DE112014002274T5

DE112014002274T5 - Serversystem, Steuerverfahren dafür und Steuerprogramm

Info

Publication number: DE112014002274T5
Application number: DE112014002274.8T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Takagi; Jun Yokoyama
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2016-01-21
Also published as: CN105264740A; US20160116975A1; US9910486B2; WO2014196473A1; JP6474091B2; JP2014236637A

Abstract

Die Erfindung stellt ein Serversystem bereit, in dem mehrere Server in Übereinstimmung mit einer physikalischen Anordnung in mehrere Gruppen aufgeteilt sind. Das Serversystem weist auf: mindestens einen Systemenergielieferant, der Systemenergie zu jeder der mehreren Gruppen verteilt und für sie bereitstellt, eine Batterie, die jeder der mehreren Gruppen entspricht und gespeicherte Energie für mindestens zwei Server bereitstellt, die zur Gruppe gehören, und eine Steuerung, die jeden der Server, die zu einer Gruppe gehören, auf der Grundlage von Energie steuert, die durch den Systemenergielieferant und die Batterie bereitstellbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Technik zur Verwaltung von Energie, die mehreren Servern zugeführt wird.
Hintergrund der Technik
Auf diesem technischen Gebiet offenbart das Patentzitat 1 eine Technik zur Zufuhr von Energie, die von einer Energieversorgungseinheit und einer Sekundärbatterie zugeführt wird, zu einem Vorrichtungshauptkörper.
Liste der Zitate
Patentliteratur

Patentzitat 1: JP-A-2011-223786

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die in diesem Zitat beschriebene Technik steuert die Energiezufuhr zu einem Vorrichtungshauptkörper und berücksichtigt keine Energiezufuhr zu mehreren Zielen. Daher ist in einem Serversystem, das durch mehrere Server gebildet ist, bei Energiezufuhr mit Hilfe einer Batterie die Wartung nicht einfach.
Durch die Erfindung kann eine Technik zur Lösung des zuvor beschriebenen Problems bereitgestellt werden.
Problemlösung
Ein Aspekt der Erfindung stellt ein Serversystem bereit, in dem mehrere Server in Übereinstimmung mit einer physikalischen Anordnung in mehrere Gruppen aufgeteilt sind, das aufweist:
mindestens einen Systemenergielieferant, der Systemenergie zu jeder der mehreren Gruppen verteilt und für sie bereitstellt;
eine Batterie, die jeder der mehreren Gruppen entspricht und gespeicherte Energie für mindestens zwei Server bereitstellt, die zur Gruppe gehören; und
eine Steuerung, die jeden der Server, die zu einer Gruppe gehören, auf der Grundlage von Energie steuert, die durch den Systemenergielieferant und die Batterie bereitstellbar ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Steuerverfahren für ein Serversystem bereit, in dem mehrere Server in Übereinstimmung mit einer physikalischen Anordnung in mehrere Gruppen aufgeteilt sind, das aufweist:
Veranlassen, dass ein Systemenergielieferant Systemenergie zu jeder der mehreren Gruppen verteilt und für sie bereitstellt;
Bereitstellen gespeicherter Energie von einer Batterie, die in Entsprechung zu jeder der mehreren Gruppen vorgesehen ist, für mindestens zwei Server, die zur Gruppe gehören; und
Steuern jedes der Server, die zu einer Gruppe gehören, auf der Grundlage von Energie, die durch den Systemenergielieferant und die Batterie bereitstellbar ist.
Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Steuerprogramm eines Serversystems, in dem mehrere Server in Übereinstimmung mit einer physikalischen Anordnung in mehrere Gruppen aufgeteilt sind, zum Veranlassen eines Computers bereit, ein Verfahren auszuführen, das aufweist:
Veranlassen, dass ein Systemenergielieferant Systemenergie zu jeder der mehreren Gruppen verteilt und für sie bereitstellt;
Bereitstellen gespeicherter Energie von einer Batterie, die in Entsprechung zu jeder der mehreren Gruppen vorgesehen ist, für mindestens zwei Server, die zur Gruppe gehören; und
Steuern jedes der Server, die zu einer Gruppe gehören, auf der Grundlage von Energie, die durch den Systemenergielieferant und die Batterie bereitstellbar ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es möglich, die Wartung eines Serversystems zu erleichtern, das mehreren Servern Energie mit Hilfe von Systemenergie und einer Batterie zuführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm der Anordnung einer Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm der energiebezogenen Konfiguration eines Serversystems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 ist eine Ansicht der Hardwarekonfiguration des Serversystems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4A ist eine Ansicht der Hardwareanordnung und Softwareanordnung eines Einbaurahmens gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4B ist eine Ansicht des Austauschs von Energieversorgungs-Beziehungsinformationen gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
5 ist ein Blockdiagramm der Funktionsanordnung einer Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 ist eine Tabelle zur Erläuterung der Funktion der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
8 ist eine Tabelle zur Erläuterung der Funktion der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
9 ist eine Tabelle zur Erläuterung der Funktion der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
10 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung eines Verarbeitungsverfahrensablaufs durch die Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
11 ist ein Blockdiagramm der Funktionsanordnung einer Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
12 ist eine Ansicht des Austauschs von Energieversorgungs-Beziehungsinformationen gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
13 ist ein Blockdiagramm der Konfiguration eines Serversystems gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung; und
14 ist eine Tabelle des Serversystems gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Zu beachten ist, dass die relative Anordnung der Komponenten, die numerischen Ausdrücke und Zahlenwerte, die in diesen Ausführungsformen dargelegt sind, nicht den Schutzumfang der Erfindung einschränken, sofern nichts anderes ausdrücklich erwähnt ist.
