CN101430596B - 用于管理功率的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

在一个实施例中，为计算机系统的每个服务器规定功率上限和平均功率限制。控制每个服务器的功率，以便瞬间功耗不超过功率上限，且平均功耗不超过平均功率上限。标识其平均功耗目前小于平均功率限制的服务器。每个所标识的服务器的瞬间功耗暂时被允许超过其平均功率限制，以最大化服务器吞吐量。比如在峰值能量定价(pricing)时间期间可能发生的、设备的平均功率限制降低的情况下，设备的瞬间功耗可以被向下调节到平均功率限制以下，直到平均功耗不再超过平均功率限制。

Description

用于管理功率的方法和系统
技术领域
本发明涉及在具有多个电子设备的电子系统中管理功率。
背景技术
通常在机架(rack)上将服务器和其他计算机硬件组合到一起，以保存空间并将服务器和基础结构放在中央位置以便由管理员访问。管理这些“机架系统”可能比分别管理多个分散的服务器更容易且更便宜。机架系统在尺寸、密度和设计的范围内可用。可以在自支持的服务器周围建立一些机架系统，在该自支持的服务器中，每个服务器具有单独的底架(chassis)、板上(on-board)电源、冷却送风机和其他支持设备。可以以机架或塔状配置来组合自支持服务器，并且其相互联网和联网到客户端计算机。可以使用具有被连接在多刀片底架中的共享支持模块的、更倾斜的“刀锋服务器(bladeserver)”来实现更高密度的架上系统。刀锋服务器通常实现更大的密度，这是由于具有更窄的外形因素并共享了诸如送风机和功率模块的支持模块。当前可用的一些更紧凑的架上系统服务器布置包括从IBM可得到的SYSTEM X服务器和eServer BLADECENTER(IBM、BLADECENTER、SYSTEM X是纽约阿芒克的国际商业机器公司的注册商标)。
功率管理对于操作架上系统的许多方面、诸如最小化操作服务器的花费、最小化由服务器产生的热量并最优化系统的性能和效率来说是重要的。服务器正日益受到根据用户可设置的功率限制(可互换地称为“功率盖(cap)”)的功率封顶(capping)的监视和限制。可以使用基于反馈的功率管理系统来“调节(throttle)”在服务器上的处理器和/或存储器，以强加功率限制。例如，一些服务器包括底板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)，其中服务处理器可以使用该底板管理控制器(BMC)来监视服务器的实时功耗，并如需要则调节处理器以实行(enforce)功率限制。为了实行功率限制，向下调节处理器以牺牲性能。在由于相关数据中心的物理功率分布限制而选择了功率限制的情况下，功率封顶特征防止在功率分布路径上的过重负担。在其他情况下，用户可以由于预算原因而选择限制功率，在这种情况下，功率封顶帮助控制运行数据中心的花费。功率封顶被用于限制功耗，即使数据中心基础结构可能能够支持额外的功率需求。
无论对于单个计算设备(例如服务器)还是对于多个设备的网络(例如联网服务器的机架)，计算功耗通常是动态的，而不是恒定的。因为，功率需求随时间变化，因此将典型地存在数据中心或其子系统所需求的功率超过特定功率限制的一些时段和功率需求小于特定功率限制的其他时间。当需求超过阈值时，由功率封顶来限制功耗。但是，当需求小于阈值时，可能未充分利用数据中心或其子系统。因此，将希望开发一种功率管理方案，其补偿未充分利用的时段，以最大化服务器吞吐量。
发明内容
一个实施例提供一种在具有多个电子的功耗设备的电子系统中管理功率的方法。为每个设备选择功率上限和小于所述功率上限的平均功率限制。确定每个设备的瞬间功耗和平均功耗。防止每个设备的所述瞬间功耗超过各自功率上限。标识所述平均功耗小于所述平均功率限制的第一子组的设备，并允许在所述第一子组中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制。标识所述平均功耗不小于所述平均功率限制的第二子组的设备。防止在所述第二子组中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制。
