CN104516470A - 服务器功耗控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种服务器功耗控制系统，该系统用于：在CPU的不同功耗等级P-state和负载设置下记录服务器的功耗数据，统计CPU的P-state、负载及服务器的功耗之间的关系，建立关系列表；当服务器工作时，读取CPU当前的P-state值和负载，从关系列表中查询对应的功耗数据，得到服务器当前的总功耗；当服务器当前的总功耗超过预设功耗时，从关系列表中查询预设功耗和预设负载所对应的P-state值；控制CPU将当前的P-state设置为上述查询得到的P-state值。本发明还提供一种服务器功耗控制方法。本发明可以读取服务器的功耗，并将该功耗限定在一定范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制方法及系统，尤其是涉及一种服务器功耗控制方法及系统。
背景技术
目前服务器的电源管理方案有很多，像Intel的Node Manager、AMD APML方案，都可以用来控制服务器的功耗。但是，这些都是基于硬件的管理方案，需要专门的硬件和固件的支持。
CPU是决定服务器功耗的最大因素，而评估CPU的功耗的参数就是TDP（Thermal Design Power，散热设计功耗），CPU TDP值对应系列CPU的最终版本在满负荷（CPU负载为100%的理论值）时可能会达到的最高散热热量。而CPU的电力功耗又可以划分为不同的等级，就是P-state，通过调整CPU的工作电压和频率的方式从而调整整个平台的系统功耗。因此，可以提出一种软件的解决方案，利用P-state进行服务器的功耗控制。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种服务器功耗控制方法，可以读取服务器的功耗，并将该功耗限定在一定范围内。
鉴于以上内容，还有必要提供一种服务器功耗控制系统，可以读取服务器的功耗，并将该功耗限定在一定范围内。
所述服务器功耗控制方法包括：统计步骤：在CPU的不同功耗等级P-state和负载设置下记录服务器的功耗数据，统计CPU的P-state、负载及服务器的功耗之间的关系，建立关系列表；读取步骤：当服务器工作时，读取CPU当前的P-state值和负载；第一查询步骤：从所述关系列表中查询所读取的P-state值和负载对应的功耗数据，得到服务器当前的总功耗；第二查询步骤：当服务器当前的总功耗超过预设功耗时，从所述关系列表中查询所述预设功耗和预设负载所对应的P-state值；及控制步骤：控制所述CPU将当前的P-state设置为上述查询得到的P-state值。
所述服务器功耗控制系统包括：统计模块，用于在CPU的不同功耗等级P-state和负载设置下记录服务器的功耗数据，统计CPU的P-state、负载及服务器的功耗之间的关系，建立关系列表；读取模块，用于当服务器工作时，读取CPU当前的P-state值和负载；查询模块，用于从所述关系列表中查询所读取的P-state值和负载对应的功耗数据，得到服务器当前的总功耗；所述查询模块还用于当服务器当前的总功耗超过预设功耗时，从所述关系列表中查询所述预设功耗和预设负载所对应的P-state值；及控制模块，用于控制所述CPU将当前的P-state设置为上述查询得到的P-state值。
相较于现有技术，所述的服务器功耗控制方法及系统，可以不需要特殊的硬件和固件支持，采用软件的解决方案计算出服务器的功耗，并将服务器的功耗控制在预设功耗的范围内。
附图说明
图1是本发明服务器功耗控制系统较佳实施例的应用环境图。
图2是本发明服务器功耗控制系统较佳实施例的功能模块图。
图3是本发明服务器功耗控制方法较佳实施例的流程图。
主要元件符号说明
| 服务器 | 1 |
| 服务器功耗控制系统 | 10 |
| CPU | 20 |
| 硬盘 | 30 |
| 网卡 | 40 |
| 统计模块 | 100 |
| 读取模块 | 200 |
| 查询模块 | 300 |
| 判断模块 | 400 |
| 控制模块 | 500 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图1所示，是本发明服务器功耗控制系统较佳实施例的应用环境图。所述服务器功耗控制系统10运行于服务器1中，所述服务器1中还包括通过数据总线相连的CPU 20、硬盘30和网卡40等。
所述服务器功耗控制系统10用于当服务器1当前的功耗超过预设功耗时，根据统计出的CPU 20的P-state（功耗等级）、负载、服务器1的功耗之间的关系列表，评估CPU 20在预设功耗下对应的P-state值，控制CPU 20将P-state设置为该对应P-state值，从而降低服务器1的功耗，将该功耗限定在预设功耗的范围之内。
可以理解，所述服务器1中还应该包括其他必要的硬件系统与软件系统，如存储器、主板、操作系统等，由于这些设备都是本领域技术人员的习知常识，本实施例中不再一一描述。
参阅图2所示，是本发明服务器功耗控制系统较佳实施例的功能模块图。
所述服务器功耗控制系统10包括统计模块100、读取模块200、查询模块300、判断模块400及控制模块500。
