CN117148941A - 计算机系统的供电方法及相关装置和设备 - Google Patents

Abstract

计算机系统的供电方法及相关装置和设备，涉及计算机领域。计算机系统中的电源管理模块获取影响供电能力的参数，根据参数确定电源模块为计算机系统中器件提供突发功率的供电能力，控制电源模块以该供电能力为计算机系统中器件进行供电。由于电源管理模块依据实时动态的影响供电能力的参数确定电源模块的供电能力，电源模块根据自身的供电能力对计算机系统中器件提供突发功率的电能，从而实现对电源模块的供电能力的精细化管理，充分利用电源模块的供电能力进行供电，在确保计算机系统处理性能的前提下，提高电源模块的资源利用率以及降低电源模块的成本。

Description

计算机系统的供电方法及相关装置和设备

本申请要求于2022年5月24日提交国家知识产权局、申请号为202210570589.3、申请名称为“一种供电管理方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种计算机系统的供电方法、供电装置、电源管理引擎、电源系统及计算机系统。

背景技术

计算机系统中的电源模块用于向系统中的集成电路、处理器和存储器等器件进行供电，以支持计算机系统正常工作。通常，计算机系统中器件(如：处理器)普遍支持超频，即处理器以更高的工作频率(例如，超过额定功率的功率)进行工作，提高处理性能。为了满足器件的超频功能，这就要求电源模块为其提供更多的电能。

目前，计算机系统可配置较大额定功率的电源模块，以较大的额定功率向系统中器件(如处理器)进行供电。但是，器件的超频是为了满足特定业务需求或性能需求开启的功能，具有偶然性，非器件的持续状态，如持续以较大的额定功率对器件供电会导致电源模块的资源浪费和成本较高。因此，如何提升电源模块的资源利用率成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种计算机系统的供电方法、供电装置、电源管理引擎、电源系统及计算机系统，由此解决了如何提升电源模块的资源利用率的问题。

第一方面，提供了一种计算机系统的供电方法，计算机系统中的电源管理模块获取影响供电能力的参数，根据参数确定电源模块为计算机系统中器件提供突发功率的供电能力，控制电源模块以该供电能力为计算机系统中器件进行供电。

由于电源管理模块依据实时动态的影响供电能力的参数确定电源模块的供电能力，控制电源模块根据自身的供电能力对计算机系统中器件提供突发功率的电能，从而实现对电源模块的供电能力的精细化管理，充分利用电源模块的供电能力进行供电，在确保计算机系统处理性能的前提下，提高电源模块的资源利用率以及降低电源模块的成本。

可选地，突发功率用于指示满足计算机系统中器件的供电需求的瞬间功率。对电源模块而言，突发功率可满足器件在超频场景下的供电需求，支撑器件的运算处理，提升整个计算机系统的数据处理能力。

在一种可能的实现方式中，根据参数确定电源模块的供电能力，包括：根据额定功率、输出电压、输出电流和温度确定电源模块的剩余供电功率，根据剩余供电功率和获取到的器件的供电需求确定电源模块的突发功率和突发功率的供电时长。供电需求用于指示器件在超频等突发供电场景所需的功率。从而，利用电源模块的剩余供电功率和供电需求实时进行电源模块的资源分配，为器件供电，在确保计算机系统处理性能的前提下，提高电源模块的资源利用率，此外，由于无需增加电源模块的数量，在原有电源模块中通过识别其供电能力为器件提供突发功率的方式，降低了因需增加电源模块的成本。

在另一种可能的实现方式中，参数包括额定功率、输出电压、输出电流和温度，根据参数确定电源模块的供电能力，包括：根据预设规则为超频工作的器件供电，预设规则用于指示以额定功率和突发功率交替为器件供电的方式。如此，将突发功率(如：超频所需的功率)作为标准规格，对电源模块的供电能力进行预先设置，从而实现对电源模块进行精细化管理，更好的匹配供电需求。而且电源模块无需过配置，降低电源模块的成本。

在另一种可能的实现方式中，根据供电能力控制电源模块为计算机系统中器件供电，包括：控制电源模块根据供电需求调整母线电压以存储电能，当器件以超频工作时，根据突发功率向所述器件供电。避免器件超频时突发供电需求造成交流电的大幅电压波动，更好地支持器件的突发功率需求。

在另一种可能的实现方式中，根据供电能力控制电源模块为计算机系统中器件供电还包括：控制调整电源模块的风扇风速，当器件以超频工作时，根据突发功率向器件供电。使得电源模块散热更好，避免电源模块温度过高发生故障。

在另一种可能的实现方式中，根据供电能力控制电源模块为计算机系统中器件供电还包括，控制根据比例积分微分(proportional integral derivative，PID)算法调整电源模块的环路带宽，当器件以超频工作时，根据突发功率向器件供电。开关电源在保证环路稳定性的前提下，环路带宽越宽，输出电压的影响速度越快，适应超频的能力越强。

在另一种可能的实现方式中，在根据供电能力控制电源模块为计算机系统中器件供电之前，向器件发送供电能力，使器件根据供电能力确定超频方式，以使器件超频工作时所需的功率符合电源模块的剩余供电功率，提高器件超频的准确性。