第二实施例提供一种在用于在具有多个电子的功耗设备的电子系统中管理功率的计算机可读介质中的计算机程序产品。该计算机程序产品包括：用于为每个设备输入功率上限和小于所述功率上限的平均功率限制的指令、用于获得每个设备的瞬间功耗和平均功耗的指令、用于防止每个设备的所述瞬间功耗超过各自功率上限的指令、用于标识所述平均功耗小于所述平均功率限制的第一子组的设备并允许在所述第一子组中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制的指令、以及用于标识所述平均功耗不小于所述平均功率限制的第二子组的设备并防止在所述第二子组中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制的指令。
第三实施例提供一种功率管理的电子系统。多个功耗设备每个与电源通信，用于接收变化量的功率。功率计量器检测每个设备的功耗并输出代表所检测的功耗的功耗信号。调节机构被配置用于选择地限制每个设备的功耗以防止每个设备的瞬间功耗超过为所述设备所选择的功率上限。与多个设备通信的功率管理模块从每个设备的所述功率计量器接收所述功耗信号，确定每个设备的瞬间功耗和平均功耗，并确定所述平均功耗小于各自平均功率限制的第一子组的设备。在所述第一子组中的每个设备的瞬间功耗被允许超过各自平均功率限制，并防止不在所述第一子组中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制。
从以下的描述和所附权利要求中，本发明的其他实施例、方面和优点将变得明显。
附图说明
图1是示范根据本发明的可被功率管理的、可安装机架的多服务器计算机系统的透视图。
图2是在多服务器计算机系统的环境下、根据本发明的一个实施例的功率管理的计算机系统的示意图。
图3是大致概括根据本发明的一个实施例的、在计算机系统中管理功率的方法的流程图。
图4是概括用于功率管理其多个设备包括服务器的计算机系统的方法的一个例子的流程图。
具体实施方式
本发明提供用于在具有多个功耗电子设备的电子系统中管理功率的系统、方法和计算机程序产品的实施例。本发明具体地可用于具有多个安装机架的服务器和支持硬件设备的计算机系统的领域。这种服务器可以包括精确反馈控制系统，用于选择性地调节服务器以控制它们的功耗。通过在计算机系统上运行的方法来实现根据本发明的功率管理方法，该计算机系统使用该基于反馈的控制功能性来管理在计算机系统中的功率。因此，将在对具有多个服务器的计算机系统来管理功率的环境下扩展地讨论本发明。受益于本公开的本领域技术人员将认识到，本发明还可以应用于除了服务器以外的功耗电子设备，以及应用于具有多个功耗电子设备的其他电子系统。
根据本发明的一个实施例，可以由系统管理员对于每个设备输入两个可编程功耗阈值：功率上限和小于功率上限的平均功率限制。通过防止每个设备的瞬间功耗超过其功率上限，同时还防止每个设备的平均功耗超过其平均功率限制，来管理计算机系统的功率。计算平均功耗的时间间隔是用户可选择的。例如，管理员可以选择相对较长的时间间隔(例如24小时)，其中，控制平均功耗以满足日常功率预算，或选择相对较短的时间间隔(例如，小于1小时)，其中，选择平均功率限制以控制由服务器产生的热量。可以使用各种功率降低技术来实行平均功率限制和功率上限，包括，例如，选择性地调节设备、对未使用的电路断电、降低处理器时钟频率、降低处理器操作电压、将等待或保持状态引入到处理器活动性中、进行处理器时钟选通(gating)、或在设备之间移送工作量。在某些特定可允许的时间段期间，可以标识其平均功耗小于平均功率限制的设备，且可以允许那些设备的瞬间功率限制暂时超过平均功率限制，除非且直到平均功耗达到平均功率限制，或直到超过平均功率限制的可允许时间段结束。另外，可以被动或主动增加其平均功耗当前小于平均功率限制的功率。例如，可以通过将设备向上调节到瞬间功耗超过平均功率限制的水平，同时意图增加平均功耗直到其基本等于平均功率限制，来主动地增加设备的功率。
尽管本实施例的方法通常意图用于防止平均功耗超过平均功率限制，但是设备的平均功耗在某些情况下可以超过其平均功率限制，最显著地包括当降低用于设备的平均功率限制时。例如在能量价位(energy price)相对高的峰值时段期间，用于设备的平均功率限制可能降低。在这种情况下，这些设备的瞬间功耗可以被向下调节到低于平均功率限制，直到平均功耗再次等于降低的平均功率限制。通过选择性地增加其平均功耗小于特定的平均功率限制的设备的功耗，通常最大化了服务器和计算机系统的吞吐量，同时仍然符合用于管理计算机系统的功耗在特定阈值内的各种策略考虑。
