DE102023122754A1

DE102023122754A1 - Mehrfachserversystem und verfahren zum reduzieren der gesamtleistungsaufnahme mehrerer server

Info

Publication number: DE102023122754A1
Application number: DE102023122754.8A
Authority: DE
Inventors: Ming Lei; Caihong Zhang; Jiang Chen; Da Li
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2022-09-02
Filing date: 2023-08-24
Publication date: 2024-03-07
Also published as: US20240080359A1; CN115543558A

Abstract

Ein Verfahren zum Reduzieren der Gesamtleistungsaufnahme mehrerer Server umfasst Bestimmen einer Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers der mehreren Server; Abrufen der Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers der mehreren Server durch einen Verwalter; und Durchführen eines Lastausgleichs der mehreren Servern durch den Verwalter, um die Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server zu reduzieren. Der Lastausgleich wird zumindest teilweise basierend auf der Leistungsaufnahmekennlinie eines oder mehrerer Server der mehreren Server durchgeführt.

Description

VERWANDTE ANWENDUNG(EN)
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der chinesischen Patentanmeldung Nr. 202211074205.5 , eingereicht beim Chinesischen Patentamt

am 2. September 2022, die hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Server, insbesondere auf den Energieverbrauch von Servern.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In den letzten Jahren hat die Leistungsaufnahme von Datenzentren durch die Nutzung von Blade-Servern und Hochdichte-Servern rapide zugenommen. Energieeinsparung ist zu einer typischen Herausforderung für Datenzentrumdienstleister geworden. Allein im Jahr 2018 verbrauchten Datenzentren weltweit geschätzte 205 Terawattstunden Elektrizität. Ein großes Datenzentrum kann eine Kapazität von 100 Megawatt aufweisen, was bedeutet, dass es jährlich 854 Millionen Kilowattstunden verbraucht. Server machen ungefähr 43 % der Gesamtleistungsaufnahme von Datenzentren aus (ungefähr 367 Millionen Kilowattstunden). Wenn der Stromverbrauch der Server um 1 % reduziert werden könnte, könnte der gesparte Strom mehr als 700 Haushalte versorgen. Daher führt jeder bei der Leistungsaufnahme der Server gesparte Prozentpunkt zu signifikanten Kosteneinsparungen. Außerdem sind Kohlenstoffdioxidemissionen für die meisten Länder eine wichtige Überlegung. Der Elektrizitätsverbrauch in Datenzentren erzeugt signifikante Kohlenstoffdioxidemissionen, daher trägt die Reduzierung des Stromverbrauchs auch zu Verbesserungen bei der Reduzierung von Kohlenstoffdioxidemissionen bei.
Bestimmte bestehende Verfahren zum Reduzieren der Leistungsaufnahme von Servern sind einfach, aber ineffizient. Zum Beispiel kann die Kühleffizienz verbessert und Leistung eingespart werden, indem Server an verschiedenen Standorten im Raum platziert werden, um den Kühlluftstrompfad zu verbessern. Eine weitere Option ist das Ersetzen von alter oder veralteter Ausrüstung durch neue, effizientere Ausrüstung. Ein weiterer Ansatz ist das Identifizieren und Eliminieren von weniger ausgelasteten Servern.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein Verfahren und ein System für den intelligenten Arbeitslastausgleich unter Verwendung von Effizienzkurven von Stromversorgungseinheiten (PSUs - Power Supply Units) und Verwaltern bereit, um die Gesamtleistungsaufnahme von Servern zu reduzieren.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Reduzieren der Gesamtleistungsaufnahme mehrerer Server bereit, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers der mehreren Server; Abrufen der Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers der mehreren Server durch einen Verwalter; und Durchführen eines Lastausgleichs der mehreren Server durch den Verwalter, um die Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server zu reduzieren, wobei der Lastausgleich zumindest teilweise auf der Leistungsaufnahmekennlinie eines oder mehrerer Server der mehreren Server basiert.
In bestimmten Ausführungsform(en) ist die Leistungsaufnahmekennlinie eine Effizienzverteilung einer Stromversorgungseinheit und die Effizienzverteilung umfasst einen Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit, der sich je nach Auslastungsgrad der Stromversorgungseinheit ändert.
In bestimmten Ausführungsform(en) ist die Effizienzverteilung der Stromversorgung im Allgemeinen eine Normalverteilung.
In bestimmten Ausführungsform(en) wird die Leistungsaufnahmekennlinie mindestens eines Servers der mehreren Server durch eine Messung erhalten, die von einem vorbestimmten Prozessor in dem Server durchgeführt wird.
