Tipos de PDU para racks de servidores de IA: básica, medida, conmutada y ATS

La unidad de distribución de energía (PDU) es lo más aburrido del rack y la primera pieza de la que uno se arrepiente. Un servidor de IA de 4 GPU consume entre 1.8 y 2.4 kW sostenidos; un nodo de 8 GPU, entre 3.5 y 4.5 kW. Con esas cifras, la PDU deja de ser «ese sitio donde se enchufa el servidor»: es el medidor, el mapa de magnetotérmicos, el botón de reinicio remoto y, en un mal día, lo único que le dice qué toma se está fundiendo.

Este artículo recorre la escalera de las PDU, desde la regleta tonta hasta la unidad inteligente de doble fuente, con precios honestos, lo que aporta cada nivel y el punto en el que la curva coste-sufrimiento se rompe para la computación de IA. Sin preferencia de marca.

Los niveles, en una tabla

La respuesta correcta para cualquier rack de IA con dos o más nodos de cómputo es conmutada + medición por toma. Lo defendemos más abajo.

PDU básica: la regleta tonta

Una regleta montable en rack. Fase, neutro, tierra, una fila de tomas y, a veces, un magnetotérmico por banco. Sin pantalla, sin puerto de red, sin lógica. Entrada única (conector C20 o cable fijo), de seis a veinticuatro tomas en una mezcla de C13 y C19 y, con suerte, un LED de encendido.

Lo que no obtiene: ninguna visibilidad sobre la corriente que consume cada toma individual —ni la propia unidad—. Sin ciclado de alimentación remoto. Sin integración con la monitorización. Si el servidor se cuelga y usted está a 200 km, tendrá que llamar a alguien con llave del rack.

La básica es suficiente para un banco de laboratorio bajo su escritorio o para un único nodo de desarrollo en una oficina pequeña donde puede ver los pilotos y alcanzar el enchufe. Es la respuesta equivocada para cualquier servidor de IA en producción, para cualquier rack al que no pueda llegar en 30 minutos y para cualquier rack con más de dos nodos de cómputo. La diferencia entre la básica (€100) y la medida (€400) es pequeña comparada con una sola GPU; compre como mínimo una con medición.

PDU con medición: visibilidad agregada, sin detalle por toma

Una PDU con medición añade una pantalla local que muestra la corriente y la tensión de entrada y, normalmente, la potencia (kW) y la energía (kWh). En las unidades trifásicas muestra valores por fase. Las mejores exponen los mismos datos por SNMP, Modbus TCP o HTTP.

Lo que sigue sin obtener: la corriente por toma. Ve que el rack consume 18 A. No ve si la toma 4 está en 9 A y la 5 en 0.5 A, o si ambas están en 4.75 A. En un rack de IA heterogéneo eso importa. Tampoco obtiene control de tomas: las tomas están siempre activas mientras la unidad tenga alimentación.

Este nivel ofrece valor honesto en un rack de un solo inquilino con uno o dos servidores GPU y un switch, donde la carga es previsible y solo necesita saber «si estamos cerca de disparar el magnetotérmico». Sáltelo y vaya a la medición por toma si tiene más de dos nodos GPU, cualquier obligación de repercutir costes o un perfil de carga que varíe mucho entre entrenamiento e inferencia en la misma toma.

PDU con medición por toma: la medida real y la base para IA

Corriente, tensión, potencia y energía por toma. Un pequeño transformador de corriente o shunt en cada toma, muestreado muchas veces por segundo. La misma exposición por SNMP / Modbus / HTTP que la medida, con OID por toma.

Para la computación de IA, este es el primer nivel que le da los datos que realmente necesita. Puede ver qué servidor GPU consume qué: cuando el equipo lanza un entrenamiento y la entrada del rack sube de 24 A a 30 A, sabe de inmediato que fue el nodo de 8× 5090. El factor de potencia por toma delata una fuente de alimentación envejecida o infradimensionada antes de que falle. Los acumuladores de kWh por toma permiten repercutir costes con honestidad. Las alarmas por toma (por ejemplo, 12 A en una C13, el 80% de su régimen) detectan la deriva antes de que salte el magnetotérmico aguas arriba.

Lo que sigue sin poder hacer: reiniciar la alimentación de un servidor colgado de forma remota. La toma está medida, pero siempre con tensión.