图1是示范根据本发明可被功率管理的、可安装机架的多服务器计算机系统10的透视图。计算机系统10包括容纳多个刀锋服务器12和其他硬件设备的底架11。每个刀锋服务器12可以包括一个或多个微处理器、硬盘驱动器和存储器，以服务一个或多个共同或独立的网络。计算机系统10还包括各种共享的支持模块，包括底架管理模块15、一个或多个电源模块16、一个或多个送风机模块17和多个开关模块18。管理模块15管理底架、刀锋服务器和其他模块。功率模块16向该系统提供功率。送风机模块17生成通过底架11的气流，以冷却计算机系统。开关模块18提供在刀锋服务器I/O和网络之间的网络连接性。可以包括声学模块(未示出)来降低噪声。在底架11的前侧20安装刀锋服务器12，且在底架11的后侧22安装支持模块15-18。刀锋服务器12和支持模块15-18相会于已知为中间面(midplane)的内部底架接口，该内部底架接口提供贯穿底架的刀锋服务器12、模块、媒介盘(media tray)和DC功率分布之间的所有互连。在中间面处的连接器耦合刀锋服务器12与支持模块15-18，以降低配线需要并帮助安装和移除刀锋服务器12。
图2是在多服务器计算机系统30的环境下、根据本发明的一个实施例的功率管理的计算机系统的示意图。计算机系统30可以示意地呈现，例如图1的多服务器计算机系统10或其子系统。计算机系统30包括“N”个服务器12。每个服务器12包括可以被选择性地调节的一个或多个处理器或CPU31和存储器33(在此通常将调节服务器的处理器、存储器或其他子系统描述为调节该服务器)。电源36向计算机系统30供应功率。在此将电源36描述为在服务器12之间共享的单一电源模块，比如图1的功率模块16。可替换地，电源36可以包括多个功率模块，比如每个服务器12一个板上电源模块。还包括冷却单元32用于冷却服务器12。在此，将冷却单元32描述为每个服务器12包括一个冷却风扇。可替换地，冷却单元32可以是例如共享的送风机模块，比如生成通过机架的气流以冷却多个服务器12的图1的送风机模块17。提供功率管理模块38用于通过设置并动态地调整每个服务器12的一个或多个设备功率限制来管理对多个服务器12的功率。每个服务器12还包括本地控制器，其与功率管理模块38协作地工作，用于控制和管理功耗，包括实行由功率管理模块38动态地选择用于服务器12的设备功率限制。
可由功率管理模块38和/或服务器12使用的功率管理软件50提供用于实现功率管理方法的逻辑。软件50可以存在于计算机可读物理介质上。为了该描述的目的，计算机可读物理介质可以是能够包含或存储由功率管理的计算机使用或与其结合的软件的任何装置。计算机可读介质的例子包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的当前例子包括紧致盘-只读存储器(CD-ROM)、紧致盘-读/写(CD-R/W)、和DVD。介质可以是电子、磁的、光的、电磁的、红外的、或半导体系统(或装置或设备)。可以由计算机系统30将物理介质读取到管理模块38、服务器12或两者的系统存储器，用于由功率管理模块38和服务器12存取和执行。处理器31可以直接或通过系统总线间接耦合于存储器33或其他存储器元件。存储器33可以包括在程序代码的实际执行期间使用的本地存储器、大容量存储器和提供至少一些程序代码的暂时存储以便减少在执行期间必须从大容量存储器检索代码的次数的高速缓存。
诸如键盘、显示器或定点设备的输入/输出(I/O)设备可以直接或通过居间的I/O控制器耦合于该系统。网络适配器还可以用于允许数据处理系统耦合于其他数据处理系统或远程打印机或存储设备，比如通过居间的私人或公共网络。调制解调器、电缆调制解调器、以太网卡和无线网络适配器是网络适配器的例子。用户可以通过诸如键盘和鼠标的输入设备向计算机系统键入命令和信息。其他输入设备可以包括麦克风、操纵杆、游戏垫、触摸垫、卫星盘(satellite dish)、扫描仪等等。这些和其他输入设备通常通过耦合于系统总线的USB(通用串行总线)而连接于处理单元，但可以通过其他接口、诸如串行端口接口、并行端口、游戏端口等来连接。包括显示设备的图形用户界面(GUI)还可以经由诸如视频适配器的接口而连接于系统总线。因此，用户诸如系统。
