CN117826950A - 一种计算设备的主板、计算设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种计算设备的主板、计算设备及控制方法，包括基板和设置在基板上的管理控制器、处理器和电压调节组件；电压调节组件连接管理控制器和处理器；管理控制器连接处理器；管理控制器，用于获得处理器的利用率，获得与处理器的利用率对应的负载线，不同的利用率对应不同负载线，不同负载线的斜率不同；电压调节组件，用于根据管理控制器获得的负载线为处理器供电。该技术方案能够满足不同规格处理器灵活的节能需求。

Description

一种计算设备的主板、计算设备及控制方法

技术领域

本申请实施例涉及服务器技术领域，特别涉及一种计算设备的主板、计算设备及控制方法。

背景技术

随着大数据的不断发展，算力需求越来越高，服务器等计算设备的处理器集成度也越来越高。目前，服务器的处理器存在多核心，并且处理器的功耗也越来越高，处理器的功耗与电压和电流有关。

由于处理器的工作电流越来越大，处理器的工作电流瞬间变化时导致处理器的工作电压出现较大波动，影响处理器的工作可靠性。目前，给处理器供电的电压调节组件(Voltage Regulator Module，VRM)提出负载线(loadline)功能。负载线(loadline)是指给处理器供电的VRM的输出电压随输出电流增加而线性下降的特性，使VRM可以随着输出电流增大而线性降低输出电压，从而在处理器的工作电流瞬间变化时，有效减小输出电压的波动，同时在处理器的工作电流增大时，由于输出电压减小，所以也可以减小处理器的功耗，提高处理器的能效。

但是，目前处电压调节组件中的负载线不能满足不同规格处理器灵活的节能需求。

发明内容

本申请实施例提供一种计算设备的主板、计算设备及控制方法，能够满足不同规格处理器灵活的节能需求。

第一方面，本申请实施例提供一种计算设备的主板，包括基板和设置在基板上的管理控制器、处理器和电压调节组件；电压调节组件连接管理控制器和处理器；管理控制器连接处理器；管理控制器，用于获得处理器的利用率，获得与处理器的利用率对应的负载线，不同的利用率对应不同负载线，不同负载线的斜率不同；电压调节组件，用于根据管理控制器获得的负载线为处理器供电。

本申请实施例提供的计算设备的主板，BMC可以获得CPU的利用率，根据利用率获得对应的负载线，VRM根据BMC获得的负载线来给CPU供电，而不是直接利用出厂的负载线为CPU进行供电。本申请实施例提供的主板，VRM会随着CPU的利用率变化自动切换负载线，这样可以使用与CPU的利用率适配的负载线给CPU供电，能够满足CPU的供电要求的同时，最大限度降低CPU的功耗，进而提高供电效率。

一种可能的实现方式，管理控制器，具体用于实时获取处理器的利用率，根据获取的处理器的利用率获得处理器的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得与波峰时间段对应的第一负载线，以及与波谷时间段对应的第二负载线；第一负载线的斜率小于第二负载线的斜率；电压调节组件，用于在波峰时间段，根据第一负载线为处理器供电；在波谷时间段，根据第二负载线为处理器供电。

本申请实施例提供的计算设备的主板，可以根据CPU的实际运行情况，来获得CPU的利用率的波峰时间段和波谷时间段，从而根据具体的时间段来为CPU设置对应的负载线的斜率，可以满足CPU的工作需要的功率的前提下，尽可能地节省功耗。具体地，处理器的利用率的波峰时间段和波谷时间段可以利用CPU一段运行时间的利用率来获得，例如一年的运行数据。

一种可能的实现方式，管理控制器，还用于确定当前处理器的利用率在波谷时间段，控制处理器的功率小于等于功率阈值。

一种可能的实现方式，为了防止CPU的突破业务带来大电流冲击，本申请实施例提供的计算设备的主板，BMC针对CPU较低利用率对应的斜率较大的负载线，采用功耗封顶措施，避免CPU的业务突破大电流冲击时，VRM的输出电压小于Vmin，即功率一定，保证业务的稳定性。例如，BMC对CPU进行功率封顶，可以设置功率阈值，如果VRM的电流突然增大，则会拉低电压，保证CPU的功率不会超过功率阈值。

一种可能的实现方式，管理控制器，还用于判断处理器的利用率的增长超过预设值，将第一负载线发送给电压调节组件，使电压调节组件按照第一负载线为处理器供电，管理控制器停止控制处理器的功率小于等于功率阈值。

当处理器的业务增长比较大时，可以切换到第一负载线，在第一负载线的斜率下，处理器可以运行在比较大的功率，管理控制器可以放开对于处理器的功率限制。

一种可能的实现方式，电压调节组件，具体用于处理器的功率达到热设计功耗时，按照第一负载线的斜率控制输出电压下降到处理器的最低电压值；电压调节组件，具体用于处理器的功率达到热设计功耗的预设比例时，按照第二负载线的斜率控制输出电压下降到处理器的最低电压值，预设比例小于50％。

为了最大限度地实现处理器的节能，电压调节组件可以在处理器的不同功率下，均使其工作在对应负载线对应的最低电压。

一种可能的实现方式，管理控制器，还用于在检测处理器的利用率之前，读取处理器的参数，获得与处理器的参数对应的初始负载线；处理器的参数不同对应不同的负载线；不同的负载线的斜率不同；参数至少包括处理器的热设计功耗或最大电流；电压调节组件，用于根据初始负载线为处理器供电。