In bestimmten Ausführungsform(en) umfasst das Verfahren ferner Überwachen der Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server durch den Verwalter; und dynamisches Durchführen des Lastausgleichs.
In bestimmten Ausführungsform(en) ist der vorbestimmte Prozessor eine Grundplatinenverwaltungssteuerung (BMC - Baseboard Management Controller) und der Verwalter ist eine Software, die auf einem Server der mehreren Server oder auf einer zusätzlichen Berechnungseinrichtung läuft.
In bestimmten Ausführungsform(en) umfasst der Lastausgleich Überführen einer Dienstanfrage, die von einem ersten Server der mehreren Server empfangen wurde, an einen zweiten Server und/oder einen dritten Server der mehreren Server.
In bestimmten Ausführungsform(en) weist ein erster Server der mehreren Server zwei oder mehr Stromversorgungseinheiten auf und der Lastausgleich umfasst Überführen einer Dienstanfrage, die von dem ersten Server empfangen wurde, an einen zweiten Server der mehreren Server und Abschalten mindestens einer Stromversorgungseinheit der zwei oder mehr Stromversorgungseinheiten des ersten Servers.
In bestimmten Ausführungsform(en) umfasst der Lastausgleich Überführen einer Dienstanfrage, die von einem ersten Server der mehreren Server empfangen wurde, an andere Server der mehreren Server, sodass ein Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit des ersten Servers in einem maximalen Bereich liegt.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Mehrfachserversystem bereit, wobei das Mehrfachserversystem umfasst: mehrere Server, wobei jeder Server der mehreren Server eine Leistungsaufnahmekennlinie aufweist; und einen Verwalter, der dazu eingerichtet ist, die Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers der mehreren Server abzurufen, wobei der Verwalter ferner dazu eingerichtet ist, einen Lastausgleich durchzuführen, der zumindest teilweise auf der Leistungsaufnahmekennlinie mindestens eines Servers der mehreren Server basiert, um die Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server zu reduzieren.
In bestimmten Ausführungsform(en) weist jeder Server der mehreren Server einen vorbestimmten Prozessor auf und der vorbestimmte Prozessor ist dazu eingerichtet, die Leistungsaufnahmekennlinie zu messen.
In bestimmten Ausführungsform(en) ist der vorbestimmte Prozessor eine Grundplatinenverwaltungssteuerung (ein BMC) und der Verwalter ist eine Software, die auf einem Server der mehreren Server oder auf einer zusätzlichen Berechnungseinrichtung läuft.
Die vorliegende Offenbarung ermöglicht einen besseren energetischen Gesamtwirkungsgrad für Systeme mit mehreren Servern und hilft, den Energieverbrauch und die Kosten von Datenzentren zu reduzieren. Im Vergleich zu bestimmter bestehender Technik, die nur darauf abzielt, den Wärmeableitungseffekt des Servers zu verbessern, kann die vorliegende Offenbarung die Leistungsaufnahme des Servers grundlegend reduzieren, indem sie die Effizienz der Stromversorgungseinheit verbessert, wobei einhergehend mit der Reduzierung des Stromverbrauchs die Wärmeableitung entsprechend verbessert wird. Darüber hinaus reduziert ein bestimmter Stand der Technik zur Lastumverteilung nicht die Gesamtleistungsaufnahme von mehreren Servern und hilft daher nicht, durch Stromverbrauch verursachte Betriebskosten einzusparen. Das System und das Verfahren, die von der/den Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt werden, können die Gesamtleistungsaufnahme des Servers während der Betriebsdauer des Servers kontinuierlich überwachen und bestimmen, ob der Server im gewünschten Energieeffizienzbereich läuft, und können bei Bedarf automatisch und dynamisch einen Lastausgleich durchführen. Dementsprechend wird der Stromverbrauch minimiert und die Wärmeerzeugung reduziert, ohne die Anforderungen an die Reaktionsfähigkeit des Servers zu beeinträchtigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein besseres Verständnis der Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung kann durch Bezugnahme auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen erlangt werden. In diesen Zeichnungen tragen gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen. In bestimmten Ausführungsform(en) steht nach einer Bezeichnung und einem Bindestrich eine Unterbezeichnung, um eine von vielen ähnlichen Komponenten zu bezeichnen. Wenn eine Bezeichnung ohne die konkrete Erwähnung einer vorhandenen Unterbezeichnung vorkommt, sind alle solche ähnlichen Komponenten eingeschlossen.