在该实施例中的本地控制器40包括底板管理控制器(BMC)42。BMC42是在母板中嵌入的专用微控制器，并且是智能平台管理接口(IntelligentPlatform Management Interface，IPMI)结构中的组件。BMC42的功能传统地包括从传感器接收输入，并如果任何参数不停留在预定限制内则向管理员发送警告。BMC管理在系统管理软件和平台硬件之间的接口。在计算机系统内建立的传感器向BMC报告诸如功率、温度、冷却风扇速度和操作系统(OS)状态的参数。BMC监视该传感器，并如果任何参数不停留在预设限制内则可以经由网络向系统管理员发送警告，指示系统的潜在故障。管理员还可以远程地与BMC通信，以采取某种正确的行动，比如复位或功率循环该系统以使得挂机的OS再次运行。嵌入的传感器包括功率传感器44，其传感服务器12的功耗并输出代表其的信号。功率管理模块38与功率计量器44通信，并处理功耗信号以用由以下详细描述的本发明指示的方式来控制服务器的功率。
在一个示范结构中，到BMC的物理接口可以包括系统管理总线(SMB)、诸如RS-485串行控制台的串行通信接口、地址和数据线、以及智能平台管理总线(IPMB)，它使BMC能够接受来自系统中其他管理控制器的IPMI请求消息。BMC可以使用IPMI协议来与在远程客户端上的BMC管理工具(BMU)通信。BMU通常是命令线接口(CLI)应用。取决于用户的安全考虑，通过LAN到BMC的连接可以或可以不使用加密。除了BMC42的传统功能性以外，BMC42被配置以根据功率管理方法的实施例来对各自服务器12实行动态设备功率限制。虽然在此通过示例描述了具体结构，但本发明预期，该BMC结构经历随时间改变，且本发明可以适用于用这种修改的结构来工作。本发明还预期，可以在不使用BMC的情况下实现功率管理方法的功率管理计算机系统的替换实施例。
功率管理模块38可以选择，并动态地、独立地调制对每个服务器12的设备功率限制，以由每个服务器12的本地控制器40来实行。每个服务器12的设备功率限制的值可以在服务器的性能规定的范围内随地改变，而不须改变到该范围的最大程度。例如，具体服务器的设计规定可以在5W的最小功率和100W的最大功率之间变化，且功率管理模块38可以在该范围内随地改变该服务器的设备功率限制。
可以由本地控制器40使用各种技术来对服务器12实行设备功率限制。这种技术可以包括选择性地“调节”处理器31或存储器33、将子系统置于操作的功率节省模式、在设备之间移送工作量、或断电未使用的电路。调节技术的例子包括降低处理器34的时钟频率或操作电压、将等待或保持状态引入处理器31的活动中、进行处理器时钟选通和降低处理器供应电压。虽然在服务器中处理器负荷和功耗之间可能存在一些相关性，但是由于底层微结构(microarchitecture)的特性、基于每个芯片的晶体管变化和影响功耗的许多其他复杂因素，处理器负荷不总是功耗的可靠指示符。因此，本地控制器40典型地包括例如使用BMC可以实现的精确测量和反馈控制系统。本地控制器40依赖BMC42和功率计量器44，能够在毫秒时间度量上调整功率，作为坚固的、实时的比例控制系统。可以由软件50来使用该功能性以实现根据本发明的功率管理。
图3是通常概括根据本发明的一个实施例的、在计算机系统中管理功率的方法的流程图。本方法覆盖了管理具有多个功耗设备的计算机系统的功率，该多个功耗设备能够确定并报告它们随时间的功耗。例如，该设备可以是图2的服务器12，具有用于监视和控制功率的功率计量器44和相关硬件。然而，本方法还可以用于管理除了服务器以外的计算机系统设备的功率。可以单独地报告设备的功耗，比如每个服务器的单独的功耗，或按照设备的子组报告设备的功耗，比如所选的服务器组的组功耗。
