CN111665928A - 伺服器系统、伺服器装置及伺服器装置的功耗管理方法 - Google Patents

伺服器系统、伺服器装置及伺服器装置的功耗管理方法 Download PDF

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Abstract

一种伺服器系统、伺服器装置及伺服器装置的功耗管理方法。伺服器系统包括第一伺服器装置、至少一第二伺服器装置及电源供应器。第一伺服器装置获得第二伺服器装置各自传输的当前功耗信息，以计算伺服器系统的整体当前功耗值。第一伺服器装置依据整体当前功耗值以及第一伺服器装置的运作判断是否需要将第一预设功耗上限值调升至第二预设功耗上限值，并且依据整体当前功耗值及电源供应器的总量功耗值判断电源供应器是否有多余电力。

Description

伺服器系统、伺服器装置及伺服器装置的功耗管理方法
技术领域
本发明是有关于一种电子设备的电源管理技术，且特别是有关于一种伺服器系统、伺服器装置及伺服器装置的功耗管理方法。
背景技术
以现今的资料中心架构技术来说，通常是设计将大型的机柜容纳多台伺服器，且这些伺服器将共享位于机柜中的同一组电源供应器。由于伺服器自身的电源管理机制，通常会内建预设的功耗上限值以限制自身的最大用电量。当伺服器想要使用超出功耗上限值所设定的瓦数时，其自身的电源管理机制(如，功率上限(power capping)机制)将可能会让相关硬体自动降频，避免用电超出预期的瓦数，从而避免伺服器用电过量造成电源供应器或相关组件(如，供电系统)的过载。
上述的电源管理机制虽然可以保护电源供应器不过载，但同时也限制了伺服器的自身运作效能。也就是，伺服器无法要求更多的功率以满足高功率运作的需求。再者，当部分伺服器不需用到高达功耗上限值的电力时，这些多余的电力亦无法分享给机柜中的其它伺服器，从而无法更为有效率地使用电源供应器或供电系统的电力。
发明内容
本发明提供一种伺服器系统、伺服器装置及伺服器装置的电源管理方法，伺服器装置可将其具备多余电力资源的信息通知其他伺服器装置，并能够让需要更高功耗的伺服器装置利用这些多余的电力资源来提升自身的预设功耗上限，从而更为有效地运用电源供应器或供电系统。
本发明实施例的伺服器系统包括第一伺服器装置、至少一第二伺服器装置以及电源供应器。第一伺服器装置具备第一预设功耗上限值。至少一第二伺服器装置与第一伺服器装置相互通讯。电源供应器以总量功耗值供电给第一伺服器装置以及第二伺服器装置。第一伺服器装置获得第二伺服器装置各自传输的当前功耗信息，以计算伺服器系统的整体当前功耗值。第一伺服器装置依据所述整体当前功耗值以及所述第一伺服器装置的运作判断是否需要将所述第一预设功耗上限值调升至第二预设功耗上限值，并且依据所述整体当前功耗值及所述电源供应器的所述总量功耗值判断所述电源供应器是否有多余电力。第一伺服器装置将所述第一预设功耗上限值调升至所述第二预设功耗上限值，以回应经判断需要调升所述预设功耗上限值且经判断所述电源供应器有所述多余电力。
本发明实施例的伺服器装置包括感测器、传输器、接收器以及控制器。感测器用以感测伺服器装置的功耗以产生伺服器装置的当前功耗信息。传输器耦接感测器。传输器将所述当前功耗信息传递给其他伺服器装置。接收器获得所述其他伺服器装置各自传输的所述当前功耗信息。控制器耦接接收器。控制器通过接收器获得其他伺服器装置的当前功耗信息，计算伺服器装置所在的伺服器系统的整体当前功耗值。控制器依据所述整体当前功耗值以及所述伺服器装置的运作判断是否需要将伺服器装置中的第一预设功耗上限值调升至第二预设功耗上限值，并且依据所述整体当前功耗值及所述伺服器系统中电源供应器的总量功耗值判断电源供应器是否有多余电力。控制器将所述第一预设功耗上限值调升至所述第二预设功耗上限值，以回应经判断需要调升所述第一预设功耗上限值且经判断所述电源供应器有所述多余电力。
