CN101925870B - 合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法和合成器 - Google Patents
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Abstract
在一种合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法中，合成一个或多个候选部件组并且计算所述一个或多个候选部件组中的每一个的有效能损耗值。确定所述候选部件组中的至少一个是否满足有效能损耗目标值，并且将被确定为满足有效能损耗目标值的至少一个候选部件组标识为用于设计所述系统的部件组。
Description
背景技术
数据中心的数量存在显著的增加，所述数据中心可以定义为位置，例如容纳设置在若干机架中的计算机系统的房间。计算机系统典型地被设计成执行工作，例如提供因特网服务或者执行各种计算。此外，数据中心典型地包括冷却系统以基本上将计算机系统维持在希望的热力学条件内。
数据中心中容纳的计算机系统经常在着眼于最小化计算机系统产生的温度，从而最小化冷却系统在驱散产生的热量时消耗的能量的情况下被设计和实现。此外，冷却系统经常以各种方式被设计和实现，以便基本上最大化冷却空气流输送到计算机系统的效率。
尽管用于基本上最小化数据中心中的能耗的当前的方法和系统相对有效，但是仍然存在改进的空间。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法，所述方法包括：接收有关部件选项的数据，并且根据所述部件选项合成一个或多个候选部件组；通过以下方式来计算所述一个或多个候选部件组中的每一个的有效能损耗值：分析提供到所述候选部件组中的功率量以及与周围环境温度相比从所述候选部件组耗散的热量；确定所述候选部件组中的至少一个是否满足所述有效能损耗目标值；以及将被确定为满足所述有效能损耗目标值的至少一个候选部件组标识为用于设计所述系统的部件组；其中，一种或多种环境条件被用于计算所述系统的有效能损耗值，并且一种或多种环境条件由输入源建模；其中，所述输入源包括被配置成对一种或多种环境条件建模的软件和/或硬件。
本发明的另一个方面涉及一种合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的合成器，所述合成器包括：输入模块，其被配置成接收有关部件选项的数据；部件组合成模块，其被配置成根据所述部件选项合成一个或多个候选部件组；有效能损耗计算模块，其被配置成通过以下方式来计算所述一个或多个候选部件组中的每一个的有效能损耗值：分析提供到所述候选部件组中的功率量以及与周围环境温度相比从所述候选部件组耗散的热量；有效能损耗比较模块，其被配置成确定相应有效能损耗值中的任何一个是否满足所述有效能损耗目标值；以及标识模块，其被配置成将被确定为满足所述有效能损耗目标值的至少一个候选部件组标识为用于设计所述系统的部件组；其中，一种或多种环境条件被用于计算所述系统的有效能损耗值，并且一种或多种环境条件由输入源建模；其中，所述输入源包括被配置成对一种或多种环境条件建模的软件和/或硬件。
附图说明
根据以下参照附图的描述，本发明的特征对于本领域技术人员将变得清楚明白，在附图中：
图1示出了依照本发明实施例的用于合成(synthesize)部件以便设计满足有效能(exergy)损耗目标值的系统的系统的简化框图；
图2A示出了依照本发明实施例的合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法的流程图；
图2B示出了依照本发明另一实施例的合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法的流程图；
图3示出了依照本发明又一实施例的合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法的流程图；以及
图4示出了依照本发明实施例的被配置成实现或执行图1中绘出的合成器的计算装置的框图。
具体实施方式