为了使处理器节省功耗，处理器初始工作时，电压调节组件也不是按照自带的负载线为处理器供电，因为电压调节组件的寄存器自带的负载线不一定适合处理器的型号，而是需要根据处理器的参数来选择对应的负载线来供电，这样更贴合处理器的实际运行，尽可能地降低功耗。

一种可能的实现方式，处理器包括：第一处理器和第二处理器；电压调节组件包括第一电压调节组件和第二电压调节组件；管理控制器，具体用于在检测第一处理器的利用率之前读取第一处理器的参数，在检测第二处理器的利用率之前读取第二处理器的参数，获得与第一处理器的参数对应的第一初始负载线，以及获得与第二处理器的参数对应的第二初始负载线；第一电压调节组件，具体用于根据第一初始负载线为第一处理器供电；第二电压调节组件，具体用于根据第二初始负载线为第二处理器供电。

本申请实施例不具体限定处理器的数量，例如主板可以包括多个处理器，以上是以两个处理器为例进行介绍，每个处理器对应一个电压调节组件，与以上介绍的供电原理相同，进而可以实现每个处理器在工作时尽可能地节省。

一种可能的实现方式，电压调节组件包括：电压调节控制器和开关电路；开关电路的第一端连接直流电压，开关电路的第二端连接处理器，开关电路的控制端连接电压调节控制器；电压调节控制器，用于控制开关电路的输出电压按照获得的负载线的斜率变化。

电压调节控制器可以输出脉冲宽度信号驱动开关电路中的开关进行动作，从而给处理器供电，应该理解，开关电路的类型较多，本申请实施例不做具体限定。

一种可能的实现方式，管理控制器通过电源管理总线将电压调节组件的斜率寄存器中的负载线的斜率修改为与处理器的利用率对应的负载线的斜率；电压调节组件根据修改后的负载线的斜率控制输出电压来为处理器供电。

本申请实施例不具体限定管理控制器修改负载线的形式，例如先判断是否相同，不相同时，再修改斜率寄存器中的斜率，也可以判断是否相同，直接覆盖斜率寄存器中的负载线的斜率。

一种可能的实现方式，管理控制器，具体用于实时获取第一处理器的利用率，根据获取的第一处理器的利用率获得第一处理器的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得第一处理器的利用率的波峰时间的第一负载线，以及第一处理器的利用率的波谷时间段的第二负载线；第一电压调节组件，用于在第一处理器的利用率的波峰时间段，根据第一负载线为第一处理器供电；在第一处理器的利用率的波谷时间段，根据第二负载线为第一处理器供电；管理控制器，具体用于实时获取第二处理器的利用率，根据第二处理器的利用率获得第二处理器的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得第二处理器的利用率的波峰时间的第三负载线，以及第二处理器的利用率的波谷时间段的第四负载线；第三负载线的斜率小于第四负载线的斜率；第二电压调节组件，用于在第二处理器的利用率的波峰时间段，根据第三负载线为第二处理器供电；在第二处理器的利用率的波谷时间段，根据第四负载线为第二处理器供电。

第二方面，本申请实施例还提供一种计算设备，包括以上介绍的主板，还包括：开关电源；开关电源为主板的电压调节组件提供直流电压。

本申请实施例不具体限定计算设备的类型，例如可以为服务器。

以下介绍的控制方法的优点可以参见以上计算设备的主板的介绍，下面不再赘述。

第三方面，本申请实施例还提供一种计算设备的控制方法，计算设备包括主板，主板包括基板和设置在基板上的管理控制器、处理器和电压调节组件；电压调节组件连接管理控制器和处理器；管理控制器连接处理器；获得处理器的利用率，获得与处理器的利用率对应的负载线，不同的利用率对应不同负载线，不同负载线的斜率不同；根据获得的负载线为处理器供电。

一种可能的实现方式，获得处理器的利用率，获得与处理器的利用率对应的负载线，具体包括：实时获取处理器的利用率，根据获取的处理器的利用率，获得处理器的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得与波峰时间段对应的第一负载线，以及与波谷时间段对应的第二负载线；第一负载线的斜率小于第二负载线的斜率；在波峰时间段，根据第一负载线为处理器供电；在所述波谷时间段，根据所述第二负载线为所述处理器供电。

一种可能的实现方式，在检测所述处理器的利用率之前，还包括：读取所述处理器的参数，获得与所述处理器的参数对应的初始负载线；所述参数至少包括所述处理器的热设计功耗或最大电流；所述处理器的参数不同对应不同的负载线；不同的负载线的斜率不同；根据所述初始负载线为所述处理器供电。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种负载线的示意图；

图2为一种低功率CPU的工作电压示意图；

图3为本申请实施例提供的一种计算设备的主板的示意图；

图4为本申请实施例提供的不同CPU的初始负载线的示意图；

图5A为本申请实施例提供的又一种计算设备的主板的示意图；

图5B为本申请实施例提供的再一种服务器的主板的示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种负载线的示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种服务器的主板的示意图；

图8为本申请实施例提供的又一种服务器的主板的示意图；

图9为本申请实施例提供的再一种服务器的主板的示意图；

图10为本申请实施例提供的一种计算设备的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种计算设备的控制方法的流程图；

图12为本申请实施例提供的另一种计算设备的控制方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例提供的计算设备不具体限定应用的场景，例如，计算设备以服务器为例进行介绍，具体也不限定服务器的类型，例如计算设备可以为机架服务器或边缘服务器。服务器可以位于数据中心，也可以位于其他区域，本申请实施例不做具体限定。

服务器，属于计算设备的一种类型，服务器比普通计算机运行更快、负载更高。服务器在网络中为其它客户机(如PC机、智能手机等设备)提供计算或者应用服务。服务器具有高速的CPU运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力以及更好的扩展性。服务器从外形分为机架式、刀片式、塔式和机柜式。

