本帖最后由 sansi 于 2022-12-10 21:43 编辑
最近想着给服务器增加几块硬盘，顺便改造一下硬盘供电，首先在某宝找了半天，发现都不太满意。突然想起一句名言，高端的电源，往往采用最朴素的实现方式。于是立马打开小黄鱼，摸索了一番，找到了一款通信电源模块。12V转5V，方案肯定没得问题，因为大部分的DC转ATX模块也是这种方案。话不多说，下单，开搞。
模块大概长这个样子，拆机件，被转接了一遍，反正也不贵，直接搞两个。
查了下资料，找到了一些，这么来看效率还不错。
这儿先说下理论计算，关于硬盘供电方面，最大的争议在于一块硬盘的启动功耗，需要多大的功率的电源。综合网上的各种讨论，我这里再分析一下。正常情况下，硬盘功耗最高就是电机启动瞬间的功耗，这里我用的是西数的紫盘，WD42EJRX系列，官网没找到相关资料，但是找到了同系列WD62XXXX系列的资料，这里可以看到，启动瞬间，12V供电需要1.75A电流，而正常工作电流只有300mA，整体功耗在5.6W左右。
我用的电源是海韵的GX500，参数如下图所示：
以本文中的硬盘数据和电源参数来做计算。
可以看到，3.3V和5.0V总计输出100W，而12V单独输出接近500W，这是一个很关键的信息。
首先是12V，我不带显卡，我们按30A，也就是360W计算，那么在启动瞬间可带3 0/1.75 ≈ 17块硬盘。 然后是5.0V,我有两个NVME固态，一个电流在3A左右，工作电压3.3V，就已经除去了 3*3.3*2 ≈ 20W，然后就是各种PCIE插槽，都需要3.3V,5.0V供电，还有USB也是5.0V，除去这些，在保留一部分，给硬盘算50W，也就剩下10A电流，计算一下，大概就是 10 / 0.43 ≈ 23块硬盘。 两者取最小值，也就是17块硬盘，看起来似乎没问题，但是我一块三星企业级固态SATA硬盘，就去掉了2A电流，一下子就干掉了4块硬盘数量，如果USB插个手机充电，激活快充，一下子就少2A甚至是4A电流。 因此，在我看来，一个电源能带多少块硬盘，完全由5V供电决定。 因为一般情况下，12V的供电是完全足够的，而且，作为服务器，也没谁没事天天去开关机，不过可惜的是，我找了很多电源，就基本上都是12V的输出功率在增加，3.3V和5V都是共享100W，这也是我打算升级电源的原因。 最后，以上数据全是基于西数紫盘来计算，如果是企业级硬盘，估计启动电流和5V电流会更大，这也是我不选择企业级硬盘的原因之一，无论是供电、噪音、发热都比较大，至于速度和安全性，我主要用ZFS组RAID-Z2，内存管饱，估计用企业盘也不会有太大提升。 等了好几天快递，阵列卡和电源模块这些东西都到齐了，那就直接开干， 首先是电源供电，既然我不用显卡，那直接就把显卡的连接线卡擦掉，然后给12V转5V模块供电。 虽然模块效率高，但也不能直接没散热，先搞几个散热片，给它夹上，之前搞的，没照片了，只有最终产品。
以下操作有风险，有风险！！有风险！！！重要的事情说三遍，没有专业工具和相关知识，请大家不要随便模仿，出事本人概不不负责。
测了一下空载电压在5.20V的样子，似乎超过5V，主要是考虑了线损，所以电压高了点，但是在硬盘供电要求的±5%以内，马马虎虎，而且，作为电子方面的技术人员，一般芯片标称5V供电，那么工作最大工作电压在5.3V样子，绝对损坏电压在5.6V的样子。
然后开始带载测试：
带载18A电流测试，直接把我的负载电阻干成了电灯，本来还想老化测试一下，后面直接废了。 此时ATX电源功耗在111W左右。
然后再次测了下带载电压，由于没有两个万用表，只能以ATX的功耗为参考。
ps：没错，负载给干没了，直接抽出电阻丝，继续干。
可以看到，此时电压掉到了4.78V，大约有0.4V的压降，后面才反应过来，应该直接测模块的输出，而不是负载两端，因为那几根线说不定就有0.3V的压降，不过一般情况下，只接硬盘也不太可能给干到18A的电流。可惜没有示波器，不然还能顺便测一下大电流纹波。
说到纹波，相信很多人听说因为纹波大，导致硬盘损坏，这个说法我不敢苟同，纹波一般也就一两百mv，如果四五百mv，那不叫纹波，那是你电源有问题。 而通常一块电路，都会自带滤波和退偶电容，所以大部分情况下芯片电源两端的纹波会比电源还小，对主板来说，纹波大有影响我还认同，对于硬盘来讲，5V的纹波能对它造成什么影响？其次是12V的纹波，一两百mv的纹波能对电机造成什么影响？所以更多的原因可能是电源有问题，而不是纹波。
接下来就是做线了，由于没有背板，只能用这种一转多的SATA供电线，按照SATA电源接口的定义，依次接线即可。