Erste Ausführungsform
Anhand von 1 wird ein Serversystem 100 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das Serversystem 100 weist mindestens einen Netz- bzw. Systemenergielieferant 101, mehrere Batterien 102 und eine Steuerung 103 auf.
Im Serversystem 100 sind mehrere Server in Übereinstimmung mit einer physikalischen Anordnung in mehrere Gruppen 105 aufgeteilt. Der Systemenergielieferant 101 verteilt Systemenergie zu jeder der mehreren Gruppen 105 und stellt sie für sie bereit. Andererseits ist die Batterie 102 für jede der mehreren Gruppen 105 vorgesehen und stellt gespeicherte Energie für mindestens zwei Server bereit, die zur entsprechenden Gruppe 105 gehören. Die Steuerung 103 steuert jeden zu einer Gruppe 105 gehörenden Server auf der Grundlage von Energie, die durch den Systemenergielieferant 101 und die entsprechende Batterie 102 bereitstellbar ist.
Mit dieser Anordnung ist es möglich, Systemenergie und Batterieenergie den mehreren Servergruppen unabhängig zuzuführen, was die Wartung erleichtert.
Zweite Ausführungsform
Anhand von 2 bis 10 wird eine Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm der energiebezogenen Konfiguration eines Serversystems gemäß dieser Ausführungsform.
Gemäß 2 sind in einem Rack (Gestell) 250, in dem mehrere Server untergebracht sind, ein Energiemodul 220 und eine Energieverwaltungsvorrichtung 200 für jeden Bereich 251 vorbereitet, der ein vorbestimmter physikalischer Bereich ist. Das Energiemodul 220 verfügt über einen Energieempfänger 221, der System-(Netz-)Energie von einem Energieversorgungsunternehmen empfängt und sie einem Server im Rack 250 zuführt, und eine Batterie 222, die die vom Energieempfänger 221 zugeführte Energie speichert. Die Batterie 222 hat eine unterschiedliche Leistung für jeden Bereich 251 und hat die maximale Energiespeichermenge in Entsprechung zu Energie, die in jedem Bereich 251 angefordert wird. Hat die vom Energieempfänger 221 dem Bereich 251 zugeführte Energie einen Überschuss, kann dieser Energieüberschuss als Speicherenergie der Batterie 222 verwendet werden. Jedes Energiemodul 220 weist einen Schalter 223 auf, und der Schalter 223 und eine Leitung 201 für die vom Energieversorgungsunternehmen zugeführte Systemenergie sind miteinander kombiniert, um als Systemenergielieferant zum Verteilen und Bereitstellen der Systemenergie zu einem entsprechenden der mehreren Bereiche 251 zu fungieren.
Jede Energieverwaltungsvorrichtung 200 überwacht den Energieempfänger 221 und die Batterie 222 des entsprechenden Energiemoduls 220 und steuert jeden Server in Übereinstimmung mit einem zuführbaren Energiewert. 2 zeigt die Anordnung, in der die mehreren Energieverwaltungsvorrichtungen 200 den jeweiligen Energiemodulen 220 zugeordnet sind. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.
3 ist eine Ansicht der Hardwarekonfiguration des Serversystems gemäß dieser Ausführungsform. Das Serversystem-Rack 250 verfügt über einen Rack-Verwalter 301, mehrere Einbaurahmen 360 und die mehreren Energiemodule 220. Der Rack-Verwalter 301 weist die Energieverwaltungsvorrichtungen 200 auf, deren Anzahl gleich der der Bereiche 251 ist, und verwaltet die Energie des gesamten Racks. Das Energiemodul 220 ist für jeden Bereich 251 vorbereitet und führt den mehreren Einbaurahmen 360, die zum entsprechenden Bereich 251 gehören, Energie zu. Jeder Einbaurahmen 360 beinhaltet mehrere Server 361. Das heißt, jeder Bereich 251 kann als Gruppe betrachtet werden, zu der die mehreren Server 361 gehören.
4A ist eine Ansicht der Hardwareanordnung und Softwareanordnung jedes Einbaurahmens gemäß dieser Ausführungsform. Die Energieverwaltungsvorrichtung 200 wird durch Datenzentrum-Verwaltungssoftware 450 gesteuert. Jeder Einbaurahmen 360 verfügt über eine Netzwerk-Switch 401, die mehreren Server 361, ein Einbaurahmen-Verwaltungsmodul 403, Lüfter 404 und Energieversorgungen 405. Jeder Server 361 verfügt über einen Serviceprozessor 421, genannt BMC (Baseboard Management Controller), und eine CPU 423, genannt SoC (System an Chip). Diese CPU 423 ist ein CPU-LSI-Chip und beinhaltet auf ein und demselben Chip eine Funktion, die herkömmlich durch einen weiteren LSI-Chip realisiert wird, z. B. SATA (Serial Advanced Technology Attachment)/SAS (Serial Attached Small Computer System Interface, PCI-Express (Peripheral Component Interconnect Express) oder Ethernet^®, zusätzlich zu einem CPU-Kern.
