CN103983244A - 一种利用风扇性能变化规律计算服务器海拔高度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用风扇性能变化规律计算服务器海拔高度的方法，属于计算机通信领域，本发明通过风扇工作状态检测计算及大气密度计算来进行海拔高度的获取，解决了服务器无法获取自身工作海拔高度的问题，而且无需增加配置该器件的费用，降低了使用成本。

Description

一种利用风扇性能变化规律计算服务器海拔高度的方法
技术领域   
    本发明涉及计算机通信领域，具体地说是一种利用风扇性能变化规律计算服务器海拔高度的方法，来解决服务器无法获取自身工作海拔高度的问题。
背景技术
 目前部分软件应用开始应用到海拔高度，因此目前部分服务器用户提出了该方面需求，另外不同海拔高度空气密度发生改变，影响服务器散热状况。
在不同海拔的地方，空气的密度并不相同，由此所带来的就是散热所需的风量的差别，海拔越高的地区空气密度越小，大气压降低使得空气粘性系数增加，空气分子数就会减少，从而导致传递的热量减少。这是由于空气对流传热是通过分子碰撞传递能量得来的，这样热传递效率就会降低，电子部件的散热性能变得更差。 　  在5000M的高度上，放热系数比海平面上的值要下降21%，对流散热传递的热量也将下降21%。在10000M的高度上将达到40%。对流散热传递的热量减少将导致产品温升的增加。因此处于高海拔地区的设备散热性降低。数据中心的设备在运行中都会产生热量，由于局部区域的分子数量减少，使发热元件的温度不容易散掉，造成设备局部温升过高，如果散热不及时就会造成部分器件烧坏。 　海拔越高，空气越稀薄，绝缘介质的强度就会随之降低，这就会使设备容易放电，致使通常的绝缘距离变得不足。海拔高的地区容易发生凝露，降低电子设备的爬电距离。数据中心电子设备的绝缘器件性能也会下降。
在海拔较高的地方，就需要服务器的风扇加快转速从而产生更大的风量来对系统进行冷却，避免过热造成的稳定性问题。而在低海拔的地区则可以适当降低转速来节省电能的消耗，并延长风扇的寿命。由于需要对散热方案进行相应修改，以上需求均提出了对海拔高度测量的要求，目前的服务器产品很少配置气压计，且配置该器件需要增加一部分费用。
发明内容
本发明是以风扇性能变化规律及大气密度变化规律作为理论支撑点，通过风扇工作状态检测计算及大气密度计算来进行海拔高度的获取，具体发明内容可以分为如下两个方面：
a)       根据风扇性能P-Q曲线及服务器流阻曲线计算风扇工作点，根据风扇P-Q曲线及功耗曲线随风扇转速的变化规律计算确定零海拔处服务器内风扇工作点风扇功耗与风扇转速规律公式，该对应关系表现为三次方函数关系。
b)      服务器工作时通过基板管理控制器获取风扇转速信息及风扇功耗信息，根据相同风扇转速时风扇功耗与空气密度之间存在的正比关系计算获取空气密度信息，利用海拔高度与大气密度关系公式计算获取实际海拔高度。
 本发明的量测流程步骤如下：
  1）搭建平台；
  2）测试服务器流阻曲线及风扇P-Q曲线，计算风扇工作点；
  3）根据风扇功耗随转速变化数据计算零海拔处风扇功耗与风扇转速变化公式
  4）读取风扇工作转速及功耗信息；
  5）根据功耗随空气密度变化公式计算获取空气密度数据；
  6）计算空气密度对应海拔高度。
服务器主板获取风扇功耗信息，通过读取风扇转速与功耗信息获取服务器的海拔高度。
本发明的有益效果是：
    利用风扇P-Q曲线及服务器流阻曲线确定风扇工作点，并根据相关变化规律确定风扇工作点处功耗与风扇转速规律公式，确定该对应关系为三次方函数关系，使风扇功耗变化可以使用函数方程式表示，增强程序实现的可行性。
根据相同风扇转速时风扇功耗与空气密度之间存在的正比关系计算获取空气密度信息，利用海拔高度与大气密度关系公式计算获取实际海拔高度，使现有配置的服务器产品可以实现海拔读取功能，减少了服务器增加功能带来的成本增加。