在另一种可能的实现方式中，电源模块与器件间的接口用于传输供电需求，以及为器件提供供电能力。电源模块可直接获取器件的供电需求，进而为器件提供突发功率，在满足器件供电需求的同时，充分利用电源模块的资源。另一方面，电源模块也可向器件传输电源模块的供电能力，使得器件可根据电源模块的供电能力实现超频，进一步提升整个系统的电源利用率。

在另一种可能的实现方式中，计算机系统可以是机架式服务器、框级服务器(也可以称为高密服务器或刀片式服务器)和柜级服务器(也可以称为机柜式服务器)，供电能力用于指示依据计算机系统中多个器件的供电需求提供突发功率的供电能力。从而，对电源模块的供电能力和器件超频进行集中管理，以获得最大的超频性能。

在另一种可能的实现方式中，方法还包括：在确定电源模块的供电能力后，还根据影响供电能力的参数和电源模块的负载调整供电能力，以充分利用电源的供电能力。

第二方面，提供了一种供电装置，所述装置包括用于执行第一方面或第一方面任一种可能设计中的计算机系统供电方法的各个模块。

第三方面，提供了一种电源管理引擎，所述电源管理引擎包括处理器和供电电路，供电电路用于为处理器供电，处理器用于实现第一方面或第一方面中任一所述方法中所述电源管理模块所执行操作步骤的功能。

第四方面，提供了一种电源系统，所述电源系统包括电源管理模块和电源模块，所述电源管理模块用于执行上述第一方面或第一方面中任一项所述的方法的操作步骤控制所述电源模块为器件供电。

第五方面，提供了一种计算机系统，该计算机系统包括电源管理模块和器件，所述电源管理模块用于执行上述第一方面或第一方面任一种可能设计的方法的操作步骤为所述器件供电。

第六方面，提供了一种计算机系统，该计算机系统包括基板管理控制器、电源模块和器件，所述基板管理控制器用于执行上述第一方面或第一方面任一种可能设计的方法的操作步骤控制所述电源模块为所述器件供电。

第七方面，提供了一种计算机系统，该计算机系统包括电源管理板、机柜管理板、多个服务器和电源模块，所述电源管理板用于根据影响供电能力的参数确定所述电源模块的剩余供电功率，所述机柜管理板用于执行上述第一方面或第一方面任一种可能设计的方法的操作步骤控制所述电源模块为所述多个服务器中器件供电。

第八方面，提供一种计算机可读存储介质，包括：计算机软件指令；当计算机软件指令在电源管理模块中运行时，使得电源管理模块执行如第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中所述方法的操作步骤。

第九方面，提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得电源管理模块执行如第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中所述方法的操作步骤。

第十方面，提供一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于实现上述第一方面的方法中电源管理模块的功能。在一种可能的设计中，所述芯片系统还包括存储器，用于保存程序指令和/或数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。

本申请在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种计算机系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种计算机系统供电方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种个人计算机供电的方法流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种母线电压储能示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种计算机系统供电方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种机架式服务器供电的方法流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种框级服务器或柜级服务器供电方法的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种计算机系统供电方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的一种额定功率和突发功率供电的示意图；

图10为本申请实施例提供的一种供电装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解，下面先对本申请实施例涉及的相关术语进行介绍。

超频(overclocking)，是一种提高器件主频(即时钟脉冲频率)的技术，由此提高器件的工作频率。例如，提高计算机系统中处理器的工作频率(如：主频、外频和倍频)。处理器包括中央处理器(central processing unit，CPU)、图形处理器(graphics processingunit，GPU)、数据处理单元(data processing unit，DPU)、神经处理单元(neuralprocessing unit，NPU)和嵌入式神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等具有计算能力的大功率的计算单元。

电源模块(Power Supply Unit，PSU)，用于为计算机系统中的各个器件提供电能。当器件被调整为超频时，器件需要消耗更大的功率，电源模块需要提供更大的供电能力。

功率，用于指示物体在单位时间内所做的功，即功率表示物体做功快慢的物理量。功率的单位为瓦特(watt，W)，简称瓦。功率可以用P表示，P＝W/t，W表示功，功的单位为焦耳，t表示单位时间，t的单位为秒(second，S)。

电源模块的额定功率，用于指示电源模块在稳定、持续工作下的功率，表示了电源模块在稳定、持续工作下的供电能力。电源模块的额定功率为电源模块的额定电压乘以额定电流，即P＝W/t＝UI，U表示额定电压，I表示额定电流。

电源模块的输出功率，用于指示电源模块为负载供电时提供的功率。电源模块的输出功率为电源模块的输出电压乘以输出电流。如果输出功率大于额定功率，电源模块会启动过功率保护(over power protection，OPP)功能，进而关断电源。如果没有启动过功率保护，电源模块会过热损坏。过功率保护是指电源模块的输出功率持续上升，达到阈值，电源模块自动断电，以免出现过流损坏电源模块的机制。

电源模块的突发功率，用于指示电源模块应器件的供电需求(如：超频)提供的瞬间功率。

本申请提供了一种计算机系统供电方法，也可以称为供电增强(Power Turbo)方法，计算机系统中的电源管理模块获取影响供电能力的参数，根据参数确定电源模块为计算机系统中器件提供突发功率的供电能力，控制电源模块以该供电能力为计算机系统中器件进行供电。由于电源管理模块依据实时动态的影响供电能力的参数确定电源模块的供电能力，控制电源模块根据自身的供电能力对计算机系统中器件提供突发功率的电能，从而实现对电源模块的供电能力的精细化管理，充分利用电源模块的供电能力进行供电，在确保计算机系统处理性能的前提下，提高电源模块的资源利用率以及降低电源模块的成本。

