CN109857228A - 风扇控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了风扇控制装置及方法。风扇控制装置，包括：功率测量装置，设置在电源和服务器系统之间，且用于获取所述服务器系统的总功率；基板管理控制器，设置在所述功率测量装置和风扇之间，且通过所述总功率计算所述服务器系统产生的热量以预测所述服务器系统的温度变化趋势，并根据所述温度变化趋势提供风扇控制信号。服务器系统的风扇转速控制策略，通过对服务器系统的功耗进行监控，通过温升预测，合理设定风扇转速值，从而达到降低风扇转速，并降低服务器功耗的目的。
Description
技术领域
本申请的实施例一般地涉及计算机技术领域，更具体地，涉及风扇控制装置和方法。
背景技术
服务器是信息技术时代的基础设备，各种IT应用以及大数据计算等均部署在服务器上。根据权威论文的介绍，全世界的耗电量约有30％是被服务器消耗的。作为服务器系统中用于散热的风扇，是应用无关的耗电设备，合理的降低风扇的转速，是降低风扇以及服务器功耗最直接的方式。
风扇的转速与风扇的能耗是非线性关系，当风扇转速超过60％-70％后，风扇功耗比风扇转速提升的更为迅速，性价比急剧恶化。
在当前服务器系统中，风扇调速策略基本上以基于部件温度的传统调速策略为主，个别系统是基于CPU的功耗，简单的调制风扇占空比，无法做到精确控制风扇转速的目标。
现有的基于服务器温度调试风扇转速的技术，无法预测系统温度的变化趋势，当温度升高后，才进行转速调整。为了应对系统部件更高的温度，需要风扇提供更高的转速，带走系统热量，进而消耗的巨大的电能。
现有的基于CPU功耗的温度调试方法，无法覆盖服务器系统，对温升的预测不准确，无法达到降低服务器系统风扇转速的目的。
发明内容
本发明针对现有技术中所存在的等缺陷，提供了能够解决上述问题的一种风扇控制装置和方法。
根据本发明的一方面，提供一种风扇控制装置，包括：功率测量装置，设置在电源和服务器系统之间，且用于获取所述服务器系统的总功率；基板管理控制器，设置在所述功率测量装置和风扇之间，且通过所述总功率计算所述服务器系统产生的热量以预测所述服务器系统的温度变化趋势，并根据所述温度变化趋势提供风扇控制信号。
优选地，所述功率测量装置包括热插拔电源芯片，其中，所述基板管理控制器通过读取所述热插拔电源芯片的接口信号来获得所述服务器系统的总功率。
优选地，所述基板管理控制器设置为通过所述服务器系统的电源效率与所述总功率计算所述服务器系统产生的热量；以及将计算的热量与预先存储的先前热量相比较来预测所述服务器系统的温度变化趋势。
优选地，所述基板管理控制器还设置为根据预测的所述服务器系统的温度变化趋势为所述风扇提供相应的脉冲控制信号。
优选地，所述相应的脉冲控制信号包括升速控制信号、恒定控制信号和降速控制信号。
优选地，风扇控制装置还包括多个电压转换器，与所述功率测量装置连接，并且用于将所述电源的电压转换为多种不同的电压，以提供给所述服务器系统中的各个系统部件。
优选地，所述各个系统部件包括CPU、内存条和芯片组。
根据本发明的另一方面，提供了一种风扇控制方法，包括：获取服务器系统的总功率；以及通过所述总功率计算所述服务器系统产生的热量以预测所述服务器系统的温度变化趋势，并根据所述温度变化趋势提供风扇控制信号。
优选地，获取所述服务器系统的总功率进一步包括：通过读取热插拔电源芯片的接口信号来获得所述服务器系统的总功率。
优选地，通过所述总功率计算所述服务器系统产生的热量以预测所述服务器系统的温度变化趋势进一步包括：通过所述服务器系统的电源效率与所述总功率计算所述服务器系统产生的热量；以及将计算的热量与预先存储的先前热量相比较来预测所述服务器系统的温度变化趋势。
优选地，所述温度变化趋势包括升速控制信号、恒定控制信号和降速控制信号。
本发明的实施例提出了一种用于服务器系统的风扇转速控制策略，通过对服务器系统的功耗进行监控，通过温升预测，合理设定风扇转速值，从而达到降低风扇转速，并降低服务器功耗的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的实施例的风扇控制装置的框图；
图2是根据本发明的实施例的风扇控制装置的具体结构框图；以及
