CN101923385A - 一种实现系统节能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现系统节能的方法，属于一种服务器、存储、高性能机群节能技术领域，其结构包括电源部分和服务器主板系统部分，电源部分连接服务器主板系统部分并为其供电；电源部分包括AC/DC转换模块、DC/DC转换模块、取样量化电路、PMBUS模块，服务器主板系统部分包括DC/DC转换模块、主板硬件监控芯片、CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片，电源部分的DC/DC转换模块连接服务器主板系统部分的DC/DC转换模块，电源部分的PMBUS模块连接服务器主板系统部分的DC/DC转换模块和主板硬件监控芯片。本发明和现有技术相比，可在一定程度上能够降低设备整体的能耗、具有很强的实用性。

Description

一种实现系统节能的方法
技术领域
本发明涉及一种服务器、存储、高性能机群节能技术领域，具体地说是一种实现系统节能的方法。
背景技术
随着信息社会的不断发展，人们对信息的需求越来越大。从而促成了一些大型的数据中心、大型机房应运而生。由于构成数据中心的单元——服务器、存储设备在长时间不间断工作条件下，对机房的电能消耗十分巨大。服务器消耗的电力占数据中心电力消耗量的40％，存储器的电力消耗占37％；并且，存储相关设备可以消耗1000瓦特甚至更多的电能。如何有效的实现系统节能，成为技术开发中重点研究事项。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种可在一定程度上能够降低设备整体的能耗、具有很强的实用性的一种实现系统节能的方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，包括电源部分和服务器主板系统部分，电源部分连接服务器主板系统部分并为其供电；电源部分包括AC/DC转换模块(AC/DC为交流电转换为直流电)、DC/DC转换模块(DC/DC为直流电转换直流电，DC/DC变换是将原直流电通过调整其占空比来控制输出的有效电压的大小)、取样量化电路、PMBUS模块(PMBUS电源管理总线，可通过定义传输和物理接口以及命令语言来促进与电源转换器或其他设备的通信)，电源部分输入端接AC/DC转换模块，AC/DC转换模块连接DC/DC转换模块，电源部分输入端还接取样量化电路，取样量化电路连接PMBUS模块；服务器主板系统部分包括DC/DC转换模块、主板硬件监控芯片、CPU、北桥芯片(MCH)、南桥芯片(ICH)和其他控制芯片，DC/DC转换模块连接CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片，给他们供电，主板硬件监控芯片连接并监控CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片；电源部分的DC/DC转换模块连接服务器主板系统部分的DC/DC转换模块，电源部分的PMBUS模块通过SMBUS总线(System Management Bus的缩写，系统管理总线)连接服务器主板系统部分的DC/DC转换模块和主板硬件监控芯片；电源部分的PMBUS模块与服务器主板系统部分的主板硬件监控芯片双向连接。
方法步骤为：
(1)、电源部分输入端的交流电通过AC/DC转换模块转换成直流电，然后通过DC/DC转换模块转换成给服务器主板系统部分供电的标准电压；
(2)、同时，电源部分输入端的交流电通过取样量化电路对输入端的交流电电压、电流进行取样、量化，取样量化电路将相关数据传递给PMBUS模块；
(3)、PMBUS模块接着对这些数据进行处理后，得出相应的输入功率值，通过SMBUS总线将功率数据传给服务器主板系统部分的DC/DC转换模块和主板硬件监控芯片；
(4)、服务器主板系统部分的主板硬件监控芯片监控CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片的工作状态，如工作电压、工作温度等信息；
(5)、主板硬件监控芯片将所监控到的各个芯片的工作状态通过SMBUS总线传递给PMBUS模块；
(6)、当PMBUS模块接收到主板硬件监控芯片传递来的数据后，便可以根据数据来判断服务器主板系统部分的各个芯片的工作状况，并产生相应的控制信号去调节服务器主板系统部分的DC/DC转换模块(可以适当的调低DC/DC模块的输出电压，降低电能损耗)，使之产生与服务器主板系统部分的各个芯片工作状态相一致的电压值。
单台设备上的电能小幅度的减小，对于整个机房甚至整个数据中心的能量节省也是十分可观的，而且机房管理员可以通过图形化监控软件来实时的对服务器主板系统部分的功耗进行远程监控，管理员对机房的冷却系统和供电系统进行合理的部署和调整提供参考。
本发明的一种实现系统节能的方法和现有技术相比，具有以下优点：
1、可实现对电源输入功率的监控，并将所得出的功率数据通过SMBUS总线传送至主板；通过在系统中专用的图形化软件来实时的显示电源的输入功率；
2、能够实现对电源功率的实时监控，还可以通过主板硬件监控芯片所获得的系统各类芯片的状态信息，来控制主板上集成在主板上电源分配模块——DC/DC转换模块中的控制开关管的PWM信号的占空比，从而根据各芯片工作的实际状态，产生合适的芯片工作电压，通过实时的监控系统状态来控制系统中各个芯片的工作电压；
3、还可以快速的检测AC输入端的掉电情况，及时动作，延长输出电压保持时间，一定程度提高了系统工作的安全性；
4、可以通过增加READ_EIN命令，实现PMBUS模块将检测到的电流、电压数据通过SMBUS总线传送到NM、NM再将数据传送给CPU处理(比如：计算系统的实时功耗、在某段时间系统消耗的电能等参数)，一定程度减小了PMBUS模块的负荷，从而优化PMBUS模块的性能，最后达到降低系统功耗的目的；
5、这种方法的引入，对当前机房供电系统来说，可以节省大量的电能，有很好的发展前景，有很强的实用性和现实意义，因而，具有很好的推广使用价值。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种实现系统节能的方法的系统电路结构示意图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种实现系统节能的方法作以下详细地说明。
实施例：
本发明的一种实现系统节能的方法，其结构包括电源部分和服务器主板系统部分，电源部分连接服务器主板系统部分并为其供电；电源部分包括AC/DC转换模块(AC/DC为交流电转换为直流电)、DC/DC转换模块(DC/DC为直流电转换直流电，DC/DC变换是将原直流电通过调整其占空比来控制输出的有效电压的大小)、取样量化电路、PMBUS模块(PMBUS电源管理总线，可通过定义传输和物理接口以及命令语言来促进与电源转换器或其他设备的通信)，电源部分输入端接AC/DC转换模块，AC/DC转换模块连接DC/DC转换模块，电源部分输入端还接取样量化电路，取样量化电路连接PMBUS模块；服务器主板系统部分包括DC/DC转换模块、主板硬件监控芯片、CPU、北桥芯片(MCH)、南桥芯片(ICH)和其他控制芯片，DC/DC转换模块连接CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片，给他们供电，主板硬件监控芯片连接并监控CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片；电源部分的DC/DC转换模块连接服务器主板系统部分的DC/DC转换模块，电源部分的PMBUS模块通过SMBUS总线(System Management Bus的缩写，系统管理总线)连接服务器主板系统部分的DC/DC转换模块和主板硬件监控芯片；电源部分的PMBUS模块与服务器主板系统部分的主板硬件监控芯片双向连接。
方法步骤为：
(1)、电源部分输入端的交流电通过AC/DC转换模块转换成直流电，然后通过DC/DC转换模块转换成给服务器主板系统部分供电的标准电压；
(2)、同时，电源部分输入端的交流电通过取样量化电路对输入端的交流电电压、电流进行取样、量化，取样量化电路将相关数据传递给PMBUS模块；
(3)、PMBUS模块接着对这些数据进行处理后，得出相应的输入功率值，通过SMBUS总线将功率数据传给服务器主板系统部分的DC/DC转换模块和主板硬件监控芯片；
(4)、服务器主板系统部分的主板硬件监控芯片监控CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片的工作状态，如工作电压、工作温度等信息；
(5)、主板硬件监控芯片将所监控到的各个芯片的工作状态通过SMBUS总线传递给PMBUS模块；
(6)、当PMBUS模块接收到主板硬件监控芯片传递来的数据后，便可以根据数据来判断服务器主板系统部分的各个芯片的工作状况，并产生相应的控制信号去调节服务器主板系统部分的DC/DC转换模块(可以适当的调低DC/DC模块的输出电压，降低电能损耗)，使之产生与服务器主板系统部分的各个芯片工作状态相一致的电压值。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (2)

