CN114995621A - 一种提高服务器能效的方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种提高服务器能效的方法、系统、设备及介质,主要涉及大数据服务平台技术领域,用以解决现有服务器在运行过程中产生的无效功耗过多等问题。包括:通过CPLD获取服务器内各模块对应的设备在位信号和设备闲置信号;CPLD确定没有连接设备的第一模块,关闭第一模块对应的供电模块的开关控制链路;基于设备闲置信号对应的第二模块,CPLD关闭第二模块对应的供电模块的开关控制链路;通过BIOS关闭闲置状态的连接总线对应的总线控制器;通过BIOS获取CPLD传递的第一模块的连接总线,以关闭第一模块对应的总线控制器。本申请通过上述方法实现了合理化地降低了服务器功耗。
Description
技术领域
本发明大数据服务平台技术领域,具体涉及一种提高服务器能效的方法、系统、设备及介质。
背景技术
随着5G、云计算等新兴技术的大规模推广应用,服务器的数量随之急速攀升。服务器厂商为了产品应用范围更广并满足不同客户、不同配置、不同应用场景的需求,会在服务器内CPU等设备中预留出最大的扩展能力,这使得服务器无效功耗过多。
现有的提升服务器能效的方法集中在优化散热方案,包含使用导热系数更好散热材质做散热器、水冷方案散热、浸没式液冷方案散热等散热方案,最主要的目的都是减少风扇数量或降低风扇的转速以减低整机功耗来提升能耗比。
但是,上述通过增加整机或数据中心改造成本来换取功耗降低,耗时耗力、不好导入并且相当于做成本转移,当节约的能耗成本和投入成本相等或差距较小时导入的意义不大,且服务器实际运行中只用到了CPU等设备的小部分资源及功能,不用的功能及设备一直在保持耗电状态,增加了产品的不必要的供电损耗的同时耗电产生的热也增加了产品的散热成本。
发明内容
针对现有技术的上述不足,本发明提供一种提高服务器能效的方法、系统、设备及介质,以解决上述技术问题。
第一方面,本申请提供一种提高服务器能效的方法,方法包括:通过CPLD获取服务器内各模块对应的设备在位信号和设备闲置信号;根据设备在位信号和预设判断逻辑,CPLD确定没有连接设备的第一模块,关闭第一模块对应的供电模块的开关控制链路;基于设备闲置信号对应的第二模块,CPLD关闭第二模块对应的供电模块的开关控制链路;通过BIOS识别CPU上闲置状态的连接总线,进而根据预设连接关系,关闭闲置状态的连接总线对应的总线控制器;其中,连接总线包括PCIe总线和内存总线;通过BIOS获取CPLD传递的第一模块的连接总线,以关闭第一模块对应的总线控制器。
在本申请的一种实现方式中,服务器内各模块都包含若干子模块,方法还包括:通过CPU获取当前服务器的运行配置信息;其中,运行配置信息至少包括:高配置运行、中配置运行、低配置运行;根据运行配置信息和预设运行数量,CPU确定各模块内启动运行的子模块数量。
在本申请的一种实现方式中,在通过BIOS识别CPU上闲置状态的连接总线之前,方法还包括:通过CPU开放总线控制器控制接口给BIOS,使BIOS通过控制各总线控制器的开关,实现关闭或启动总线控制器。
在本申请的一种实现方式中,服务器内各模块至少包括计算板模块、存储模块、散热模块、外接卡模块、供电模块、内存存储模块。
在本申请的一种实现方式中,计算板模块、存储模块、外接卡模块都通过PCIe总线接入CPU;内存存储模块通过内存总线接入CPU。
第二方面,本申请提供一种提高服务器能效的系统,系统包括:获取模块,用于通过CPLD获取服务器内各模块对应的设备在位信号和设备闲置信号;关闭模块,用于根据设备在位信号和预设判断逻辑,CPLD确定没有连接设备的第一模块,关闭第一模块对应的供电模块的开关控制链路;还用于基于设备闲置信号对应的第二模块,CPLD关闭第二模块对应的供电模块的开关控制链路;还用于通过BIOS识别服务器内闲置状态的I/O总线,进而根据闲置状态的I/O总线和预设连接关系,关闭没有设备连接的总线控制器;还用于通过BIOS获取CPLD传递的第一模块的连接总线,以关闭第一模块对应的总线控制器。