可以为每个设备选择各种功率限制。本方法包括在步骤100中为每个设备至少选择功率上限(“UPL”)和在步骤102中的平均功率限制(“APL”)。在某些情况下，也可以规定和施加除了平均功率限制和功率上限以外的另外的功率限制。在步骤104中获得每个设备的瞬间功耗(“IPC”)，并在步骤106中确定平均功耗(APC)。功率上限是对服务器的瞬间功耗的限制。尽管该设备可能物理上超过功率上限，但根据在此公开的任何技术(调节、工作量移送等)典型地功率管理该设备，以便优选地对于任何可估计的时间长度瞬间功耗不超过功率上限。步骤108导向于控制设备的功率，以便瞬间功耗不超过功率上限。平均功率限制是对设备的时间平均功耗的限制，且小于功率上限。例如，可以控制功率，以便设备的瞬间功耗不超过100W的功率上限，并且设备的平均功耗不超过70W的平均功率限制。尽管瞬间功耗不应该超过功率上限且平均功耗不应该超过平均功率限制，但是功率管理方法预期在平均功耗目前小于平均功率限制的情况下，被动地允许瞬间功耗超过平均功率限制或主动地使得瞬间功耗超过平均功率限制。
用于选择每个设备的功率上限(步骤100)的因素可以包括例如，物理功率分布限制、安全考虑(例如，防止爆炸的电路或过度的温度)或花费考虑。在由设备需要的功率将另外导致瞬间功耗超过功率上限的情况下，在步骤108中可以使用调节机制或其他功率限制机制以限制设备的功耗，以便防止瞬间功耗超过功率上限。可以使用基于反馈的功率管理系统来调节该设备。由于计算设施的某些限制，用于实行功率上限的这种功率调整可能落后于由基于反馈的功率管理系统进行的任何增加的功率的检测，以至于可能在很短的时刻内超过功率上限，直到调节或其他功率降低技术对设备产生效果。由于这种振荡(surge)的结果通常会是良性的，且主要效果仍然是防止瞬间功耗在任何可估计的时间长度内超过功率上限，因此不考虑这种瞬时功率超额而干扰步骤108。还可以在步骤100和102的每个重复期间周期性地调整功率上限和平均功率限制，以便应对时变的能量花费。例如，在能量价位增加的时段期间可以选择性地降低平均功率限制，并在能量价位降低的时段期间选择性地增加平均功率限制。
在步骤110中，标识第一子组的设备，其中对于该第一子组，每个设备的平均功耗小于其平均功率限制。在步骤112中，标识第二子组的设备，其中对于该第二子组，每个设备的平均功耗不小于平均功率限制。通常，在任何给定的时刻，每个设备将适合第一子组或第二子组，因此，可以容易地确定第二子组作为不属于第一子组的那些设备。因为第一子组的设备每个操作在它们的平均功率限制以下，因此在步骤114中允许这些设备的瞬间功耗超过它们的平均功率限制。如果功率需求偶然超过平均功率限制，则可以比如通过简单地允许用于第一子组的设备的瞬间功耗超过平均功率限制而被动地进行步骤114。可替换地，可以主动地向上调节第一子组的设备，因此，它们的瞬间功耗超过其平均功率限制。根据步骤108，虽然，这些服务器可以被调节到它们各自的平均功率限制值以上，但仍然要当心不要超过瞬间功耗。通过比较，第二子组的设备已经操作在它们的平均功率限制或在平均功率限制以上，并且根据步骤116，防止第二子组的设备的瞬间功耗超过它们各自的平均功率限制。例如，可以向下调节第二子组的设备，以便每个设备的瞬间功耗不超过其各自的平均功率限制。
可以按用于功率管理其多个设备包括服务器的计算机系统的方法的形式来实现图3的方法。图4是概述这种方法的更详细例子的流程图。可以在计算机系统上实现该方法作为图2的计算机系统30的软件50，用于管理多个服务器12的功率。图4的流程图包括与如被具体应用于功率管理多个服务器的图3类似的那些步骤。给与这些类似的步骤相同的参考标记。图4的其他步骤类似于图3中的某些步骤的子步骤，且被给与了不同的参考标记。
现在参考图4，在步骤100中为每个设备选择功率上限，并在步骤102为每个设备选择平均功率限制。功率上限和平均功率限制可以是由系统管理员选择并输入到功率管理的计算机系统的用户可选择的参数。分别在步骤104和106中确定瞬间功耗和平均功耗。例如，功率计量器可以向功率管理模块输出指示瞬间功耗的实时功率信号。功率模块可以将实时功率信号转换为瞬间功耗值。另外，功率模块可以随时间采样实时功率信号，以计算平均功耗值。然后，功率管理模块可以使用该动态瞬间功耗和平均功耗数据，作为用于为每个服务器管理功率和实行功率上限和平均功率限制的反馈，如下。
根据图3的方法步骤108，步骤120和122导向于防止瞬间功耗超过每个设备的功率上限。条件步骤120询问对于具体服务器，服务器所需要的功率是否将超过功率上限。如果在具体时刻的功率需求超过功率上限，则在步骤122中服务器被向下调节以保证瞬间功耗不超过功率上限。
