CN111309132A - 一种服务器多档位电源冗余的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种服务器多档位电源冗余的方法，该方法包括以下步骤：将每个PSU的功耗监控信息传输到BMC中；BMC读取每个PSU的最大功耗和每个PSU工作时的实时功耗并计算所有PSU的实时总功耗；响应于实时总功耗大于3个PSU最大功耗的和，BMC使能第一冗余通路；响应于实时总功耗小于3个PSU最大功耗的和且大于2个PSU最大功耗的和，BMC使能第二冗余通路。通过使用本发明的方案，能够实现系统自动识别故障条件和冗余应对，实现准确冗余判断，避免单一电源冗余条件无法覆盖全部冗余场景或者不必要的冗余触发，为客户提供更优的电源冗余Power Capping方案。

Description

一种服务器多档位电源冗余的方法
技术领域
本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种服务器多档位电源冗余的方法。
背景技术
服务器Power Capping即功耗封顶技术，允许用户把功耗限定在指定的范围内，一般用于如下两种场景：一是整机功耗节能，二是供电冗余。
服务器电源一般要求支持冗余，PSU(电源供电装置)电源为2个或2个以上同规格并联。当单个电源故障时，要求系统仍然正常工作不宕机。如果故障前系统电流负载过大，超出剩余电源的最大负载能力，则电源故障后需要将性能下降至当前电源可支持的最大性能。
部分高功耗服务器需要支持4个以上的PSU电源，此时电源存在多种冗余方式：冗余方式一为3+1冗余，便于单颗PSU电源发生故障时实现系统冗余，剩余的3颗PSU电源仍可支持服务器工作；冗余方式二为2+2冗余，每2个PSU电源接在一组外部输入电源(220V或48V或其它)上，如果一组外部输入电源异常了，另一组外部输入电源以及2颗PSU电源仍可支持服务器工作。
当服务器支持Power Capping电源冗余时，会将PSU电源的异常信号如12V跌落、PSU告警等送至逻辑电路，由逻辑电路转换后送给CPU及内存系统触发低功耗模式。
系统会判断故障前的电流是否超出故障后所支持的最大电流，如果电流已超出，则会使能逻辑电路透传PSU异常信号。当PSU发生异常时，第一时间触发CPU及内存的硬件低功耗模式，确保系统不会因为电源过载而宕机，然后再由BMC系统根据实际供电情况，打开合适的CPU、内存的工作模块，系统业务恢复工作。如果不做硬件触发而只做BMC软件触发，则处理时间过长，系统会因为电源过载时间过长而宕机。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种服务器多档位电源冗余的方法，通过使用本发明的方法，能够实现系统自动识别故障条件和冗余应对，实现准确冗余判断，避免单一电源冗余条件无法覆盖全部冗余场景或者不必要的冗余触发，为客户提供更优的电源冗余Power Capping方案。
基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种服务器多档位电源冗余的方法，包括以下步骤：
将每个PSU的功耗监控信息传输到BMC中；
BMC读取每个PSU的最大功耗和每个PSU工作时的实时功耗并计算所有PSU的实时总功耗；
响应于实时总功耗大于3个PSU最大功耗的和，BMC使能第一冗余通路；
响应于实时总功耗小于3个PSU最大功耗的和且大于2个PSU最大功耗的和，BMC使能第二冗余通路。
根据本发明的一个实施例，还包括：将每个PSU的异常信号通过GPIO信号传送到CPLD和BMC中。
根据本发明的一个实施例，第一冗余通路为3+1冗余通路。
根据本发明的一个实施例，还包括：
响应于BMC使能第一冗余通路且1个PSU异常，触发CPU低功耗硬件开关，使CPU进入硬件低功耗模式。
根据本发明的一个实施例，还包括：
响应于1个PSU发生异常，CPLD对4个PSU异常信号做与操作，触发CPU低功耗模式硬件开关以使CPU进入硬件低功耗模式。
根据本发明的一个实施例，第二冗余通路为2+2冗余通路。
根据本发明的一个实施例，还包括：
响应于BMC使能第二冗余通路且单个外部输入电源异常，触发CPU低功耗硬件开关，使CPU进入硬件低功耗模式。
根据本发明的一个实施例，还包括：
响应于其中1路外部输入电源发生异常而导致2个PSU异常，CPU先对两组PSU异常信号各自做或操作，再将两组的结果做与操作，触发CPU低功耗模式硬件开关以使CPU进入硬件低功耗模式。
根据本发明的一个实施例，还包括：
响应于CPU进入硬件低功耗模式，根据故障前实时总功耗和故障后PSU支持的最大功耗，BMC通过低功耗软件配置控制CPU开启适当的模块进入软件精准功耗封顶控制。
根据本发明的一个实施例，还包括：
BMC向用户发出故障告警通知。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的服务器多档位电源冗余的方法，通过将每个PSU的功耗监控信息传输到BMC中；BMC读取每个PSU的最大功耗和每个PSU工作时的实时功耗并计算所有PSU的实时总功耗；响应于实时总功耗大于3个PSU最大功耗的和，BMC使能第一冗余通路；响应于实时总功耗小于3个PSU最大功耗的和且大于2个PSU最大功耗的和，BMC使能第二冗余通路的技术方案，能够实现系统自动识别故障条件和冗余应对，实现准确冗余判断，避免单一电源冗余条件无法覆盖全部冗余场景或者不必要的冗余触发，为客户提供更优的电源冗余Power Capping方案。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为根据本发明一个实施例的服务器多档位电源冗余的方法的示意性流程图；