单板，服务器中的常用部件，单板是一个统称，可以为主板、电源管理板、网络数据交换板等多种形式。单板上设置有电连接器，单板可以通过电连接器插接在其他电器元件(例如，另一块单板)上。

服务器一般包括单板和供电电源，供电电源用于给单板的各个负载进行供电。本申请实施例不具体限定供电电源提供给单板的电压等级，例如以直流12V为例进行介绍。

本申请实施例不具体限定单板的种类，单板可以为主板，也可以为其他单板。

主板，服务器中的一种电路板，主板包括基板及设于基板上的中央处理器(central processingunit，CPU)、内存、控制器、电连接器等部件。其中，中央处理器可以通过电连接器来电连接外围设备，例如CPU通过电连接器电连接网卡、显卡等设备。控制器可以是微控制单元(micro controller unit，MCU)、复杂可编程逻辑器件(complexprogramming logic device，CPLD)、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gatearray，FPGA)中的一种或多种。

服务器的负载一般包括多种，例如CPU、风扇、基板管理控制器(BaseboardManager Controller，BMC)、DPU和内存等，本申请实施例不具体限定内存的具体类型，例如内存包括但不限定以下类型：双列直插式存储模块(DIMM，dual-inline-memory-modules)、机械硬盘(hard disk drive，HDD)和高速串行计算机扩展总线标准PCI-Express(peripheral component interconnect express)等。另外，主板可以包括一个CPU，也可以包括多个CPU。

基板管理控制器(Baseboard Manager Controller，BMC)是服务器必不可少的组件，用于监控该服务器的运作状况，如温度、风扇转速、供电状况、作业系统状态等等。BMC独立于服务器运作，不受服务器影响，可以在服务器未开机的状态下，对服务器进行固件升级、查看机器设备、远程控制机器开机等一些操作，可以在服务器崩溃时记录关键日志。

VRM，是为处理器提供合适的供应电压的一项装置，可以直接焊接在主板上，也可以用模组子卡的方式来安装，由于它可以变换调节供应电压，因此可以让同一片主板换装使用不同种供应电压的处理器。VRM通过对主板上直流/直流(DC/DC)转换电路的控制来为处理器提供稳定的工作电压，

PMBus(Power Management Bus，电源管理总线)是一种开放标准的数字电源管理协议。可通过定义传输和物理接口以及命令语言来促进与电源转换器或其他设备的通信。该协议是由一群认为由于没有合适的标准而抑制了全数字电源管理解决方案的发展的电源和半导体生产商共同建立的。这个协议正在迅速地获得业界的认可。2016年3月，该协议的修正版1.0公之于众，而其所有权也交由独立的特别利益组织(SIG，即系统管理接口论坛)，负责该标准的进一步发展和推广。

APML(advanced platform management link，高级平台管理链路)是一个兼容SMBus v2.0的2-wire处理器从接口。APML也被称为边带接口(sideband interface，SBI)。

CPU利用率是计算机中央处理单元的工作负载与其可用处理能力之间的比例，CPU利用率在10％-30％之间是比较正常的，优化CPU利用率的方法：1、升级计算机的硬件配置，如增加CPU核心数、提升CPU频率等；2、关闭那些不需要的进程和应用程序可以节省CPU资源；3、定期进行系统维护，包括磁盘清理、驱动程序更新、系统安全扫描等；4、使用优化软件管理和优化系统的性能。

DrMOS(Driver-MOSFET)是一种集成了驱动器和MOSFET的电路方案，用于高效率的功率转换。DrMOS电路在现代电子设备中被广泛应用，特别是在电源管理和电力转换领域，三合一封装的DrMOS面积是分离MOSFET的1/4，功率密度是分离MOSFET的3倍，增加了超电压和超频的潜力。

为了使本领域技术人员更清楚负载线的概念，下面结合附图进行详细介绍。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种负载线的示意图。

负载线L的横坐标Iout为VRM的输出电流，纵坐标Vout为VRM的输出电压，从负载线L可以看出，负载线为直流，随着VRM的输出电流的逐渐增加，VRM的输出电压逐渐降低。另外图1还示出处理器的最大电压值Vmax，即最大允许电压，VRM的输出电压不能高于Vmax，否则将损坏处理器。同理，处理器的最低电压值Vmin，即最小允许电压，VRM的输出电压不能低于Vmin，否则处理器不能正常工作。

负载线的斜率就是图1所示直线的斜率，斜率表示输出电压随着输出电流变化的趋势。

传统中VRM出厂时，在VRM的寄存器存储了负载线，具体可以为存储负载线的斜率。

但是，VRM默认的负载线并不能适用于不同规格处理器的节能需求，尤其随着业务类型的不断丰富，服务器主板上的处理器会存在各种型号，不同规格的处理器可以理解为不同型号的处理器，每个型号的处理器的热设计功耗(Thermal Design Power，TDP)可能不同，TDP是指处理器工作的最大功率。有的处理器的TDP高，有的处理器的TDP低。服务器主板上的VRM会按照各个处理器的最大TDP来设定固定的负载线的斜率。因此，导致服务器中的低功率处理器工作时，并不能达到TDP，这样将导致处理器的工作电压还是比较高，从而增加处理器的功耗。

具体可以参见图2，该图为一种低功率CPU的工作电压示意图。

横坐标Iout表示VRM的输出电流，V1为处理器的工作电压。可以看出，该处理器的功率为100W，按照负载线确定工作电压为V1，V1比Vmin大，如果处理器的工作电压为Vmin，则会降低功耗，在V1则功耗较大，不能有效节能。