4B ist eine Ansicht des Austauschs von Energieversorgungs-Beziehungsinformationen gemäß dieser Ausführungsform. Die Energieverwaltungsvorrichtung 200 erhält vom Energiemodul 220 einen Eingangsenergiewert (den Wert von externer Energie, die durch das Energiemodul 220 verwendet wird), einen maximalen Eingangsenergiewert (den Maximalwert von externer Energie, die für den Bereich bereitstellbar ist), einen Ausgangsenergiewert (einen Energiewert, der für den Bereich durch das Energiemodul bereitgestellt wird), einen maximalen Ausgangsenergiewert (die Summe von externer Energie und der Batterieversorgungsenergie) und einen Batteriepegel. Andererseits erhält die Energieverwaltungsvorrichtung 200 vom Einbaurahmen 360 den Energieverbrauch des Einbaurahmens 360. Die Energieverwaltungsvorrichtung 200 sendet einen H/L-Steuerbefehl zu jedem Server im Einbaurahmen 360.
5 ist ein Blockdiagramm der Funktionsanordnung der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform.
Ein Empfänger 501 empfängt von jedem der mehreren Server 361 eine Nachfrage 511 als Energieanforderungsinformationen über eine elektrische Energie, die durch jeden der mehreren Server 361 angefordert wird.
Auf der Grundlage der Nachfragen 511 berechnet ein Rechner 502 die gesamte elektrische Energie, die durch die mehreren Server 361 angefordert wird,. Ein AC-(Wechselstromnetz-)Zufuhrenergiehalter 503 hält einen AC-Energiewert, der vom Energieempfänger 221 zugeführt wird, der mehreren Informationsverarbeitungsvorrichtungen Energie zuführen kann. Ein Batteriepegelhalter 504 hält den Batteriepegelwert jeder Batterie 222, die den mehreren Servern 361 Energie zuführen kann.
Eine Serversteuerung 505 steuert die mehreren Server 361 auf der Grundlage der Nachfragen 511, des AC-Energiewerts und des Batteriepegelwerts. Insbesondere kann jeder Server 361 in mindestens zwei Betriebsmodi betrieben werden, darunter einem leistungsstarken Modus (H-Modus), in dem der Energieverbrauch groß ist, und einem leistungsarmen Modus (L-Modus), in dem der Energieverbrauch klein ist. Die Serversteuerung 505 bestimmt einen Betriebsmodus (H/L) 512 jedes der mehreren Server.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 200 weist einen Serverprioritätsbestimmer 506 auf, der die Priorität jedes der mehreren Server 361 bestimmt. Der Serverprioritätsbestimmer 506 weist eine Serverdatenbank 561 auf, in der die Attribute jedes Servers 361 und eine von den Attributen abgeleitete Priorität eingestellt sind. Ist die Nachfrage 511 kleiner als der Gesamtenergiewert des AC-Energiewerts und des Batteriepegelwerts, bestimmt die Serversteuerung 505, ob die Batterie 222 zu verwenden ist. Wird bestimmt, die Batterie 222 zu verwenden, werden die mehreren Server 361 sowohl mit Hilfe von Energie vom Energieempfänger 221 als auch mit Hilfe von Energie von der Batterie 222 betrieben. Andererseits werden bei Bestimmung, nicht die Batterie 222 zu verwenden, die Betriebsmodi (H/L) 512 der mehreren Server in Übereinstimmung mit den Prioritäten gesteuert, um die mehreren Server 361 nur durch Energie vom Energieempfänger 221 zu betreiben.
Bei Bestimmung, nicht die Batterie 222 zu verwenden, steuert die Serversteuerung 505 so, dass sie den Server mit einer niedrigeren Priorität in einem Modus betreibt, in dem der Energieverbrauch kleiner als der des Servers mit einer höheren Priorität ist, um so die mehreren Server 361 nur durch Energie vom Energieempfänger 221 zu betreiben. Das heißt, der Server mit einer höheren Priorität wird im H-Modus betrieben, und der Server mit einer niedrigeren Priorität wird im L-Modus betrieben. Ist beispielsweise der Pegel der Batterie 222 gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert, steuert die Serversteuerung 505 so, dass sie den Server mit einer niedrigeren Priorität in einem Modus betreibt, in dem der Energieverbrauch kleiner als der des Servers mit einer höheren Priorität ist, um die mehreren Server nur durch Energie vom Energieempfänger 221 zu betreiben.
6 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Beispielsweise sei angenommen, dass die maximale Ausgangsleistung 25 kW und die Eingangsleistung 20 kW betragen. Fällt in diesem Fall, während der Batteriepegel ausreichend hoch ist, die Ausgangsleistung auf C kW oder darunter, wird die Batterie geladen, und übersteigt die Ausgangsleistung 20 kW, geht der Server zu einem Batterieunterstützungsmodus (einem Modus, in dem die Batterie 222 verwendet wird) über. Sinkt andererseits der Batteriepegel der Batterie 222 (fällt er beispielsweise auf A% oder darunter) durch Verwendung der Batterie 222, kann der andere Server als der mit einer hohen Priorität nicht zum Batterieunterstützungsmodus übergehen, und die Betriebsmodi einiger Server werden je nach Bedarf auf einen Energiesparmodus umgestellt. Sinkt der Pegel der Batterie 222 weiter (fällt er beispielsweise auf B% oder darunter), ist der Batterieunterstützungsmodus nicht zulässig, und die Server 361 werden aktiv im leistungsarmen Modus eingestellt, um die Batterie 222 zu laden. Angenommen sei, dass ein Systembediener die Schwellwerte A, B und C einstellen kann.
