CN103186216A - 机柜服务器系统及其电源控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种机柜服务器系统及其电源控制方法。机柜服务器系统的电源控制方法包括下列步骤。获取电源供应单元的转换效率与电源供应单元的参考负载的对应关系。依据对应关系来设定目标负载，其中目标负载为电源供应单元的转换效率最高时所对应的参考负载。获取电源供应单元的总负载及已运行的电源供应单元的数目，以得到已运行的每一电源供应单元的实际负载。当实际负载大于目标负载与负载预设值的总和时，开启电源供应单元中未运行的部份的其中之一。当实际负载小于目标负载与负载预设值的差值时，关闭电源供应单元中已运行的部份的其中之一。
Description
技术领域
本发明是有关于一种机柜服务器系统及其电源控制方法，且特别是有关于一种最佳化电源供应单元的转换效率的机柜服务器系统及其电源控制方法。
背景技术
随着能源危机渐渐逼近，环保意识逐渐抬头。在近几年中，部分国家已提出多种节能标准，以期能对电子产品的耗能有所规范。上述的节能规范已开始应用在电脑系统上，其限制电脑系统在待机(standby)状况下的功率耗损。
在机柜服务器系统中，电源供应(Power Supply)单元的转换效率等于输出功率除以输入功率，在输入功率不变的情况下，转换效率会随着输出功率的提升而增加，且随着输出功率的降低而减少。因为输入功率的一部份会转化为热量等其它形式的能量耗费掉，所以电源供应单元的转换效率为一个小于1的值，且转换效率越高代表电能被服务器所使用效率越高、且浪费在热能等其它方面的电能越少。一般而言，电源供应单元中已运行的部分的数量正比于服务器中已运行的部分的数量，并且当服务器中已运行的部分的功耗降低时，电源供应单元的转换效率会连带降低，以致于电能的浪费。因此，为了降低电能的浪费，如何使电源供应单元保持于高转换效率则成为设计机柜服务器系统的一个重要的课题。
发明内容
本发明提供一种机柜服务器系统及其电源控制方法，能在不改变电源供应单元的内部结构下，最佳化电源供应单元的转换效率。
本发明提出一种机柜服务器系统的电源控制方法，应用于包括多个电源供应单元的机柜服务器系统中。电源控制方法包括步骤如下：获取电源供应单元的转换效率与电源供应单元的参考负载的对应关系；依据对应关系，设定目标负载，其中目标负载为电源供应单元的转换效率最高时所对应的参考负载；获取电源供应单元的总负载及已运行的电源供应单元的数目，以得到已运行的每一电源供应单元的实际负载；当实际负载大于目标负载与负载预设值的总和时，开启电源供应单元中未运行的部份的其中之一；以及当实际负载小于目标负载与负载预设值的差值时，关闭电源供应单元中已运行的部份的其中之一。
本发明另提出一种机柜服务器系统，机柜服务器系统包括电源供应单元、服务器以及电源控制单元。电源控制单元耦接到电源供应单元及服务器，用以依据电源供应单元所提供的操作电压驱动服务器中已运行的部分。并且，电源控制单元获取电源供应单元的总负载及已运行的电源供应单元的数目，以得到已运行的每一电源供应单元的实际负载，当实际负载大于目标负载与负载预设值的总和时，开启电源供应单元中未运行的部份的其中之一，当实际负载小于目标负载与负载预设值的差值时，关闭电源供应单元中已运行的部份的其中之一，其中依据电源供应单元的转换效率与电源供应单元的参考负载的对应关系，目标负载为电源供应单元的转换效率最高时所对应的参考负载。
在本发明的一实施例中，上述的获取电源供应单元的转换效率的步骤包括：读取电源供应单元中的参考输入功率；读取电源供应单元中的参考输出功率；以及依据参考输入功率与参考输出功率计算转换效率。
在本发明的一实施例中，上述的参考输入功率为电源供应单元中的其中之一的输入功率。
在本发明的一实施例中，上述的参考输入功率为电源供应单元中的输入功率的平均。
在本发明的一实施例中，上述的参考输出功率为电源供应单元中的其中之一的输出功率。