出于简单性和说明性的目的，本发明通过主要参照其示例性实施例加以描述。在下面的描述中，阐述了许多特定细节以便提供对于本发明的彻底理解。然而，本领域普通技术人员应当清楚的是，本发明可以在不限于这些特定细节的情况下实施。在其他情况下，公知的方法和结构未加详细描述以便不致不必要地使本发明模糊不清。
本文公开了合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的系统和方法。在设计该系统时，多个合成部件设计可以相对于彼此和/或相对于有效能损耗目标值被评估。在一个示例中，有效能损耗目标值包括所述多个合成部件设计当中的最小有效能损耗值。在另一个示例中，有效能损耗目标值基于一个或多个最优化方案。
一般来说，“有效能(exergy)”与“可用能量”同义并且可以定义为系统能够做的功的量的度量。与能量——其不能被消灭(destroy)，因为它仅仅从一种状态转到另一种状态——相比较，有效能或可用能量典型地在系统做功或者消耗可用资源的时候被消灭。在这个意义上，消灭的有效能的度量因此涉及能量和材料消耗。更特别地，热力学第二定律使得任何实际物理系统中不可逆性的存在(或者熵产生)成为必要。这些不可逆性明显降低了可供系统利用的功的量。这些不可逆性导致可用能量或资源(即有效能)的消灭。例如，将煤炭转化为电的过程是不可逆的过程并且该转化因而对应于有效能的消灭。
本文公开的系统和方法被配置成合成部件以便设计基本上最小化有效能消灭或者同义地说，最大化环境可持续性的系统。用于确定系统的热性能的模型可以用于确定部件和/或系统的有效能消灭值。照此，使用有效能作为设计系统中的度量具有需要很少或者不需要附加的设备或数据或度量衡的额外益处，并且因而可以利用相对较少量的附加成本来实现。
首先参照图1，示出了依照示例的用于合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的系统100的简化框图。应当理解的是，系统100可以包括附加的元件并且可以移除和/或修改这里描述的一些元件而不脱离系统100的范围。
如图所示，系统100包括合成器102，其可以包括软件、固件或硬件并且被配置成合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统。合成器102被描绘成包括输入模块104、部件组合成模块106、有效能损耗计算模块108、有效能损耗比较模块110以及标识模块112和合成输出模块114。
在其中合成器102包括软件的情况中，合成器102可以存储在计算机可读存储介质上并且可以由计算设备(未示出)的处理器执行。在这些情况中，模块104-114可以包括被配置成执行本文下面描述的功能的软件模块或其他程序或算法。在其中合成器102包括固件或硬件的情况中，合成器102可以包括被配置成执行本文描述的功能的电路或其他装置。在这些情况中，模块104-114可以包括软件模块和硬件模块中的一个或多个，例如一个或多个电路。
在任何方面，合成器102设计的系统可以包括单个电子系统(例如桌上型计算机、膝上型计算机、服务器、个人数字助理、打印机等等)或者多个系统的组合(例如IT数据中心、印刷厂等等)。也可以将其他类型的系统(例如引擎、压缩器等等)设计成多个系统的组合(例如汽车、飞机等等)的一部分。本文下面描述了其中合成器102可以设计单独系统和多个系统以使得这些系统满足有效能损耗目标值的方式的各种示例。
如图1中所示，输入模块104被配置成从输入源120接收输入。输入源120可以包括计算设备，通过其可以将数据输入到合成器102中。在一个方面，合成器102和输入源120可以形成相同或不同计算设备的一部分。输入的数据可以包括例如用于一个或多个系统的各种部件选项。举例而言，如果合成器102被实现为设计桌上型计算机，那么部件选项可以包括不同类型的处理器、存储器、风扇、电源、主板、视频卡、外壳(casing)等等。作为另一个示例，如果合成器102被实现为设计IT数据中心，那么部件选项可以包括不同类型的服务器、电子器件柜、空调单元、通风瓦(vent tile)等等。
依照示例，输入模块104可以提供图形用户界面，通过该图形用户界面用户可以提供指令给合成器102。合成器102可以将从输入源120接收的数据存储到数据仓140中，所述数据仓可以包括易失性和非易失性存储器(例如DRAM、EEPROM、MRAM、闪存等等)的组合。此外或可替换地，数据仓140可以包括被配置成从可移除介质读和向可移除介质写的设备，所述可移除介质例如软盘、CD-ROM、DVD-ROM或者其他光学或磁性介质。