在本申请的一种实现方式中,服务器内各模块都包含若干子模块,系统还包括确定模块;确定模块,用于通过CPU获取当前服务器的运行配置信息;其中,运行配置信息至少包括:高配置运行、中配置运行、低配置运行;根据运行配置信息和预设运行数量,CPU确定各模块内启动运行的子模块数量。
在本申请的一种实现方式中,系统还包括控制模块;控制模块,用于通过CPU开放总线控制器控制接口给BIOS,使BIOS通过控制各总线控制器的开关,实现关闭或启动总线控制器。
第三方面,本申请提供一种提高服务器能效的设备,包括:处理器;以及存储器,其上存储有可执行代码,当可执行代码被执行时,使得处理器执行上述任一项的一种提高服务器能效的方法。
第四方面,本申请提供了一种计算机存储介质,计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述任一项的一种提高服务器能效的方法。
本发明的有益效果在于,本申请通过CPLD获取设备在位信号,进而根据预设判断逻辑自动将没有设备(闲置)的模块的供电模块通过开关控制链路进行关闭达到功耗调优目的;通过CPLD获取设备闲置信号,能够将在位但属于闲置状态没有被使用的设备的连接模块进行断电处理,使功耗调优的技术手段更加多样且灵活。另外,能够通过BIOS或CPU检测任意连接总线的运行状态,当检测到任意连接总线的运行状态为闲置状态时,可确定该连接总线对应的模块为闲置模块,可以再将该连接总线对应的总线控制器关闭,以达到进一步降低耗能的效果。此外,本申请为了使得服务器低耗运行,还可以预先将各个模块分成若干子模块,通过控制子模块的运行个数,实现低耗运行。
综上可知,本发明提供了一种提高服务器能效的方法、系统、设备及介质,通过有效的识别和关闭服务器内闲置的资源及设备后关闭其耗电状态从而节约能源,本发明更多集中在软件优化和架构优化设计,增加的硬件成本在可控范围内,不涉及机房改造等工作量及成本较大的方案,更容易批量实现。
此外,本发明设计原理可靠,结构简单,具有非常广泛的应用前景。
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,对于本领域普通技术人员而言,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附图。
图1为本申请实施例提供的一种提高服务器能效的方法流程图;
图2为本申请实施例提供的一种提高服务器能效的系统内部结构示意图。
图3为本申请实施例提供的一种提高服务器能效的设备内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,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,所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
下面对本发明中出现的关键术语进行解释。
CPU(Central Processing Unit):中央处理器;BIOS(Basic Input OutputSystem):基本输入输出系统;CPLD(Complex Programmable Logic Device):网络复杂可编程逻辑器件。
需要说明的是,现有的提升服务器能效的方法集中在优化散热方案,包含使用导热系数更好散热材质做散热器、水冷方案散热、浸没式液冷方案散热等散热方案,最主要的目的都是减少风扇数量或降低风扇的转速以减低整机功耗来提升能耗比。优化散热方案确实可以有效降低整机功耗输出,通过增加整机或数据中心改造成本来换取功耗降低,耗时耗力不好导入并且相当于做成本转移,当节约的能耗成本远高于投入成本时可以导入,但如果当节约的能耗成本和投入成本相等或差距较小时导入的意义不大;另一方面,没有考虑按配置需求关闭限制的设备及资源,没有达到极致的功耗优化。