在本发明的一实施例中，上述的参考输出功率为电源供应单元中的输入功率的平均。
在本发明的一实施例中，上述的参考负载为对应电源供应单元中的其中之一的负载。
在本发明的一实施例中，上述的参考负载为对应电源供应单元中的负载的平均。
基于上述，本发明实施例所提出的机柜服务器系统及其电源控制方法，其电源控制单元通过获取电源供应单元的总负载及已运行的电源供应单元的数目，以得到已运行的电源供应单元的实际负载。并且，由转换效率与参考负载的对应关系中设定最大转换效率时的参考负载为一目标负载。之后，电源控制单元利用比较实际负载与目标负载及负载预设值的总和或差值，以决定开启或关闭一个电源供应单元。藉此，可控制电源控制单元的实际负载接近目标负载，以最佳化电源供应单元的转换效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为依据本发明的一实施例的机柜服务器系统的示意图。
图2为依据本发明的一实施例的机柜服务器系统的电源控制方法的流程图。
【主要元件符号说明】
100：机柜服务器系统
120：电源控制单元
130～134：电源供应单元
140～144：服务器
IP1～IP5：输入功率
OP1～OP5：输出功率
PCC：电源控制命令
PMB：电源管理总线
VD1～VD5：操作电压
S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270：步骤
具体实施方式
下述将依据图示说明本发明实施例的机柜服务器系统及其电源控制方法，其通过利用每一电源供应单元的实际负载与目标负载的差值决定开启或关闭电源供应单元中的其中之一。藉此，可最佳化电源供应单元的转换效率。
图1为依据本发明的一实施例的机柜服务器系统的示意图。请参照图1，在本实施例中，机柜服务器系统100包括多个电源供应单元(如130～134)、多个服务器(如140～144)及电源控制单元120。电源控制单元120耦接这些电源供应单元(如130～134)及这些服务器(如140～144)，电源控制单元120接收这些电源供应单元(如130～134)中所提供的操作电压(如VD1～VD5)，并且利用电源供应单元(如130～134)所提供的操作电压(如VD1～VD5)驱动多个服务器(如140～144)中已运行的部分。并且，电源控制单元120可通过电源管理总线PMB耦接到这些电源供应单元(如130～134)，用以自电源供应单元(如130～134)读取相关的电源信息(例如输入功率IP1～IP4及输出功率OP1～OP4)。其中，电源控制单元120可以是机柜服务器系统100的电源背板，但本发明实施例不以此为限。
在本实施例中，电源控制单元120会比较电源供应单元(如130～134)的实际负载与目标负载，以调整电源供应单元(如130～134)中开启的数量，其中目标负载为电源供应单元(如130～134)的转换效率最高时所对应的参考负载。因此，在目标负载设定前会先获得电源供应单元(如130～134)的转换效率与电源供应单元(如130～134)的参考负载的对应关系。其中，参考负载可以是电源供应单元(如130～134)其中之一的负载，或者电源供应单元(如130～134)的负载的平均值。
在本实施例中，电源控制单元120可依据参考输入功率及参考输出功率进行计算，藉此得到电源供应单元(如130～134)于功率利用上的转换效率。其中，当参考输入功率为电源供应单元(如130～134)的其中之一的输入功率(如IP1～IP4)，参考输出功率则是同一电源供应单元(如130～134)的输出功率(如OP1～OP4)。或者，当参考输入功率为电源供应单元(如130～134)的输入功率(如IP1～IP4)的平均，则参考输出功率是电源供应单元(如130～134)的输出功率(如OP1～OP4)的平均。