另外，从图2可以看出，对于功率为200W的处理器，工作电压也比Vmin大，因此，图2的负载线适合于功率大于200W的处理器，对于功率较小的处理器来说，该负载线不利于处理器的节能。

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图进行详细介绍。

本申请实施例提供的计算设备的主板上的处理器以CPU为例进行介绍。

参见图3，该图为本申请实施例提供的一种计算设备的主板的示意图。

本申请实施例提供的计算设备的主板，包括基板和设置在基板上的管理控制器、CPU100和VRM300；

本申请实施例不具体限定管理控制器的实现方式，例如以下实施例中以管理控制器为BMC200为例来介绍。其中，VRM300连接BMC200和CPU100，BMC200连接CPU100。

BMC200，用于获得CPU100的利用率，获得与CPU100的利用率对应的负载线，不同的利用率对应不同负载线，不同负载线的斜率不同；斜率表征VRM300的输出电压随着输出电流的变化趋势。

本申请实施例不具体限定BMC200获得CPU100的利用率的具体方式，例如可以直接从CPU100读取CPU100的利用率，也可以通过带内安装带内管理代理软件(BaseboardManagement Agent，IBMA)工具，BMC200从IBMA获取CPU100的利用率。

本申请实施例不限定BMC200获得负载线的方式，例如可以预先存储CPU100的各个利用率对应的负载线，不具体限定负载线的数量，例如可以将利用率分为几个等级，每个等级对应一个负载线。另外，BMC200也可以根据CPU100的参数计算得到当前利用率对应的负载线。例如参数至少包括TDP或最大电流。TDP和最大电流可以相互转换。一般TDP除以最大电流为固定电压。

由于服务器投入实际使用时，CPU100在全天24小时的业务量并不相同，因此，可以根据CPU100的实际利用率来动态切换VRM300的负载线。例如，服务器在金融行业投入使用时，以银行为例，可能白天10:00～18:00时间段是业务波峰，CPU100的利用率比较高，可以按照TDP对应的最大功率运行。下午18:00～第二天上午10:00是业务波谷，CPU100的利用率最大是20％。应该理解，以上仅是举例说明，不同应用场景，服务器的业务量和业务时间段有所区别，可以根据具体实际应用情况来切换对应的负载线。

VRM300，用于根据BMC200获得的负载线为CPU100供电。

VRM300还连接直流电压，例如直流电压为12V，本申请实施例不具体限定12V直流电压的来源，例如可以为直流/直流(DC/DC，Direct Circuit)电路的输出电压。VRM300根据负载线将12V电压进行调节后给CPU100供电。

一种可能的实现方式，BMC200通过PMBus修改VRM300的斜率寄存器中的负载线的斜率；VRM300根据修改后的负载线为CPU100供电。应该理解，斜率寄存器用来存储负载线的斜率。

应该理解，VRM300的斜率寄存器中默认存储的负载线为出厂时的初始负载线，初始负载线包括斜率。当BMC200根据CPU100的利用率获得对应负载线时，可以将获得的负载线存入VRM300的斜率寄存器，VRM300的斜率寄存器中默认存储的负载线的斜率被覆盖。可以理解的是，将负载线存储于斜率寄存器可以理解为，将负载线的斜率存储于斜率寄存器。

本申请实施例提供的计算设备的主板的BMC可以获得CPU的利用率，根据利用率获得对应的负载线，VRM根据BMC获得的负载线来给CPU供电，而不是直接利用出厂的负载线为CPU进行供电。本申请实施例提供的主板的VRM会随着CPU的利用率变化自动切换负载线，这样可以使用与CPU的利用率适配的负载线给CPU供电，能够满足CPU的供电要求的同时，最大限度降低CPU的功耗，进而提高供电效率。

另外，本申请实施例提供的计算设备的主板，还可以在计算设备刚启动时，还无法准确获得CPU的利用率，需要CPU运行一段时间以后，才可以获得准确的利用率，即CPU的利用率形成一定的规律性。因此，本申请实施例提供的计算设备的主板，在检测处理器的利用率之前，BMC读取CPU的参数，获得与CPU的参数对应的初始负载线；参数包括处理器的热设计功耗或最大电流；

VRM用于根据初始负载线为处理器供电。应该理解，此处的初始负载线并不是VRM的斜率寄存器中默认存储的出厂时的负载线，而是BMC根据CPU的参数从预存的负载线中选择得到的，例如BMC预先存储各个CPU的参数对应的不同的负载线。

参见图4，该图为本申请实施例提供的不同CPU的初始负载线的示意图。

图4以四条不同的负载线为例，BMC芯片预存四个不同CPU的参数，具体参见表1。

L1对应CPU的TDP为150W，斜率为0.7m欧；L2对应CPU的TDP为200W，斜率为0.6m欧；L3对应CPU的TDP为250W，斜率为0.5m欧；L4对应CPU的TDP为270W，斜率为0.4m欧。

BMC根据CPU的参数选择对应的负载线，例如，BMC读取到高端处理器对应的TDP为270W时，BMC从预先存储的四条负载线中匹配出对应的负载线L4。保证VRM按照负载线供电时，即执行对应的斜率时，使各CPU运行各自TDP最大功率时，VRM的输出电压正好可以随着输出电流的增加到CPU允许的最低电压值Vmin。

表1

处理器CPU	TDP	斜率
			高端处理器	270W	0.4m欧
中端处理器	250W	0.5m欧
			中端处理器	200W	0.6m欧
低端处理器	150W	0.7m欧