下面结合附图详细介绍本申请提供的计算机系统的供电方法。图1为本申请实施例提供的一种计算机系统100的示意图。如图1所示，计算机系统100包括电源管理模块110和器件120。电源管理模块110和器件120通过总线130相连。

其中，器件120包括处理器、存储器和内存单元(也可以称为主存(main memory)单元)、网络适配器(如网络接口卡(network interface card，NIC)、智能网卡(intelligentnetwork interface card，iNIC))等计算机系统中用于数据处理或通信的电子元器件。处理器可以是CPU，GPU，DPU，NPU等用于数据处理的XPU。为了便于描述，以下实施例以器件120为CPU为例进行说明。

电源管理模块110，用于控制电源模块为器件供电。其中，电源模块可以设置在计算机系统100中，也可以设置在计算机系统100外部，由电源管理模块控制所述电源模块对器件120的供电。

电源模块，用于以额定功率为计算机系统100中器件120进行供电，以及当器件120被调整为超频时，以突发功率为计算机系统100中器件120进行供电。即电源模块具有以额定功率长时间输出电能的能力，也具有以多种突发功率短时间输出电能的能力。例如，电源模块具有额定功率为3千瓦(kilowatt，kW)，长时间供电的能力；电源模块还具有突发功率为4.5kW，供电时长为5毫秒(millisecond，ms)的供电能力；电源模块还具有突发功率为3.6kW，供电时长为100ms的供电能力。

值得说明的是，图1中计算机系统100可包括一个或多个器件，其中，多个器件的类型可以相同或不同。例如，计算机系统100可包括CPU和GPU。处理器可以是一个多核(multi-CPU)处理器。

总线130可以包括一通路，用于在上述组件(如电源管理模块110和器件120)之间传送信息。例如，器件120向电源管理模块110反馈的供电需求，电源管理模块110控制电源模块向器件120反馈的供电能力。总线130除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线130。总线130可以是快捷外围部件互连标准(Peripheral Component Interconnect Express，PCIe)总线，或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，EISA)总线、统一总线(unified bus，Ubus或UB)、计算机快速链接(compute express link，CXL)、缓存一致互联协议(cache coherent interconnect for accelerators，CCIX)等。

图1中仅以计算机系统100包括1个电源管理模块110和1个器件120为例，此处，电源管理模块110和器件120分别用于指示一类器件或设备，具体实施例中，可以根据业务需求确定每种类型的器件或设备的数量。

下面结合图2介绍本申请实施例提供的一种计算机系统的供电方法，如图所示。

步骤210、电源管理模块110根据影响供电能力的参数确定电源模块的供电能力。

电源管理模块110可以获取电源模块上报的额定功率、输出电流、输出电压和温度，其中，额定功率可以预先配置的，电源管理模块110可以从配置信息中获取，如可通过读取电源模块的配置文件获取额定功率。电源管理模块110可以监控电源模块的供电变化获取输出电流、输出电压和温度。温度可以是指电源模块的环境温度，环境温度越高，电源模块可以输出的功率越小，环境温度越低，电源模块可以输出的功率越大。进而，电源管理模块110根据额定功率和温度确定总供电功率，以及根据输出电流和输出电压确定总输出功率，进而，根据总供电功率和总输出功率的差值确定剩余供电功率，即电源模块的可用供电能力。

此外，计算机系统100中可包括一个或多个电源模块。当计算机系统100包括一个电源模块时，总供电功率是指该电源模块的总供电功率，总输出功率是指该电源模块的总输出功率。

当计算机系统100包括多个电源模块时，总供电功率为多个电源模块的总供电功率。总输出功率为多个电源模块的总输出功率。总供电功率如公式(1)所示。总输出功率如公式(2)所示。

P′＝Pi*n*w公式(1)

其中，P′表示总供电功率，i表示第i个电源模块，Pi表示第i个电源模块的额定功率，n表示电源模块的数量，w表示温度。

其中，P″表示总输出功率。

剩余供电功率如公式(3)所示。

P″′＝P′-P″公式(3)

其中，P″′表示剩余供电功率。

在另一些实施例中，电源管理模块110可以获取各个电源模块上报的各自的总供电功率和总输出功率，根据各个电源模块的总供电功率之和和各个电源模块的总输出功率之和的差值确定剩余供电功率。由电源模块确定各自的总供电功率和总输出功率。

电源模块可通过电源模块与电源管理模块110的通信接口上报上述信息，如CAN-bus接口，PMbus接口等可实现器件间通信的接口。

进一步地，电源管理模块110还可以获取器件120上报的供电需求，根据剩余供电功率和供电需求确定电源模块的供电能力，即电源模块的突发功率和突发功率的供电时长。供电需求用于指示器件120突发供电所需的功率。如，供电需求用于指示器件120被调整为超频，器件120需要消耗的功率。如果电源管理模块110确定剩余供电功率满足突发功率，电源管理模块110执行步骤220。如果电源管理模块110确定剩余供电功率不满足突发功率，电源管理模块110以额定功率对器件120进行供电。