1 ist ein schematisches Strukturdiagramm eines Mehrfachserversystems gemäß bestimmten Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Form der Stromversorgungseinheit-Effizienzkurve für einen Server im System von 1 gemäß bestimmten Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung zeigt.
3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens für das System in 1, um basierend auf der Leistungsaufnahme einen Lastausgleich durchzuführen, gemäß bestimmten Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein schematischer Vergleich der Leistungsaufnahme des Systems in 1 vor und nach dem Lastausgleich gemäß bestimmten Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein schematischer Vergleich der Leistungsaufnahme des Systems in 1 vor und nach dem Lastausgleich, gemäß bestimmten Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Gemäß den Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung wird durch Verbesserung der Effizienz der Stromversorgungseinheit des Servers die Gesamtleistungsaufnahme mehrerer Server reduziert. Andere verschiedene Vorteile, die durch die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt werden, sind anhand der folgenden Beschreibung leicht verständlich.
Es werden, beispielsweise in der Beschreibung und den Ansprüchen, bestimmte Begriffe verwendet, um auf spezielle Komponenten zu verweisen. Hardware-Hersteller können andere Begriffe verwenden, um auf die gleiche Komponente zu verweisen. Die Beschreibung und die Ansprüche verwenden nicht unbedingt den Unterschied im Namen als Kriterium zur Unterscheidung von Komponenten, allerdings kann in bestimmten Ausführungsform(en) der Unterschied in der Funktion von Komponenten als Kriterium zur Unterscheidung verwendet werden. Der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Begriff „umfassen“ ist ein offener Begriff, daher sollte er als „einschließlich, aber nicht beschränkt auf” interpretiert werden. Sofern relevant beziehen sich „circa“ oder „ungefähr“ darauf, dass ein technisches Problem innerhalb eines akzeptablen Toleranzbereichs gelöst werden kann, um einen beabsichtigten technischen Effekt zu erzielen.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Mehrfachserversystem gemäß bestimmten Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung in 1 gezeigt. Das Mehrfachserversystem umfasst zwei oder mehr Server 20, die alle mit einem Verwalter 24 verbunden sind, sodass der Verwalter 24 mit jedem der Server 20 kommunizieren kann. Der Verwalter 24 ist eine Berechnungseinrichtung, auf der Verwaltungssoftware für einen leistungsbasierten Lastausgleich läuft. Die Berechnungseinrichtung kann entweder der Serververwaltung gewidmet sein, selbst jedoch keine Serverfunktionen wie das Beantworten von Dienstanfragen durchführen, oder auch als Server verwendet werden. In bestimmten Ausführungsform(en) können alle in 1 gezeigten Server 20 die gleichen oder unterschiedliche Hardware- oder Softwarekonfigurationen aufweisen. In bestimmten Ausführungsform(en) weisen alle Server 20 ein Betriebssystem 22 und einen BMC (eine Grundplatinenverwaltungssteuerung) 26 auf. In bestimmten Ausführungsform(en) können das Betriebssystem 22 und der BMC 26 unabhängig voneinander mit dem Verwalter 24 kommunizieren, beispielsweise dem Verwalter 24 Informationen bereitstellen oder Anweisungen vom Verwalter 24 empfangen. Wie in 1 gezeigt, kann das Betriebssystem 22 den Laststatus des Servers 20, auf dem sich das Betriebssystem 22 befindet, an den Verwalter 24 übertragen und kann auch Anweisungen vom Verwalter 24 dazu, den Laststatus des Servers 20 anzupassen, empfangen. Der BMC 26 kann eine Leistungskurve einer Stromversorgungseinheit 32 des Servers 20 an den Verwalter 24 übertragen. Die so übertragenen Informationen werden im Folgenden detailliert beschrieben.
Jeder der in 1 gezeigten Server 20 weist auch eine Stromversorgungseinheit 32 auf. In bestimmten Ausführungsform(en) ist die Stromversorgungseinheit 32 die PSU (Power Supply Unit) der jeweiligen Server 20. In jedem Server 20 können eine oder mehrere Stromversorgungseinheiten 32 vorhanden sein, der Kürze halber wird in 1 jedoch nur eine Stromversorgungseinheit 32 gezeigt. Die Stromversorgungseinheit 32 ist in bestimmten Ausführungsform(en) eine Komponente, die die Stromversorgung für andere Komponenten des Servers 20 bereitstellt, beispielsweise einem Motherboard und einer Speichereinrichtung. In bestimmten Ausführungsform(en) können Informationen der Stromversorgungseinheit 32, wie die Echtzeit-Leistungsaufnahme und die verfügbare Kapazität (oder der Auslastungsgrad) der Stromversorgungseinheit 32, vom BMC 26 gelesen werden und die Leistungsaufnahmekennlinie des Servers 20 kann dann durch Berechnung erhalten werden.