图2为根据本发明一个实施例的服务器多档位电源冗余的电路的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种服务器多档位电源冗余的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。
如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：
S1将每个PSU的功耗监控信息传输到BMC中；
S2 BMC读取每个PSU的最大功耗和每个PSU工作时的实时功耗并计算所有PSU的实时总功耗，通过BMC监控每个PSU的实时功耗，并根据每个PSU的实时功耗的总和和所有PSU支持的最大功耗的和做下面的判断；
S3响应于实时总功耗大于3个PSU最大功耗的和，BMC使能第一冗余通路，根据实时总功耗和最大功耗的比较结果切换电路中的一种冗余通路；
S4响应于实时总功耗小于3个PSU最大功耗的和且大于2个PSU最大功耗的和，BMC使能第二冗余通路，根据实时总功耗和最大功耗的比较结果切换电路中的另一种冗余通路。
本发明的目的在于实现4PSU的服务器同时支持3+1条件和2+2条件下的PowerCapping电源冗余，同时支持单PSU故障的3+1冗余，和单外部输入电源故障的2+2冗余。
通过本发明的技术方案，能够实现系统自动识别故障条件和冗余应对，实现准确冗余判断，避免单一电源冗余条件无法覆盖全部冗余场景或者不必要的冗余触发，为客户提供更优的电源冗余Power Capping方案。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：将每个PSU的异常信号通过GPIO信号传送到CPLD和BMC中。通过CPLD监控PSU的异常，根据当前的冗余通路做进一步的操作。
在本发明的一个优选实施例中，第一冗余通路为3+1冗余通路。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：
响应于BMC使能第一冗余通路且1个PSU异常，触发CPU低功耗硬件开关，使CPU进入硬件低功耗模式。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：响应于1个PSU发生异常，CPLD对4个PSU异常信号做与操作，触发CPU低功耗模式硬件开关以使CPU进入硬件低功耗模式。
在本发明的一个优选实施例中，第二冗余通路为2+2冗余通路。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：
响应于BMC使能第二冗余通路且单个外部输入电源异常，触发CPU低功耗硬件开关，使CPU进入硬件低功耗模式。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：响应于其中1路外部输入电源发生异常而导致2个PSU异常，CPU先对两组PSU异常信号各自做或操作，再将两组的结果做与操作，触发CPU低功耗模式硬件开关以使CPU进入硬件低功耗模式。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：
响应于CPU进入硬件低功耗模式，根据故障前实时总功耗和故障后PSU支持的最大功耗，BMC通过低功耗软件配置控制CPU开启适当的模块进入软件精准功耗封顶控制。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：
BMC向用户发出故障告警通知。
实施例
下面为本方法的一个实施例的实现过程，如下：
1、系统启动时，BMC读取PSU电源的最大功耗规格；
2、正常工作时，BMC读取PSU的实时功耗(并做适当滤抖处理)，计算4个PSU电源的实时总功耗；
3、如果实时总功耗>3个PSU电源的最大功耗的和，BMC打开3+1冗余Power Capping判断通道；
4、如果3个PSU电源最大功耗的和>实时总功耗>2个PSU电源最大功耗的和，BMC打开2+2冗余Power Capping判断通道；
5、当单个PSU异常时，如果3+1冗余Power Capping判断通道处于打开状态，触发CPU低功耗硬件开关，CPU进入硬件低功耗模式；
6、当单个外部输入电源异常时，如果2+2冗余Power Capping判断通道处于打开状态，触发CPU低功耗硬件开关，CPU进入硬件低功耗模式；
7、当CPU进入硬件低功耗模式时，根据故障前实时总功耗和故障后PSU电源支持的最大功耗，BMC通过低功耗软件配置，控制CPU开启适当的模块，进入软件精准功耗封顶控制；
8、BMC向用户发出故障告警通知用户需要进行修复。系统一直工作于软件精准功耗封顶模式下，直至用户修复异常(更换故障PSU或外部输入电源)。
如图2所示为实现本发明方法的电路图的一个实施例，一个服务器系统中的4个相同规格的PSU电源支持3+1电源模块冗余，1个PSU电源故障后，剩余3个依旧能维持系统工作；支持2+2外部输入电源冗余，PSU0和1接入一路外部输入电源，PSU2和3接入另一路外部输入电源，当一路外部输入电源故障后，剩余的另一路外部输入电源和2个PSU依旧能维持系统工作。
PSU的异常信号送入CPLD及BMC(通过GPIO信号)，PSU的功耗监控信息送入BMC(通过PSU与BMC之间的PMBUS管理总线)。