1.一种实现系统节能的方法，包括电源部分和服务器主板系统部分，电源部分连接服务器主板系统部分并为其供电，其特征在于电源部分包括AC/DC转换模块、DC/DC转换模块、取样量化电路、PMBUS模块，电源部分输入端接AC/DC转换模块，AC/DC转换模块连接DC/DC转换模块，电源部分输入端还接取样量化电路，取样量化电路连接PMBUS模块；服务器主板系统部分包括DC/DC转换模块、主板硬件监控芯片、CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片，DC/DC转换模块连接CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片，给他们供电，主板硬件监控芯片连接并监控CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片；电源部分的DC/DC转换模块连接服务器主板系统部分的DC/DC转换模块，电源部分的PMBUS模块通过SMBUS总线连接服务器主板系统部分的DC/DC转换模块和主板硬件监控芯片；电源部分的PMBUS模块与服务器主板系统部分的主板硬件监控芯片双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种实现系统节能的方法，其特征在于方法步骤为：
(1)、电源部分输入端的交流电通过AC/DC转换模块转换成直流电，然后通过DC/DC转换模块转换成给服务器主板系统部分供电的标准电压；
(2)、同时，电源部分输入端的交流电通过取样量化电路对输入端的交流电电压、电流进行取样、量化，取样量化电路将相关数据传递给PMBUS模块；
(3)、PMBUS模块接着对这些数据进行处理后，得出相应的输入功率值，通过SMBUS总线将功率数据传给服务器主板系统部分的DC/DC转换模块和主板硬件监控芯片；
(4)、服务器主板系统部分的主板硬件监控芯片监控CPU、北桥芯片、南桥芯片和其他控制芯片的工作状态；
(5)、主板硬件监控芯片将所监控到的各个芯片的工作状态通过SMBUS总线传递给PMBUS模块；
(6)、当PMBUS模块接收到主板硬件监控芯片传递来的数据后，便可以根据数据来判断服务器主板系统部分的各个芯片的工作状况，并产生相应的控制信号去调节服务器主板系统部分的DC/DC转换模块，使之产生与服务器主板系统部分的各个芯片工作状态相一致的电压值。
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