输入源120也可以包括一个或多个被配置成检测一种或多种环境条件的装置，例如温度传感器、压力传感器、风速计等等。此外或可替换地，输入源120可以包括被配置成对一种或多种环境条件建模的软件和/或硬件。在任何情况下，所述一种或多种环境条件可以用于计算部件或系统的有效能损耗值，如本文下面更详细地描述的。
所述部件组合成模块106被配置成合成一组或多组部件。每组部件可以由部件的不同组合形成，所述部件可以被合成以形成希望的系统。此外，有效能损耗计算模块108被配置成计算与合成的部件组中的一个或多个关联的有效能损耗。
有效能损耗比较模块110被配置成比较针对所述一个或多个合成的部件组计算的有效能损耗值。依照示例，有效能损耗比较模块110被配置成将所述合成的部件组的相应有效能损耗值彼此比较以便标识所述部件组中的哪个具有最低的有效能损耗值。此外或可替换地，有效能损耗比较模块110被配置成将所述一个或多个有效能损耗值与有效能损耗目标值进行比较。
有效能损耗目标值可以包括所述一个或多个合成的部件组当中的最小有效能损耗值。此外或可替换地，有效能损耗目标值可以依照一种或多种最优化方案来设置。依照示例，有效能损耗比较模块110可以从有效能损耗目标值输入源130接收有效能损耗目标值。有效能损耗目标值输入源130可以包括计算设备(未示出)，通过该计算设备可以将所述最优化方案中的一种或多种输入到有效能损耗比较模块110中。在这个方面，有效能损耗目标值输入源130可以包括来自输入源120的相同或不同的装置。本文下面更详细地描述了可以用来设置有效能损耗目标值的各种最优化方案的示例。
标识模块112被配置成基于有效能损耗比较模块110执行的比较标识满足有效能损耗目标值的合成的部件组。此外，合成输出模块114被配置成向输出端150输出标识的部件组。输出端150可以包括例如被配置成显示标识的部件组的显示器。此外或可替换地，输出端150可以包括其上存储有标识的部件组的固定或可移除存储设备。作为另外的可替换方案，输出端150可以包括到网络的连接，通过该连接可以传送标识的部件组。
现在将参照图2A、图2B和图3中绘出的方法200、250和300的以下流程图描述其中系统100可以用来合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法的示例。本领域普通技术人员应当清楚的是，方法200、250和300代表广义的图示，并且可以添加其他步骤或者可以移除、修改或重新排列现有的步骤而不脱离方法200、250和300的范围。
方法200、250和300的描述参照图1中所示的系统100进行，并且因而参照了那里引用的元件。然而，应当理解的是，方法200、250和300并不限于系统100中阐述的元件。相反地，应当理解的是，方法200、250和300可以由具有与系统100中所述配置不同的配置的系统实施。
诸如处理器(未示出)之类的控制器可以实施或执行合成器102以便在合成部件以设计满足有效能损耗目标值的系统时实现方法200、250和300中的一个或多个。
首先参照图2A，其示出了依照示例的合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法200的流程图。如图2A所示，在步骤202标识用于系统的合成选项。这些合成选项可以包括可以合成在一起以便形成系统的部件的不同的可能组合。因此，例如在系统包括个人计算机的情况下，这些合成选项可以包括各种类型的处理器、电源、风扇、壳体等等。可以任意选择可以被合成以形成系统的部件列表或者它们可以基于一个或多个约束，例如研制周期、成本、性能等等。
在任何方面，合成器102的输入模块104可以从输入源120接收候选部件并且可以将有关候选部件的信息存储到数据仓140中。在步骤204，部件合成模块106合成多个候选部件组。所述多个候选部件组中的每一个通过包括至少一个与其他候选部件组不同的部件而彼此不同。