Las unidades con medición por toma se sitúan en €700–1200, entre las medidas (€400) y las conmutadas con medición (€1500+). Si ha decidido que nunca necesitará control remoto de tomas, esta es una parada defendible. En la práctica, la mayoría de los racks de IA quieren ambas cosas.

PDU conmutada: control remoto de tomas

Una PDU conmutada añade un relé (mecánico o de estado sólido) detrás de cada toma. Puede encender una toma, apagarla o ciclarla (apagada N segundos y luego encendida) por HTTP, por SNMP set o desde la aplicación del fabricante. La medición agregada es la misma que en una PDU medida; no hay medición por toma.

La función estrella es reiniciar sin desplazar a nadie. El número de veces que un trabajo de entrenamiento de IA ha bloqueado un servidor hasta el punto de que el IPMI tampoco responde no es cero. La PDU conmutada es el último recurso para ciclar la alimentación del equipo sin enviar a una persona. Usos secundarios: secuenciación programable de arranque tras un evento del SAI (para que no arranquen todos los servidores en el mismo instante) y encendidos y apagados programados del material de laboratorio.

Lo que no obtiene sin la mejora de medición por toma: ninguna forma de verificar que la toma tiene carga real después de encenderla. La PDU le dice que el relé cerró; no le dice que el servidor esté consumiendo corriente. Para un reinicio remoto con confianza, conviene tener ambos estados.

Conmutada + medición por toma: el punto dulce para operaciones de IA

Medición por toma y control remoto por toma en una sola unidad. Esta es la respuesta correcta para cualquier rack de IA en producción:

1. Consumo por toma en su sistema de monitorización , junto al consumo de las GPU, la temperatura de la sala y los raíles de la fuente. Las anomalías afloran en un único panel.
2. Reinicio remoto en bucle cerrado. Abra el relé, vea cómo la corriente cae a cero, espere cinco segundos, cierre el relé y vea cómo la corriente vuelve al reposo esperado.
3. Aviso térmico temprano. Si la toma 4 empieza a consumir 2.6 kW cuando normalmente reposa en 1.7 kW, la alarma salta antes de que el aire acondicionado de la sala se rinda.
4. Repercusión de costes real con kWh por toma marcados con hora NTP.

Coste: €1500–3000 para una vertical 0U de 24 tomas. Menos que el precio de una sola RTX 5090. En un rack que aloja €30k+ en GPU, esta no es la partida en la que hay que ahorrar.

Si no puede llegar físicamente al rack —colocación, oficina remota, edificio de acceso restringido—, NECESITA la conmutada. Un solo desplazamiento fuera de horario evitado cubre la diferencia.

PDU ATS: conmutación entre dos fuentes de alimentación

Una PDU ATS (conmutador de transferencia automática) tiene dos cables de entrada desde dos fuentes distintas y alimenta un único banco de tomas desde la entrada que esté sana. Cuando la principal cae o sufre un hueco de tensión, el ATS transfiere a la secundaria en 8–16 ms. El equipamiento aguas abajo solo percibe una breve perturbación.

Las PDU ATS están pensadas para equipos de un solo cable que necesitan redundancia de fuente. Los servidores modernos con doble fuente de alimentación no necesitan un ATS: se enchufa cada fuente a una PDU distinta en una fuente distinta y el servidor gestiona la conmutación de forma nativa. Se recurre al ATS cuando el rack tiene equipos de un solo cable —la mayoría de switches de red, KVM, cabinas de almacenamiento pequeñas— y no puede tolerar que la fuente se caiga.

El ATS no le da respaldo por batería; si fallan ambas fuentes, el ATS falla con ellas. Sigue necesitando un SAI aguas arriba de al menos una fuente. Tampoco protege frente a cortocircuitos aguas abajo: una toma defectuosa dispara el magnetotérmico igualmente.

Merece la pena en un rack mixto con algunos servidores de doble fuente y algunos equipos de fuente única. Es excesivo en un rack donde todo es ya de doble fuente (basta con usar dos PDU independientes) o en un laboratorio donde un corte breve es molesto pero no catastrófico.

Distribución con PDU trifásica

Cuando un rack supera los 5 kW sostenidos, la monofásica de 16 A (3.7 kW) queda descartada y la de 32 A (7.4 kW) se queda justa. La respuesta estándar es una PDU trifásica con conector IEC 60309 de 32 A 3P+N+T (rojo, 400 V entre fases / 230 V fase-neutro).

