 33 (Power Supply on/off control signal — крайний справа) подключить к защитному проводнику (заземлить).
• До восьми HP Common Slot могут работать параллельно.
• Для включения БП параллельно нагрузке никаких специальных действий не требуется: основная нагрузка отдельно, линии Vsb — отдельно (см. таблицу в документации Murata Power Solution).
• В БП есть интерфейс I2C и аналоговый выход индикации мощности (60,15 мВ/А).

Как этим воспользоваться?
Самый простой вариант — купить на AliExpress или в другом онлайн-магазине готовую распределительную плату такого типа:

Или немного другую:

Обратите внимание, что на первой плате есть кнопка включения — будет неудобно, если убрать ее в корпус сервера. На второй плате установлен переключатель, который можно включить и больше не трогать. Цена вопроса — примерно €9.

Если нам не нравятся готовые платы, можно сделать собственную. Для этого потребуется разъем питания производства Wingtat модели 2.54 EDGE SLOT DIP 180° SINGLE LEAF TYPE WITHOUT EAR High Power S-64M-2.54-5 slots. Компания быстро реагирует на запросы и отправляет заказы на 50+ разъемов примерно по $2 за штуку. В рознице они есть на AliExpress. Если предполагается использовать блок питания все 1200 Вт, плату лучше заказывать с медью повышенной толщины. Паять разъем на ней стоит феном и тонким припоем с флюсом: так получается быстрее всего, обычный паяльник подобные платы нормально не берет.

Мы используем платы примерно такого дизайна:

Схема доступна в нашем репозитории на GitHub. На разъеме J1 можно измерить напряжение и понять текущую нагрузку на блок питания — 60,15 мВ на каждый ампер мощности по шине 12 В.

Готовый экземпляр:


Как это выглядит на сервере?

Мы часто используем универсальные корпуса Supermicro и во многих из них уже нет выбывших из строя или модернизированных под новые материнские платы оригинальных блоков питания. Искать родные БП нецелесообразно, поскольку они дорогие и такие же поношенные.

В этом случае родной блок питания пришел в негодность и был заменен на универсальный HP Common Slot мощностью 750 Вт. Лишнее мы обрезали и закрепили блок в корпусе на двухсторонний монтажный скотч. Для преобразования 12 В в необходимое для работы ATX24 напряжение используются родные PicoPSU или их китайские аналоги. На фото сервер на Supermicro H11DSi с двумя процессорами AMD Epyc и потреблением около 400 Вт. С китайскими аналогами он категорически отказался работать, а родная PicoPSU не влезла по высоте и была включена через переходник. Питание процессоров включено напрямую, это ничему не мешает.


Вид сзади. Блок питания немного не влез по ширине, но на скорость и удобство эксплуатации это не влияет.


Зачем это нужно?
Мы экономим на новых платформах примерно €500 – €600. Это позволяет держать стоимость аренды выделенных серверов на рыночном уровне, плюс мы не выбрасываем старые корпуса в утиль со всеми вентиляторами и бэкплэйнами, чтобы зря не загрязнять окружающую среду.

По надежности: обычно блок питания выходит из строя при первом включении. У нас для этого есть специальный тестовый стенд с автоматом категории А на 5 А. Если БП включился, дальше он будет работать годами. Выход из строя БП подобного класса при эксплуатации в ЦОД на нашем парке из нескольких тысяч машин происходит примерно раз в полгода, как правило при модернизации оборудования. PicoPSU в обычных серверах из строя практически не выходят.

Попробуем использовать блоки питания парой и соберем для этого тестовый стенд на базе нашего сервера.


Здесь два блока питания с нашими переходными платами подключены параллельно. Платы соединены между собой прямыми проводами-удлинителями GPU. Пара кабелей по 3 провода в каждом обеспечивают перемычку как раз на 400 Вт (на пределе). Важно, чтобы соединительные кабели были качественными: нужного сечения и хорошо обжатыми (у нас как раз такие). Для пущей надежности на 400 Вт нужна перемычка из трех кабелей по 3 провода. Процессоры подключены каждый в свой блок питания.

Это действительно работает?
На видео мы запустим Linpack на сервере с обеими подключенными блоками питания и будем под нагрузкой отключать их от сети по очереди, включая обратно через некоторое время. Мы убедимся, что напряжение остается в норме и сервер не перезагружается под стресс-тестом. Нагрузка по данным сервера — около 400 Вт под стресс-тестом на процессорах, значит из сети уходит около 500Вт.

Как видите, схема рабочая: кабели и разъемы не греются, все функционирует в штатном режиме и без родных для сервера блоков питания. Поскольку HP Common Slot предназначены для работы парами, в них есть вся защита и блокировки.

Почему нужно использовать два БП?
Многие думают, будто избыточность нужна для отказоустойчивости: если при эксплуатации сервера в ЦОД один блок питания сломается, второй обеспечит работу. Это мнение отчасти правильно, но есть и другие нюансы.

Часто при выходе из строя блока питания выбивает автомат в ПДУ или в щитке (по короткому замыканию или по перегрузке). Если оба блока включены в одну ПДУ, избыточность не поможет. ЦОДы обычно устроены так, что в стойку приходят два не пересекающихся между собой луча питания. У них разные распределительные шкафы, они идут к разным ИБП, а эти ИБП подключены к разным трансформаторам и дизелям. Все это переключается с некоторой задержкой, а ЦОД гарантирует, что питание будет на одном из лучей всегда, но не на обоих одновременно.

Важно, чтобы у сервера было два блока питания, или придется использовать стоечный АВР — довольно дорогое устройство с твердотельным быстродействующим реле, которое может быстро и незаметно для нагрузки переключаться между несинхронизированными по фазам вводами.

Итоги
Если в вашем хозяйстве образовались пустые серверные корпуса, не торопитесь их выбрасывать: старое железо несложно привести в порядок. Описанное в статье решение позволит оперативно и без существенных затрат организовать сборку с гарантированным или резервированным питанием.