步骤220、电源管理模块110向器件120发送供电能力。

电源管理模块110可根据器件120的供电需求控制电源模块以突发功率为其供电，以便器件120可在超频场景中正常工作。

如此，本申请实施例提供的电源模块具备以额定功率长时间输出电能的能力，也具有以多种突发功率短时间输出电能的能力。在电源管理模块获取到器件的供电需求后，电源管理模块依据电源模块的额定功率、输出电流、输出电压和温度确定电源模块的剩余供电功率，根据供电需求控制电源模块根据自身的剩余供电功率对计算机系统中器件提供突发功率的电能，从而实现对电源模块的供电能力的精细化管理，充分利用电源模块的供电能力进行供电，在确保计算机系统处理性能的前提下，提高电源模块的资源利用率以及降低电源模块的成本。

上述计算机系统的供电方法可以应用于个人计算机(Personal Computer，PC)、机架服务器配置大功率器件(如：CPU、GPU、NPU或DPU)的场景，以及还可以应用于框级服务器、柜级服务器、配置多个服务器节点的集群，服务器内配置大功率器件的场景。

电源管理模块110可以是电源模块的一部分，也可以是电源模块外部的一个电源管理引擎实现。为了便于理解，接下来，结合图3至图7进一步介绍本申请所提供的方法。

图3为本申请实施例提供的一种个人计算机供电的示意图。假设计算机系统110为个人计算机，计算机系统110中电源模块为超频工作的器件120进行供电。上述电源管理模块110可以是电源模块中的逻辑电路，比如电源管理模块110可以是电源模块中的电源监控单元(power monitor unit，PMU)。

步骤310、电源管理模块110识别电源模块的工作状态。

电源模块可被配置为不同工作状态，其中，工作状态包括动态供电模式和非动态供电模式。电源管理模块110可通过读取系统中系统配置项或接口参数确定电源模块的工作状态，例如，电源管理模块110可通过基本输入输出系统(basic input output system，BIOS)确认电源配置项的内容，进而确定电源模块的工作状态。

当电源管理模块110确定电源模块的工作状态为动态供电模式，执行步骤320至步骤340，电源模块依据供电需求以突发功率的供电能力为器件120供电。

当电源管理模块110确定电源模块的工作状态为非动态供电模式，执行步骤350，电源模块以额定功率为器件120供电。

值得说明的是，个人计算机的电源模块可以支持两种工作状态，即动态供电模式和非动态供电模式，电源管理模块可根据当前工作状态控制电源模块为器件供电。可选地，动态供电模式可以是电源模块的可默认配置，即个人计算机默认支持动态供电模式，此时，电源管理模块可根据本申请方法对器件进行供电，电源管理模块无需执行步骤310。

步骤320、电源管理模块110获取影响供电能力的参数。

电源管理模块110获取影响供电能力的参数，该参数包括电源模块的额定功率、温度、输出电流、输出电压，以便于电源管理模块110根据温度和额定功率确定总供电功率，以及根据输出电流和输出电压确定总输出功率。具体解释可参考上述步骤210的阐述。例如，影响供电能力的参数包括电源模块中器件的额定功率、温度、输出电流、输出电压。电源模块中器件包括电磁滤波器(electromagnetic interference，EMI)、电源保护器、整流滤波电路、开关变压器和场效应管(MOSFET)等。

步骤330、电源管理模块110根据参数确定电源模块的供电能力。

供电能力用于指示电源模块为计算机系统100中器件120提供突发功率的能力，该供电能力满足器件120以超频方式工作时所需的突发功率。

在一种可能的方式中，电源管理模块110与器件120进行协商控制电源模块为超频工作的器件120进行供电。即，电源管理模块110获取到器件120的供电需求后，电源管理模块110根据供电需求和参数确定电源模块的供电能力。其中，电源管理模块110与器件120的协商过程包括：电源模块根据器件的供电需求为其供电。

示例地，如图3所示，步骤330所包括的具体操作过程如下步骤331至步骤333的阐述。

步骤331、电源管理模块110获取器件120反馈的供电需求。

器件120与电源模块间存在可通信的接口，使得器件120和电源模块之间可以实现信息同步，其中，可通信的接口包括集成电路(Inter-Integrated Circuit，I2C)接口或改进的集成电路(Improved Inter-Integrated Circuit，I3C)接口等可实现二者间通信连接的接口。电源模块通过与器件120连接的接口获取供电需求，以便于灵活动态地为器件120进行供电。

步骤332、电源管理模块110根据参数确定电源模块的剩余供电功率。

剩余供电功率可以是指电源模块可为器件120提供的可用供电能力。关于剩余供电功率的解释可参考上述步骤210的阐述。

步骤333、电源管理模块110根据剩余供电功率和器件120提供的供电需求确定突发功率和突发功率的供电时长。

电源管理模块110根据剩余供电功率和供电需求指示的功率，确定突发功率和突发功率的供电时长。例如，电源管理模块110确定剩余供电功率和供电需求指示的功率的差值，比较差值与阈值范围确定供电时长，可以根据业务需求预置阈值范围与供电时长的对应关系。阈值范围越大，供电时长越长；反之，阈值范围越小，供电时长越短。例如，第一阈值范围大于第二阈值范围，第一时长大于第二时长，如果差值在第一阈值范围内，确定突发功率的供电时长为第一阈值范围对应的第一时长；如果差值在第二阈值范围内，确定突发功率的供电时长为第二阈值范围对应的第二时长。示例地，剩余供电功率为300W，突发功率为100W，供电时长为长期；剩余供电功率为500W，突发功率为300W，供电时长为100毫秒；剩余供电功率为600W，突发功率为500W，供电时长为10毫秒。