基于此,本发明提供了一种提高服务器能效的方法、系统、设备及介质,通过有效的识别闲置的资源及设备来关闭其耗电状态来节约能源,提升单台服务器的能效;本发明更多集中在软件优化和架构优化的设计上,增加的硬件成本在可控范围内,不涉及机房改造等工作量及成本较大的方案,更容易实现。
下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。
图1为本申请实施例提供的一种提高服务器能效的方法。如图1所示,本申请实施例提供的提高服务器能效的方法,主要包括以下步骤:
步骤110、通过CPLD获取服务器内各模块对应的设备在位信号和设备闲置信号。
需要说明的是,服务器内各模块至少包括计算板模块、存储模块、散热模块、外接卡模块、供电模块、内存存储模块。当模块与设备连接时,将向CPLD发送设备在位信号,以表示当前模块非闲置状态。设备闲置信号中包含闲置设备对应的模块,能够使接收到该设备闲置信息的CPLD确定:虽然设备闲置信号对应的模块有连接设备,但是该模块为闲置状态。
具体地,CPLD分别与计算板模块、存储模块、散热模块、外接卡模块、供电模块、内存存储模块相连,以获取各个模块上传的设备在位信号。
步骤120、根据设备在位信号和预设判断逻辑,CPLD确定没有连接设备的第一模块,关闭第一模块对应的供电模块的开关控制链路。
需要说明的是,预设判断逻辑用于根据设备在位信号,从全部模块中,确定上传在位信号的模块为连接设备的模块,确定没有上传在位信号的模块为没有连接设备(闲置)的模块,为了便于区分其他方式获得的模块,将该没有连接设备(闲置)的模块命名为第一模块。
本领域技术人员能够理解的是,上述根据预设判断逻辑自动获取将没有设备(闲置)的模块的供电模块通过开关控制链路进行关闭达到功耗调优目的。
步骤130、基于设备闲置信号对应的第二模块,CPLD关闭第二模块对应的供电模块的开关控制链路。
需要说明的是,设备闲置信号的获取方式可以为操作人员人工触发预设按键等设备或输入设备闲置信号,以获取闲置的模块。此外,为了便于区分通过步骤120等其他方式获得的闲置模块,将该通过设备闲置信号获得的闲置模块命名为第二模块。
本领域技术人员能够理解的是,不同于步骤120的通过设备是否上传在位信号来识别闲置模块,本步骤能够将在位但属于闲置状态没有被使用的设备的连接模块进行断电处理,使功耗调优的技术手段更加多样且灵活。
步骤140、通过BIOS识别CPU上闲置状态的连接总线,进而根据预设连接关系,关闭闲置状态的连接总线对应的总线控制器。
需要说明的是,BIOS启动过程中有设备识别及枚举的过程,通过这个过程可以识别哪些总线是闲置的。当枚举完成后根据预设连接关系,将没有设备的总线控制器进行关闭。另外,计算板模块、存储模块、外接卡模块、内存存储模块等都是通过连接总线接入CPU。当检测到任意连接总线的运行状态为闲置状态时,可确定该连接总线对应的模块为闲置模块,为了达到进一步降低耗能的效果,可以再将该连接总线对应的总线控制器关闭。另外,连接总线包括PCIe(peripheral component interconnect express)总线和内存总线。例如,计算板模块、存储模块、外接卡模块都通过PCIe总线接入CPU;内存存储模块通过内存总线接入CPU。
此外,在通过BIOS识别CPU上闲置状态的连接总线之前,本申请中BIOS得到关闭或启动总线控制器的功能的方法,可以具体为:通过CPU开放总线控制器控制接口给BIOS,使BIOS通过控制各总线控制器的开关,实现关闭或启动总线控制器。
步骤150、通过BIOS获取CPLD传递的第一模块的连接总线,以关闭第一模块对应的总线控制器。
需要说明的是,第一模块的连接总线包含第一模块对应的连接线路(根据步骤120可知,第一模块为闲置模块,因此第一模块对应的连接线路必然为闲置线路)。通过BIOS将第一模块对应的连接线路对应的总线控制器关闭,能够实现降低闲置耗能控制器的效果。
此外,为了使得服务器低耗运行,本申请还可以预先将各个模块分成若干子模块,通过控制子模块的运行个数,实现低耗运行。
具体地,通过CPU获取当前服务器的运行配置信息;其中,运行配置信息至少包括:高配置运行、中配置运行、低配置运行;根据运行配置信息和预设运行数量,CPU确定各模块内启动运行的子模块数量。