条件步骤110用来标识平均功耗小于平均功率限制的服务器。如在条件步骤124中所确定的，如果处于用于向上调节的可允许的时间段，则服务器的该“第一子组”可以被向上调节。该用于向上调节的可允许时间段是可以由管理员输入的另一参数。该可允许时间段可以反映用于操作数据中心的某些策略考虑。例如，功率的价位典型地随时间改变，并且管理员可以指定某些非尖峰(off-peak)时段，用于允许向上调节服务器。根据步骤114，在可允许时间段期间，将允许第一子组的服务器的每个的瞬间功耗超过它们的平均功率限制，而不是根据步骤122的超过功率上限。可以被动地允许这些服务器超过它们的平均功率限制，或可以主动地向上调节它们以故意使得它们超过其平均功率限制。
如图3中所示，步骤112导向于选择其平均功耗“不小于”平均功率限制的设备的“第二子组”。图4的方法对平均功耗基本等于平均功率限制的那些服务器和平均功耗超过平均功率限制的服务器给出分别的处理。根据条件步骤112A，如果平均功耗基本等于平均功率限制，则在步骤116A中向下调节该服务器，以便瞬间功耗不超过平均功率限制。通过防止瞬间功耗超过平均功率限制，防止平均功耗增加到平均功率限制以上，以将平均功耗维持在平均功率限制或低于平均功率限制。
该方法被构造为循环，因此，重复条件步骤110和112以保证平均功率限制通常不超过平均功耗。然而，在某些情况下，平均功耗仍然可能超过平均功率限制。这可能发生在例如在步骤102的随后重复中平均功率限制突然降低的情况下。可以降低平均功率限制，以例如应对能量的时变花费。因此，如果在条件步骤112B中服务器的平均功耗超过平均功率限制，则在步骤116B中足够地向下调节该服务器以降低随时间的平均功耗的值，直到平均功耗不再超过平均功率限制。越进一步降低瞬间功耗，平均功耗值越快降低到平均功率限制或低于平均功率限制。然而，在步骤112B中规定的条件不一定是紧急情况或出错条件，并且对于平均功耗缓慢地降低直到再次等于平均功率限制可能是可接受的。这可能成立的情形是为某个时间间隔、比如一天规定了平均功率限制。例如，管理员可以指定意要在24小时周期中满足的每个设备的平均功率限制。因此，如果几个小时仍然在24小时周期内，则在步骤112B中其平均功耗暂时超过平均功率限制的设备的瞬间功耗可以被降低到如下水平：计算该水平用于在24小时时段过期之前实现规定的平均功率限制。因此，尽管该方法通常努力将服务器维持在其平均功耗或其附近，而不超过平均功率限制，但该方法可以补偿导致平均功耗暂时超过减少的平均功率限制的、在步骤102中的平均功率限制的降低。
各种方法可用于管理员来选择和实行平均功率限制。选择和实行平均功率限制的一个方面是时间框架(timeframe)，通过该时间框架计算平均功耗。能够仅基于最近的历史或另外基于长期的历史来计算平均功耗。例如，如果选择平均功率限制以在预算参数内操作系统，例如在日常功率预算内操作每个设备，则可以基于延长的、24小时时间框架来计算平均功耗。在另一例子中，可以选择平均功率限制来控制温度产生。例如，由服务器产生的热量可能主要依赖于其平均功耗，而不是其瞬间功耗的波动。在这种情况下，可以经过相对短的时间间隔、比如少于一小时来计算平均功耗，并且在先前间隔(例如，先前小时)中的设备的性能可能对在当前间隔中如何操作设备以控制热量产生具有可以忽略的影响。另外，管理员具有判断力以使平均功耗基于很少或很多的数据点。采集数据点的数量或频率也可能取决于具体设备当前操作在平均功率限制以上还是以下而改变。例如，由于该系统通过降低设备的瞬间功耗来补偿并试图使平均功耗与当前平均功率限制相等，对操作于平均功率限制以上的设备，可以用较大频率采集功耗数据点。
在权利要求和说明书中使用的术语“包括”、“包含”和“具有”将被认为是指示可以包括未指定的其他元件的开放组。术语“一个(a)”、“一个(an”)和词的单数形式将被采用以包括相同词的复数形式，以便这些术语意味着提供一个或多个某物。术语“一个(one)”或“单个(single)”可以被用于指示意图一个和仅一个某物。类似地，当意图具体数量的某物时，可以使用其他具体整数值，比如“两个”。术语“优选地”、“优选的”、“优选”、“可选地”、“可以”和类似术语用于指示所涉及的项目、条件或步骤是本发明的可选(不是必须的)特征。