步骤340、电源管理模块110控制电源模块根据供电能力为器件120供电。

电源模块可以根据器件120的供电需求提前存储电能，当器件120以超频工作时，根据电源模块的突发功率向器件120供电，避免器件120超频时突发供电需求造成交流电的大幅电压波动，更好地支持器件120突发的功率需求。

具体地，电源模块可采用以下方式中至少一种对器件供电。

方式一，通过提升母线电压实现电源模块的电能存储。

电源模块的母线电压可以是指电源模块将交流电转换为直流电的电压。电源模块可以提升母线电压进行提前存储电能，以便于支持器件120突发的功率需求。如图4所示，t1时刻，电源模块接收到供电需求，t2时刻，电源模块将母线电压从400V提升到410V，t3时刻，器件120超频，电源模块的输出功率增加，t4时刻，器件120超频结束，电源模块的负载降低。电源模块的输入功率，用于指示机房输入给电源模块的交流电的功率。

方式二，通过环路带宽实现电源模块的快速响应。

电源模块根据PID算法调整环路带宽。PID算法指示根据系统的误差、利用比例、积分、微分计算出调整环路带宽的控制量。开关电源在保证环路稳定性的前提下，环路带宽越宽，输出电压的影响速度越快，适应超频的能力越强。

方式三，通过控制风扇转速实现电源模块的温度控制。

当电源模块内通常设置有风扇，可用于对电源模块中器件进行散热，也可以通过对电源模块内部的风扇调速以应对器件120超频时突发功率造成的电源模块内器件的温度上升的问题。比如，让风扇转速加快，使得电源模块散热更好，电源模块包含的器件温度更低。

作为一种可能的实施例，电源模块与器件120的协商过程除了包括电源模块根据器件120的需求供电外，器件120还可以根据电源模块的供电能力确定其超频工作方式。即电源模块向器件120反馈供电能力，器件120自行决定超频的突发功率。下面结合图5详细介绍器件120如何根据电源模块反馈的供电能力确定超频的突发功率，如图5所示，图3的步骤330所包括的具体操作过程如下步骤334至步骤336的阐述。

步骤334、电源管理模块110根据参数确定电源模块的剩余供电功率。

步骤335、电源管理模块110控制电源模块向器件120反馈电源模块的剩余供电功率。

电源模块通过与器件120连接的I2C接口或I3C接口反馈电源模块的剩余供电功率，以便于灵活动态地为器件120进行供电。电源模块和器件120之间可以周期(如1ms)性地同步电源模块的剩余供电功率，器件120根据获取到电源模块的供电能力实现超频。

步骤336、器件120根据电源模块的剩余供电功率确定超频的供电功率。

器件120可以根据剩余供电功率确定电源模块可以提供的功率，器件120通过控制工作频率来控制所需的突发功率，即电源模块能够提供的功率应满足突发功率，以与电源模块的突发功率的供电能力匹配。比如，器件120可根据业务需求设置不同调频方式，例如，等级1对应超频正常频率的20％，即器件120以正常频率的1.2倍的工作频率进行工作，电源模块以器件120超频的工作频率所需的突发功率进行供电。等级2对应超频正常频率的50％，即器件120以正常频率的1.5倍的工作频率进行工作，电源模块以器件120超频的工作频率所需的突发功率进行供电。

如果器件120确定电源模块能够提供的功率不满足突发功率，器件120可以降低工作频率。

本申请实施例提供的计算机系统的供电方法，通过电源模块和计算机系统中的器件之间建立通信的互动机制，实现电源模块对系统中的器件超频灵活提供电能，以此在满足器件超频的突发功率的前提下，提高电源模块的资源利用率以及降低电源模块的成本。

上述实施例是以个人计算机为例对计算机系统供电方法进行说明。接下来，结合附图对计算机系统供电方法应用于机架服务器、框级服务器、柜级服务器的场景进行说明。

图6为本申请实施例提供的另一种计算机系统600的示意图。该计算机系统600可以是机架式服务器。如图6所示，计算机系统600包括电源模组610，电源模组610包括多个电源模块，如图6所示电源模块611和电源模块612。电源模组610用于为计算机系统600包括的多个器件进行供电。多个器件包括如图6所示器件620和器件630。如器件包括CPU、GPU和NPU中至少一个。计算机系统600还可以包括基板管理控制器(Baseboard ManagementController，BMC)640。基板管理控制器640与电源模组610和多个器件间通过I2C接口或I3C接口连接。

需要说明的是，上述电源管理模块110可以是计算机系统600中的基板管理控制器640，即基板管理控制器640用于实现上述实施例中电源管理模块110的功能。例如，基板管理控制器640与多个器件进行协商，为超频工作的器件进行供电。该方法包括如下步骤。

步骤61、基板管理控制器640识别电源模组610的工作状态。

基板管理控制器640获取电源模组610包括的多个电源模块的工作状态。比如，基板管理控制器确定电源模块配置项的内容，进而确定电源管理模块的工作状态。当基板管理控制器640确定电源模块的工作状态为动态供电模式，执行步骤62至步骤63，电源模块依据供电需求以突发功率的供电能力为器件供电。