下面结合附图介绍一种VRM的实现方式，参见图5A，该图为本申请实施例提供的又一种计算设备的主板的示意图。

本申请实施例提供的主板包括基板以及设置在基板上的BMC200、CPU100和VRM300。在本申请实施例中，其中VRM300包括：电压调节控制器301和开关电路302；BMC200连接CPU100和电压调节控制器301。开关电路302的第一端连接直流电压，例如直流电压为12V。开关电路302的第二端连接CPU，开关电路302的控制端连接电压调节控制器301；

一种可能的实现方式，电压调节控制器301具体可以通过I2C接口与BMC200连接，BMC200具体通过I2C接口向电压调节控制器301发送负载线，具体可以发送负载线的斜率。

电压调节控制器301，用于控制开关电路302的输出电压按照获得的负载线的斜率变化。

本申请实施例不具体限定开关电路302的实现方式，例如开关电路302可以使用DrMOS来实现。DrMOS的具体结构可以参见图5B所示。

本申请实施例提供的主板，包括图5A所示的基板、以及设置在基板上的BMC200、CPU100和VRM300。其中，开关电路302可以由图5B所示的多个DrMOS并联实现。图5B以三个DrMOS并联为例进行介绍。

本申请实施例不具体限定并联的DrMOS数量，图中仅是三个DrMOS为例进行介绍。另外，可以包括两个DrMOS并联，也可以包括四个DrMOS并联，应该理解，也可以不包括多个DrMOS并联，仅为1个DrMOS。

当并联的DrMOS数量为多个时，电压调节控制器301可以输出多路控制信号分别控制DrMOS的开关状态。其中，多路控制信号相同，如此保证开关电路302中的多个并联的DrMOS同步动作。具体地，多路控制信号可以为脉宽调制解调(Pulse Width Moderm，PWM)信号。

下面先介绍BMC获得CPU的利用率的一种具体实现方式。

下面以BMC实时获得CPU的利用率，根据获得CPU的利用率获得利用率的波峰时间段和波谷时间段，即CPU在波峰时间段和波峰时间段分别对应不同的负载线。示例的，可以获得CPU的利用率以获得利用率的波峰时间段和波谷时间段。

BMC，具体用于实时获取CPU的利用率，对获取的CPU的利用率进行大数据训练，获得CPU的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得与波峰时间段对应的第一负载线，以及与波谷时间段对应的第二负载线；第一负载线的斜率小于第二负载线的斜率。斜率越小，则对应TDP越大。斜率越大，则对应TDP越小。

从图4可以看出，CPU的最低电压值Vmin相同，VRM沿着负载线运行到Vmin时，斜率越大，则最大电流越小，对应的功耗越低。斜率越小，则最大电流越大，对应的功耗越大。但是前提需要保证CPU可以实现TDP的最大功率。

为了实现CPU的节能，需要CPU在执行TDP的最大功率时，即对应最大电流时，运行到CPU允许的最低电压值。电压越低，则对应的功耗越小。

电压调节组件，用于在波峰时间段，根据第一负载线为CPU供电；在波谷时间段，根据第二负载线为CPU供电。

以上仅是举例说明，BMC对CPU的大数据训练分为两种结果，应该理解，也可以大数据训练输出多个结果，例如三个，除了波峰时间段和波谷时间段以外，还包括业务平衡时间段。当三种业务时间段时，BMC可以获得三个不同的负载线。另外，BMC也可以获得更多数量的负载线，在此不再限定，为了方便理解，下面以两种负载线为例进行介绍。

参见图6，该图为本申请实施例提供的又一种负载线的示意图。

为了节省处理器的功耗，一种可能的实现方式，电压调节组件，具体用于处理器的功率达到热设计功耗时，按照第一负载线的斜率满足控制输出电压下降到处理器的最低电压值；即CPU在波峰时间段，执行第一负载线的斜率，对应的CPU功率为100％TDP，CPU工作在最大功率，全力支撑波峰时间段的业务量，允许CPU存在较大的功耗。

一种可能的实现方式，电压调节组件，具体用于处理器的功率达到热设计功耗的预设比例时，按照第二负载线的斜率控制输出电压下降到处理器的最低电压值，预设比例小于50％。

CPU在波谷时间段，为了节能，VRM可以运行在第二负载线，由于业务量小，因此CPU可以仅运行在较低的功率，例如20％TDP便可以满足业务量的需求，这样可以降低CPU的能耗。其中20％TDP为举例，可以为低于50％TDP的其他数值。

应该理解，针对同一个CPU，VRM执行不同负载线时，需要保证最大电流对应相同的Vmin。

例如针对服务器在银行应用场景，可以根据1年的数据进行训练，分析出该服务器的CPU业务的波峰时间段和波谷时间段；例如，可以记录CPU每天在各个时间段的利用率，可以以小时为单位进行记录，连续记录1年的数据，通过1年的数量可以训练得到每天各个时间段对应的CPU的利用率，获得波峰时间段和波谷时间段。例如，在波谷时间段最大利用率为20％。波峰时间段执行图6中斜率较小的负载线L6，对应斜率可以确保CPU运行TDP时，VRM的输出电压为Vmin；波谷时间段执行斜率较大的负载线L5，对应斜率可以确保CPU运行20％的TDP时，VRM的输出电压为Vmin。

以上介绍的服务器根据1年的数据进行训练仅是举例介绍，应该理解，服务器可以根据CPU的利用率实时训练数据，例如，得到最新的波峰时间段和波谷时间段。对于训练用的数据并不做具体限定，例如一天的数据。