本发明实施例的伺服器装置的功耗管理方法包括下列步骤：获得其他伺服器装置以及所述伺服器装置的当前功耗信息；依据所述其他伺服器装置以及所述伺服器装置的所述当前功耗信息计算所述伺服器装置所在的伺服器系统的整体当前功耗值；依据所述整体当前功耗值以及所述伺服器装置的运作判断是否需要将所述伺服器装置中的第一预设功耗上限值调升至第二预设功耗上限值，并且依据所述整体当前功耗值及所述伺服器系统中电源供应器的总量功耗值判断所述电源供应器是否有多余电力；以及，将所述第一预设功耗上限值调升至所述第二预设功耗上限值，以回应经判断需要调升所述第一预设功耗上限值且经判断所述电源供应器有所述多余电力。
基于上述，本发明实施例所述伺服器系统、伺服器装置及伺服器装置的电源管理方法可让多个伺服器装置相互通讯以通知其他伺服器装置有多余的电力资源可供使用，并且每个伺服器装置可依据这些电力资源的信息自行判断是否需要调整自身预设的功耗上限值。藉此，需要更高功耗的伺服器装置便能利用这些多余的电力资源来提升自身的预设功耗上限，且其他伺服器装置亦会相应地降低其预设功耗上限以符合伺服器系统中供电系统的整体功耗，从而更为有效地运用电源供应器或供电系统。
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是符合本发明一实施例的一种伺服器系统的示意图；
图2是图1中伺服器装置的功能方块图；
图3是符合本发明一实施例的一种伺服器装置的功耗管理方法的流程图。
附图标记：
100：伺服器系统
110-1：伺服器装置/第一伺服器装置
110-2～110-3：伺服器装置/第二伺服器装置/其他伺服器装置
120：电源供应器
210：感测器
215：网络传输设备
220：传输器
230：接收器
240：控制器
250：元件
260：网络
S310～S380：伺服器装置的功耗管理方法的各步骤
PN：电源供应器的电源输入端
具体实施方式
图1是符合本发明一实施例的一种伺服器系统100的示意图。伺服器系统100可以是机柜式伺服器(Rack server)，其可包括多个伺服器装置110-1～110-3以及电源供应器120。为方便说明，在此以3个伺服器装置110-1～110-3作为举例，然应用本实施例者可依其需求调整伺服器系统100中伺服器装置的数量，且本实施例的伺服器系统100至少需要两个伺服器装置实现。伺服器装置110-1～110-3例如可以是刀锋伺服器。此外，在本实施例中，将伺服器装置110-1称为是第一伺服器装置，且将伺服器装置110-2～110-3称为是第二伺服器装置。
电源供应器120可以是机柜式电源供应器或供电系统，用以供电给整个伺服器系统100。也就是说，电源供应器120以伺服器系统100整体的总量功耗值供电给第一伺服器装置110-1以及第二伺服器装置110-2～110-3。电源供应器120对外连接市电或是外部的设施电源(facility power source)，并将这些电力转换成适合提供给伺服器110-1～110-3的电压。
举例来说，若电源供应器120可供应的总量功耗值为2400瓦，那么每个伺服器装置110-1～110-3的预设功耗上限值将可被设定为800瓦。如此一来，当每个伺服器装置110-1～110-3皆以800瓦进行运转时，电源供应器120仍可维持正常运作。另一方面，若伺服器装置110-2～110-3皆有多余的电力资源可供其他伺服器装置利用时，符合本发明实施例之需要更高功耗的伺服器装置(如，伺服器装置110-1)便能利用这些多余的电力资源来提升自身的预设功耗上限值，例如，将预设功耗上限值从800瓦提升至900瓦，从而让伺服器系统100能够完善地发挥其效能。其他两个伺服器装置110-2～110-3亦已将其自身的预设功耗上限值从800瓦降低至750瓦，从而将多余电力资源转移给伺服器装置110-1使用。换句话说，每个伺服器装置110-1～110-3在本实施例中皆可依据自身的运作需求来调整自身的预设功耗上限，且其他伺服器装置亦会相应地降低其预设功耗上限，以在符合电源供应器120整体功耗的情况下更为有效地运用伺服器系统100。