基于上述描述,本领域技术人员能够理解的是:本申请通过CPLD获取设备在位信号,进而根据预设判断逻辑自动获取将没有设备(闲置)的模块的供电模块通过开关控制链路进行关闭达到功耗调优目的;通过CPLD获取设备闲置,能够将在位但属于闲置状态没有被使用的设备的连接模块进行断电处理,使功耗调优的技术手段更加多样且灵活。另外,能够通过BIOS或CPU检测任意连接总线的运行状态,当检测到任意连接总线的运行状态为闲置状态时,可确定该连接总线对应的模块为闲置模块,可以再将该连接总线对应的总线控制器关闭,以达到进一步降低耗能的效果。此外,本申请为了使得服务器低耗运行,还可以预先将各个模块分成若干子模块,通过控制子模块的运行个数,实现低耗运行。
除此之外,本申请实施例还提供了一种提高服务器能效的系统,如图2所示,本申请实施例提供的提高服务器能效的系统,主要包括:
获取模块210,用于通过CPLD获取服务器内各模块对应的设备在位信号和设备闲置信号。
关闭模块220,用于根据设备在位信号和预设判断逻辑,CPLD确定没有连接设备的第一模块,关闭第一模块对应的供电模块的开关控制链路;需要说明的是,预设判断逻辑用于根据设备在位信号,从全部模块中,确定上传在位信号的模块为连接设备的模块,确定没有上传在位信号的模块为没有连接设备(闲置)的模块,为了便于区分其他方式获得的模块,将该没有连接设备(闲置)的模块命名为第一模块。本领域技术人员能够理解的是,上述自动获取将没有设备(闲置)的模块的供电模块通过开关控制链路进行关闭达到功耗调优目的。
还用于基于设备闲置信号对应的第二模块,CPLD关闭第二模块对应的供电模块的开关控制链路;设备闲置信号的获取方式可以为操作人员人工触发预设按键等设备或输入设备闲置信号,以获取闲置的模块。此外,为了便于区分通过其他方式获得的闲置模块,将该通过设备闲置信号获得的闲置模块命名为第二模块。本领域技术人员能够理解的是,本申请能够将在位但属于闲置状态没有被使用的设备的连接模块进行断电处理,使功耗调优的技术手段更加多样且灵活。
还用于通过BIOS识别CPU上闲置状态的连接总线,进而根据预设连接关系,关闭闲置状态的连接总线对应的总线控制器;其中,所述连接总线包括PCIe总线和内存总线;还用于通过BIOS获取CPLD传递的第一模块的连接总线,以关闭第一模块对应的总线控制器。需要说明的是,第一模块的连接总线包含第一模块对应的连接线路(第一模块为闲置模块,因此第一模块对应的连接线路必然为闲置线路)。通过BIOS将第一模块对应的连接线路对应的总线控制器关闭,能够实现降低闲置耗能控制器的效果。
此外,服务器内各模块都包含若干子模块,为了使得服务器低耗运行,本申请公开的系统还包括确定模块;确定模块通过CPU获取当前服务器的运行配置信息;其中,运行配置信息至少包括:高配置运行、中配置运行、低配置运行;根据运行配置信息和预设运行数量,CPU确定各模块内启动运行的子模块数量。
此外,在通过BIOS识别CPU上闲置状态的连接总线之前,本申请中BIOS得到关闭或启动总线控制器的功能的方法,可以具体为:通过控制模块使CPU开放总线控制器控制接口给BIOS,使BIOS通过控制各总线控制器的开关,实现关闭或启动总线控制器。
除此之外,本申请实施例还提供了一种提高服务器能效的设备,如图3所示,其上存储有可执行指令,在该可执行指令被执行时,实现如上述的一种提高服务器能效的方法。具体地,服务器端通过总线向存储器发送执行指令,当存储器接收到执行指令时,通过总线向处理器发送执行信号,以激活处理器。
需要说明的是,处理器用于通过CPLD获取服务器内各模块对应的设备在位信号和设备闲置信号;根据设备在位信号和预设判断逻辑,CPLD确定没有连接设备的第一模块,关闭第一模块对应的供电模块的开关控制链路;基于设备闲置信号对应的第二模块,CPLD关闭第二模块对应的供电模块的开关控制链路;通过BIOS识别CPU上闲置状态的连接总线,进而根据预设连接关系,关闭闲置状态的连接总线对应的总线控制器;其中,连接总线包括PCIe总线和内存总线;通过BIOS获取CPLD传递的第一模块的连接总线,以关闭第一模块对应的总线控制器。