对于候选部件组中的每一个部件，有效能损耗计算模块108可以如步骤206所示计算相应的有效能损耗值。依照示例，有效能损耗计算模块108可以通过评估与候选部件组关联的热基础结构来计算有效能损耗值。更特别地，例如，有效能损耗计算模块108可以通过分析提供到候选部件组中的功率量以及与周围环境温度相比从候选部件组耗散的热量来计算候选部件组的有效能损耗值。有效能损耗计算模块108也可以在计算候选部件组的有效能损耗值时分析其他的环境条件。
举例而言，有效能损耗计算模块108可以依照以下方程计算有效能值(□)：
方程(1)：ψ＝(h-h0)-T0(s-s0)
在方程(1)中，h为候选部件组的焓，T为温度，s为熵并且下标“0”对应于对照其评估候选部件组的参考或周围环境状态。此外，有效能(□)是具有可忽略的动能和势能的稳定状态下的候选部件组的每单位质量。如果要计算系统的总有效能，那么方程(1)可以乘以候选部件组的质量(或者等效地，密度和体积)。
可以按照温度和比热Cp如下近似地简化方程(1)：
方程(2)：ψ＝Cp(T-T0)-T0Cpln(T/T0)
方程(1)或方程(2)可以与传统的热力学方法一起使用以便确定系统的有效能损耗。热力学公式的一个示例如下：
方程(3)：ψd＝∑ψin-∑ψout-Δψ
在方程(3)中，下标d表示消灭的有效能的量，下标“in”表示提供到系统中的有效能的量，下标“out”表示离开系统的有效能的量，并且Δψ表示如例如方程(1)或方程(2)中任一个测量的系统内有效能的变化。方程(3)也可以写成每单位时间，在这种情况下，有效能项□中的每一个将表示有效能变化率而不仅仅是有效能。
在任何方面，用来计算有效能损耗值的环境条件可以通过使用一个或多个传感器来检测。此外或可替换地，这些环境条件可以通过建模程序(例如计算流体动力学建模程序)的运行来确定。合成器102可以对候选部件组进行建模并且也可以根据这些模型计算有效能损耗值。可替换地，可以制造候选部件组并且可以根据获得的实际测量或者通过部件的各种条件的建模来计算有效能损耗值。
在步骤208，将候选部件组的有效能损耗值彼此比较以便确定候选部件组中的哪一个具有最低的有效能损耗值。换言之，在步骤208标识在候选部件组当中消耗最少量的资源的候选部件组。
此外，可以在步骤210就标识为具有最低的有效能损耗值的候选部件组是否也满足有效能损耗目标值做出确定。依照示例，有效能损耗目标值可以等于具有最低的有效能损耗值的候选部件组的有效能值。在这个示例中，步骤210可以省略，因为具有最低的有效能损耗值的候选部件组将总是满足该条件。
然而，依照另一个示例，有效能损耗目标值可以基于一种或多种最优化方案，如本文下面参照图2B中所示方法250更详细地描述的。在该示例中，具有最低的有效能损耗值的候选部件组可以不必满足有效能损耗目标值。在其中具有最低的有效能损耗值的候选部件组不满足有效能损耗目标值的情况中，部件组合成模块106可以替换至少其中一个候选部件组中的一个或多个部件，并且可以重复步骤206-210，直到获得满足有效能损耗目标值的部件组。
在步骤212，合成输出模块114可以将标识为满足有效能损耗目标值的候选部件组输出到输出端150，该输出端可以包括显示器、存储设备、打印设备和网络连接中的至少一个。
现在参照图2B，其示出了依照另一示例的合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法250。类似于图2A中的步骤202，在步骤252标识系统的合成选项。此外，在步骤254，部件合成模块106合成候选部件组。部件的初始合成可以基于例如一个或多个约束，例如部件可用性、部件成本、预配置布置等等。
在步骤256，有效能损耗计算模块108可以以上面关于图2A中的步骤206描述的任何方式计算候选部件组的有效能损耗值(x)。此外，在步骤258，有效能损耗比较模块110将候选部件组的有效能损耗值(x)与有效能损耗目标值(y)进行比较以便确定有效能损耗值(x)是否通过例如落在有效能损耗目标值(y)之下而满足有效能损耗目标值(y)。
依照示例，有效能损耗目标值(y)可以等于具有最低的有效能损耗值的候选部件组的有效能值。然而，依照另一个示例，如上面也讨论的，有效能损耗目标值(y)可以基于一种或多种最优化方案。在该示例中，合成器102可以从有效能损耗目标值输入源130接收有效能损耗目标值(y)，如步骤260所示。