7 ist eine Tabelle zur Erläuterung von Inhalten der Serverdatenbank 561 der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Die Serverdatenbank 561 speichert eine maximale verwendete elektrische Energie, eine minimale verwendete elektrische Energie, eine angeforderte elektrische Energie, die Priorität einer laufenden Anwendung u. a., die von jedem Server 361 als Nachfrage 511 empfangen wurden. Der Serverprioritätsbestimmer 506 bestimmt eine Serverpriorität in Übereinstimmung mit den elektrischen Energiewerten und der Anwendung und stellt sie in der Serverdatenbank 561 ein. Berücksichtigen lassen sich verschiedene Verfahren zur Prioritätsbestimmung. Beispielsweise kann eine ID (Kennung) der Hardware jedes Servers 361 zugeordnet sein, und die Server können physikalisch in die erste, zweite und dritte Gruppe aufgeteilt sein. Die Priorität kann in Übereinstimmung mit einer Gebühr (SLA: Service Level Agreement (Dienstgütevereinbarung)) bestimmt werden, die vom Benutzer des Servers 361 gezahlt wird. Die Priorität kann auf der Grundlage der Art des OS (Betriebssystems) oder der Art der ausführbaren Anwendung logisch bestimmt werden. Die Priorität kann durch „Selbsteinschätzung” vom Server 361 bestimmt werden.
8 ist eine Tabelle näherer Inhalte der Prioritäten, die in der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform bestimmt werden. In einer Tabelle 801 wird die Art und Weise des Betriebs der jeweiligen Server 361 in Übereinstimmung mit einem Status (einer von Statusvarianten S1 bis Sn) bestimmt, z. B. einer Zeitzone. Beispielsweise wird im Status S1 Server A stets im H-Modus betrieben, und Server E wird stets im L-Modus betrieben. Server B bis D werden veranlasst, in Übereinstimmung mit dem Zufuhrenergiewert vom H-Modus zum L-Modus in der Reihenfolge Server B, D und C überzugehen. Zum Beispiel werden im Status Sn (bei Energieausfall u. ä.) die Server A bis D im L-Modus betrieben, und der Server E wird ausgeschaltet (in einen Ruhemodus versetzt).
9 ist eine Tabelle zur Erläuterung der Funktion der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. 9 zeigt eine Tabelle 900 als Beispiel für die Betriebssteuerung der Server in jedem Status. In Tabelle 900 sind beispielhaft Serversteuerverfahren in 10 Statusvarianten S1 bis S10 dargestellt. Jedes Feld 901 gibt eine Statusnummer an. Jedes Feld 902 zeigt schematisch die zuführbare Energie (oberer Balken) in jedem Status und die Betriebsmodi (unterer Balken) der jeweiligen Server. Der obere Balken in jedem Feld 902 gibt die Größen der Systemenergie (AC) und Batterieenergie (BATT) an, die zum Bereich 251 ausgegeben werden können. Andererseits stellt der untere Balken in jedem Feld 902 die Energieverbrauchsgrößen der Server 361 dar (in diesem Beispiel nur vier Server), und Buchstaben im Balken bezeichnen die Betriebsmodi der jeweiligen Server 361.
Jedes Feld 903 bezeichnet einen Status mit Hilfe eines Ausdrucks, und jedes Feld 904 zeigt den Zustand der Batterie o. ä. an.
Der Status S1 bezeichnet einen Status, in dem der Gesamtenergieverbrauch (angeforderte Energie) bei Betrieb aller Server im H-Modus nicht den Zufuhrenergiewert (AC) der Systemenergie übersteigt. In diesem Fall ist es unnötig, die Batterie 222 zu verwenden, und eine Überschusskomponente der Systemenergie wird zum Laden der Batterie 222 verwendet.
Der Status S2 bezeichnet einen Status, in dem der Gesamtenergieverbrauch bei Betrieb aller Server im H-Modus den Zufuhrenergiewert (AC) der Systemenergie übersteigt, aber nicht den maximalen zuführbaren Energiewert (AC + BATT) übersteigt, der durch Addieren der Energie der Batterie 222 zum Zufuhrenergiewert erhalten wird. In diesem Fall kann die Batterie 222 zur vollen Unterstützung entladen werden, wodurch alle Server im H-Modus betrieben werden. Wird alternativ in diesem Status der verbleibende Energiewert der Batterie 222 kleiner als ein vorbestimmter Wert oder verschlechtert sich die Zuverlässigkeit der Batterie 222, kann der Status zum Status S3 übergehen.
Der Status S3 bezeichnet einen Status, in dem die Batterie 222 nicht verwendet werden kann oder nicht verwendet wird. Bis der Energieverbrauch aller Server gleich oder kleiner als der Zufuhrenergiewert (AC) der Systemenergie wird, werden in diesem Status die Server beginnend vom Server mit einer niedrigeren Priorität veranlasst, nacheinander in den L-Modus überzugehen (der Energieverbrauch wird auf einen Wert gleich oder kleiner als der Energiewert AC unterdrückt). Hat die Systemenergie einen Überschuss, wird die Batterie 222 geladen.