成品如下，3.3V供电不需要，我看过很多机械硬盘和固态硬盘资料，均没有3.3V供电需求，还是，大4PIN知道不，为啥只有四个引脚，也是去掉了3.3V供电，就算有，那也是硬盘内部通过5V降压得到。
硬盘供电告一段落，接下来是阵列卡散热改造。
整列卡这里我用的是LSI2308系列，相信大家并不陌生，这款卡设计初衷就是给服务器用，而服务器，空调、暴力风扇形成的风道，都不太会考虑散热问题，因此，这些卡的散热器都很小，但是家用不可能整什么暴力风扇吧。 因此，这款卡，家用，如果不对散热进行改造，那掉盘只是轻的，严重点直接G掉。 到手第一件事就是拆看散热器看看，不看不知道，一看吓一跳，这硅脂直接干透了，刮了半天才弄掉。
直接涂上上次CPU没用完的硅脂，在装回去，那么问题来了，如何监控阵列卡的温度呢，找了半天资料，都没查到个所以然，查到了一些，搞了半天也没搞出来，干脆斥巨资买一个电子温度计得了。
没想到，温度传感器没地方装，干脆用高温胶带给绑上面得了，也懒得拆下来了，夏天还可以再看看温度。
这只是第一步，怎么能换个硅脂就算完了，小风扇搞上。
没想到风扇还是大了，对了半天位置，干脆就打一颗螺丝算了，试了下，还挺稳，就是不知道长时间震动会不会掉下来，掉下来问题就大了。
一切准备就绪，开始装机，是首先，电源模块放哪是个问题，（由于考虑不周，SATA供电线还是短了），比划了半天位置，干退绑机箱顶上算了，刚好有一个硬盘没地方放，也绑在了上面。
我的扎带，居然找不到了，先用高温胶带缠着吧，哈哈~万能的胶带。
开机，上电，等待，貌似遗漏了一步，还没按下开关的我吓了一跳，上电前，打一下接口定义这么重要的事情，我怎么给忘了，虽说之前反复确认过，但是万一出事了，硬盘可就全部G了。
电源都已经全部装好了，再拆下来也麻烦，干脆把所有硬盘供电全部拔了，就没事了，反复测量基础，插好，重新上电。
整个机箱长这个样子，原谅乱糟糟的走线，反正盖子一盖，眼不见心不烦。
总计6+4+2 = 12 硬盘，已经塞满了，感觉还能叠几个固态SATA。
为了加强阵列卡散热，以及其他PCIE卡和南桥散热，又整了两个14cm风扇对着吹。
装好以后，怀着颤抖的心情，按下了开关，看着功率计上面正常的功耗，听到熟悉的自检声音，总算松了口气，等了半天总算进了系统，这里我用的是unraid系统，套娃truenas scale以及黑裙。
可以看到，正常识别硬盘，我新增了两块硬盘，这里我用一块新硬盘替换掉了truenas一块硬盘，一块给unraid做奇偶检验盘。
正常识别，可以看到是挂在SAS2308下面。
然后开始测试整列卡温度，红色为整列卡温度蓝色为室温，均在温度不发生变化时测量。
首先是整列卡上面小风扇工作与不工作的情况：
可以看到没有风扇温度温度为56.5℃，当前室温只有13℃，而且还是空载，这要是夏天那还得了，加了小风扇后爆降到29.1℃
然后是两个大风扇，效果居然不如小风扇，不过我看了下，风扇转速很低，IPMI里面调成满速也没太大作用，估计是风扇转速就那么高而已，不过，南桥（南桥也有小风扇）和附近的一个nvme固态温度下降不少，之前这个固态一直比靠近CPU那个高了10℃，现在只高4~5℃。
三个风扇一起转，整列卡也就下降1℃左右，本来打算去掉两个大风扇，想了想，还是都开上吧，好歹也可以给主板和PCIE卡降降温。以后夏天到了，再升级风扇吧。
接下来就是Truenas重建，一进去，就弹出了错误。
好家伙，重建要三天，吓了我一跳，我就6盘4T，raid-Z2，怎么要这么久，还好后面恢复正常了，只要8小时的样子。
Truenas重建放到一边，接下来是unraid添加奇偶检验，这也是主要加2块硬盘的原因，进而导致升级电源的原因。
Unraid阵列就三块硬盘，速度还行吧。
重建过程中，还作死从truenas中转移数据到unraid，速度很慢，估计是unraid的锅，至少我拷数据到truenas是跑满了我的1000Mbps接口。
最后再测一次温度，发现阵列卡是否工作，貌似对温度影响不大？
再次总结一下几次温度对比，一下数据基于室温13℃测量。
最后，补一张硬盘（Truenas重建阵列+unraid奇偶检验）全部工作时的功耗。
大部分稳定在130.9W左右，峰值会有170W，估计是CPU功耗。 之前试过，不插硬盘功耗在50W左右，现在有12块硬盘，平均每块硬盘功耗大概在(130-50)/12 ≈ 6.67W。
其中有一块希捷酷狼4T+2块希捷酷狼2T + 三星SATA固态 + 8块西数紫盘。
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发表于 2022-12-10 20:46