本实施例的伺服器装置110-1～110-3皆为相同的结构，在此以伺服器装置110-1作为举例。图2是图1中伺服器装置110-1的功能方块图。伺服器装置110-1主要包括感测器210、传输器220、接收器230以及控制器240。接收器230及传输器220亦可以称为是网络传输设备215。控制器240可以是基板管理控制器。伺服器装置110-1还可包括正在运作且并正消耗功率的元件250。元件250可以是伺服器装置110-1中的诸多单元，例如中央处理器、网络传输设备215(如，传输器220及接收器230)、基板管理控制器(亦即，控制器240)…等。感测器210用以感测伺服器装置110-1的整体功耗以产生伺服器装置110-1的当前功耗信息。本实施例的感测器210可分别设置于伺服器装置110-1的每个元件250的电源供应处，藉以侦测这些元件250的功耗以作为功耗信息，并且传输器220或是控制器240会将这些功耗信息加总以成为伺服器装置110-1的当前功耗信息。于部分实施例中，感测器210也可设置在伺服器装置110-1连接到电源供应器120的电源输入端PN，从而侦测且产生伺服器装置110-1整体的当前功耗信息。
在此以图2中伺服器装置110-1的各个元件(如，感测器210、传输器220、接收器230及控制器240)来说明图3所揭示的伺服器装置的功耗管理方法的各个步骤。图3是符合本发明一实施例的一种伺服器装置110-1的功耗管理方法的流程图。应用本实施例者亦可将图3的功耗管理方法应用于图1伺服器系统100中每个伺服器装置110-1～110-3中，并不仅限于伺服器装置110-1。
请同时参考图1及图3，传输器220耦接感测器210以将伺服器装置110-1整体的当前功耗信息传递给除了伺服器装置110-1以外的其他伺服器装置110-2～110-3。详细来说，图2的网络传输设备215连接到由图1的伺服器装置110-1～110-3所构成的网络260。于步骤S310中，控制器240控制传输器220以通过网络260并利用网络广播(broadcast)的方式将感测器210产生的伺服器装置110-1的当前功耗信息分享给其他伺服器装置(如，图1的伺服器装置110-2～110-3)的接收器。于步骤S320中，控制器240判断是否超过一间隔时间(如，3秒、4秒、5秒…等，可视需求而设定)，并超过所述间隔时间时再次进行步骤S310，从而持续地将伺服器装置110-1的当前功耗信息分享给其他伺服器装置110-2～110-3。于符合本发明的相关实施例中，传输器220亦可不通过控制器240而将伺服器装置110-1的当前功耗信息分享给其他伺服器装置(步骤S310)，且传输器220可行判断是否超过一间隔时间(步骤S320)以再次进行步骤S310从而减少控制器240的运算压力，端看应用本实施例者的设计需求。
控制器240耦接接收器230。于步骤S330中，接收器230获得其他伺服器装置110-2～110-3各自传输给伺服器装置110-1的当前功耗信息，并将这些伺服器装置110-2～110-3的当前功耗信息提供给控制器240。控制器240获得其他伺服器装置110-2～110-3的当前功耗信息。于步骤S340中，控制器240从感测器210获得伺服器装置110-1的当前功耗信息。藉此，控制器240于步骤S330至步骤S340中便可获得伺服器系统100中所有伺服器装置110-1～110-3各自的当前功耗信息。
于步骤S350中，控制器240依据全部伺服器装置110-1～110-3的当前功耗信息计算伺服器装置110-1所在的伺服器系统100的整体当前功耗值PSUtp。例如，假设伺服器系统100具备n台伺服器装置，n为大于等于2的正整数，且每个伺服器装置的当前功耗信息表示每台伺服器装置的当前功耗为Pn，则控制器240可将每台伺服器装置的当前功耗加总以计算出伺服器系统100的整体当前功耗值PSUtp。亦即，伺服器系统100的整体当前功耗值PSUtp为P1+P2+…Pn。此外，控制器240还可利用整体当前功耗值PSUtp计算出图1中电源供应器120的目前功耗使用率(power utilization)，以作为判断电源供应器120是否具多余电力资源的参考。例如，将整体当前功耗值PSUtp除以电源供应器120的总量功耗值(2400瓦)后所产生的数值即为电源供应器120的目前功耗使用率。