Der Status S4 bezeichnet einen Status, in dem der Gesamtenergieverbrauch bei Betrieb aller Server im H-Modus den maximalen zuführbaren Energiewert (AC + BATT) übersteigt, der durch Addieren der Energie der Batterie 222 zum Zufuhrenergiewert der Systemenergie erhalten wird. Auch wenn die Batterie 222 in diesem Fall zur vollen Unterstützung entladen wird, ist es unmöglich, alle Server im H-Modus zu betreiben.
Wie im Status S5 dargestellt, werden in diesem Fall, bis der Energieverbrauch aller Server gleich oder kleiner als der maximale zuführbare Energiewert (AC + BATT) wird, die Server veranlasst, beginnend vom Server mit einer niedrigeren Priorität nacheinander zum L-Modus überzugehen (der Energieverbrauch wird auf einen Wert gleich oder kleiner als der maximale Energiewert AC + BATT unterdrückt). Fällt in diesem Status S5 der verbleibende Energiewert der Batterie 222 unter den vorbestimmten Wert oder verschlechtert sich die Zuverlässigkeit der Batterie 222, geht der Status zum Status S6 über.
Der Status S6 bezeichnet einen Status, in dem die Batterie 222 nicht verwendet werden kann oder nicht verwendet wird. In diesem Status werden, bis der Energieverbrauch aller Server gleich oder kleiner als der Zufuhrenergiewert (AC) der Systemenergie wird, die Server veranlasst, beginnend vom Server mit einer niedrigeren Priorität nacheinander zum L-Modus überzugehen (der Energieverbrauch wird auf einen Wert gleich oder kleiner als der Energiewert AC unterdrückt). Hat die Systemenergie einen Überschuss, wird die Batterie 222 geladen.
Der Status S7 bezeichnet einen Status, in dem der Gesamtenergieverbrauch bei Betrieb aller Server im L-Modus den Zufuhrenergiewert (AC) der Systemenergie übersteigt, aber nicht den maximalen zuführbaren Energiewert (AC + BATT) übersteigt, der durch Addieren der Energie der Batterie 222 zum Zufuhrenergiewert erhalten wird. In diesem Fall kann die Batterie 222 zur vollen Unterstützung entladen werden, wodurch alle Server im L-Modus betrieben werden. Fällt alternativ in diesem Status der verbleibende Energiewert der Batterie 222 unter den vorbestimmten Wert oder verschlechtert sich die Zuverlässigkeit der Batterie 222, kann der Status zum Status S8 übergehen.
Der Status S8 bezeichnet einen Status, in dem die Batterie 222 nicht verwendet werden kann oder nicht verwendet wird. In diesem Status werden, bis der Energieverbrauch aller Server gleich oder kleiner als der Zufuhrenergiewert (AC) der Systemenergie wird, die Server veranlasst, beginnend vom Server mit einer niedrigeren Priorität nacheinander zum Ruhemodus überzugehen (der Energieverbrauch wird auf einen Wert gleich oder kleiner als der Energiewert AC unterdrückt). Gleichzeitig wird ein Alarm ausgegeben, der angibt, dass die elektrische Energie knapp ist.
Der Status S9 bezeichnet einen Status, in dem die Systemenergie infolge von Energieausfall, Wartung o. ä. ausgeschaltet ist. Übersteigt in diesem Status der Gesamtenergieverbrauch bei Betrieb aller Server im L-Modus nicht den zuführbaren Energiewert der Batterie 222, betreibt die Vorrichtung alle Server 361 im Energiesparmodus, um Zeit zu gewinnen, gibt einen Alarm aus und wartet darauf, dass Energie wieder vorhanden ist.
Der Status S10 bezeichnet einen weiteren Status, in dem die Systemenergie infolge von Energieausfall, Wartung o. ä. ausgeschaltet ist. Übersteigt in diesem Status der Gesamtenergieverbrauch bei Betrieb aller Server im L-Modus den zuführbaren Energiewert der Batterie 222, werden die Server 361 veranlasst, beginnend vom Server 361 mit einer niedrigeren Priorität nacheinander zum Ruhemodus überzugehen. Gleichzeitig gibt die Vorrichtung einen Alarm aus und wartet darauf, dass Energie wieder vorhanden ist.
9 zeigt die Systemenergie auf der linken Seite und die Batterie auf der rechten Seite im Balkendiagramm jedes Felds 902 unter der Annahme, dass die Zuverlässigkeit der Systemenergie höher als die der Batterie 222 ist. Jedoch kann die Reihenfolge umgekehrt sein. Das heißt, es kann so gesteuert werden, dass die Batterie aktiv verwendet wird und die Systemenergie nur zum Einsatz kommt, wenn der Zufuhrenergiewert der Batterie kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. In diesem Fall wird so gesteuert, dass der Energieverbrauch der Server auf einen Wert gleich oder kleiner als der Batterieenergiewert unterdrückt wird, indem die Betriebsmodi der Server gesteuert werden.
10 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung eines mit 9 übereinstimmenden Verarbeitungsverfahrensablaufs in der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform.