Die Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers 20 umfasst eine Effizienzverteilung der Stromversorgungseinheit 32 entsprechend diesem Server 20. In bestimmten Ausführungsform(en) kann eine Abweichung des Auslastungsgrads der Stromversorgungseinheit 32 zu einer Änderung im Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit 32 führen. In bestimmten Ausführungsform(en) liegt der Auslastungsgrad im Bereich von 0 % bis 100 %. Zum Beispiel ist die Ausgangsleistung der Stromversorgungseinheit 32 Volllast, wenn der Auslastungsgrad 100 % beträgt. Ebenso beträgt der Bereich des Wirkungsgrades ebenfalls 0 % bis 100 % und, wenn der Wirkungsgrad (unter idealen Bedingungen) 100 % beträgt, ist die von der Stromversorgungseinheit 32 im Betrieb verschwendete Energie am geringsten, das heißt, der Verlust bei der Wandlung der von der Stromversorgungseinheit 32 aufgenommenen Wechselstromenergie in die ausgegebene Gleichstromenergie ist minimal. Daher bedeutet jeder Prozentpunkt Anstieg der Effizienz der Stromversorgungseinheit 32 eine Einsparung in der Gesamtleistungsaufnahme des Servers 20. Zum Beispiel, wenn ein Server 20 mit 1000 W läuft und die Stromversorgungseinheit 32 zu 90 % effizient ist, bedeutet das, dass 900 W der 1000 W verwendet werden, um die Arbeitslast zu betreiben, und die restlichen 100 W von der Stromversorgungseinheit 32 selbst verbraucht werden. Wenn die Effizienz auf 91 % steigt, beträgt die Gesamtleistungsaufnahme des Servers 20, der die gleiche Arbeitslast erfährt, 989 W (900 W / 91 % = 989 W), was eine Leistungseinsparung von 11 W (1 %) bedeutet.
2 zeigt eine beispielhafte Stromversorgungseinheit-Effizienzkurve für einen Server 20 in 1, die die Veränderung in der Effizienz der Stromversorgungseinheit 32 bei Änderung des Auslastungsgrads der Stromversorgungseinheit 32 zeigt. Aus 2 lässt sich erkennen, dass die maximale Effizienz der Stromversorgungseinheit 32 in diesem Beispiel (der Scheitelpunkt der Kurve) bei etwa 96 % liegt, allerdings nicht bei einem Auslastungsgrad der Stromversorgungseinheit 32 von 100 %. Stattdessen tritt, wie in 2 zu sehen ist, die höchste bzw. maximale Effizienz auf, wenn der Auslastungsgrad etwa 48 % bis 52 % beträgt. Das heißt, wenn der Auslastungsgrad zu hoch oder zu niedrig ist, ist es möglich, dass ein effizienter Betrieb der Stromversorgungseinheit 32 nicht erreicht wird. Tatsächlich kann die Effizienzverteilung der Stromversorgungseinheit 32 im Allgemeinen als Normalverteilung - Glockenkurvenverteilung - betrachtet werden. Es kann ein Intervall maximaler Effizienz definiert werden; zum Beispiels kann in 2 das Intervall, in dem die Effizienz der Stromversorgungseinheit größer als oder gleich 94 % ist, als das Intervall der maximalen Effizienz definiert werden. Dieses Intervall der maximalen Effizienz entspricht somit etwa einem Stromversorgungseinheit-Auslastungsgrad von 30 % bis 73 %. Der Bereich der maximalen Effizienz kann individuell angepasst werden und so ein breiterer oder schmalerer Effizienzbereich sein.
In bestimmten Ausführungsform(en) können die Stromversorgungseinheit-Effizienzkurven der mehreren Server 20 in 1 unterschiedlich sein. Dies liegt daran, dass die Hardware- und Softwarekonfigurationen der Server 20 unterschiedlich sein können. Anders als bei der Leistungsaufnahme einzelner Komponenten ist die Leistungsaufnahme der Stromversorgungseinheit 32 die Leistungsaufnahme des gesamten Servers 20, sodass selbst ein kleiner Unterschied der Hardware oder Software (beispielsweise ein zusätzlicher Widerstand oder ein fehlender Widerstand auf der Hauptplatine des Servers 20) die Leistungsaufnahme des Servers 20 beeinflusst. Die Form der Stromversorgungseinheit-Effizienzkurve ist jedoch für alle Server 20 im Allgemeinen gleich, lediglich die genauen Werte können variieren. Zum Beispiel könnte der Scheitelpunkt der Stromversorgungseinheit-Effizienzkurve für einen bestimmten Server 20 dort liegen, wo der Auslastungsgrad 60 % beträgt.