所述一种或多种最优化方案可以包括基于预算的最优化方案、基于生命周期分析(LCA)的最优化方案、基于阶段的最优化方案、基于性能系数(COP)的最优化方案、基于服务水平协议(SLA)的最优化方案、基于总拥有成本(TCO)的最优化方案等等。
在基于预算的最优化方案下，有效能损耗目标值(y)可以基于预定的有效能预算而设置，有效能预算指示允许候选部件组消灭的最大的有效能的量(以焦耳为单位)。最大的有效能的量可以基于环境可持续性标准(例如可用于电的煤炭吨位)、某种类型的经济标准等等来确定。
在基于LCA的最优化方案下，有效能损耗目标值(y)可以基于候选部件组的整个生命周期上的总有效能消灭(destruction)来设置。例如，可以将有效能损耗目标值(y)设置为基本上最小化部件组的整个生命周期上的总有效能消灭的值。整个生命周期可以包括原材料提取、制造和运输、运行以及处置。此外，现有的生命周期工程(LCE)方法可以用于量化与生命周期的每个阶段关联的有效能损耗，以及将材料资源恢复到其天然发生状态所需的有效能。在该方案下，有效能损耗目标值(y)可以基于被计算为在部件组的整个生命周期期间发生的总有效能损耗来设置。
在基于阶段的最优化方案下，有效能损耗目标值(y)可以基于在候选部件组的生命周期的一个或多个阶段期间消灭的有效能的量来设置。更特别地，例如，可以将有效能损耗目标值(y)设置为基本上最小化生命周期的一个或多个阶段期间的有效能消灭的值。例如，高性能计算机的有效能损耗目标值(y)可以被设置成对于运行阶段是最优化的，所述运行阶段是其中最大环境和经济值很可能存在的阶段。作为另一个示例，个人计算机的有效能损耗目标值(y)可以被设置成对于制造阶段是最优化的，所述制造阶段是其中最大环境和经济值很可能存在的阶段。
在可以被认为是基于阶段的最优化方案的子集的基于COP的最优化方案下，有效能损耗目标值(y)可以基于部件组的性能系数而设置。换言之，可以将有效能损耗目标值(y)设置成基本上最小化部件组消耗的总能量的值。此外，按照部件组消耗的能量的倍增因子量化部件组的有效能消灭。例如，数据中心设施中的冷却基础结构的总功耗可以由以下方程给出：
方程(4)：Qdc×COPG＝Wtot
其中Wtot是冷却基础结构的总功耗，Qdc是数据中心中的计算工作负荷的总散热，其可以等于计算基础结构的功耗，并且COPG是系综(ensemble)的性能系数。基于用来产生电的电力网的燃料配给(fuel mix)，有效能损耗因子K可以基于燃料提取和消耗期间消灭的有效能而赋值，使得：
方程(5)：有效能损耗～K×Wtot
方程(5)因而提供基于COPG最优化的目标有效能损耗“y”。
在基于SLA的最优化方案下，有效能损耗目标值(y)可以基于SLA中阐述的条件来设置。更特别地，例如，SLA可以量化部件组的可允许有效能消灭。举例而言，例如，需要99％的正常运行时间的SLA可以与对于特定计算机子集、特定冷却基础结构、确定性功率输送架构等等的需要相关。然后，可以量化部件组中每个部件的有效能损耗，从而给出与特定SLA相对应的部件组的总有效能损耗。
在基于TCO的最优化方案下，有效能损耗目标值(y)可以基于上面方程(5)中的因子K中的TCO度量来设置。例如，基于总的数据中心功耗，可以在因子K中附加电费率以便估计作为有效能损耗的函数的部件组的总成本。作为其他示例，TCO可以直接与COPG相关，或者TCO可以基于单位有效能损耗来计算。
可以在设置有效能损耗目标值(y)时组合多种最优化方案。举例而言，可以组合基于COP以及基于TCO的最优化方案，因为可用能量的降低等同于高的拥有成本。此外，假设其他拥有成本(例如人员、维护、折旧等等)超过直接的功率成本，使得TCO和COP不线性相关。在该示例中，作为如何可以实现部件的合成的说明，可以产生三种不同的解决方案A、B和C，其中A是最佳有效能系综，B是最佳TCO系综，并且C是最佳效率(COP)系综。然后，可以沿着A、B和C的不同值对每个部件的重要性加权。更特别地，例如，对于任务关键服务，C可以相对更重地加权；对于低值工作负荷，B可以相对更重地加权；并且对于中间范围的日常操作，A可以相对更重地加权。然后，最佳的部件合成可以作为加权参数的某个函数而导出。
