CN103186210A - 货柜系统、机柜与货柜系统散热管理方法 - Google Patents

Abstract

一种货柜系统、机柜与货柜系统散热管理方法。货柜系统包括主控制单元、至少一机柜与散热区。主控制单元连接于所有的机柜。机柜包括多个服务区，每一服务区还包括主服务器与至少一从服务器。散热区设置于服务区一侧，散热区耦接至主控制单元。每一从服务器耦接至主服务器。每一从服务器耦接至主服务器。从服务器均包括至少一温度感测器，温度感测器用以于接收到温度要求时输出温度信息至主服务器。主服务器收集各从服务器所传来的温度信息。主服务器在将温度信息转发至主控制单元。主控制单元则根据温度信息驱动散热区对服务区进行散热。

Description

货柜系统、机柜与货柜系统散热管理方法

技术领域

本发明涉及一种散热管理方法，特别涉及一种机柜的温度信息搜集与货柜系统的散热管理方法。

背景技术

随着科技的发达，计算机的处理能力也大幅的提升。也由于计算机的处理能力的提升，使得中央处理单元的温度会随着运转越来越高。目前，中央处理单元与运算能力高的芯片上会配置有风扇或是散热鳍片，但这样的方式对于越来越要求的轻薄与芯片组越来越多情况下，这样的散热方式还是略显不足。

以现今的服务器来说，服务器会在一个侧边配置风扇，在服务器中的个芯片组上配置散热鳍片，利用风扇所形成的风力吹向散热鳍片以形成一散热路径，但这样的方式在设计时得很谨慎的设计，而且在服务器中就得有一个很大的空间来形成散热路径，因而造成无法充分利用服务器中的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种货柜系统，其是将货柜中的每个机柜多个服务区，用以可分别控制每一服务区所对应的散热区。

本发明的目的在于提供一种机柜，其是被分为多个服务区，而每一服务区的主服务器可依序对其所属的从服务器要求回报温度。

本发明的目的在于提供一种货柜系统散热管理方法，其是利用阶层方式收集货柜中每个服务器的温度信息，以适时的驱动温度过高的服务器所相对应的散热区。

本发明提供一种货柜系统，其包括主控制单元与至少一机柜。主控制单元用以输出温度读取要求。机柜包括多个服务区。每一服务区还包括：主服务器与至少一从服务器。主服务器耦接至主控制单元，主服务器用以接收及输出温度要求。每一从服务器耦接至主服务器。从服务器均包括至少一温度感测器，温度感测器用以于接收到温度要求时输出温度信息至主服务器。当主服务器接收到温度信息时，则将温度信息输出至主控制单元。主控制单元则根据温度信息产生及输出散热信号。

本发明另提出一种机柜，其耦接于主控制单元。主控制单元输出温度读取要求至机柜，藉以取得相应的运作温度。本发明的每一机柜包括多个服务区。每一服务区包括主服务器与至少一从服务器主服务器耦接至主控制单元，且主服务器具有基板控制器，基板控制器接收及输出温度要求。至少一从服务器耦接至主服务器，且从服务器包括至少一温度感测器。温度感测器用以于接收到温度要求时，将温度信息输出至主服务器。

除上述实施例外，本发明还提出一种货柜系统散热管理方法，其适用于货柜。货柜包括机柜与多个散热区。机柜包括多个服务区，而每一服务区包括多个服务器。本发明的货柜系统散热管理方法包括以下步骤：接收及根据指定指令指定服务器其中之一为主服务器。产生温度要求。将温度要求依序传送至每一服务区中的主服务器。依序传送每一服务区中的主服务器传送的温度信息。根据温度信息产生风扇致能信号。根据风扇致能信号决定每一散热区的致能与否。

本发明提出阶层式散热管理方法及其系统是以阶层式的架构向从服务器取得目前的运作温度。并通过主控制单元将主服务器所收集的的运作温度传送至主控制单元。由主控制单元判断运作温度是否过高。这样的分层处理可以降低主控制单元的运作负载量，并减少网络传输的负载量，进而加快对散热控制的反应时间。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1本发明的货柜系统的架构示意图；