In bestimmten Ausführungsformen stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Lastausgleich basierend auf der Leistungsaufnahme für ein Mehrfachserversystem, wie in 1 dargestellt, bereit. Die Hauptschritte des Verfahrens sind in 3 dargestellt. Bevor der Lastausgleich durchgeführt werden kann, führt der BMC 26 jedes Servers 20 zunächst eine Leistungskalibrierung durch und misst die Effizienz der Stromversorgungseinheit 32 während des Prozesses, um eine Effizienzverteilung der Stromversorgungseinheit 32 zu erhalten (zum Beispiel Schritt 40 in 3). Der BMC ist ein vorbestimmter Prozessor im Server, der unabhängig vom Hauptprozessor (CPU) im Server ist, unabhängig gestartet werden kann und verschiedene Zustände des Servers lesen und über das Netzwerk mit externen Einrichtungen kommunizieren kann. Die Effizienzverteilung wird vom BMC 26 in Form einer Stromversorgungseinheit-Effizienzkurve berechnet und an den Verwalter 24 übertragen. Die Effizienzverteilung braucht jedoch nicht unbedingt in Form einer Kurve gespeichert zu werden, sondern kann auch auf andere Weise gespeichert werden (beispielsweise als Lookup-Tabelle, Kurvenanpassungsgleichung oder dergleichen). Stromversorgungseinheit-Effizienzkurven, wie sie in 2 gezeigt sind, werden lediglich als eine direktere Art und Weise der Darstellung der Effizienzverteilung verwendet, insbesondere damit Wartungspersonal die Effizienzverteilung visualisieren kann.
Im Schritt 42 liest der Verwalter 24 die Stromversorgungseinheit-Effizienzkurve aus dem BMC 26 jedes Servers 20, etwa durch Spiegelung der Effizienzkurve der Stromversorgungseinheit 32. Aufgrund dieses Schritts kann der Verwalter 24 die jeweiligen Effizienzkurven der Stromversorgungseinheiten 32 aller Server 20 im gesamten System in Erfahrung bringen, um sich auf den nachfolgenden Lastausgleich auf Grundlage der Optimierung der Leistungsaufnahme vorzubereiten. Im Schritt 44 gibt der Verwalter 24 Anweisungen an die Betriebssysteme 22 der zugehörigen Server 20 aus, um die Arbeitslast der jeweiligen Server 20 einzusetzen. Während des Betriebs mehrerer Server 20 kann der Verwalter 24 kontinuierlich die Gesamtleistungsaufnahme der Server 20 überwachen und dynamisch Lastausgleichsschritte durchführen, und in bestimmten Ausführungsform(en) wird Schritt 44 nicht nur einmal durchgeführt, sondern kann nach Bedarf mehrmals durchgeführt werden (zum Beispiel jede halbe Stunde oder jede Stunde). Dementsprechend gleicht der Verwalter 24 ständig Arbeitslasten aus und berechnet die Gesamtleistungsaufnahme aller Server 20 mit dem Ziel, den Gesamtwirkungsgrad zu optimieren, um die Gesamtleistungsaufnahme unter Einhaltung aller Dienstverpflichtungen zu minimieren.
Das Verfahren, mit dem der Verwalter 24 den Lastausgleich durchführt, besteht darin, die Arbeitslast unter den mehreren Servern 20 zu verteilen. Durch Erhöhung der Arbeitslast eines leicht belasteten Servers 20 und Reduzierung der Arbeitslast eines stark belasteten Servers 20 kann der Wirkungsgrad der jeweiligen Stromversorgungseinheiten 32 von mehreren Servern 20 so weit wie möglich an die Spitze der jeweiligen Effizienzkurve verschoben werden. Implementierungsverfahren des Lastausgleichs, beispielsweise der Verteilungsalgorithmus, die Strategie zur Weiterleitung einer bestimmten Dienstanfrage an einen spezifischen Server 20 oder dergleichen, können beliebige geeignete Implementierungsverfahren sein. Anders als beim Lastausgleich eines bestimmten Stands der Technik besteht das Ziel des Lastausgleichs in bestimmten Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung darin, die Gesamtleistungsaufnahme des Mehrfachserversystems zu minimieren. In bestimmten Ausführungsform(en) erhält der Verwalter 24 die Echtzeit-Leistungsaufnahme und -Leistungskapazität der Stromversorgungseinheit 32 von dem BMC 26 jedes Servers 20, berechnet den Auslastungsgrad der Stromversorgungseinheit 32 und passt die Arbeitslast eines bestimmten Servers basierend auf dem Auslastungsgrad und der Stromversorgungseinheit-Effizienzkurve 20 derart an, dass die Leistungsaufnahme des gesamten Systems in den Bereich der maximalen Effizienz fällt.