所述统计模块100用于在CPU 20的不同P-state和负载设置下记录服务器1的功耗数据，统计CPU 20的P-state、负载及服务器1的功耗之间的关系，建立关系列表。
具体而言，所述统计模块100通过CPU 20的专用MSR指令获取所述CPU 20支持的P-state列表，依次将CPU 20当前的P-state设置为该P-state列表中的某个值。然后在每种P-state值下运行CPU测试程序，将CPU 20的负载设为按照预定幅度（例如5%）增长。所述CPU测试程序主要是占用CPU 20的资源，而没有大量的网络和磁盘访问，并且可以使CPU 20运行指定的负载。在每种P-state值和负载下运行所述CPU测试程序预定时间（例如20秒）后，所述统计模块100读取服务器1的电源端的功率记录仪表（图中未示出）上记录的一个较稳定的功耗数据，即为该P-state值和负载所对应的功耗值。所述统计模块100将该P-state值、负载和对应的功耗数据记录到关系列表中，所述关系列表可以保存在数据库（图中未示出）中。在本实施例中，该统计可以在服务器1出厂前完成。
所述统计模块100还用于统计硬盘30及网卡40的功耗。当服务器1存在网络和磁盘访问时，硬盘30和网卡40的功耗也会影响服务器1的总功耗，所以统计服务器1的总功耗时，还要考虑这两个设备。在非图形工作站的服务器中，其他设备如显卡、系统芯片的功耗在工作时变化不大。
在本实施例中，所述统计模块100在服务器1的空闲状态下，硬盘30没有读写时，读取电源端的功率记录仪表上记录的第一功耗数据。然后运行硬盘测试程序读写硬盘30，再次读取功率记录仪表上记录的第二功耗数据。计算第一功耗数据和第二功耗数据的差，就接近硬盘30的功耗。利用同样的原理，所述统计模块100还可以计算出网卡40的功耗。
所述读取模块200用于当服务器1工作时，读取CPU 20当前的P-state值和负载。
所述查询模块300用于从所述关系列表中查询所读取的P-state值和负载对应的功耗数据，得到服务器1当前的总功耗。在本实施例中，若服务器1当前没有网络和磁盘访问，则所查询到的功耗数据即为服务器1当前的总功耗。若服务器1当前存在网络和/或磁盘访问，则所查询到的功耗数据还要加上网卡40和/或硬盘30的功耗（上述统计模块100所统计的功耗），得到服务器1当前的总功耗。
值得注意的是，由于本实施例的关系列表中保存的负载为按照预定幅度（5%）增长的值，若查询时关系列表中不存在与CPU 20当前的负载完全相同的值，则以关系列表中最接近所述CPU 20当前的负载的值为依据进行查询。例如，所述关系列表中保存的P-state值为1、2、3，每种P-state值均对应负载0%、5%、10%、15%、…100%，而读取到的所述CPU 20当前的P-state值为2，负载为11.3%（在所述关系列表中最接近的值为10%）。所述查询模块300先从所述关系列表中查询到P-state值为2所对应的栏位，然后在P-state值为2的栏位中按照负载为10%查询对应的功耗数据。
所述判断模块400用于判断服务器1当前的总功耗是否已超过预设功耗。所述预设功耗是为了将服务器1的功耗控制在一定范围之内而预先设置的阈值。若服务器1当前的总功耗超过所述预设功耗，则需要通过控制CPU 20的P-state值来达到降低功耗的目的。若服务器1当前的总功耗未超过所述预设功耗，则不需要降耗处理。
所述查询模块300还用于当服务器1当前的总功耗超过所述预设功耗时，从所述关系列表中查询所述预设功耗（或者一个稍小于预设功耗的预设值）和预设负载（本实施例为100%负载）所对应的P-state值。若服务器1当前存在网络和/或磁盘访问，则应该先用所述预设功耗减去网卡40和/或硬盘30的功耗，得到一个新功耗值，然后从所述关系列表中查询该新功耗值和预设负载（100%负载）所对应的P-state值。
所述控制模块500用于控制所述CPU 20将当前的P-state设置为上述查询得到的P-state值。在每种P-state值下，CPU 20的最大工作频率是固定的，只要CPU 20的负载不超过100%，这种P-state值下CPU 20的最大功耗也相对固定。因此，将CPU 20当前的P-state设置为上述查询得到的P-state值，则服务器1的总功耗便可以控制在所述预设功耗的范围内。
参阅图3所示，是本发明服务器功耗控制方法较佳实施例的流程图。
步骤S10，所述统计模块100在CPU 20的不同P-state和负载设置下记录服务器1的功耗数据，统计CPU 20的P-state、负载及服务器1的功耗之间的关系，建立关系列表。
步骤S12，所述统计模块100统计硬盘30及网卡40的功耗。
步骤S14，当服务器1工作时，所述读取模块200读取CPU 20当前的P-state值和负载。
步骤S16，所述查询模块300从所述关系列表中查询所读取的P-state值和负载对应的功耗数据，得到服务器1当前的总功耗。在本实施例中，若服务器1当前没有网络和磁盘访问，则所查询到的功耗数据即为服务器1当前的总功耗。若服务器1当前存在网络和/或磁盘访问，则所查询到的功耗数据还要加上网卡40和/或硬盘30的功耗，得到服务器1当前的总功耗。