尽管已经参考有限数量的实施例来描述了本发明，但受益于本公开的本领域技术人员将理解，可以在不脱离在此公开的本发明的范围的情况下，设计其他实施例。因此，本发明的范围应该仅由所附权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种在具有多个电子的功耗设备的电子系统中管理功率的方法，包括：
为每个设备选择功率上限和小于所述功率上限的平均功率限制；
确定每个设备的瞬间功耗和平均功耗；
防止每个设备的所述瞬间功耗超过各自功率上限；
标识所述平均功耗小于所述平均功率限制的第一子组的设备，并允许在所述第一子组中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制；以及
标识所述平均功耗不小于所述平均功率限制的第二子组的设备，并防止在所述第二子组中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制。
2.根据权利要求1的方法，还包括标识所述平均功耗基本等于所述平均功率限制的设备，并降低所标识的服务器的瞬间功耗以维持基本等于所述平均功率限制的所述平均功耗。
3.根据权利要求1的方法，还包括标识所述平均功耗大于所述平均功率限制的设备，并降低所标识的服务器的瞬间功耗低于所述平均功率限制。
4.根据权利要求1的方法，还包括：
允许在所述第一子组的设备中的每个设备的瞬间功耗暂时超过各自平均功率限制，直到各自平均功耗基本等于各自平均功率限制。
5.根据权利要求1的方法，还包括：
选择所述第一子组的设备的瞬间功耗被允许超过所述平均功率限制的时间段；以及
仅在所调度的时间段期间，允许在所述第一子组的设备中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制。
6.根据权利要求1的方法，其中，所述防止所述设备的瞬间功耗超过各自功率上限的步骤和所述防止所述第二子组的设备的瞬间功耗超过它们各自的平均功率限制的步骤包括：调节在所述设备上的处理器或存储器，断电不使用的电路，降低处理器时钟频率，降低处理器操作电压，将等待或保持状态引入处理器活动中，进行处理器时钟选通，或在设备之间移送工作量。
7.根据权利要求1的方法，其中，所述设备包括服务器。
8.一种功率管理的电子系统，包括：
多个功耗设备，其每个与电源通信用于接收变化量的功率、与功率计量器通信用于检测每个设备的功耗并输出代表所检测的功耗的功耗信号、和与调节机构通信，所述调节机构被配置用于选择性地限制每个设备的功耗以防止每个设备的瞬间功耗超过为所述设备所选择的功率上限；
功率管理模块，其与所述多个设备通信，用于从每个设备的所述功率计量器接收所述功耗信号，确定每个设备的瞬间功耗和平均功耗，并确定所述平均功耗少于各自平均功率限制的第一子组的设备；以及
其中，在所述第一子组中的每个设备的瞬间功耗被允许超过各自平均功率限制，并且其中，防止不在所述第一子组中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制。
9.根据权利要求8的功率管理的电子系统，其中，所述管理模块被配置用于标识所述平均功耗基本等于所述平均功率限制的每个设备，并指令每个所标识的设备降低各自瞬间功耗以维持基本等于所述平均功率限制的所述平均功耗。
10.根据权利要求8的功率管理的电子系统，其中，所述管理模块被配置用于标识所述平均功耗大于所述平均功率限制的每个设备，并指令每个所标识的设备将各自瞬间功耗降低到所述平均功率限制以下。
11.根据权利要求8的功率管理的电子系统，其中，所述功率管理模块被配置用于指令所述设备调节在所述设备上的处理器或存储器，断电不使用的电路，降低处理器时钟频率，降低处理器操作电压，将等待或保持状态引入处理器活动中，进行处理器时钟选通，或在设备之间移送工作量，或这些的组合，以防止每个设备的瞬间功耗超过各自功率上限，并防止不在所述第一子组的设备中的每个设备的瞬间功耗超过各自平均功率限制。
12.根据权利要求8的功率管理的电子系统，其中，所述电子系统是计算机系统。
13.根据权利要求12的功率管理的电子系统，其中，所述功耗设备包括服务器。
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