图2为本发明的部分机柜的架构示意图；

图3为本发明的服务器的架构示意图；

图4为本发明的货柜系统散热管理方法的步骤流程图；

图5为本发明的货柜系统的运作示意图。

其中，附图标记

货柜系统100

机柜102

风扇控制单元104

散热区F1～Fn

水冷区106

主控制单元108

服务区200

交换器202

主服务器204、Z1、Z2、Zn

从服务器208、S1、S2、Sm

基板控制器302

温度感测器304

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参照图1，其绘示本发明的货柜系统的架构示意图。本发明的货柜系统100包括机柜102、风扇控制单元104、散热区F₁～F_n、水冷区106与主控制单元108。其中，如本领域技术人员可以轻易知晓，货柜系统100可以容纳多个机柜102，其中为了管理货柜系统100系统，可在货柜系统100中的任一机柜102选定一服务器，并在此服务器中安装用于管理货柜系统100的相关操作软件与固件。在本实施例中，为与一般的服务器作区隔，因此，将此用于管理货柜系统100的服务器命名为主控制单元108。

在本实施例中，每个机柜102上是配置有交换器(未绘示)或是集线器(未绘示)。而风扇控制单元104也可以例如是任一机柜102中的一服务器，但均不以此为限。

主控制单元108耦接至机柜102与风扇控制单元104。其中，主控制单元108是例如是以网络线连接到交换器(未绘示)或是集线器(未绘示)，再通过网络线连接至机柜102与风扇控制单元104。

每一机柜102包括多个服务区Z₁～Z_n，每一个服务区Z₁～Z_n的侧边则配置有对应的散热区F₁～F_n。每一个服务区Z₁～Z_n中则配置有服务器S₁～S_m，而在本实施例中，为方便达到阶层式管理的目的，在每一个服务区Z₁～Z_n中都会选定一个服务器当成其主要管理与控制的服务器，因此，将此用于每一个服务区Z₁～Z_n中的这些服务器命名为主服务器S₁，而其他被主服务器S₁管理的服务器则命名为从服务器S₂～S_m。其中主服务器204的指派可以乱数选取也可以依照当时的运算量所决定。

在本实施例中，散热区F₁～F_n的数量可以例如是与服务区Z₁～Z_n的数量相同或成倍数关系，例如两个服务区配置一个散热区，但均不以此为限。其中，m与n均为大于零的正整数。

在本实施例中，每一个散热区F₁～F_n中是配置至少一风扇，而且散热区F₁～F_n的出风口是与每一个服务区Z₁～Z_n中主服务器S₁和从服务器S₂～S_m的进风口相邻。

请参照图2，其绘示本发明的部分机柜的架构示意图，服务区200中的主服务器204、从服务器206与208均例如是以网络线的耦接方式连接至交换器202，并通过交换器202与图1的主控制单元108、其他服务区200的服务器、其他远端的服务器或是远端的终端计算机作通讯。

请继续参照图1，主控制单元108耦接至水冷区106，用以控制水冷区106的马达(未绘示)。其中，水冷区106的马达可以例如是不中断的加压进水亦或是定时的加压进水，以使水不断的流动。水冷区106的面积可以全部覆盖或部分覆盖所有散热区F₁～F_n的进风口，但均不以此为限。

接着请参照图3，其绘示本发明的服务器的架构示意图。在本实施例中，主服务器S₁与从服务器S₂～S_m均包括有基板控制器(Baseboard ManagementController，简称BMC)302与温度控制器304。实际上的主服务器S₁与从服务器S₂～S_m尚包括有中央处理单元、记忆体、南桥芯片、网络芯片等等，但为突显出本发明的重点，故仅绘示基板控制器302与温度控制器304。其中，温度控制器304的数量可以例如是很多个，分别配置于电路板上、中央处理单元、记忆体、南桥芯片、显示芯片或其他发热量高的元件上或周遭。

为进一步说明本发明的运作流程，请同时配合图1、图3与图4与图5所示，其为本发明货柜系统散热管理方法的步骤流程图与本发明运作示意图。本发明的货柜系统散热管理方法包括首先货柜系统100建立时，则选定任一机柜102中的服务器当成管理货柜系统100的主控制单元108。因此，在主控制单元108启动后，则先行收集货柜系统100中所有服务器的IP(Internet Protocol，网络协定)地址，并将所收集到的IP地址建成一地址映射表，并储存于主控制单元108中。其次，主控制单元108可以依据其操作系统的指定指令或是使用者所输入的指令读取地址映射表，并根据地址映射表上的配置输出一智能平台管理界面(Intelligent Platform Management Interface，简称IPMI)指令至机柜102中每一服务区Z₁～Z_n的第一台服务器。若第一台服务器有回传确认信号给主控制单元108时，主控制单元108则将此第一台服务器设定为主服务器S₁。第一台服务器若无回传确认信号给主控制单元108时，主控制单元108则依序对每一服务区Z₁～Z_n的服务器发出智能平台管理界面指令，直至有服务器回传确认信号(步骤S410)。