Im Anpassungsprozess gibt es viele Strategien, die verwendet werden können, und geeignete Strategien sind nicht auf ein bestimmtes festes Anpassungsverfahren beschränkt. Ein Beispiel für die Anpassung der Belastung ist: Wenn der Server 20 so stark belastet ist, dass seine Stromversorgungseinheit 32 nicht innerhalb eines Bereichs der höchsten bzw. maximalen Effizienz arbeiten kann, dann wird ein Teil der vom Server 20 empfangenen Dienstanfragen auf einen oder mehrere andere Server 20 von mehreren Servern 20 überführt, um eine Reduzierung des Auslastungsgrads der Stromversorgungseinheit 32 des Servers 20 zu realisieren. Diese Anpassung kann dazu führen, dass der Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit 32 im höchsten bzw. maximalen Bereich liegt.
Wenn ein Server 20 oder ein Teil der Server 20 nach Anpassung ihrer Leistungseffizienz auf das höchste Niveau die gesamte Arbeitslast bewältigen kann, dann können die restlichen Server 20 im System heruntergefahren werden, um die Leistungsaufnahme dieser heruntergefahrenen Server 20 zu vermeiden. Mit anderen Worten überführt eine solche Anpassungsstrategie die von einem oder mehreren Server der mehreren Server 20 empfangenen Dienstanfragen an andere Server der mehreren Server 20.
In bestimmten Ausführungsform(en) können, wenn einige der Server 20 im System unter geringer Last laufen sollen, eine oder mehrere Stromversorgungseinheiten 32 dieser Server 20 abgeschaltet werden, wodurch die verbleibenden Stromversorgungseinheiten 32 weiterhin mit maximaler Effizienz arbeiten können. Zum Beispiel wird, wenn ein Server 20 mit zwei Stromversorgungseinheiten 32 eine leichte Last ausführen soll, eine der Stromversorgungseinheiten 32 abgeschaltet, sodass nur eine Stromversorgungseinheit 32 eingeschaltet bleibt. Und ein Teil der vom Server 20 empfangenen Dienstanfragen kann auf (einen) andere(n) Server 20 der mehreren Server 20 überführt werden. Dementsprechend kann der Server 20, obwohl er zwei Stromversorgungseinheiten 32 aufweist, lediglich unter halber Last (unter Verwendung von nur einer Stromversorgungseinheit 32) laufen, wobei die verbleibende Stromversorgungseinheit 32 mit maximaler Effizienz arbeiten kann.
4 bis 5 zeigen ein spezielles Beispiel für einen Lastausgleich durch den Verwalter 24. In diesem Szenario gibt es drei Server A, B, C in einem Mehrfachserversystem, jeder mit zwei 750-W-Stromversorgungseinheiten. Um die Dienstverpflichtung zu erfüllen, verbraucht eine Gesamtarbeitslast des Systems gemäß dem Beispiel in 4 1600 W (Gleichstrom). Es gibt zwei Möglichkeiten, die Arbeitslast wie in 4 gezeigt anzupassen. Verfahren 2 besteht darin, die Belastung der drei Server ungefähr gleichmäßig zu verteilen, sodass der Auslastungsgrad der Stromversorgungseinheiten der einzelnen Server etwa 37,6 % beträgt, was bei jedem Server zu einem Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit von 94,5 % führt. Die Leistungsaufnahme je Server beträgt 563,7 W (AC - Wechselstrom), wobei die Eingangsleistungsaufnahme (AC) für das gesamte System 1691 W beträgt. Anders als Verfahren 2 verteilt Verfahren 1 die Last nicht gleichmäßig, sondern schaltet eine der beiden Stromversorgungseinheiten eines Servers ab (C in 4). Der Auslastungsgrad der Stromversorgungseinheit des Servers C beträgt nur 23 % und der Wirkungsgrad beträgt 92,5 %, die Stromversorgungseinheit 32 der beiden anderen Server A und B weist dagegen einen Wirkungsgrad von 96 % auf, da der Auslastungsgrad auf 50 % steigt. Dementsprechend beträgt die Eingangsleistungsaufnahme (AC) des gesamten Systems nur 1673 W, was im Vergleich zu 1691 W eine Wechselstromeinsparung von mehr als 1 % durch Verfahren 1 bedeutet. Im Szenario von 4 ist Verfahren 1 besser.