P_max = √3 × V_LL × I × PF
      = 1.732 × 400 V × 32 A × 1.0
      ≈ 22.2 kVA  (unos 22 kW con PF unitario)

La normativa de la UE reduce la carga continua al 80% del magnetotérmico, así que el valor sostenido utilizable se acerca más a 17–18 kW. Suficiente, con holgura, para cuatro nodos de 4 GPU más la red.

Internamente, las tres fases (L1, L2, L3) se reparten entre las tomas de una de estas dos formas. Fase por grupo (tomas 1–8 en L1, 9–16 en L2, 17–24 en L3) es sencillo, pero arriesga un desequilibrio si todo el equipamiento de alta carga cae en el mismo grupo. Fases alternadas (tomas 1/4/7 en L1, 2/5/8 en L2, 3/6/9 en L3) sitúa tomas contiguas en fases distintas, de modo que los servidores montados uno junto a otro se reparten de forma natural entre fases. La mayoría de las PDU inteligentes modernas alternan fases por defecto.

Un ejemplo de cableado resuelto para una PDU trifásica de 32 A que alimenta un rack de IA de cuatro nodos:

Entrada: IEC 60309 32A 3P+N+T (rojo, 400/230V)
         L1 — 32A   L2 — 32A   L3 — 32A   N   PE

Interior: magnetotérmico hidromagnético de 32A por fase
          relé + TC por toma (conmutada + medición por toma)
          tomas con fases alternadas

Tomas (24 en total, 12× C19 + 12× C13, vertical 0U):

  1  (L1, C19)  Nodo A PSU-1   (8× 5090,  ~4.0 kW)
  2  (L2, C19)  Nodo A PSU-2   (mismo nodo, reparto de carga)
  3  (L3, C19)  Nodo B PSU-1   (4× Pro 6000, ~2.2 kW)
  4  (L1, C19)  Nodo B PSU-2
  5  (L2, C19)  Nodo C PSU-1   (4× 5090, ~2.0 kW)
  6  (L3, C19)  Nodo C PSU-2
  7  (L1, C19)  Nodo D PSU-1   (4× 5090, ~2.0 kW)
  8  (L2, C19)  Nodo D PSU-2
  9  (L3, C13)  Switch ToR (~80 W)
  10 (L1, C13)  Switch de gestión (~30 W)
  11 (L2, C13)  KVM sobre IP (~20 W)
  12 (L3, C13)  Host de salto/cabecera (~150 W)
  13–24         Reserva / auxiliares

Carga por fase (todos los nodos al ~80% sostenido):
  L1 ≈ 4.1 kW / 17.8 A
  L2 ≈ 4.0 kW / 17.4 A
  L3 ≈ 2.4 kW / 10.4 A

Aquí importan dos cosas. Primera: la alternancia de fases hace automáticamente casi todo el equilibrado. Segunda: los nodos de doble fuente en reparto de carga colocan intencionadamente sus dos cables en fases distintas. En cualquier servidor de IA con doble fuente de alimentación en configuración de reparto de carga, enchufe cada fuente a una fase diferente : reduce a la mitad la corriente por fase y mejora el margen. («Reparto de carga» es nuestro término de catálogo: dos fuentes que soportan cada una la mitad de la carga, no una redundancia 1+1. Vea W04 para la distinción.)

El desequilibrio de L3 del ejemplo (unos 14 A de diferencia) está en el límite de lo que las compañías eléctricas aceptan sin problemas. P03 trata el equilibrado de fases entre racks a nivel de edificio.

C13, C14, C19, C20: tipos de toma

Los extremos con número par son entradas del equipo; los de número impar son conectores de cable o de PDU.

Lo importante: todo lo que supere aproximadamente 1.5 kW continuos pide C19/C20, no C13/C14. Un nodo de IA de 4 GPU con una fuente de 2000–2400 W supera el régimen de la C13. Intentar alimentarlo con C13 es pedir un conector fundido a los cuatro meses de despliegue, cuando la resistencia de contacto haya aumentado por los ciclos térmicos.

Una PDU de rack de IA bien especificada tiene muchas tomas C19, no solo dos o tres. Una buena distribución para una vertical 0U de 24 tomas es 12× C19 + 12× C13. Algunos fabricantes ofrecen tomas «combo» que admiten C14 o C20 en el mismo receptáculo físico: está bien, solo cuesta más. Pida cables C19 a C20 a juego (de 0.9 a 1.2 m para PDU 0U montadas en la parte trasera del rack). Compre tres o cuatro de repuesto: desaparecen.