于步骤S360中，控制器240依据整体当前功耗值PSUtp以及伺服器装置110-1的运作判断是否需要将伺服器装置110-1中的第一预设功耗上限值(例如，800瓦)调升至第二预设功耗上限值(如，900瓦)。详细来说，如果伺服器装置110-1自身的当前功耗实际上已达到第一预设功耗上限值或是比第一预设功耗上限值更高时，表示伺服器装置110-1正在节流(throttle)且控制器240希望需要更多的电力资源。因此，若伺服器装置110-1自身的当前功耗实际上已达到第一预设功耗上限值或是比第一预设功耗上限值更高时，表示步骤S360判断为『是』且进入步骤S370。相对地，若伺服器装置110-1自身的当前功耗小于第一预设功耗上限值，则表示步骤S360判断为『否』且回到步骤S330。
于步骤S370中，控制器240依据伺服器系统100的整体当前功耗值PSUtp及电源供应器120的总量功耗值(如，2400瓦)判断电源供应器120是否有多余电力。控制器240可利用多种方式判断电源供应器120是否有多余电力，例如以上述『电源供应器120的目前功耗使用率』来判断，或是以电源供应器120的总量功耗值减去伺服器系统100的整体当前功耗值PSUtp的剩余数值来判断伺服器系统100是否仍有多余电力资源。
当经判断需要调升伺服器装置110-1第一预设功耗上限值且经判断电源供应器120有多余电力资源时，于步骤S380中，控制器240便将第一预设功耗上限值(例如，800瓦)调升至第二预设功耗上限值(例如，900瓦)。
于本实施例中，为了避免伺服器装置110-1～110-3能自行提升预设功耗上限值而超出电源供应器120的电力资源供应上限，在伺服器装置110-1将其自身的第一预设功耗上限值调升至第二预设功耗上限值之前，第二伺服器装置110-2～110-3的其中之一或多个可依据其自身的运作模式先行调降自身的预设功耗上限值。例如，第二伺服器装置110-2～110-3中的控制器将会依据其自身的运作及功耗信息来判断当前是否需要如此多的电力资源，且在不需要如此多的电力资源的情况下调降自身的预设功耗上限值(如，可将预设功耗上限值从800瓦调降为750瓦)。如此一来，第二伺服器装置110-2～110-3皆分别释出50瓦的电力资源作为电源供应器120的多余电力。另一方面，本实施例所述第一伺服器装置110-1以及第二伺服器装置110-2～110-3的预设功耗上限值的总和不超过电源供应器120的总量功耗值。
综上所述，本发明实施例所述伺服器系统、伺服器装置及伺服器装置的电源管理方法可让多个伺服器装置相互通讯以通知其他伺服器装置有多余的电力资源可供使用，并且每个伺服器装置可依据这些电力资源的信息自行判断是否需要调整自身预设的功耗上限值。藉此，需要更高功耗的伺服器装置便能利用这些多余的电力资源来提升自身的预设功耗上限，且其他伺服器装置亦会相应地降低其预设功耗上限以符合伺服器系统中供电系统的整体功耗，从而更为有效地运用电源供应器或供电系统。
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，任何所属技术领域的技术人员，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视权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种伺服器系统，其特征在于，包括：
第一伺服器装置，具备第一预设功耗上限值；
至少一第二伺服器装置，与所述第一伺服器装置相互通讯；以及
电源供应器，以总量功耗值供电给所述第一伺服器装置以及所述第二伺服器装置，