在任何方面，如果在步骤258有效能损耗比较模块110确定候选部件组的有效能损耗值(x)不满足有效能损耗目标值(y)，那么部件组合成模块106利用一个或多个新部件替换候选部件组中的一个或多个部件，如步骤262所示。部件组合成模块106可以随机地替换所述一个或多个部件，或者可以基于替换部件的各种因素(例如成本、研制时间、可用性等等)替换所述一个或多个部件。此外，部件组合成模块106可以利用(一个或多个)替换部件合成另一候选部件组，如步骤264所示。
有效能损耗计算模块108也可以通过计算步骤264处合成的所述另一候选部件组的有效能损耗值(x)来重复步骤256。此外，可以重复步骤258-264，直到标识模块112标识了满足有效能损耗目标值(y)的候选部件组(x)为止。在等同于步骤258处的“是”条件的该情况中，合成输出模块114可以在步骤266处在输出端150上输出满足有效能损耗目标值(y)的部件组(x)，如本文上面关于步骤212(图2A)所描述的。
现在参照图3，其示出了依照又一示例的合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法300的流程图。在方法300中，计算形成候选部件组的单独部件的有效能损耗值并且将其用于基本上最小化有效能损耗。该方法不同于方法200和250，因为在那些方法中，候选部件组的有效能损耗值中的每个是作为整体例如从预先定义的库或模板计算的。
类似于图2A中的步骤202，在步骤302标识系统的合成选项。此外，在步骤304，部件合成模块106合成一个或多个候选部件组。这些候选部件组可以基于例如一个或多个约束，例如部件可用性、部件成本、预配置的布置等等。
在步骤306，有效能损耗计算模块108计算候选部件组中每个部件(i)的有效能损耗值(xi)。举例而言，每个部件(i)可以包括被配置成用于IT数据中心的分离的装置，例如服务器、路由器、显示器、存储设备、电子器件柜、交换机、空调单元、通风瓦等等。此外，可以如上面针对图2A中的步骤206讨论的计算每个部件(i)的有效能损耗值(xi)。
在步骤308，有效能损耗计算模块108通过对所述一个或多个候选部件组中包含的部件的单独的有效能损耗值(xi)求和来计算所述一个或多个候选部件组的总有效能损耗值(x)。总有效能损耗值(x)可以存储在数据仓140中，如步骤310所示。此外，总有效能损耗值(x)可以与其他候选部件组的总有效能损耗值(x)进行比较。此外，这些候选部件组的总有效能损耗值(x)可以相对于彼此排列等级，以便标识这些候选部件组中的哪一个导致最低的总有效能损耗值(min(x))。
总有效能损耗值(x)也可以用于形成有效能损耗目标值(y)，如步骤312所示。有效能损耗目标值(y)可以包括最低的总有效能损耗值(min(x))或者它可以如上面在步骤260(图2B)处所讨论的形成。此外，有效能损耗比较模块110可以在步骤314确定最低的有效能损耗值(min(x))是否满足有效能损耗目标值(y)。
响应于确定最低的有效能损耗值(min(x))不满足有效能损耗目标值(y)，标识模块112可以在步骤316标识具有最低的有效能损耗值的候选部件组的哪个部件具有最高的有效能损耗值。此外，在步骤318，部件组合成模块106可以利用新的部件替换该高损耗部件，并且可以在步骤304利用新的部件合成新的候选部件组。可以重复步骤306-318，直到标识模块112标识了满足有效能损耗目标值(y)的候选部件组(x)。在等同于步骤314处的“是”条件的该情况中，合成输出模块114可以在步骤320在输出端150上输出满足有效能损耗目标值(y)的部件组(x)，如本文上面针对步骤212(图2A)所描述的。
通过实施或执行方法200、250和300中的任何一种，诸如个人计算设备、打印设备、计算和冷却设备的组合(例如IT数据中心)等之类的系统可以被合成以满足有效能损耗目标值。在一个方面，因而可以基本上最小化在实施该系统期间消灭的有效能的量，并且可以基本上最大化系统的环境可持续性。
方法200、250和300中阐述的一些或全部操作可以作为应用程序、程序或子程序而包含在任何希望的计算机可存取的介质上。此外，方法200、250和300可以由计算机程序实施，所述计算机程序可以以活动和不活动的各种形式存在。例如，它们可以作为由程序指令组成的软件程序而存在，所述程序指令的格式为源代码、目标代码、可执行代码或其他格式。上面任何一种都可以以压缩或不压缩的形式包含在计算机可读介质上，所述计算机可读介质包括存储设备和信号。