图3是根据本发明的实施例的风扇控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是根据本发明的实施例的风扇控制装置的框图。下文中，将参照图1对风扇控制装置进行描述。
参照图1，根据本发明的实施例的风扇控制装置100包括：功率测量装置102，设置在电源和服务器系统之间，且用于测量服务器系统的总功率；基板管理控制器104，设置在功率测量装置和风扇106之间，且通过总功率计算服务器系统产生的热量以预测服务器系统的温度变化趋势，并根据温度变化趋势提供风扇控制信号。
根据本发明的实施例的风扇控制装置，合理预期合理预测服务器系统功耗以及散热需求，从而对风扇转速有效控制的前提下，合理地降低服务器的风扇转速，进而降低服务器系统的用电量。
图2是根据本发明的实施例的风扇控制装置的具体结构框图。下文中，将参照图2对风扇控制装置的结构进行详细描述。
参照图2，根据本发明的实施例的风扇控制装置200包括功率测量装置202，设置在电源和服务器系统之间，且用于测量服务器系统的总功率。具体地，功率测量装置202包括热插拔电源芯片(Hot Swap)，其中，基板管理控制器(Baseboard Management Controller，简称为BMC)通过读取热插拔电源芯片的接口信号来获得服务器系统的总功率。在可选实施例中，功率测量装置202还包括电源功率计量装置等。
参照图2，根据本发明的实施例的风扇控制装置200包括基板管理控制器204，设置在功率测量装置和风扇206之间，且通过总功率计算服务器系统产生的热量以预测服务器系统的温度变化趋势，并根据温度变化趋势提供风扇控制信号。具体地，基板管理控制器204设置为通过服务器系统的电源效率与总功率计算服务器系统产生的热量；以及将计算的热量与预先存储的先前热量相比较来预测服务器系统的温度变化趋势，其中，该温度变化趋势包括温度降低趋势、温度保持恒定趋势以及温度升高趋势。基板管理控制器204还设置为根据预测的服务器系统的温度变化趋势为风扇提供相应的脉冲控制信号，具体地，相应的脉冲控制信号包括升速控制信号、恒定控制信号和降速控制信号，其中，升速控制信号对应于温度升高趋势，恒定控制信号对应于温度保持恒定趋势，以及降速控制信号对应于温度降低趋势。可选地，将预先存储在基板管理控制器204前n个热量至与当前计算的热量值进行比较，以更精确地预测温度变化趋势。在实施例中，升速控制信号和降速控制信号分别包括不同等级的速度控制信号，例如，高速控制信号、中速控制信号和低速控制信号等。
参照图2，根据本发明的实施例的风扇控制装置200还包括多个电压转换器，例如，第一电压转换器208、第二电压转换器210和第三电压转换器212。多个电压转换器与功率测量装置连接，并且用于将电源的电压转换为多种不同的电压，以提供给服务器系统中的各个系统部件。具体地，各个系统部件包括CPU 214、内存条216和芯片组218。例如，第一电压转换器208将电源的电压转换为适用于CPU 214的电压，第二电压转换器210将电源的电压转换为适用于内存条216的电压以及第三电压转换器212将电源的电压转换为适用于芯片组218的电压。
图3是根据本发明的实施例的风扇控制方法的流程图。下文中，将参照图3对风扇控制方法进行描述。
参照图3，根据本发明的实施例的风扇控制方法，包括：步骤302，测量服务器系统的总功率；以及步骤304，通过总功率计算服务器系统产生的热量以预测服务器系统的温度变化趋势，并根据温度变化趋势提供风扇控制信号。
测量服务器系统的总功率包括通过读取热插拔电源芯片的接口信号来获得服务器系统的总功率。通过总功率计算服务器系统产生的热量以预测服务器系统的温度变化趋势进一步包括通过服务器系统的电源效率与总功率计算服务器系统产生的热量；以及将计算的热量与预先存储的先前热量相比较来预测服务器系统的温度变化趋势。具体地，温度变化趋势包括升速控制信号、恒定控制信号和降速控制信号。