一种可能的实现方式，为了防止CPU的突破业务带来大电流冲击，本申请实施例提供的计算设备的主板，BMC针对CPU较低利用率对应的斜率较大的负载线L5，采用功耗封顶措施，避免CPU的业务突破大电流冲击时，VRM的输出电压小于Vmin，即功率一定，保证业务的稳定性。例如，BMC对CPU进行功率封顶，可以设置功率阈值，如果VRM的电流突然增大，则会拉低电压，保证CPU的功率不会超过功率阈值。

示例的，BMC可以直接通过AMPL接口将封顶的预设功率发给CPU；一旦CPU出现突发业务，BMC可以由VRM的输出电压和输出电流来判断CPU的功耗是否大于等于预设功率，如果达到预设功率，则进行功率封顶，使CPU先执行预设功率，然后再将斜率动态调整到斜率较小的负载线，再放开对CPU的功率限制。CPU在业务突然增大时，先利用预设功率进行工作，通过预设功率进行过度，这样可以避免较大的冲击电流。

下面结合附图以服务器的主板包括两个CPU为例进行介绍，每个CPU对应一个VRM，BMC统一控制两个VRM。

参见图7，该图为本申请实施例提供的另一种服务器的主板的示意图。

本申请实施例提供计算设备的主板包括基板以及设置在基板上的BMC200、第一CPU101、第二CPU102、第一VRM300a和第二VRM300b；

第一CPU101、第二CPU102、第一VRM300a和第二VRM300b均连接BMC200。

第一VRM300a连接第一CPU101，第二VRM300b连接第二CPU102。第一VRM300a和第二VRM300b均连接直流电压，例如12V。

基板管理控制器，具体用于在检测第一CPU101的利用率之前读取第一CPU101的参数，在检测第二CPU102的利用率之前读取第二CPU102的参数，获得与第一CPU101的参数对应的第一初始负载线，以及获得与第二CPU102的参数对应的第二初始负载线；

第一电压调节组件300a，具体用于根据第一初始负载线为第一CPU101供电；

第二电压调节组件300b，具体用于根据第二初始负载线为第二CPU102供电。

一般情况下，主板上的多个CPU的规格相同，因此，各个CPU的参数相同。对应的初始负载线的斜率相同。BMC选择与CPU的参数对应负载线的斜率即可，例如CPU的参数对应的TDP为200W，则选择200W对应的负载线。

当主板包括多个CPU时，由于各个CPU执行的业务不同，因此，各个CPU的利用率可能存在区别，因此，需要分别获得每个CPU的利用率，获得每个CPU的利用率对应的负载线。下面继续以主板包括两个CPU为例进行介绍，应该理解，当主板包括更多数量的CPU时，工作原理类似。

BMC200，具体用于实时获取第一CPU101的利用率，对获取的第一CPU101的利用率进行大数据训练，获得第一CPU101的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得第一CPU101的利用率的波峰时间的第一负载线，以及第一CPU101的利用率的波谷时间段的第二负载线；

第一电压调节组件，用于在第一CPU101的利用率的波峰时间段，根据第一负载线为第一CPU101供电；在第一CPU101的利用率的波谷时间段，根据第二负载线为第一CPU101供电；

基板管理控制器，具体用于实时获取第二CPU102的利用率，对第二CPU102的利用率进行大数据训练，获得第二CPU102的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得第二CPU102的利用率的波峰时间的第三负载线，以及第二CPU102的利用率的波谷时间段的第四负载线；第三负载线的斜率小于第四负载线的斜率；

第二电压调节组件，用于在第二CPU102的利用率的波峰时间段，根据第三负载线为第二CPU102供电；在第二CPU102的利用率的波谷时间段，根据第四负载线为第二CPU102供电。

第一电压调节组件和第二调节组件的具体实现可以参见图8所示，第一电压调节组件包括第一电压调节控制器301a和第一开关电路302a。第二电压调节组件包括第二电压调节控制器301b和第二开关电路302b。

其中，如图9所示，一种可能的实现方式，第一开关电路302a可以由第一DrMOS302a来实现。第二开关电路302b可以由第二DrMOS302b来实现。第一DrMOS302a和第二DrMOS302b的具体结构可以参见以上图5B的介绍，在此不再赘述。

第一DrMOS302a和第二DrMOS302b均连接直流电压12V。另外，第一开关电路302a和第二开关电路302b也可以由其他开关电路来实现，开关电路的作用是可以在电压调节控制器的控制下输出负载线对应的电压和电流给CPU供电。例如，第一电压调节控制器301a根据负载线调节第一DrMOS302a的输出电压随着输出电流的增加而线性降低，最终降低到第一CPU101的热设计功耗对应的最低电压值。计算设备实施例

基于以上实施例提供的一种计算设备的主板，本申请实施例还提供一种计算设备，本申请实施例不具体限定计算设备的类型，例如可以为服务器，也不具体限定服务器的类型，例如可以为机架服务器，也可以为其他类型的服务器，例如图像处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)服务器或人工智能(Artificial Intelligence，AI)服务器等。

参见图10，该图为本申请实施例提供的一种计算设备的示意图。

本申请实施例提供的计算设备，包括以上实施例介绍的主板1000，还包括：开关电源2000；

开关电源2000为主板1000的电压调节组件VRM提供直流电压。本申请不具体限定直流电压的大小，可以根据服务器的具体类型来设计，例如直流电压可以为12V。

另外本申请实施例也不具体限定开关电源2000的具体实现类型，例如开关电源可以为隔离型开关电源，也可以为非隔离型开关电源，隔离型开关电源可以包括反激电路或正激励电路。非隔离型开关电源可以包括Boost电路、Buck电路或BuckBoost电路等。