BMC通过SMBUS读取PSU电源的最大功耗规格，读取各个PSU电源在正常工作中实时监控各个PSU电源的功耗，并计算总功耗。
如果实时总功耗大于3个PSU电源的功耗，BMC则使能3+1冗余判断通路。此时如果有1个PSU电源发生异常(12V缺失或者电源模块告警)，CPLD对4个PSU电源异常信号(低电平)做与操作，触发CPU低功耗模式硬件开关，CPU进入硬件低功耗模式。
如果实时总功耗小于3个PSU电源的功耗，大于2个PSU电源的功耗，则BMC使能2+2冗余判断通路。此时如果有1路外部输入电源发生异常(导致两个PSU电源异常)，CPU先对两组PSU电源(PSU0和1为1组，PSU2和3为另1组)异常信号(低电平)各自做或操作，再将两组结果做与操作，触发CPU低功耗模式硬件开关，CPU进入硬件低功耗模式。此时如果只有1个PSU异常，则无需触发硬件低功耗流程。
在PSU异常CPU进入硬件低功耗模式的同时，BMC也会同步检测到该动作，此时BMC会通过低功耗软件配置接管CPU的工作状态(在经过一定的软件处理延迟之后)，根据之前系统总功耗和当前剩余PSU支持的最大功耗的差值，配置CPU可以开启多少内核和memory，CPU系统进入软件精准功耗封顶控制。
BMC系统也会同步向用户发出电源异常的告警，通知客户更换异常的电源，在异常修复前，系统工作于软件精准功耗封顶模式。
通过本发明的技术方案，能够实现系统自动识别故障条件和冗余应对，实现准确冗余判断，避免单一电源冗余条件无法覆盖全部冗余场景或者不必要的冗余触发，为客户提供更优的电源冗余Power Capping方案。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，上述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
需要特别指出的是，上述系统的实施例采用了上述方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到上述方法的其他实施例中。
此外，上述方法步骤以及系统单元或模块也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元或模块功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实现的可能示例，并且仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。可以在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求保护。

Claims (10)

1.一种服务器多档位电源冗余的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将每个PSU的功耗监控信息传输到BMC中；
所述BMC读取每个所述PSU的最大功耗和每个所述PSU工作时的实时功耗并计算所有所述PSU的实时总功耗；
响应于所述实时总功耗大于3个PSU最大功耗的和，所述BMC使能第一冗余通路；
响应于所述实时总功耗小于3个PSU最大功耗的和且大于2个PSU最大功耗的和，所述BMC使能第二冗余通路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将每个所述PSU的异常信号通过GPIO信号传送到CPLD和所述BMC中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一冗余通路为3+1冗余通路。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述BMC使能第一冗余通路且1个所述PSU异常，触发CPU低功耗硬件开关，使所述CPU进入硬件低功耗模式。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于1个所述PSU发生异常，CPLD对4个所述PSU异常信号做与操作，触发所述CPU低功耗模式硬件开关以使所述CPU进入硬件低功耗模式。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二冗余通路为2+2冗余通路。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述BMC使能第二冗余通路且单个外部输入电源异常，触发CPU低功耗硬件开关，使所述CPU进入硬件低功耗模式。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于其中1路外部输入电源发生异常而导致2个所述PSU异常，所述CPU先对两组所述PSU异常信号各自做或操作，再将所述两组的结果做与操作，触发所述CPU低功耗模式硬件开关以使所述CPU进入硬件低功耗模式。
9.根据权利要求4或7所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述CPU进入硬件低功耗模式，根据故障前所述实时总功耗和故障后所述PSU支持的最大功耗，所述BMC通过低功耗软件配置控制所述CPU开启适当的模块进入软件精准功耗封顶控制。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
所述BMC向用户发出故障告警通知。
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