除此之外,本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质,其上存储有可执行指令,在该可执行指令被执行时,实现如上述的一种提高服务器能效的方法。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种提高服务器能效的方法,其特征在于,所述方法包括:
通过CPLD获取服务器内各模块对应的设备在位信号和设备闲置信号;
根据所述设备在位信号和预设判断逻辑,所述CPLD确定没有连接设备的第一模块,关闭所述第一模块对应的供电模块的开关控制链路;
基于设备闲置信号对应的第二模块,CPLD关闭所述第二模块对应的供电模块的开关控制链路;
通过BIOS识别CPU上闲置状态的连接总线,进而根据预设连接关系,关闭闲置状态的连接总线对应的总线控制器;其中,所述连接总线包括PCIe总线和内存总线;
通过BIOS获取CPLD传递的第一模块的连接总线,以关闭第一模块对应的总线控制器。
2.根据权利要求1所述的一种提高服务器能效的方法,其特征在于,服务器内各模块都包含若干子模块,所述方法还包括:
通过CPU获取当前服务器的运行配置信息;其中,所述运行配置信息至少包括:高配置运行、中配置运行、低配置运行;
根据运行配置信息和预设运行数量,CPU确定各模块内启动运行的子模块数量。
3.根据权利要求1所述的一种提高服务器能效的方法,其特征在于,在通过BIOS识别CPU上闲置状态的连接总线之前,所述方法还包括:
通过CPU开放总线控制器控制接口给BIOS,使BIOS通过控制各总线控制器的开关,实现关闭或启动总线控制器。
4.根据权利要求1所述的一种提高服务器能效的方法,其特征在于,服务器内各模块至少包括计算板模块、存储模块、散热模块、外接卡模块、供电模块、内存存储模块。
5.根据权利要求4所述的一种提高服务器能效的方法,其特征在于,
所述计算板模块、所述存储模块、外接卡模块都通过所述PCIe总线接入CPU;
所述内存存储模块通过所述内存总线接入CPU。
6.一种提高服务器能效的系统,其特征在于,所述系统包括:
获取模块,用于通过CPLD获取服务器内各模块对应的设备在位信号和设备闲置信号;
关闭模块,用于根据所述设备在位信号和预设判断逻辑,所述CPLD确定没有连接设备的第一模块,关闭所述第一模块对应的供电模块的开关控制链路;还用于基于设备闲置信号对应的第二模块,CPLD关闭所述第二模块对应的供电模块的开关控制链路;还用于通过BIOS识别服务器内闲置状态的I/O总线,进而根据闲置状态的I/O总线和预设连接关系,关闭没有设备连接的总线控制器;还用于通过BIOS获取CPLD传递的第一模块的连接总线,以关闭第一模块对应的总线控制器。
7.根据权利要求6所述的一种提高服务器能效的系统,其特征在于,服务器内各模块都包含若干子模块,所述系统还包括确定模块;所述确定模块,用于通过CPU获取当前服务器的运行配置信息;其中,所述运行配置信息至少包括:高配置运行、中配置运行、低配置运行;根据运行配置信息和预设运行数量,CPU确定各模块内启动运行的子模块数量。
8.根据权利要求6所述的一种提高服务器能效的系统,其特征在于,所述系统还包括控制模块;
所述控制模块,用于通过CPU开放总线控制器控制接口给BIOS,使BIOS通过控制各总线控制器的开关,实现关闭或启动总线控制器。
9.一种提高服务器能效的设备,其特征在于,所述设备包括:
处理器;
以及存储器,其上存储有可执行代码,当所述可执行代码被执行时,使得所述处理器执行如权利要求1-5任一项所述的一种提高服务器能效的方法。
10.一种非易失性计算机存储介质,其特征在于,其上存储有计算机指令,所述计算机指令在被执行时实现如权利要求1-5任一项提高服务器能效的方法。
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