由于本申请实施例提供的计算设备的主板上的VRM能够根据CPU的利用率来动态切换负载线，从而按照与利用率适配的负载线给CPU供电，这样可以降低CPU的功耗，从而提高VRM的供电效率，有利用计算设备的整体节能。

方法实施例

基于以上实施例提供的一种计算设备的主板及计算设备，本申请实施例还提供一种控制方法。

参见图11，该图为本申请实施例提供的一种控制方法的流程图。

本申请实施例提供的计算设备的控制方法，其中，计算设备包括：基板管理控制器、处理器、电压调节组件；

S1101：BMC获得处理器的利用率，获得与处理器的利用率对应的负载线，不同的利用率对应不同负载线，不同负载线的斜率不同；

负载线的斜率表征VRM的输出电压随着输出电流的变化趋势。如果CPU的工作功率越大，则VRM适合使用斜率较小的负载线为CPU供电。

例如，BMC可以直接从CPU读取利用率，也可以通过带内安装带内管理代理软件IBMA，BMC从IBMA获取CPU的利用率。

本申请实施例不限定BMC获得负载线的方式，例如可以预先存储CPU的各个利用率对应的负载线，不具体限定负载线的数量，例如可以将利用率分为几个等级，每个等级对应一个负载线。另外，BMC也可以根据CPU的型号和参数TDP计算得到当前利用率对应的负载线。例如参数至少包括TDP或最大电流。TDP和最大电流可以相互转换。一般TDP除以最大电流为固定电压。

S1102：VRM根据BMC获得的负载线为处理器供电。

一种可能的实现方式，BMC通过PMBus将VRM的斜率寄存器中的负载线的斜率修改为与处理器的利用率对应的负载线的斜率；VRM根据修改后的负载线的斜率控制输出电压来为CPU供电。

应该理解，VRM的斜率寄存器中默认存储的负载线为出厂时的负载线。当BMC根据CPU的利用率获得对应负载线时，可以将获得的负载线存入VRM的斜率寄存器，VRM的斜率寄存器中默认存储的负载线被覆盖。

本申请实施例提供的计算设备的控制方法，BMC可以获得CPU的利用率，根据利用率获得对应的负载线，VRM根据BMC获得的负载线来给CPU供电，而不是直接利用出厂的负载线为CPU进行供电。本申请实施例提供的主板，VRM会随着CPU的利用率变化自动切换负载线，这样可以使用与CPU的利用率适配的负载线给CPU供电，能够满足CPU的供电要求的同时，最大限度降低CPU的功耗，进而提高供电效率。

另一种可能的实现方式，本申请实施例提供的计算设备的控制方法，也可以实时根据CPU的利用率来调整负载线。

下面结合附图介绍一种具体的实现方式。

参见图12，该图为本申请实施例提供的另一种计算设备的控制方法的流程图。

S1201：计算设备开机，主板的VRM按照默认的负载线给CPU供电。

应该理解，如果计算设备初次开机，则VRM按照寄存器存储的默认的出厂负载线为CPU供电。

S1202：BMC获得CPU的参数，根据参数获得对应的初始负载线。

参数包括CPU的TDP或最大电流。

S1203：BMC通过I2C将初始负载线发送给VRM。

S1204：VRM按照初始负载线为CPU供电。

S1205：BMC实时检测CPU的利用率，根据利用率获得利用率的波峰时间段和波谷时间段；例如，可以根据对利用率进行大数据训练以获得利用率的波峰时间段和波谷时间段。

S1206：BMC获得波峰时间段对应的第一负载线和波谷时间段对应的第二负载线。

S1207：BMC确定当前CPU的利用率在波峰时间段，则将第一负载线发送给VRM。

S1208：VRM按照第一负载线为CPU供电。

S1209：BMC确定当前CPU的利用率在波谷时间段，则将第二负载线发送给VRM，并且控制CPU的功率小于等于功率阈值，使VRM按照第二负载线为CPU供电。

在一种实施方式中，当BMC控制VRM按照第二负载线为CPU供电时，BMC还要将预设功率发送给CPU，使CPU工作时的功率不能超过预设功率，从而CPU在业务突然增大时，先利用预设功率进行工作，通过预设功率进行过度，这样可以避免较大的冲击电流。

S1210：BMC判断CPU的利用率的增长超过预设值，则将第一负载线发送给VRM，使VRM按照第一负载线为CPU供电，BMC控制CPU放开功率限制。CPU放开功率限制，即CPU不必保证功率小于等于功率阈值，可以工作在更大的功率。

其中，CPU的利用率的增长超过预设值，可以判断利用率是否超过预设值，或者判断利用率的增长速率是否超过预设值，本申请实施例不做具体限定。

一种可能的实现方式，BMC获得处理器的利用率，获得与处理器的利用率对应的负载线，具体包括：

BMC实时获取处理器的利用率，对获取的处理器的利用率进行大数据训练，获得处理器的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得与波峰时间段对应的第一负载线，以及与波谷时间段对应的第二负载线；第一负载线的斜率小于第二负载线的斜率；本申请实施例提供的控制方法，可以根据CPU的工作情况，获得各个时间段的利用率，从而得到CPU的利用率的波峰时间段和波谷时间段，在波峰时间段VRM采用第一负载线对CPU进行供电，在波谷时间段VRM采用第二负载线对CPU供电，从而在不同业务时间段，满足CPU的功率需求的前提下，尽量使CPU更加节省。以上仅是举例介绍两个利用率的时间段，也可以分为更多数量的时间段，对应更多数量的负载线。在波峰时间段，VRM根据第一负载线为处理器供电；在波谷时间段，VRM根据第二负载线为处理器供电。