当基板管理控制器640确定电源模块的工作状态为非动态供电模式，执行步骤64，电源模块以额定功率为器件供电。

步骤62、基板管理控制器640获取电源模组610中每个电源模块的供电能力。

基板管理控制器640可以获取各个电源模块上报的各自的总供电功率和总输出功率，根据各个电源模块的总供电功率之和和各个电源模块的总输出功率之和的差值确定剩余供电功率。由电源模块确定各自的总供电功率和总输出功率。或者，基板管理控制器640可以获取电源模块上报的影响供电能力的参数，根据影响供电能力的参数确定每个电源模块的总供电功率和总输出功率，再根据每个电源模块的总供电功率和总输出功率确定剩余供电功率。关于剩余供电功率的解释可参考上述步骤210的阐述。

基板管理控制器640统计多个电源模块的剩余供电功率，根据多个器件的供电需求，确定供电能力，供电能力用于指示为多个器件提供突发功率的能力。

作为一种可能的实施例，基板管理控制器640还可以向器件反馈供电能力，以便于器件根据指示的突发功率进行超频，使电源模块可以支持器件进行超频。

步骤63、电源模组610根据电源模组610的供电能力为多个器件供电。

电源模组610的供电能力满足供电需求所需的功率，电源模组610根据电源模组610的供电能力为多个器件供电。电源模组610的供电能力不满足供电需求所需的功率，电源模组610根据电源模组610的额定功率为多个器件供电。本实施例中供电需求方是机架式服务器中的多个器件。

在一些实施例中，基板管理控制器640可以根据器件120处理业务的业务优先级或器件120的优先级为多个器件分配供电能力。例如，基板管理控制器640根据从高到低的器件的供电优先级，为器件设置超频的突发功率，则电源模块从高到低的器件的供电优先级，为器件提供超频的突发功率。比如，器件1所需的功率为300W，电源模块长时间为器件1提供300W的电能。器件2所需的功率为500W，电源模块为器件2提供100ms的500W的电能。器件3所需的功率为600W，电源模块为器件3提供10ms的600W的电能。

需要说明的是，电源模组610可以均流供电模式和主备供电模式进行供电。

对于均流供电模式，电源模组610包括多个电源模块的等级可以是相同的，即每个电源模块输出的功率是相同的，不同的电源模块可以为相同的器件供电或不同的器件供电，使不同的器件获取到的电能不同。

对于主备供电模式，电源模组610包括多个电源模块的等级也可以不同，多个电源模块包括主电源模块和备电源模块。电源模组610为器件供电时，首先由主电源模块根据确定的供电能力为器件供电，如果主电源模块的剩余供电功率不满足突发功率，则由备电源模块为器件供电。

在另一些实施例中，基板管理控制器640主动向多个器件发送电源模组610的供电能力，器件根据供电能力确定是否进行超频。电源模组610包括的多个电源模块根据器件的突发频率进行供电。具体实现方式可以参考上述步骤333至步骤336的阐述。

从而，通过基板管理控制器对电源模块的供电能力和器件超频进行集中管理，以获得最大的超频性能。

对于框级服务器和柜级服务器集成有多个服务器节点，每个服务器节点内配置有多个器件。框级服务器和柜级服务器的功耗较大，为了更高效地利用电源模块提供的电能，降低电源模块的成本，往往采用集中供电的供电方式。例如，多个电源模块的输出的供电功率在供电总线上合路形成供电资源池，向多台服务器节点中的器件供电。

图7为本申请实施例提供的另一种计算机系统700的示意图。该计算机系统600可以是框级服务器或柜级服务器。如图7所示，计算机系统700包括电源模组710，电源模组710包括多个电源模块，如图7所示电源模块711和电源模块712。电源模组710用于为计算机系统700包括的多个服务器节点的器件进行供电。多个服务器节点包括如图7所示服务器节点720和服务器节点730。计算机系统700还可以包括机柜管理板740和电源管理板750。电源管理板750与电源模组710连接，用于管理电源模组710。机柜管理板740分别与多个服务器节点和电源管理板750连接，用于管理多个服务器节点。

需要说明的是，上述电源管理模块110可以是计算机系统700中的机柜管理板740和电源管理板750，即机柜管理板740和电源管理板750用于实现上述实施例中电源管理模块110的功能。

电源管理板750用于统计电源模组710的剩余供电功率，并将电源模组710的剩余供电功率反馈给机柜管理板740。关于电源模组710的剩余供电功率的统计方法如图6所示的步骤62中基板管理控制器640的阐述。

电源管理板750还用于识别电源模组710的工作状态。具体的如图6所示的步骤61中基板管理控制器640的阐述。

机柜管理板740用于根据电源模组710的剩余供电功率和多个服务器节点的供电需求确定供电能力，进而通过基板管理控制器将电源模组710的供电能力反馈给器件。供电能力用于指示为多个服务器节点提供突发功率的能力。另外，机柜管理板740主动向多个服务器节点发送电源模组710的供电能力，以便于服务器节点根据供电能力确定是否进行超频，使电源模块可以支持服务器节点中器件进行超频的突发功率。可以参考如图6所示的步骤62中基板管理控制器640的阐述。本实施例中供电需求方是框级服务器或柜级服务器中的多个器件。