附图说明
附图1是本发明的量测流程图；
附图2是风扇性能P-Q曲线及服务器流阻曲线示意图。
具体实施方式
下面对本发明的内容进行更加详细的阐述：
  本发明工作步骤如下：
  1）搭建平台；
  2）测试服务器流阻曲线及风扇P-Q曲线，计算风扇工作点；
  3）根据风扇功耗随转速变化数据计算零海拔处风扇功耗与风扇转速变化公式
  4）读取风扇工作转速及功耗信息；
  5）根据功耗随空气密度变化公式计算获取空气密度数据；
  6）计算空气密度对应海拔高度。
实施案例：grantley中端服务器产品，服务器不搭配气压计，无法根据气压计算海拔高度，主板可以获取风扇功耗信息。因此通过本方法可以根据风扇功耗及转速信息计算海拔高度。
a)测量风扇性能P-Q曲线及服务器流阻曲线，计算获取风扇工作点信息；
b)根据风扇P-Q曲线及功耗曲线随风扇转速变化规律确定零海拔处服务器内部风扇功耗与风扇转速规律公式。
c)服务器工作时，基板管理控制器读取风扇转速信息及功耗信息。
d)根据风扇功耗与空气密度之间存在的正比关系计算获取空气密度信息。
e)利用海拔高度与空气密度关系公式计算获取实际海拔高度。
风扇性能曲线与服务器流阻交叉点为风扇实际工作点。
根据图2所示，风扇性能曲线与服务器流阻交叉点为风扇实际工作点。
目前服务器搭配风扇为一款8038mm风扇，海平面高度风扇功耗(P0)与风扇转速(PWM)关系为:P0=3*10-11*PWM3-10-7*PWM2+0.001*PWM-0.8858，风扇功耗（Pfan）与空气密度(ρ)关系表达式为：Pfan/P0=ρ/ρ0，服务器工作时，bmc管理芯片获取风扇功耗Pfan及转速信息PWM，根据风扇转速计算零海拔高度对应风扇功耗P0，进而计算获取服务器所在位置空气密度ρ= Pfan/P0*ρ0，排除其他因素影响，海拔高度(h)与空气密度(ρ)关系为h=10130-10130*ρ/ρ0，根据以上关系式可以确定海拔高度与风扇转速及实际功耗的关系，进而在服务器未搭配气压计的状况下，可以实现通过读取风扇转速与功耗信息获取服务器海拔高度的功能。
经过上面详细的测试研究确定相关变化规律并利用风扇功耗变化计算空气密度，我们可以获取服务器工作的海拔高度，实现了不增加气压计器件获取海拔高度的功能。

Claims (3)

1.一种利用风扇性能变化规律计算服务器海拔高度的方法，其特征在于本方法包括如下两个方面：
    a）根据风扇性能P-Q曲线及服务器流阻曲线计算风扇工作点，根据风扇P-Q曲线及功耗曲线随风扇转速的变化规律计算确定零海拔处服务器内风扇工作点风扇功耗与风扇转速规律公式，该对应关系表现为三次方函数关系；
    b)服务器工作时通过基板管理控制器获取风扇转速信息及风扇功耗信息，根据相同风扇转速时风扇功耗与空气密度之间存在的正比关系计算获取空气密度信息，利用海拔高度与大气密度关系公式计算获取实际海拔高度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于工作步骤如下：
  1）搭建平台；
  2）测试服务器流阻曲线及风扇P-Q曲线，计算风扇工作点；
  3）根据风扇功耗随转速变化数据计算零海拔处风扇功耗与风扇转速变化公式；
  4）读取风扇工作转速及功耗信息；
  5）根据功耗随空气密度变化公式计算获取空气密度数据；
  6）计算空气密度对应海拔高度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于服务器工作时，基板管理控制器读取风扇转速信息及功耗信息，通过读取风扇转速与功耗信息获取服务器的海拔高度。
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