其次，主控制单元108则根据地址映射表将每一服务区Z₁～Z_n的主服务器S₁所属的从服务器S₂～S_m的地址数据传送至每一服务区Z₁～Z_n的主服务器S₁。接着，主控制单元108则产生一温度要求(步骤S420)。

在本实施例中，主控制单元108接着依序将温度要求传送至每一服务区Z₁～Z_n的主服务器S₁。其中，主控制单元108是以智能平台管理界面指令的格式输出此温度要求至每一服务区Z₁～Z_n的主服务器S₁的基板控制器302(步骤S430)。

在每一服务区Z₁～Z_n的主服务器S₁的基板控制器302接收到温度要求后，主服务器S₁则依序将此温度要求传送至所属的从服务器S₂～S_m的基板控制器302(例如是以IPMI的方式)，而后基板控制器302则发出命令要求各温度感测器304回传其所感测到的温度，并于汇集后(包括S₁～S_m的温度)输出温度信息至每一服务区Z₁～Z_n的主服务器S₁的基板控制器302。每一服务区Z₁～Z_n的主服务器S₁的基板控制器302则依序将温度信息传送至主控制单元108。由于之前主控制单元108发出温度要求时，每个主服务器S₁间以存在时间差，因此每个主服务器S₁在回传温度信息也会有此时间差，并不会产生网络拥挤的情况(步骤S440)。

在本发明的较佳实施例中，当有温度感测器304未能即时回传温度给基板控制器302时，基板控制器302回传的温度信息可以例如是有部分空白或是标注故障，而当有连续空白或是标注故障达三次时，主控制单元108则可以发出警告信号告知管理者此一事件。

在本发明的较佳实施例中，温度信息可以例如是分为中央处理单元温度值与非中央处理单元温度值，但不以此为限。

主控制单元108在接收到温度信息后，则将各服务区的温度信息与预设正常值作比较，并得到内含比较结果的散热信号。接着，主控制单元108将散热信号输出至风扇控制单元104，而风扇控制单元104则根据散热信号产生风扇致能信号(步骤S450)。

然后，风扇控制单元104将风扇致能信号输出至散热区F₁～F_n。其中，风扇致能信号可以例如是只输出给需要被致能的散热区或是将例如是逻辑高电位的风扇致能信号输出至需要被致能的散热区，而将逻辑低电位的风扇致能信号输出至不需要被致能的散热区，其实际应用则视设计时所需而定(步骤S460)。

本发明的较佳实施例中，风扇控制单元104也可以例如是根据风扇致能信号决定是否加压水冷区106的水流速度。

在本实施例中，水冷区106周遭的空气会因为水冷区106内部的低温水而处于较低温的状态，因此当散热区F₁～F_n被致能后则可从其进风口抽取水冷区106周遭的冷风，并通过风扇产生其风速与风向后吹向对应的服务区Z₁～Z_n的进风口，而达到降低温服务器S₁～S_m的目的。

在本发明的较佳实施例中，主控制单元108可以仅对特定服务区发出温度要求，也可以向所有的服务区Z₁～Z_n发出温度要求。主服务器S₁可以每隔一段时间后就开始收集其他从服务器S₂～S_m的运作温度，并记录这时期所收集到的运作温度。本发明的阶层处理可以加快主控制单元108对从服务器S₁～S_m的温度收集，以下分别以现有架构与本发明的温度收集为例，但其中所述数量并非仅局限于此。以不多层分工的方式：假设现有的主控制单元108收集一个服务器中所有温度感测器304需要0.03秒。若是以12个机柜102，每个机柜102上有72个服务器来计算。

12X72X0.03＝25.92秒                    式1

则主控制单元108总共需来收集所有的温度信息。主控制单元108需收集散热区F₁～F_n里14个从服务器S₂～S_m(含主服务器S₁本身)中所有的温度感测器304的所需时间为：