在一些实施例中，机柜管理板740可以根据服务器节点处理业务的业务优先级或服务器节点的优先级为多个服务器节点分配供电能力。

可选地，机柜管理板740和电源管理板750可以合成一个管理板。

从而，通过机柜管理板、电源管理板和基板管理控制器协同，对电源模块的供电能力和处理器超频进行集中管理，以获得最大的超频性能。

作为一种可能的方式，电源管理模块不与计算机系统中的器件进行协商，根据预设规则为超频工作的器件进行供电。示例地，如图8所示，为本申请实施例提供的另一种计算机系统供电方法的流程示意图。

步骤810、电源管理模块110根据预设规则控制电源模块为器件120进行供电。

预设规则用于指示以额定功率和突发功率交替为器件供电的方式。具体地，预设规则指示了以额定功率和突发功率进行交替供电时，额定功率的供电时长和突发功率的供电时长。供电间隔和供电时长可以是根据器件的工作频率对电源的需求确定的，其中，供电间隔可根据业务需求或器件的需求进行设置。如表1所示，器件的工作频率对电源的需求。

表1

偏移设计功耗EDP	时长
		2*热设计功耗	<＝20微秒
1.6*热设计功耗	<＝2毫秒
		1.5*热设计功耗	<＝5毫秒
1.2*热设计功耗	<＝10毫秒
		1.1*热设计功耗	<＝20毫秒

热设计功耗(Thermal Design Power，TDP)反应器件的热量释放的指标。偏移设计功耗指示器件超频的总功耗。电源模块可以根据表1的偏移设计功耗和时长对器件进行供电。

电源模块具备器件120超频的突发功率和供电时长的供电能力，即电源模块不仅支持长时间供电的额定功率，还支持不同时长的突发功率规格。例如，电源模块的额定功率3kW，支持3kW长时间持续供电，以及支持突发功率4.5kW供电，供电时长5ms，4.5K的供电间隔为5ms，供电间隔5ms内按额定功率3kW供电，以及支持突发功率3.6kW供电，供电时长100ms，3.6kW的供电间隔为100ms，供电间隔100ms内按额定功率3kW供电。

示例地，如图9所示，电源模块的额定功率是300W。如果器件120超频到450W，电源模块以450W供电的供电时长为5ms，再以300W供电的供电时长为5ms。如果器件120超频到360W，电源模块以360W供电的供电时长为100ms，以300W供电的供电时长为100ms。

如此，将突发功率(如：超频所需的功率)作为标准规格，对电源模块的供电能力进行预先设置，从而，对电源模块进行精细化管理，更好的匹配器件的供电需求。电源模块无需过配置，降低电源模块的成本。

可以理解的是，为了实现上述实施例中的功能，计算机系统包括了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件相结合的形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用场景和设计约束条件。

上文中结合图1至图9，详细描述了根据本实施例所提供的计算机系统的供电方法，下面将结合图10，描述根据本实施例所提供的供电装置。

图10为本实施例提供的可能的供电装置的结构示意图。这些供电装置可以用于实现上述方法实施例中电源模块的功能，因此也能实现上述方法实施例所具备的有益效果。在本实施例中，该供电装置可以是如图2或图3或图5或图8所示的电源管理模块110，图6所示的基板管理控制器640、图7所示的机柜管理板740和电源管理板750。

如图10所示，供电装置1000包括监控模块1020、决策模块1030、供电模块1040和存储模块1050。供电装置1000用于实现上述图2、图3、图5、图6、图7、图8中所示的方法实施例中电源管理模块的功能。

监控模块1020，用于获取所述计算机系统中电源模块的影响供电能力的参数。例如，监控模块1020用于执行图2中步骤210。又如，监控模块1020用于执行图3中步骤320。

决策模块1030，用于根据所述参数确定所述电源模块的供电能力，所述供电能力用于指示为所述计算机系统中器件提供突发功率的能力。例如，决策模块1030用于执行图3中步骤330。

供电模块1040，用于根据所述供电能力为所述计算机系统中器件供电。例如，供电模块1040用于执行图3中步骤340。

可选地，供电装置1000中还包括通信模块1010，用于获取供电需求，以及反馈电源模块的供电能力。例如，通信模块1010用于执行图3中331和图5中的步骤335。

可选地，供电装置1000中还包括存储模块1050，可以对应上述方法实施例中用于存储功率和供电时长组合的多种供电能力等信息。

应理解的是，本申请实施例的供电装置1000可以通过电源模块、基板管理控制器、电源管理板或机柜管理板实现。根据本申请实施例的供电装置1000可对应于执行本申请实施例中描述的方法，并且供电装置1000中的各个单元的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图2、图3、图5、图6、图7、图8中的各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

本申请还提供一种电源管理引擎，该电源管理引擎包括处理器和供电电路，供电电路用于为处理器供电。处理器用于实现如上述实施例所述的方法中所述的电源管理模块所执行操作步骤的功能。

本申请还提供一种电源系统，该电源系统包括电源管理模块和电源模块，电源管理模块用于执行上述实施例所述的方法的操作步骤控制所述电源模块为器件供电。

本申请还提供一种电源管理模块，该电源管理模块包括处理器和存储器，存储器用于存储一组计算机指令；当处理器执行所述一组计算机指令时，上述实施例所述的方法的操作步骤为计算机系统中器件供电。