Im Schritt S1001 wird bestimmt, ob die Summe erforderlicher Energiewerte bei Betrieb aller Server in einem Bereich im H-Modus gleich oder kleiner als der Zufuhrenergiewert AC der Systemenergie ist. Ist die Summe der erforderlichen Energiewerte bei Betrieb aller Server im H-Modus gleich oder kleiner als der Zufuhrenergiewert AC der Systemenergie, fährt der Verfahrensablauf mit dem Schritt S1003 fort, um alle Server im hohen Ausgangsmodus (H-Modus) zu betreiben. Danach wird im Schritt S1005 die Batterie geladen.
Wird im Schritt S1001 bestimmt, dass die Summe der erforderlichen Energiewerte bei Betrieb aller Server im Bereich im H-Modus größer als der Zufuhrenergiewert AC der Systemenergie ist (Status S2 in 9), geht der Verfahrensablauf zum Schritt S1007 über. Wird im Schritt S1007 bestimmt, dass die Summe des Zufuhrenergiewerts AC der Systemenergie und des Zufuhrenergiewerts BATT der Batterie 222 kleiner als die Summe erforderlicher Energiewerte bei Betrieb aller Server im Bereich im L-Modus ist (Status S8), fährt der Verfahrensablauf mit dem Schritt S1009 fort. Im Schritt S1009 wird ein Alarm ausgegeben, und der Verfahrensablauf geht zum Schritt S1011 über. Im Schritt S1011 werden, bis die Summe der erforderlichen Energiewerte aller Server im Bereich kleiner als die Summe des Zufuhrenergiewerts AC der Systemenergie und des Zufuhrenergiewerts BATT der Batterie 222 wird, die Server veranlasst, beginnend vom Server mit einer niedrigeren Priorität nacheinander zum Ruhemodus überzugehen, und der Verfahrensablauf fährt mit dem Schritt S1025 fort.
Wird im Schritt S1007 bestimmt, dass die Summe des Zufuhrenergiewerts AC der Systemenergie und des Zufuhrenergiewerts BATT der Batterie 222 gleich oder größer als die Summe der erforderlichen Energiewerte bei Betrieb aller Server im Bereich im L-Modus ist (Status S5), fährt der Verfahrensablauf mit dem Schritt S1013 fort. Wird im Schritt S1013 bestimmt, dass die Summe des erforderlichen Energiewerts bei Betrieb aller Server im Bereich im L-Modus größer als der Zufuhrenergiewert AC der Systemenergie ist (Status S7), geht der Verfahrensablauf zum Schritt S1015 über. Im Schritt S1015 wird ein Alarm ausgegeben, um anzuzeigen, dass „die Batterie 222 verwendet werden muss, um alle Server zu betreiben”, und der Verfahrensablauf fährt mit dem Schritt S1017 fort. Im Schritt S1017 werden, bis im Schritt S1007 bestimmt wird, dass die Energie der Batterie 222 knapp ist, alle Server im L-Modus mit Hilfe der Energie der Batterie 222 betrieben.
Der Verfahrensablauf fährt mit dem Schritt S1019 fort, um zu bestimmen, ob der erforderliche Energiewert bei Betrieb aller Server im H-Modus kleiner als die Summe des Zufuhrenergiewerts AC der Systemenergie und des Zufuhrenergiewerts BATT der Batterie 222 ist.
Ist die Summe der erforderlichen Energiewerte bei Betrieb aller Server im H-Modus gleich oder größer als die Summe des Zufuhrenergiewerts AC der Systemenergie und des Zufuhrenergiewerts BATT der Batterie 222 (Status S4), geht der Verfahrensablauf zum Schritt S1021 über, um zu bestimmen, ob die Batterie 222 zu verwenden ist. Wird bestimmt, die Batterie zu verwenden, fährt der Verfahrensablauf mit dem Schritt S1023 fort, und bis die Summe des erforderlichen Energiewerts aller Server kleiner als die Summe des Zufuhrenergiewerts AC der Systemenergie und des Zufuhrenergiewerts BATT der Batterie 222 wird, werden die Server beginnend vom Server mit einer niedrigeren Priorität nacheinander vom H-Modus auf den L-Modus umgeschaltet.
Wird im Schritt S1021 bestimmt, nicht die Batterie 222 zu verwenden, geht der Verfahrensablauf zum Schritt S1029 über, und bis die Summe der erforderlichen Energiewerte aller Server gleich oder kleiner als der Zufuhrenergiewert AC der Systemenergie wird, werden die Betriebsmodi der Server beginnend vom Server mit einer niedrigeren Priorität in der Reihenfolge „H → L → Ruhe” nacheinander umgeschaltet. Ferner fährt der Verfahrensablauf mit dem Schritt S1031 fort, und hat der Zufuhrenergiewert AC der Systemenergie einen Überschuss, wird die Batterie geladen.
Durch Steuern der Server gemäß der vorstehenden Beschreibung ist es möglich, dem Serversystem mit Hilfe der Systemenergie und der Batterie wirksam und effizient Energie zuzuführen.
Dritte Ausführungsform
Nachstehend wird eine Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung anhand von 11 und 12 beschrieben. 11 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktionsanordnung der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Die Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der o. g. zweiten Ausführungsform dadurch, dass statt Festlegung des Betriebsmodus des Servers die Server über Energiebudgets in Kenntnis gesetzt werden. Die übrigen Komponenten und Betriebsabläufe sind mit denen der zweiten Ausführungsform identisch. Somit bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Komponenten und Betriebsabläufe, deren nähere Beschreibung entfällt.