举例来说，当电源供应单元(如130～134)的结构相似或相同时，电源供应单元(如130～134)的转换效率与电源供应单元(如130～134)的负载的对应关系会相同，因此可对单一电源供应单元(如130～134)进行测试以取得单一电源供应单元(如130～134)的转换效率与负载的对应关系。此时，可开启电源供应单元(如130～134)的其中之一，并且通过服务器(如140～144)的运作状态来调整开启的电源供应单元(如130～134)的负载，以及通过电源控制单元120获取开启的电源供应单元(如130～134)的转换效率。藉此，可取得开启的电源供应单元(如130～134)的转换效率与电源供应单元(如130～134)的负载的对应关系，并且通过转换效率与负载的对应关系获取电源供应单元(如130～134)的转换效率最高时所对应的负载(即目标负载)。
当电源供应单元(如130～134)的结构不相似时，电源供应单元(如130～134)的转换效率与电源供应单元(如130～134)的负载的对应关系会不相同，因此可对所有电源供应单元(如130～134)进行测试以取得所电源供应单元(如130～134)的转换效率与负载的对应关系。此时，会开启所有电源供应单元(如130～134)，并且通过服务器(如140～144)的运作状态来调整电源供应单元(如130～134)的负载，以及通过电源控制单元120获取电源供应单元(如130～134)的转换效率。藉此，可取得电源供应单元(如130～134)的转换效率与负载的对应关系，并且通过转换效率与负载的对应关系获取电源供应单元(如130～134)的转换效率最高时所对应的负载(即目标负载)。
在设定目标负载值后，电源供应单元(如130～134)可通过操作电压(如VD1～VD5)的供应状态或电源信息(例如输入功率IP1～IP4及输出功率OP1～OP4)的供应状态获取已运行的电源供应单元(如130～134)的数目。并且，电源控制单元120可依据开启的服务器(如140～144)的运行状态或操作电压(如VD1～VD5)的电压或电流，获取到电源供应单元(如130～134)的总负载。由于总负载会平均分配到每一个已运行的电源供应单元(如130～134)，故可得到已运行的每一个电源供应单元(如130～134)的实际负载，亦即实际负载为总负载除以已运行的电源供应单元(如130～134)的数量。
接下来，电源控制单元120会将实际负载与目标负载及负载预设值的总和与差值做比较，以决定开启或关闭电源供应单元(如130～134)中的其中之一。其中，负载预设值可以是一固定比例(例如10％)或依据已运行的电源供应单元(如130～134)的数量而变。亦即已运行的电源供应单元(如130～134)的数量越大，负载预设值越大，已运行的电源供应单元(如130～134)的数量越小，负载预设值越小，此可依据本领域通常知识者自行设定。
举例来说，目标负载以x％为例，负载预设值以10％为例。当电源控制单元120发现已运行的电源供应单元(如130～134)的实际负载(例如x+11％)大于目标负载与负载预设值的总和时，亦即x+10％，表示此时的已运行的电源供应单元(如130～134)的实际负载过大，因此电源控制单元120会通过电源管理总线PMB开启一个未运行的电源供应单元(如130～134)，以降低已运行的电源供应单元(如130～134)的实际负载，而使已运行的电源供应单元(如130～134)的实际负载接近目标负载。
另一方面，当电源控制单元120发现已运行的电源供应单元(如130～134)实际负载(例如x-11％)小于目标负载减去负载预设值的差值时，亦即x-10％，表示此时的已运行的电源供应单元(如130～134)的实际负载过小，因此电源控制单元120会关闭一个已运行的电源供应单元(如130～134)，以提高已运行的电源供应单元(如130～134)的实际负载，而使已运行的电源供应单元(如130～134)的实际负载接近目标负载。藉此，可使电源供应单元(如130～134)的转换效率能够达到最佳化。