示例性计算机可读存储设备包括常规的计算机系统RAM、ROM、EPROM、EEPROM和磁盘或光盘或者磁带或光带。示例性计算机可读信号(不管是否使用载波加以调制)是宿存(host)或运行计算机程序的计算机系统可以被配置成访问的信号，包括通过因特网或其他网络下载的信号。前面所述的具体示例包括程序在CD ROM上或者通过因特网下载的分布。在一定意义上，因特网本身作为抽象实体是一种计算机可读介质。对于一般的计算机网络也是如此。因此，应当理解的是，能够执行上述功能的任何电子设备可以实现上面列举的那些功能。
图4示出了依照示例的被配置成实施或执行图1中绘出的合成器102的计算装置400的框图。在这个方面，计算装置400可以用作用于执行上文针对合成器102描述的一个或多个功能的平台。
计算装置400包括处理器402，其可以实施或执行方法200、250和300中描述的一些或全部步骤。来自处理器402的命令和数据通过通信总线404传送。计算装置400也包括主存储器406和辅助存储器408，所述主存储器例如随机存取存储器(RAM)，在其中用于处理器402的程序代码可以在运行时期间执行。辅助存储器408包括例如一个或多个硬盘驱动器410和/或可移除存储驱动器412，所述可移除存储驱动器代表软盘驱动器、磁带驱动器、紧致盘驱动器等等，其中可以存储用于方法200、250和300的程序代码的副本。
可移除存储驱动器410以公知的方式从可移除存储单元414读和/或向可移除存储单元414写。用户输入和输出设备可以包括键盘416、鼠标418和显示器420。显示适配器422可以与通信总线404和显示器420对接并且可以从处理器402接收显示数据且将该显示数据转换成显示器420的显示命令。此外，(一个或多个)处理器402可以通过网络适配器424在网络(例如因特网、LAN等等)上通信。
本领域普通技术人员应当清楚的是，可以在计算装置400中添加或替代其他已知的电子部件。还应当清楚的是，图4中绘出的一个或多个部件可以是可选的(例如用户输入设备、辅助存储器等等)。
本文所描述和图示的是本发明的优选实施例及其一些变型。本文使用的术语、描述和附图仅仅通过说明的方式进行阐述，并非意在限制。本领域技术人员应当认识到，在本发明的范围内许多变型都是可能的，该范围预期由下面的权利要求及其等效物限定，其中除非另有说明，所有术语都在其最广义的合理意义上进行解释。
Claims (18)
1.一种合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的方法，所述方法包括：
接收有关部件选项的数据，并且根据所述部件选项合成一个或多个候选部件组；
通过以下方式来计算所述一个或多个候选部件组中的每一个的有效能损耗值：分析提供到所述候选部件组中的功率量以及与周围环境温度相比从所述候选部件组耗散的热量；
确定所述候选部件组中的至少一个是否满足所述有效能损耗目标值；以及
将被确定为满足所述有效能损耗目标值的至少一个候选部件组标识为用于设计所述系统的部件组；
其中，一种或多种环境条件被用于计算所述系统的有效能损耗值，并且一种或多种环境条件由输入源建模；
其中，所述输入源包括被配置成对一种或多种环境条件建模的软件和/或硬件。
2.依照权利要求1的方法，其中合成一个或多个候选部件组还包括合成多个候选部件组，其中每个候选部件组具有至少一个与其他候选部件组不同的部件，并且其中有效能损耗目标值包括所述多个候选部件组当中的最小有效能损耗值。
3.依照权利要求1的方法，还包括：
响应于确定所述候选部件组中的至少一个的有效能损耗值未能满足有效能损耗目标值而合成附加的候选部件组；
计算所述附加的候选部件组的有效能损耗值；
将所述附加的候选部件组的有效能损耗值与有效能损耗目标值进行比较；
确定所述附加的候选部件组的有效能损耗值是否满足有效能损耗目标值；并且
其中标识步骤还包括响应于所述附加的候选部件组的有效能损耗值满足有效能损耗目标值而将所述附加的候选部件组标识为用于所述系统中的部件组。