11 ist ein Blockdiagramm der Funktionsanordnung der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Eine Energieverwaltungsvorrichtung 1100 weist eine Serversteuerung 1105 auf, die ein Budget 1112 (verwendbare maximale elektrische Energie) jedes Servers bestimmt und dem Server mitteilt. Jeder Server 1161 bestimmt seinen Betriebsmodus in Übereinstimmung mit dem von der Serversteuerung 1105 empfangenen Budget 1112. Die Serversteuerung 1105 berechnet den oberen Grenzwert einer durch jeden Server verwendbaren elektrischen Energie in Übereinstimmung mit der Priorität des Servers, die durch einen Serverprioritätsbestimmer 506 bestimmt wird. Die Serversteuerung 1105 benachrichtigt jeden der mehreren Server 1161 über den oberen Grenzwert einer elektrischen Energie, die durch den Server 1161 verwendbar ist. Jeder Server 1161 arbeitet mit einer elektrischen Energie, die gleich oder kleiner als der mitgeteilte obere Grenzwert ist.
12 ist eine Ansicht des Austauschs von Energieversorgungs-Beziehungsinformationen gemäß dieser Ausführungsform. Wie in 12 gezeigt, teilt die Energieverwaltungsvorrichtung 1100 einem Einbaurahmen 360 die Budgets 1112 mit. Obwohl in dieser Ausführungsform die Serversteuerung 1105 das Budget jedes Servers bestimmt, kann die Serversteuerung 1105 das Budget der mehreren Server (beispielsweise der Server im Einbaurahmen 360) bestimmen. In diesem Fall teilen sich die mehreren Server das Budget. Als Teilungsverfahren können sich beispielsweise die mehreren Server das Budget gleichmäßig teilen, oder der Server mit einer höheren Priorität kann sich das Budget zunächst sichern und zurückgeben, wenn es unnötig ist.
Mit dieser Anordnung und diesem Betrieb ist es gemäß dieser Ausführungsform möglich, einem Serversystem mit Hilfe von Systemenergie und einer Batterie wirksam und effizient Energie zuzuführen.
Vierte Ausführungsform
Eine Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung wird anhand von 13 und 14 beschrieben. 13 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktionsanordnung der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Die Energieverwaltungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der o. g. zweiten Ausführungsform dadurch, dass die Vorrichtung einen Energieverteiler 1301 aufweist, der Systemenergie zu jeweiligen Bereichen 251 verteilt. Ansonsten sind die Komponenten und Betriebsabläufe die gleichen wie in der zweiten Ausführungsform. Somit bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Komponenten und Betriebsabläufe, deren nähere Beschreibung entfällt.
Der Energieverteiler 1301 fungiert als Systemenergielieferant, der die Systemenergie zu den mehreren Bereichen 251 verteilt und für sie bereitstellt. Ein Rack-Verwalter 1302 bestimmt einen zu jedem Bereich 251 (oder zu jedem Server, der zum Bereich gehört) zu verteilenden Energiewert auf der Grundlage des Energieverbrauchs, der angeforderten Energie u. ä. des Bereichs 251, wodurch er den Energieverteiler 1301 steuert.
Beispielsweise weist der Rack-Verwalter 1302 eine Tabelle 1401 gemäß 14 auf. Die Tabelle 1401 dient dazu, für jeden Bereich eine maximale verwendete elektrische Energie, eine minimale verwendete elektrische Energie, eine angeforderte elektrische Energie, eine Bereichspriorität und den Zustand (Vorhandensein/Fehlen einer Batterie sowie die Echtzeit-Energiespeichermenge und maximale Speichermenge) einer vorgesehenen Batterie zu verwalten.
Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, die Energieversorgung für jeden Bereich flexibler zu steuern und die Energiesteuerung bei Wartung oder Energieeinsparung leicht und wirksam durchzuführen.
Andere Ausführungsformen
Zu beachten ist, dass in der o. g. zweiten bis vierten Ausführungsform zwar ein Server als Beispiel für eine Informationsverarbeitungsvorrichtung erläutert wurde, der Energie zuzuführen ist, aber die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und andere Vorrichtungen, z. B. ein PC (Personalcomputer), eine Speichervorrichtung und eine Netzwerkvorrichtung, zum Einsatz kommen können. In dieser Ausführungsform wurden die Systemenergiequelle und Batterie als Energieversorgungsquellen beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und notwendig ist nur, dass zwei Energiequellen dazu gehören. Zum Beispiel kann die Informationsverarbeitungsvorrichtung auf der Grundlage von Energie von zwei Energiequellen gesteuert werden, einer Systemenergiequelle mit fossilem Brennstoff und einer Systemenergiequelle mit erneuerbarer Energie. Alternativ kann beispielsweise der Betriebsmodus der Informationsverarbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit Energiewerten von drei oder mehr Arten von Energiequellen gesteuert werden. Obwohl der H-Modus, L-Modus und Ruhemodus als Betriebsmodi jedes Servers beispielhaft vorgestellt wurden, kann ein weiterer Modus dazu gehören (zum Beispiel einen M-Modus des Energieverbrauchs zwischen dem Energieverbrauch im H-Modus und dem im L-Modus).