在本发明实施例中，电源控制单元120中可配置控制芯片。而电源控制单元120通过其内部的控制芯片会发送出一个电源控制命令PCC，用以控制已运行的电源供应单元(如130～134)回传电源信息或关闭，或者控制未运行的电源供应单元(例如130～134)开启。其中，电源控制命令PCC会通过电源管理总线PMB传送到电源供应单元(如130～134)。底下将进一步说明电源控制命令PCC在本发明实施例的作用。
当已运行的电源供应单元(如130～134)接收到用以读取电源信息(如输入功率及输出功率相关信息)的电源控制命令PCC时，已运行的电源供应单元(如130～134)会将其输入功率(如IP1～IP4)及输出功率(如OP1～OP4)等的电源信息传送到电源控制单元120。其中，输入功率(如IP1～IP4)及输出功率(如OP1～OP4)可通过电源管理总线PMB传送到电源控制单元120，但本发明实施例不以此为限。并且，电源控制单元120在接收输入功率(如IP1～IP4)及输出功率(如OP1～OP4)后，会依据输入功率(如IP1～IP4)及输出功率(如OP1～OP4)决定参考输入功率及参考输出功率，并据此计算出已运行的电源供应单元(如130～134)于功率利用上的转换效率。
在本实施例中，电源供应单元(如130～134)可分别配置一使能芯片，用以控制电源供应单元(如130～134)中其他元件的运行。当未运行的电源供应单元(如130～134)收到用以开启电源供应单元的电源控制命令PCC时，则位于电源供应单元(如130～134)前端的使能芯片会控制对应的电源供应单元(如130～134)中的所有元件进入运行状态，以开启对应的电源供应单元(如130～134)。当已运行的电源供应单元(如130～134)收到用以关闭电源供应单元的电源控制命令PCC时，则位于电源供应单元(如130～134)前端的使能芯片会控制对应的电源供应单元(如130～134)中的所有元件进入关闭状态，以关闭对应的电源供应单元(如130～134)。
图2为绘示本发明的一实施例的机柜服务器系统的电源控制方法的流程图。请参照图2，在本实施例中，机柜服务器系统的电源控制方法包括如下列步骤。获取电源供应单元的转换效率与电源供应单元的参考负载的对应关系(步骤S210)。依据对应关系来设定一个目标负载，其中此目标负载为电源供应单元的转换效率最高时所对应的参考负载(步骤S220)。获取电源供应单元的总负载及已运行的电源供应单元的数目，以得到已运行的每一个电源供应单元的实际负载(步骤S230)。接着，判断实际负载是否大于目标负载与负载预设值的总和(步骤S240)。
当实际负载大于目标负载与负载预设值的总和时，亦即步骤S240的判断结果为“是”，则开启电源供应单元中未运行的部份的其中之一(步骤S250)；当实际负载小于等于目标负载与负载预设值的总和时，亦即步骤S340的判断结果为“否”，则判断实际负载是否小于目标负载减去负载预设值的差值(步骤S260)。在步骤S250执行后，会接着执行步骤S260。
当实际负载小于目标负载减去负载预设值的差值时，亦即步骤S260的判断结果为“是”，则关闭电源供应单元中已运行的部分的其中之一(步骤S270)；当实际负载大于等于目标负载减去负载预设值的差值时，亦即步骤S260的判断结果为“否”，则结束机柜服务器系统的电源控制方法。其中，上述各步骤的顺序为用以说明，并且上述各步骤的细节可参照上述的实施例的说明，在此则不再赘述。
综上所述，本发明实施例所提出的机柜服务器系统及其电源控制方法，其电源控制单元通过获取电源供应单元的总负载及已运行的电源供应单元的数目，以得到已运行的电源供应单元的实际负载。并且，由转换效率与参考负载的对应关系中设定最大转换效率时的参考负载为一目标负载。之后，电源控制单元利用比较实际负载与目标负载及负载预设值的总和或差值，以决定开启或关闭一个电源供应单元。藉此，可控制电源控制单元的实际负载接近目标负载，以最佳化电源供应单元的转换效率。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。
Claims (16)