In bestimmten Ausführungsform(en), wie in 5 dargestellt, gibt es ebenfalls zwei Möglichkeiten, um die Arbeitslast anzupassen. Verfahren 2 besteht darin, die Belastungen der drei Server A, B und C ungefähr gleichmäßig zu verteilen, sodass die Auslastungsrate der Stromversorgungseinheit 32 jedes Servers etwa 26,2 % beträgt, was zu einem Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit jedes Servers von 93,2 % führt. Die Leistungsaufnahme je Server beträgt 393,4 W (AC), während die Eingangsleistungsaufnahme (AC) für das gesamte System 1180,2 W beträgt. Anstatt die Last gleichmäßig zu verteilen, schaltet Verfahren 1 anders als Verfahren 2 einen Server (C in 5) ab (das heißt, er reagiert nicht auf Dienstanfragen) und eine der beiden Stromversorgungseinheiten 32 eines anderen Servers (B in 5) wird ebenfalls abgeschaltet. Bei dieser Strategie beträgt der Auslastungsgrad der Stromversorgungseinheit von Server A 96 % und die Betriebseffizienz 95,7 %, während der Auslastungsgrad von Server B mit einer abgeschalteten Stromversorgungseinheit auf 52,9 % erhöht wird, was zu einer Betriebseffizienz von 95,7 % führt. Dementsprechend beträgt die Eingangsleistungsaufnahme (AC) des gesamten Systems nur 1146,7 W, was im Vergleich zu den 1180,2 W von Verfahren 1 eine Wechselstromeinsparung von mehr als 3 % bedeutet. Im Szenario von 5 ist Verfahren 1 besser.
Unter Berücksichtigung der hierin beschriebenen Ausführungsformen können verschiedene Abwandlungen, alternative Strukturen und Äquivalente verwendet werden, ohne den Geist der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Dementsprechend sollte die Beschreibung nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Offenbarung verstanden werden, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert ist.
Zum Beispiel sollte beachtet werden, dass, obwohl in 1 drei Server dargestellt sind, die Anzahl der in dieser Figur gezeigten Server aufgrund von Platzbeschränkungen lediglich der Veranschaulichung dient. Die Anzahl der Server, die das System gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst, kann mehr als drei betragen oder auch weniger als drei betragen. Tatsächlich sind das Verfahren und das System der vorliegenden Offenbarung nicht darauf ausgelegt, eine Beschränkung hinsichtlich der Anzahl von Servern zu setzen. Es kann eine beliebige geeignete Anzahl von Servern in dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung beim Durchführen eines Lastausgleichs basierend auf der Leistungsaufnahme eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 202211074205 [0001]

Claims

Verfahren zum Reduzieren der Gesamtleistungsaufnahme mehrerer Server, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers der mehreren Server; Abrufen der Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers der mehreren Server durch einen Verwalter; und Durchführen eines Lastausgleichs der mehreren Server durch den Verwalter, um die Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server zu reduzieren, wobei der Lastausgleich zumindest teilweise auf der Leistungsaufnahmekennlinie eines oder mehrerer Server der mehreren Server basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Leistungsaufnahmekennlinie eine Effizienzverteilung einer Stromversorgungseinheit ist und die Effizienzverteilung einen Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit umfasst, der sich je nach Auslastungsgrad der Stromversorgungseinheit ändert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Leistungsaufnahmekennlinie mindestens eines Servers der mehreren Server durch eine Messung erhalten wird, die von einem vorbestimmten Prozessor in dem Server durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Überwachen der Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server durch den Verwalter; und dynamisches Durchführen des Lastausgleichs.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der vorbestimmte Prozessor eine Grundplatinenverwaltungssteuerung (BMC - Baseboard Management Controller) ist und der Verwalter eine Software ist, die auf einem Server der mehreren Server oder auf einer zusätzlichen Berechnungseinrichtung läuft.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Lastausgleich Überführen einer Dienstanfrage, die von einem ersten Server der mehreren Server empfangen wurde, an einen zweiten Server und/oder einen dritten Server der mehreren Server umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein erster Server der mehreren Server zwei oder mehr Stromversorgungseinheiten aufweist und der Lastausgleich Überführen einer Dienstanfrage, die von dem ersten Server empfangen wurde, an einen zweiten Server der mehreren Server sowie Abschalten mindestens einer der zwei oder mehr Stromversorgungseinheiten des ersten Servers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Lastausgleich derartiges Überführen einer Dienstanfrage, die von einem ersten Server der mehreren Server empfangen wurde, an andere Server der mehreren Server umfasst, dass ein Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit des ersten Servers in einem maximalen Bereich liegt.