Während die Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist. Dem Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche ist die breiteste Auslegung zu gewähren, um alle derartigen Abwandlungen sowie äquivalente Aufbauten und Funktionen zu erfassen.
Die Erfindung ist auf ein System mit mehreren Geräten oder einer einzelnen Vorrichtung anwendbar. Ferner ist die Erfindung auch dann anwendbar, wenn ein Informationsverarbeitungsprogramm zum Realisieren der Funktionen der Ausführungsformen dem System oder der Vorrichtung direkt oder von einer entfernten Stelle zugeführt wird. Somit beinhaltet die Erfindung auch das auf einem Computer installierte Programm, um die Funktionen der Erfindung auf dem Computer umzusetzen, ein das Programm speicherndes Medium und einen WWW-(Internet-)Server, der einen Benutzer veranlasst, das Programm herunterzuladen. Insbesondere beinhaltet die Erfindung mindestens ein nicht transitorisches computerlesbares Medium, das ein Programm speichert, das einen Computer veranlasst, die Verarbeitungsschritte auszuführen, die zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen gehören.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der JP-Patentanmeldung 2013-118362 , eingereicht am 4. Juni 2013, die hiermit durch Verweis insgesamt eingefügt ist.

Claims

Serversystem, in dem mehrere Server in Übereinstimmung mit einer physikalischen Anordnung in mehrere Gruppen aufgeteilt sind, das aufweist: mindestens einen Systemenergielieferant, der Systemenergie zu jeder der mehreren Gruppen verteilt und für sie bereitstellt; eine Batterie, die jeder der mehreren Gruppen entspricht und gespeicherte Energie für mindestens zwei Server bereitstellt, die zur Gruppe gehören; und eine Steuerung, die jeden der Server, die zu einer Gruppe gehören, auf der Grundlage von Energie steuert, die durch den Systemenergielieferant und die Batterie bereitstellbar ist.
Serversystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung eine Tabelle als Angabe eines Zustands der jeder der mehreren Gruppen entsprechenden Batterie aufweist.
Serversystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Server in mindestens zwei Betriebsmodi betreibbar sind, darunter ein leistungsstarker Modus, in dem der Energieverbrauch groß ist, und ein leistungsarmer Modus, in dem der Energieverbrauch klein ist, und die Steuerung den Betriebsmodus jedes der mehreren Server bestimmt.
Serversystem nach Anspruch 1, 2, oder 3, wobei die Steuerung die zu einer Gruppe gehörenden Server auf der Grundlage von Energieanforderungsinformationen über eine elektrische Energie steuert, die durch die mehreren Server angefordert wird.
Serversystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung jedem der mehreren Server einen oberen Grenzwert einer durch den Server nutzbaren elektrischen Energie mitteilt und veranlasst, dass der Server eine Steuerung mit einer elektrischen Energie durchführt, die nicht größer als der obere Grenzwert ist.
Serversystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner aufweist: eine Einstelleinheit, die eine Priorität jedes der mehreren Server einstellt, wobei die Steuerung die mehreren Server in Übereinstimmung mit den Prioritäten steuert, um die mehreren Server nur mit Energie vom Systemenergielieferant zu betreiben.
Serversystem nach Anspruch 6, wobei die Steuerung den Server, dessen Priorität niedrig ist, in einem Modus betreibt, in dem der Energieverbrauch kleiner als der Energieverbrauch des Servers ist, dessen Priorität hoch ist, um die mehreren Server nur mit der Energie vom Systemenergielieferant zu betreiben.
Serversystem nach Anspruch 7, wobei dann, wenn ein verbleibender Energiewert der Batterie nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist, die Steuerung den Server, dessen Priorität niedrig ist, in einem Modus betreibt, in dem der Energieverbrauch kleiner als der Energieverbrauch des Servers ist, dessen Priorität hoch ist, um die mehreren Server nur mit der Energie vom Systemenergielieferant zu betreiben.
Steuerverfahren für ein Serversystem, in dem mehrere Server in Übereinstimmung mit einer physikalischen Anordnung in mehrere Gruppen aufgeteilt sind, das aufweist: Veranlassen, dass ein Systemenergielieferant Systemenergie zu jeder der mehreren Gruppen verteilt und für sie bereitstellt; Bereitstellen gespeicherter Energie von einer Batterie, die in Entsprechung zu jeder der mehreren Gruppen vorgesehen ist, für mindestens zwei Server, die zur Gruppe gehören; und Steuern jedes der Server, die zu einer Gruppe gehören, auf der Grundlage von Energie, die durch den Systemenergielieferant und die Batterie bereitstellbar ist.
Steuerprogramm eines Serversystems, in dem mehrere Server in Übereinstimmung mit einer physikalischen Anordnung in mehrere Gruppen aufgeteilt sind, zum Veranlassen eines Computers, ein Verfahren auszuführen, das aufweist: Veranlassen, dass ein Systemenergielieferant Systemenergie zu jeder der mehreren Gruppen verteilt und für sie bereitstellt; Bereitstellen gespeicherter Energie von einer Batterie, die in Entsprechung zu jeder der mehreren Gruppen vorgesehen ist, für mindestens zwei Server, die zur Gruppe gehören; und Steuern jedes der Server, die zu einer Gruppe gehören, auf der Grundlage von Energie, die durch den Systemenergielieferant und die Batterie bereitstellbar ist.