14×0.03＝0.42秒                    式2

而本发明的主控制单元108并不需要逐一对各从服务器S₂～S_m的温度感测器304发出要求。本发明只需对每一个主服务器S₁发出回报温度的封包命令。假设单一主服务器S₁的回应时间是要0.02秒。故发出需要收集12个机柜102，而每个机柜102包含5个主服务器S₁，则所需要的回应时间为：

12×5×0.02＝1.2秒                式3

而发出要求到接收信息共花费了：

0.42+1.2＝1.62秒                  式4

从本发明的式4的结果相较于现有技术式1的结果可以明确的看到本发明所需的收集时间明显比现有技术快。因此对于温度的调整效率也会有所提升。

本发明提出阶层式散热管理方法及其系统系以阶层式的架构向从服务器S₂～S_m取得目前的运作温度。并通过主控制单元108将主服务器S₁所收集的的运作温度传送至主控制单元108。由主控制单元108判断运作温度是否过高。这样的分层处理可以降低主控制单元108的运作负载量，并减少网络传输的负载量，进而加快对散热控制的反应时间。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种货柜系统，其特征在于，包括：

一主控制单元，该主控制单元输出一温度读取要求；以及

一机柜，包括多个服务区，每一该些服务区包括：

一主服务器，耦接至该主控制单元，用以接收及输出一温度要求；以及

至少一从服务器，耦接至该主服务器，且包括至少一温度感测器，用以于接收到该温度要求时输出一温度信息至该主服务器；

其中，当该主服务器接收到该温度信息时，则将该温度信息输出至该主控制单元，而该主控制单元则根据该温度信息产生及输出一散热信号。

2.根据权利要求1所述的货柜系统，其特征在于，还包括：

一风扇控制单元，耦接至该主控制单元，且接收该散热信号，用以产生及输出一风扇致能信号；以及

多个散热区，对应于该些服务区，且耦接至该风扇控制单元，并接收及根据该风扇致能信号决定被致能与否。

3.根据权利要求2所述的货柜系统，其特征在于，还包括一水冷区，配置于该些散热区的进风口处，并全部或部分覆盖该些散热区。

4.一种机柜，耦接至一主控制单元，该主控制单元输出一温度读取要求，其特征在于，该机柜包括：

多个服务区，每一该些服务区包括：

一主服务器，耦接至该主控制单元，且具有一基板控制器，接收及输出一温度要求；以及

至少一从服务器，耦接至该主服务器，且包括至少一温度感测器，用以于接收到该温度要求时输出一温度信息至该主服务器。

5.根据权利要求4所述的机柜，其特征在于，当该主服务器接收到该温度信息时，则将该温度信息输出至该主控制单元。

6.一种货柜系统散热管理方法，适用于一货柜，该货柜包括一机柜与多个散热区，该机柜包括多个服务区，而每一该些服务区包括多个服务器，其特征在于，该货柜系统散热管理方法包括：

接收及根据一指定指令指定该些服务器其中之一为一主服务器；

产生一温度要求；

将该温度要求依序传送至每一该些服务区中的该主服务器；

依序传送每一该些服务区中的该主服务器传送的一温度信息；

根据该温度信息产生一风扇致能信号；以及

根据该风扇致能信号决定每一该些散热区的致能与否。

7.根据权利要求6所述的货柜系统散热管理方法，其特征在于，将该温度要求依序传送至每一该些服务区中的该主服务器的步骤包括：

该主服务器接收该温度要求；以及

该主服务器将该温度要求依序传送至每一该些服务区中的非该主服务器的其他服务器。

8.根据权利要求6所述的货柜系统散热管理方法，其特征在于，依序传送每一该些服务区中的该主服务器传送的该温度信息的步骤包括：

该主服务器依序接收该温度信息；以及

每一该些服务区中的该主服务器依序输出该温度信息。

9.根据权利要求6所述的货柜系统散热管理方法，其特征在于，还包括每一该些服务区中的该主服务器储存该温度信息。

10.根据权利要求6所述的货柜系统散热管理方法，其特征在于，接收及根据该指定指令指定该些服务器其中之一为该主服务器的步骤包括：

接收该指定指令；

读取一地址映射表，并得到每一该些服务区的一数据；

指定每一该些服务区中的该些服务器其中之一为该主服务器；以及

将每一该些服务区的该数据传送每一该些服务区中的该些服务器其中之一的该主服务器。

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