4.依照权利要求1的方法，其中计算有效能损耗值还包括通过评估与所述一个或多个候选部件组中的每一个关联的基础结构来计算有效能损耗值。
5.依照权利要求1的方法，还包括：
对于所述一个或多个候选部件组中的每一个，计算所述一个或多个候选部件组中的每一个中包含的每个部件的有效能损耗值；并且
其中计算有效能损耗值还包括对所述一个或多个合成的部件组中的每一个中包含的每个部件的有效能损耗求和。
6.依照权利要求5的方法，还包括：
对于所述候选部件组中的每一个，根据这些候选部件组中包含的每个部件的有效能损耗值计算总有效能损耗值；
存储这些候选部件组的总有效能损耗值；
确定这些候选部件组中的哪一个具有最低的总有效能损耗值；
确定该最低的总有效能损耗值是否满足有效能损耗目标值；并且
其中标识至少一个候选部件组还包括响应于该最低的总有效能损耗值满足有效能损耗目标值而将具有该最低的总有效能损耗的候选部件组标识为用于设计所述系统的部件组。
7.依照权利要求6的方法，还包括：
响应于有效能损耗目标值超过最低的总有效能损耗值，标识具有最低的总有效能损耗值的候选部件组中的具有最高的有效能损耗值的部件并且利用另一部件替换该部件。
8.依照权利要求1的方法，还包括：
根据基于预算的最优化方案、基于生命周期的最优化方案、基于阶段的最优化方案、基于性能系数的最优化方案、基于服务水平协议的最优化方案以及基于总拥有成本的最优化方案中的至少一个选择有效能损耗目标值。
9.依照权利要求1的方法，其中合成所述一个或多个候选部件组还包括基于部件的可用性、成本和性能中的至少一个合成所述一个或多个候选部件组。
10.依照权利要求1的方法，其中所述系统包括数据中心，并且其中所述部件包括服务器、空调单元、空气移动单元和存储器中的一个或多个。
11.依照权利要求1的方法，其中所述系统包括个人计算装置、打印装置和个人数字助理中的至少一个，并且其中所述部件包括处理器、存储器、风扇、电源、视频卡、外壳和主板中的一个或多个。
12.依照权利要求1的方法，还包括：
输出被确定为满足有效能损耗目标值的所标识的至少一个候选部件组。
13.一种合成部件以便设计满足有效能损耗目标值的系统的合成器，所述合成器包括：
输入模块，其被配置成接收有关部件选项的数据；
部件组合成模块，其被配置成根据所述部件选项合成一个或多个候选部件组；
有效能损耗计算模块，其被配置成通过以下方式来计算所述一个或多个候选部件组中的每一个的有效能损耗值：分析提供到所述候选部件组中的功率量以及与周围环境温度相比从所述候选部件组耗散的热量；
有效能损耗比较模块，其被配置成确定相应有效能损耗值中的任何一个是否满足所述有效能损耗目标值；以及
标识模块，其被配置成将被确定为满足所述有效能损耗目标值的至少一个候选部件组标识为用于设计所述系统的部件组；
其中，一种或多种环境条件被用于计算所述系统的有效能损耗值，并且一种或多种环境条件由输入源建模；
其中，所述输入源包括被配置成对一种或多种环境条件建模的软件和/或硬件。
14.依照权利要求13的合成器，还包括：
合成输出模块，其被配置成将被确定为满足有效能损耗目标值的所标识的至少一个候选部件组输出到输出端，其中该输出端被配置成执行以下至少一个：显示、传输和存储所标识的至少一个候选部件组。
15.依照权利要求13的合成器，其中有效能损耗计算模块还被配置成通过评估与所述一个或多个候选部件组中的每一个关联的基础结构来计算有效能损耗值。
16.依照权利要求13的合成器，其中有效能损耗比较模块被配置成接收与基于预算的最优化方案、基于生命周期的最优化方案、基于阶段的最优化方案、基于性能系数的最优化方案、基于服务水平协议的最优化方案以及基于总拥有成本的最优化方案中的至少一个有关的数据，并且根据至少一个最优化方案选择有效能损耗目标值。
17.依照权利要求13的合成器，其中所述系统包括数据中心，并且其中所述部件包括服务器、空调单元、空气移动单元和存储器中的一个或多个。
18.依照权利要求13的合成器，其中所述系统包括个人计算装置、打印装置和个人数字助理中的至少一个，并且其中所述部件包括处理器、存储器、风扇、电源、视频卡、外壳和主板中的一个或多个。
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