另外，本申请实施例提供的控制方法，还可以在计算设备刚启动时，还无法准确获得CPU的利用率，需要CPU运行一段时间以后，才可以获得准确的利用率，即CPU的利用率形成一定的规律性。因此，在检测CPU的利用率之前，BMC读取CPU的参数，获得与CPU的参数对应的初始负载线；参数至少包括CPU的热设计功耗或最大电流；VRM根据初始负载线为CPU供电，这样可以保证VRM正常为CPU供电，使CPU正常运行。

应该理解，此处的初始负载线并不是VRM的斜率寄存器中默认存储的出厂时的负载线，而是BMC根据CPU的型号参数从预存的负载线中选择得到的，例如BMC预先存储各个CPU的参数型号对应的不同的负载线。

一种可能的实现方式，为了防止CPU的突破业务带来大电流冲击，本申请实施例提供的控制方法，在CPU的较低利用率采用较大斜率的负载线时，采用功耗封顶措施，避免CPU的业务突破大电流冲击时，VRM的输出电压小于Vmin，即功率一定，可以设置功率阈值。如果电流突然增大，则会拉低电压。具体地，BMC可以直接通过与CPU的接口，例如AMPL接口将封顶的预设功率发给CPU；一旦CPU出现突发业务，则先执行预设功率，然后再将斜率动态调整到斜率较小的负载线，然后再放开对CPU的功率限制。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种计算设备的主板，其特征在于，包括基板和设置在所述基板上的管理控制器、处理器和电压调节组件；所述电压调节组件连接所述管理控制器和所述处理器；所述管理控制器连接所述处理器；

所述管理控制器，用于获得所述处理器的利用率，获得与所述处理器的利用率对应的负载线，不同的利用率对应不同负载线，不同负载线的斜率不同；

所述电压调节组件，用于根据所述管理控制器获得的所述负载线为所述处理器供电。

2.根据权利要求1所述的主板，其特征在于，所述管理控制器，具体用于实时获取所述处理器的利用率，根据获取的所述处理器的利用率获得所述处理器的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得与所述波峰时间段对应的第一负载线，以及与所述波谷时间段对应的第二负载线；所述第一负载线的斜率小于所述第二负载线的斜率；

所述电压调节组件，用于在所述波峰时间段，根据所述第一负载线为所述处理器供电；在所述波谷时间段，根据所述第二负载线为所述处理器供电。

3.根据权利要求2所述的主板，其特征在于，所述管理控制器，还用于确定当前所述处理器的利用率在所述波谷时间段，控制所述处理器的功率小于等于功率阈值。

4.根据权利要求3所述的主板，其特征在于，所述管理控制器，还用于判断所述处理器的利用率的增长超过预设值，将第一负载线发送给所述电压调节组件，使所述电压调节组件按照第一负载线为所述处理器供电，所述管理控制器停止控制处理器的功率小于等于功率阈值。

5.根据权利要求2所述的主板，其特征在于，所述电压调节组件，具体用于所述处理器的功率达到所述热设计功耗时，按照所述第一负载线的斜率控制输出电压下降到所述处理器的最低电压值；

所述电压调节组件，具体用于所述处理器的功率达到所述热设计功耗的预设比例时，按照所述第二负载线的斜率所述控制输出电压下降到所述处理器的最低电压值，所述预设比例小于50％。

6.根据权利要求1-3任一项所述的主板，其特征在于，所述管理控制器，还用于在检测所述处理器的利用率之前，读取所述处理器的参数，获得与所述处理器的参数对应的初始负载线；所述处理器的参数不同对应不同的负载线；不同的负载线的斜率不同；所述参数至少包括所述处理器的热设计功耗或最大电流；

所述电压调节组件，用于根据所述初始负载线为所述处理器供电。

7.根据权利要求2或3所述的主板，其特征在于，所述处理器包括：第一处理器和第二处理器；所述电压调节组件包括第一电压调节组件和第二电压调节组件；

所述管理控制器，具体用于在检测所述第一处理器的利用率之前读取所述第一处理器的参数，在检测所述第二处理器的利用率之前读取所述第二处理器的参数，获得与所述第一处理器的参数对应的第一初始负载线，以及获得与所述第二处理器的参数对应的第二初始负载线；

所述第一电压调节组件，具体用于根据所述第一初始负载线为所述第一处理器供电；

所述第二电压调节组件，具体用于根据所述第二初始负载线为所述第二处理器供电。

8.一种计算设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的主板，还包括：开关电源；

所述开关电源为所述主板的所述电压调节组件提供直流电压。

9.一种计算设备的控制方法，其特征在于，所述计算设备包括主板，所述主板包括基板和设置在所述基板上的管理控制器、处理器和电压调节组件；所述电压调节组件连接所述管理控制器和所述处理器；所述管理控制器连接所述处理器；该方法包括：

获得所述处理器的利用率，获得与所述处理器的利用率对应的负载线，不同的利用率对应不同负载线，不同负载线的斜率不同；

根据获得的所述负载线为所述处理器供电。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述获得所述处理器的利用率，获得与所述处理器的利用率对应的负载线，具体包括：

实时获取所述处理器的利用率，根据获取的所述处理器的利用率，获得所述处理器的利用率的波峰时间段和波谷时间段；获得与所述波峰时间段对应的第一负载线，以及与所述波谷时间段对应的第二负载线；所述第一负载线的斜率小于所述第二负载线的斜率；

在所述波峰时间段，根据所述第一负载线为所述处理器供电；在所述波谷时间段，根据所述第二负载线为所述处理器供电。