Régimen de corriente de la PDU frente al del circuito

Magnetotérmico de acometida/cuadro:  32 A trifásico (curva C)
Carga continua (regla del 80%):      25.6 A utilizables por fase
Régimen de la PDU:                   32 A por fase
Objetivo de suma por fase:           ≤ 25 A

La PDU llevará sin quejarse 32 A por fase si usted la deja. El magnetotérmico aguas arriba acabará disparando con 30 A sostenidos: los magnetotérmicos termomagnéticos integran la sobrecarga a lo largo de muchos minutos. Planifique al 80% y tendrá margen para corrientes de arranque y picos breves. Los magnetotérmicos por fase de la propia PDU son la segunda capa.

SNMP, Modbus, HTTP: sacar los datos

Una PDU conmutada con medición por toma vale lo que su monitorización sea capaz de ver de ella.

• SNMP v2c / v3 : la respuesta universal. Todo fabricante serio publica una MIB; el snmp_exporter de Prometheus la consulta. Use v3 donde esté soportado y v2c en una VLAN de gestión cuando no quede otra. Sondee cada 30 s en condiciones normales y cada 10 s para detectar anomalías rápido.
• Modbus TCP : habitual en marcas de corte industrial. Menos estandarizado que SNMP (los mapas de registros varían), pero fiable. Prometheus tiene exportadores de Modbus.
• HTTP / REST JSON : las PDU inteligentes modernas incluyen una API REST. Más fácil para integraciones a medida; menos común que SNMP.
• Aplicaciones en la nube del fabricante : útiles para un vistazo rápido, no confíe en ellas para la monitorización de producción.

La comprobación de estado del relé frente al ordenado es la más infravalorada. Un relé conmutado puede fallar soldado en cerrado (más frecuente que soldado en abierto). Usted ordenó apagar la toma 5, sigue pasando corriente, tiene un relé pegado y un servidor que en realidad no puede reiniciar. Conviene saberlo.

La valoración honesta

Para cualquier rack de servidores de IA con dos o más nodos de cómputo, compre conmutada + medición por toma. Trifásica si la carga sostenida supera los 5 kW y el edificio tiene suministro trifásico. La variante ATS solo si tiene equipos no redundantes en un rack con dos acometidas.

Las razones para bajar de nivel son estrechas: un único nodo en una mesa de laboratorio donde puede alcanzar el enchufe se apaña con la básica; uno o dos nodos en su propio edificio con un presupuesto ajustado pueden quedarse en la medida. Computación de IA en producción a la que no pueda llegar en 15 minutos: conmutada + medición por toma, sin excepciones.

El error es comprar una básica o una medida para ahorrar €1000 en un rack que contiene €30k+ en GPU. La primera vez que se coma una caída de 4 horas por no poder reiniciar un nodo colgado de forma remota, la mejora de PDU se habrá pagado sola.

Qué se rompe

Modos de fallo de PDU que hemos visto, en orden aproximado de frecuencia:

• Relé soldado en unidades conmutadas. Toma con orden de apagado y corriente que sigue circulando. Ponga una alarma por discrepancia entre el estado del relé y la orden, y sustituya la unidad: los relés no se curan.
• Deriva de la medición por toma. Los transformadores de corriente baratos derivan un 5–10% al cabo de dos o tres años. Si la repercusión de costes depende de esto, recalibre anualmente o compre unidades con precisión garantizada de por vida (las buenas declaran ±1%).
• Cuelgue del controlador. La medición y el control se bloquean; las tomas siguen dando corriente, pero el SNMP deja de responder. La mayoría de las unidades tienen un watchdog que reinicia el controlador sin interrumpir la alimentación de las tomas: compruebe que la suya lo hace.
• Fallo térmico de una sola toma. La C13 sufre en particular una deriva de la resistencia de contacto con 8–10 A sostenidos. Mitigación: use C19 por encima de 1.5 kW y haga una termografía del rack cargado cada trimestre.
• Desequilibrio de fases que crece con el tiempo. El rack queda equilibrado en la instalación; seis meses después alguien ha añadido equipos en una fase. Las alarmas por fase lo detectan, y las revisiones trimestrales también.
• Una actualización de firmware deja inservible el controlador. Trate las actualizaciones de firmware como cualquier cambio en producción: ventana de mantenimiento, primero la unidad secundaria y plan de vuelta atrás preparado.

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