Mehrfachserversystem, umfassend: mehrere Server, wobei jeder Server der mehreren Server eine Leistungsaufnahmekennlinie aufweist; und einen Verwalter, der dazu eingerichtet ist, die Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers der mehreren Server abzurufen, wobei der Verwalter ferner dazu eingerichtet ist, einen Lastausgleich durchzuführen, der zumindest teilweise auf der Leistungsaufnahmekennlinie mindestens eines Servers der mehreren Server basiert, um die Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server zu reduzieren.
Mehrfachserversystem nach Anspruch 9, wobei jeder Server der mehreren Server einen vorbestimmten Prozessor aufweist und der vorbestimmte Prozessor dazu eingerichtet ist, die Leistungsaufnahmekennlinie zu messen.
Mehrfachserversystem nach Anspruch 10, wobei der vorbestimmte Prozessor eine Grundplatinenverwaltungssteuerung (BMC - Baseboard Management Controller) ist und der Verwalter eine Software ist, die auf einem Server der mehreren Server oder auf einer zusätzlichen Berechnungseinrichtung läuft.
Mehrfachserversystem nach Anspruch 9, wobei die Leistungsaufnahmekennlinie eine Effizienzverteilung einer Stromversorgungseinheit ist und die Effizienzverteilung einen Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit umfasst, der sich je nach Auslastungsgrad der Stromversorgungseinheit ändert.
Mehrfachserversystem nach Anspruch 9, wobei der Verwalter ferner dazu eingerichtet ist, die Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server zu überwachen.
Mehrfachserversystem nach Anspruch 9, wobei der Lastausgleich Überführen einer Dienstanfrage, die von einem ersten Server der mehreren Server empfangen wurde, an einen zweiten Server und/oder einen dritten Server der mehreren Server umfasst.
Mehrfachserversystem nach Anspruch 9, wobei ein erster Server der mehreren Server zwei oder mehr Stromversorgungseinheiten aufweist und der Lastausgleich Überführen einer Dienstanfrage, die von dem ersten Server empfangen wurde, an einen zweiten Server der mehreren Server und Abschalten mindestens einer Stromversorgungseinheit der zwei oder mehr Stromversorgungseinheiten des ersten Servers umfasst.
Mehrfachserversystem nach Anspruch 9, wobei der Lastausgleich derartiges Überführen einer Dienstanfrage, die von einem ersten Server der mehreren Server empfangen wurde, an andere Server der mehreren Server umfasst, dass ein Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit des ersten Servers in einem maximalen Bereich liegt.
Nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium, auf dem Computerprogrammanweisungen gespeichert sind, die von mindestens einem Prozessor ausführbar sind, um durchzuführen: Bestimmen einer Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers von mehreren Servern; Abrufen der Leistungsaufnahmekennlinie jedes Servers der mehreren Server durch einen Verwalter; und Durchführen eines Lastausgleichs der mehreren Server durch den Verwalter, um die Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server zu reduzieren, wobei der Lastausgleich zumindest teilweise auf der Leistungsaufnahmekennlinie mindestens eines Servers der mehreren Server basiert.
Nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei die Leistungsaufnahmekennlinie eine Effizienzverteilung einer Stromversorgungseinheit ist und die Effizienzverteilung einen Wirkungsgrad der Stromversorgungseinheit umfasst, der sich je nach Auslastungsgrad der Stromversorgungseinheit ändert.
Nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei die Leistungsaufnahmekennlinie mindestens eines Servers der mehreren Server durch eine Messung erhalten wird, die von einem vorbestimmten Prozessor in dem Server durchgeführt wird.
Nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 17, wobei die Computerprogrammanweisungen ferner durch den mindestens einen Prozessor ausführbar sind, um durchzuführen: Überwachen der Gesamtleistungsaufnahme der mehreren Server durch den Verwalter; und dynamisches Durchführen des Lastausgleichs.