1.一种机柜服务器系统的电源控制方法，应用于包括多个电源供应单元的机柜服务器系统中，该电源控制方法包括：
获取所述这些电源供应单元的一转换效率与所述这些电源供应单元的一参考负载的一对应关系；
依据该对应关系，设定一目标负载，其中该目标负载为所述这些电源供应单元的该转换效率最高时所对应的该参考负载；
获取所述这些电源供应单元的总负载及已运行的所述这些电源供应单元的数目，以得到已运行的每一所述这些电源供应单元的一实际负载；
当该实际负载大于该目标负载与一负载预设值的总和时，开启所述这些电源供应单元中未运行的部份的其中之一；以及
当该实际负载小于该目标负载与该负载预设值的差值时，关闭所述这些电源供应单元中已运行的部份的其中之一。
2.如权利要求1所述的机柜服务器系统的电源控制方法，其特征在于，获取所述这些电源供应单元的该转换效率的步骤包括：
读取所述这些电源供应单元中的一参考输入功率；
读取所述这些电源供应单元中的一参考输出功率；以及
依据该参考输入功率与该参考输出功率计算该转换效率。
3.如权利要求2所述的机柜服务器系统的电源控制方法，其特征在于，该参考输入功率为所述这些电源供应单元中的其中之一的输入功率。
4.如权利要求2所述的机柜服务器系统的电源控制方法，其特征在于，该参考输入功率为所述这些电源供应单元中的输入功率的平均。
5.如权利要求2所述的机柜服务器系统的电源控制方法，其特征在于，该参考输出功率为所述这些电源供应单元中的其中之一的输出功率。
6.如权利要求2所述的机柜服务器系统的电源控制方法，其特征在于，该参考输出功率为对应所述这些电源供应单元中的输出功率的平均。
7.如权利要求1所述的机柜服务器系统的电源控制方法，其特征在于，该参考负载为对应所述这些电源供应单元中的其中之一的负载。
8.如权利要求1所述的机柜服务器系统的电源控制方法，其特征在于，该参考负载为所述这些电源供应单元中的负载的平均。
9.一种机柜服务器系统，包括：
多个电源供应单元，用以提供多个操作电压；
多个服务器；以及
一电源控制单元，耦接所述这些电源供应单元及所述这些服务器，用以依据所述这些操作电压驱动所述这些服务器中已运行的部分，该电源控制单元获取所述这些电源供应单元的总负载及已运行的所述这些电源供应单元的数目，以得到已运行的每一所述这些电源供应单元的一实际负载，当该实际负载大于一目标负载与一负载预设值的总和时，开启所述这些电源供应单元中未运行的部份的其中之一，当该实际负载小于该目标负载与该负载预设值的差值时，关闭所述这些电源供应单元中已运行的部份的其中之一，其中依据所述这些电源供应单元的一转换效率与所述这些电源供应单元的一参考负载的一对应关系，该目标负载为所述这些电源供应单元的该转换效率最高时所对应的该参考负载。
10.如权利要求9所述的机柜服务器系统，其特征在于，获取所述这些电源供应单元的该转换效率，包括：
读取所述这些电源供应单元中已运行的部份的一参考输入功率；
读取所述这些电源供应单元中已运行的部份的一参考输出功率；以及
依据该参考输入功率与该参考输出功率计算该转换效率。
11.如权利要求10所述的机柜服务器系统，其特征在于，该参考输入功率为所述这些电源供应单元中的其中之一的输入功率。
12.如权利要求10所述的机柜服务器系统，其特征在于，该参考输入功率为所述这些电源供应单元中的输入功率的平均。
13.如权利要求10所述的机柜服务器系统，其特征在于，该参考输出功率为所述这些电源供应单元中的其中之一的输出功率。
14.如权利要求10所述的机柜服务器系统，其特征在于，该参考输出功率为所述这些电源供应单元中的输出功率的平均。
15.如权利要求9所述的机柜服务器系统，其特征在于，该参考负载为对应所述这些电源供应单元中的其中之一的负载。
16.如权利要求9所述的机柜服务器系统，其特征在于，该参考负载为对应所述这些电源供应单元中的负载的平均。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130703 |