其中所述第一伺服器装置获得所述至少一第二伺服器装置各自传输的当前功耗信息，以计算所述伺服器系统的整体当前功耗值，
所述第一伺服器装置依据所述整体当前功耗值以及所述第一伺服器装置的运作判断是否需要将所述第一预设功耗上限值调升至第二预设功耗上限值，并且依据所述整体当前功耗值及所述电源供应器的所述总量功耗值判断所述电源供应器是否有多余电力，
所述第一伺服器装置将所述第一预设功耗上限值调升至所述第二预设功耗上限值，以回应经判断需要调升所述第一预设功耗上限值且经判断所述电源供应器有所述多余电力。
2.如权利要求1所述的伺服器系统，其特征在于，在所述第一伺服器装置将所述第一预设功耗上限值调升至所述第二预设功耗上限值之前，所述至少一第二伺服器装置的其中之一调降自身的预设功耗上限值。
3.如权利要求1所述的伺服器系统，其特征在于，所述第一伺服器装置以及所述至少一第二伺服器装置的预设功耗上限值的总和不超过所述电源供应器的所述总量功耗值。
4.如权利要求1所述的伺服器系统，其特征在于，所述第一伺服器装置及所述至少一第二伺服器装置皆为多个伺服器装置其中之一，所述伺服器装置包括：
感测器，用以感测所述伺服器装置的功耗以产生所述当前功耗信息；
传输器，耦接所述感测器，将所述当前功耗信息传递给除了所述伺服器装置以外的其他伺服器装置；
接收器，获得所述其他伺服器装置各自传输给所述伺服器装置的所述当前功耗信息；以及
基板管理控制器，耦接所述接收器，通过所述接收器获得所述其他伺服器装置的所述当前功耗信息。
5.如权利要求4所述的伺服器系统，其特征在于，所述传输器通过网络广播以将所述感测器产生的所述当前功耗信息分享给所述其他伺服器装置的接收器。
6.一种伺服器装置，其特征在于，包括：
感测器，用以感测所述伺服器装置的功耗以产生所述伺服器装置的当前功耗信息；
传输器，耦接所述感测器，将所述当前功耗信息传递给其他伺服器装置；
接收器，获得所述其他伺服器装置各自传输的所述当前功耗信息；以及
控制器，耦接所述接收器，通过所述接收器获得所述其他伺服器装置的所述当前功耗信息，计算所述伺服器装置所在的伺服器系统的整体当前功耗值，
所述控制器依据所述整体当前功耗值以及所述伺服器装置的运作判断是否需要将所述伺服器装置中的第一预设功耗上限值调升至第二预设功耗上限值，并且依据所述整体当前功耗值及所述伺服器系统中电源供应器的总量功耗值判断所述电源供应器是否有多余电力，并且，
所述控制器将所述第一预设功耗上限值调升至所述第二预设功耗上限值，以回应经判断需要调升所述第一预设功耗上限值且经判断所述电源供应器有所述多余电力。
7.如权利要求6所述的伺服器装置，其特征在于，所述伺服器装置以及所述其他伺服器装置连接至所述伺服器系统的网络，以使所述伺服器装置以及所述其他伺服器装置相互通讯，
并且，所述控制器是基板管理控制器。
8.如权利要求6所述的伺服器装置，其特征在于，在所述控制器将所述第一预设功耗上限值调升至所述第二预设功耗上限值之前，所述其他伺服器装置的其中之一调降自身的预设功耗上限值。
9.如权利要求6所述的伺服器装置，其特征在于，所述伺服器装置以及所述其他伺服器装置的预设功耗上限值的总和不超过所述电源供应器的所述总量功耗值。
10.一种伺服器装置的功耗管理方法，其特征在于，包括：
获得其他伺服器装置以及所述伺服器装置的当前功耗信息；
依据所述其他伺服器装置以及所述伺服器装置的所述当前功耗信息计算所述伺服器装置所在的伺服器系统的整体当前功耗值；
依据所述整体当前功耗值以及所述伺服器装置的运作判断是否需要将所述伺服器装置中的第一预设功耗上限值调升至第二预设功耗上限值，并且依据所述整体当前功耗值及所述伺服器系统中电源供应器的总量功耗值判断所述电源供应器是否有多余电力；以及
将所述第一预设功耗上限值调升至所述第二预设功耗上限值，以回应经判断需要调升所述第一预设功耗上限值且经判断所述电源供应器有所述多余电力。
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