步骤S18，所述判断模块400判断服务器1当前的总功耗是否已超过预设功耗。若服务器1当前的总功耗超过所述预设功耗，则执行步骤S20。若服务器1当前的总功耗未超过所述预设功耗，则流程结束。
步骤S20，所述查询模块300从所述关系列表中查询所述预设功耗（或者一个稍小于预设功耗的预设值）和预设负载所对应的P-state值。若服务器1当前存在网络和/或磁盘访问，则应该先用所述预设功耗减去网卡40和/或硬盘30的功耗，得到一个新功耗值，然后从所述关系列表中查询该新功耗值和预设负载所对应的P-state值。
步骤S22，所述控制模块500控制所述CPU 20将当前的P-state设置为上述查询得到的P-state值。
值得注意的是，在使用上述方法控制服务器1的功耗时，首先需要将服务器1的电源管理模式改为手动模式，否则该方法会和操作系统的电源管理冲突。在其他实施例中，上述功耗控制方法还可以应用于个人计算机中。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种服务器功耗控制方法，其特征在于，该方法包括：
统计步骤：在CPU的不同功耗等级P-state和负载设置下记录服务器的功耗数据，统计CPU的P-state、负载及服务器的功耗之间的关系，建立关系列表；
读取步骤：当服务器工作时，读取CPU当前的P-state值和负载；
第一查询步骤：从所述关系列表中查询所读取的P-state值和负载对应的功耗数据，得到服务器当前的总功耗；
第二查询步骤：当服务器当前的总功耗超过预设功耗时，从所述关系列表中查询所述预设功耗和预设负载所对应的P-state值；及
控制步骤：控制所述CPU将当前的P-state设置为上述查询得到的P-state值。
2.如权利要求1所述的服务器功耗控制方法，其特征在于，所述统计步骤具体包括：
获取所述CPU支持的P-state列表，依次将CPU当前的P-state设置为该P-state列表中的值；
在每种P-state值下运行CPU测试程序，将CPU的负载设为按照预定幅度增长；
在每种P-state值和负载下运行所述CPU测试程序预定时间后，读取服务器的电源端的功率记录仪表上记录的功耗数据；及
将该P-state值、负载和对应的功耗数据记录到关系列表中。
3.如权利要求1所述的服务器功耗控制方法，其特征在于，该方法在所述统计步骤和读取步骤之间还包括步骤：
统计所述服务器的硬盘及网卡的功耗。
4.如权利要求3所述的服务器功耗控制方法，其特征在于，在所述第一查询步骤中：
若服务器当前没有网络和磁盘访问，则所查询到的功耗数据即为服务器当前的总功耗；
若服务器当前存在网络和/或磁盘访问，则所查询到的功耗数据加上网卡和/或硬盘的功耗，得到服务器当前的总功耗。
5.如权利要求3所述的服务器功耗控制方法，其特征在于，在所述第二查询步骤中：
若服务器当前存在网络和/或磁盘访问，则先用所述预设功耗减去网卡和/或硬盘的功耗，得到一个新功耗值，然后从所述关系列表中查询该新功耗值和预设负载所对应的P-state值。
6.一种服务器功耗控制系统，其特征在于，该系统包括：
统计模块，用于在CPU的不同功耗等级P-state和负载设置下记录服务器的功耗数据，统计CPU的P-state、负载及服务器的功耗之间的关系，建立关系列表；
读取模块，用于当服务器工作时，读取CPU当前的P-state值和负载；
查询模块，用于从所述关系列表中查询所读取的P-state值和负载对应的功耗数据，得到服务器当前的总功耗；
所述查询模块还用于当服务器当前的总功耗超过预设功耗时，从所述关系列表中查询所述预设功耗和预设负载所对应的P-state值；及
控制模块，用于控制所述CPU将当前的P-state设置为上述查询得到的P-state值。
7.如权利要求6所述的服务器功耗控制系统，其特征在于，所述统计模块进行统计的具体过程包括：
获取所述CPU支持的P-state列表，依次将CPU当前的P-state设置为该P-state列表中的值；
在每种P-state值下运行CPU测试程序，将CPU的负载设为按照预定幅度增长；
在每种P-state值和负载下运行所述CPU测试程序预定时间后，读取服务器的电源端的功率记录仪表上记录的功耗数据；及
将该P-state值、负载和对应的功耗数据记录到关系列表中。
8.如权利要求6所述的服务器功耗控制系统，其特征在于：
所述统计模块还用于统计所述服务器的硬盘及网卡的功耗。
9.如权利要求8所述的服务器功耗控制系统，其特征在于：
若服务器当前没有网络和磁盘访问，则所述查询模块所查询到的功耗数据即为服务器当前的总功耗；
若服务器当前存在网络和/或磁盘访问，则所述查询模块所查询到的功耗数据加上网卡和/或硬盘的功耗，得到服务器当前的总功耗。
10.如权利要求8所述的服务器功耗控制系统，其特征在于，若服务器当前存在网络和/或磁盘访问，则所述查询模块先用所述预设功耗减去网卡和/或硬盘的功耗，得到一个新功耗值，然后从所述关系列表中查询该新功耗值和预设负载所对应的P-state值。
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