本实施例中的方法步骤可以通过硬件的方式来实现，也可以由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于计算设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于网络设备或终端设备中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、网络设备、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(solid state drive，SSD)。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种计算机系统的供电方法，其特征在于，所述方法由所述计算机系统中的电源管理模块执行，所述方法包括：

获取所述计算机系统中电源模块的影响供电能力的参数；

根据所述参数确定所述电源模块的供电能力，所述供电能力用于指示为所述计算机系统中器件提供突发功率的能力；

根据所述供电能力控制所述电源模块为所述计算机系统中器件供电。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述突发功率用于指示满足所述计算机系统中器件的供电需求的瞬间功率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数包括额定功率、输出电压、输出电流和温度，在所述根据所述参数确定所述电源模块的供电能力之前，所述方法还包括：

获取所述器件的供电需求；

则所述根据所述参数确定所述电源模块的供电能力，包括：

根据所述额定功率、输出电压、输出电流和温度确定所述电源模块的剩余供电功率；

根据所述剩余供电功率和所述器件的供电需求确定所述电源模块的所述突发功率和所述突发功率的供电时长。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数包括额定功率、输出电压、输出电流和温度，所述根据所述参数确定所述电源模块的供电能力，包括：

根据预设规则控制所述电源模块为超频工作的器件供电，所述预设规则用于指示以额定功率和所述突发功率交替为器件供电的方式。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述供电能力控制所述电源模块为所述计算机系统中器件供电，包括：

控制所述电源模块根据所述供电需求调整母线电压以存储电能；

当所述器件以超频工作时，根据所述突发功率向所述器件供电。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制调整所述电源模块的风扇风速；

当所述器件以超频工作时，根据所述突发功率向所述器件供电。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制根据PID算法调整所述电源模块的环路带宽，当所述器件以超频工作时，根据所述突发功率向所述器件供电。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述供电能力控制所述电源模块为所述计算机系统中器件供电之前，所述方法还包括：

向所述器件发送所述供电能力，使所述器件根据所述供电能力确定超频方式。

9.一种计算机系统的供电装置，其特征在于，所述装置包括：

监控模块，用于获取所述计算机系统中电源模块的影响供电能力的参数；

决策模块，用于根据所述参数确定所述电源模块的供电能力，所述供电能力用于指示为所述计算机系统中器件提供突发功率的能力；

供电模块，用于根据所述供电能力控制所述电源模块为所述计算机系统中器件供电。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述突发功率用于指示满足所述计算机系统中器件的供电需求的瞬间功率。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述参数包括额定功率、输出电压、输出电流和温度，所述装置还包括通信模块；

所述通信模块，用于获取所述器件的供电需求；

则所述决策模块根据所述参数确定所述电源模块的供电能力，具体用于：

根据所述额定功率、输出电压、输出电流和温度确定所述电源模块的剩余供电功率；

根据所述剩余供电功率和所述器件的供电需求确定所述电源模块的所述突发功率和所述突发功率的供电时长。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述参数包括额定功率、输出电压、输出电流和温度，所述决策模块根据所述参数确定所述电源模块的供电能力，具体用于：

根据预设规则控制所述电源模块为超频工作的器件供电，所述预设规则用于指示以额定功率和所述突发功率交替为器件供电的方式。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述供电模块根据所述供电能力控制所述电源模块为所述计算机系统中器件供电，具体用于：

控制所述电源模块根据所述供电需求调整母线电压以存储电能；

当所述器件以超频工作时，根据所述突发功率向所述器件供电。

14.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述供电模块还用于：

控制调整所述电源模块的风扇风速；

当所述器件以超频工作时，根据所述突发功率向所述器件供电。

15.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述供电模块还用于：

控制根据PID算法调整所述电源模块的环路带宽，当所述器件以超频工作时，根据所述突发功率向所述器件供电。

16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括通信模块；

所述通信模块，用于向所述器件发送所述供电能力，使所述器件根据所述供电能力确定超频方式。

17.一种电源管理引擎，其特征在于，所述电源管理引擎包括处理器和供电电路，所述供电电路用于为所述处理器供电，所述处理器用于实现如权利要求1至8中任一所述方法中所述的电源管理模块所执行操作步骤的功能。

18.一种电源系统，其特征在于，所述电源系统包括电源管理模块和电源模块，所述电源管理模块用于执行上述权利要求1-8中任一项所述的方法的操作步骤控制所述电源模块为器件供电。

19.一种计算机系统，其特征在于，所述计算机系统包括电源管理模块和器件，所述电源管理模块用于执行上述权利要求1-8中任一项所述的方法的操作步骤为所述器件供电。

20.一种计算机系统，其特征在于，所述计算机系统包括基板管理控制器、电源模块和器件；所述基板管理控制器用于执行上述权利要求1-8中任一项所述的方法的操作步骤控制所述电源模块为所述器件供电。

21.一种计算机系统，其特征在于，所述计算机系统包括电源管理板、机柜管理板、多个服务器和电源模块，所述电源管理板用于根据影响供电能力的参数确定所述电源模块的剩余供电功率，所述机柜管理板用于执行上述权利要求1-8中任一项所述的方法的操作步骤控制所述电源模块为所述服务器中器件供电。