下面，在具体实例中，一种基于HotSwap芯片功耗侦测的方法，合理预测服务器系统功耗以及散热需求，从而进行风扇转速策略制定的方法。具体地，服务器系统所有部件的电源都需要经过HotSwap，再通过电压转换器(Voltage Regulator，简称为VR)转换为系统各部件所需的电压值；BMC通过读取Hot Swap芯片接口信息，获取服务器系统总功耗；BMC根据读取的系统总功耗，计算出需要通过风扇完成的散热需求，并提供风扇转速策略设定；BMC根据系统功耗输出风扇调制波形输出到风扇，完成风扇控制；BMC通过读取Hot Swap功耗信息，预测出系统部件的温度，使风扇转速在部件温度升高前提升速度，控制系统部件温度；通过基于Hot Swap功耗读取的风扇转速策略控制方法，使得风扇转速总是对应系统部件较低温度，提升了风扇工作在线性区间的概率，降低了转速，从而节约了服务器的用电。
在本发明的实施例中，(1)通过基于HotSwap芯片功耗侦测的方法，合理预测服务器系统功耗以及散热需求，从而进行风扇转速策略制定的方法；(2)服务器系统所有部件的电源都需要经过HotSwap，再通过VR转换为系统各部件所需的电压值；(3)BMC通过读取HotSwap芯片接口信息，获取服务器系统总功耗；(4)BMC根据读取的系统总功耗，计算出需要通过风扇完成的散热需求，并提供风扇转速策略设定；BMC根据系统功耗输出风扇调制波形输出到风扇，完成风扇控制；(5)BMC通过读取Hot Swap功耗信息，预测出系统部件的温度，使风扇转速在部件温度升高前提升速度，控制系统部件温度；(6)通过基于Hot Swap功耗读取的风扇转速策略控制方法，使得风扇转速总是对应系统部件较低温度，提升了风扇工作在线性区间的概率，降低了转速，从而节约了服务器的用电。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种风扇控制装置，其特征在于，包括：
功率测量装置，设置在电源和服务器系统之间，且用于获取所述服务器系统的总功率；
基板管理控制器，设置在所述功率测量装置和风扇之间，且通过所述总功率计算所述服务器系统产生的热量以预测所述服务器系统的温度变化趋势，并根据所述温度变化趋势提供风扇控制信号。
2.根据权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，所述功率测量装置包括热插拔电源芯片，其中，所述基板管理控制器通过读取所述热插拔电源芯片的接口信号来获得所述服务器系统的总功率。
3.根据权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，所述基板管理控制器设置为通过所述服务器系统的电源效率与所述总功率计算所述服务器系统产生的热量；以及
将计算的热量与预先存储的先前热量相比较来预测所述服务器系统的温度变化趋势。
4.根据权利要求3所述的风扇控制装置，其特征在于，所述基板管理控制器还设置为根据预测的所述服务器系统的温度变化趋势为所述风扇提供相应的脉冲控制信号。
5.根据权利要求4所述的风扇控制装置，其特征在于，所述相应的脉冲控制信号包括升速控制信号、恒定控制信号和降速控制信号。
6.根据权利要求1所述的风扇控制装置，其特征在于，还包括多个电压转换器，与所述功率测量装置连接，并且用于将所述电源的电压转换为多种不同的电压，以提供给所述服务器系统中的各个系统部件。
7.根据权利要求6所述的风扇控制装置，其特征在于，所述各个系统部件包括CPU、内存条和芯片组。
8.一种风扇控制方法，其特征在于，包括：
获取服务器系统的总功率；以及
通过所述总功率计算所述服务器系统产生的热量以预测所述服务器系统的温度变化趋势，并根据所述温度变化趋势提供风扇控制信号。
9.根据权利要求7所述的风扇控制方法，其特征在于，获取所述服务器系统的总功率进一步包括：通过读取热插拔电源芯片的接口信号来获得所述服务器系统的总功率。
10.根据权利要求7所述的风扇控制方法，其特征在于，通过所述总功率计算所述服务器系统产生的热量以预测所述服务器系统的温度变化趋势进一步包括：
通过所述服务器系统的电源效率与所述总功率计算所述服务器系统产生的热量；以及
将计算的热量与预先存储的先前热量相比较来预测所述服务器系统的温度变化趋势。
11.根据权利要求10所述的风扇控制方法，其特征在于，所述温度变化趋势包括升速控制信号、恒定控制信号和降速控制信号。
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