JP2021163480A - 電源管理システム及び電源管理方法 - Google Patents

電源管理システム及び電源管理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電力の損失を減らすことができる電源管理システム及び電源管理方法を提供する。
【解決手段】システム電源は複数の電源ユニットを備え、システム電源は、各接続インターフェースが電力を対応する各電気機器に提供するように、電力を各接続インターフェースへ出力するのに用いられ、電源管理回路は各接続インターフェースによって各電気機器に連接し、電源管理回路は複数の電源ユニットの即時負荷総和を取得し、各電源ユニットの目標負荷を決定すると共に、各接続インターフェースが複数の電気機器の何れか一つに連接するか否か判断し、電源管理回路は、複数の電気機器の何れか一つにまだ連接していない接続インターフェースの電力供給をオフとし、即時負荷総和と各電源ユニットの目標負荷に基づいて、複数の電源ユニットのオン数量を決定し、オンされた各電源ユニットの即時負荷を目標負荷に接近させる。
【選択図】図１

Description

本発明は電源管理システム及び電源管理方法に関し、特に、電力の損失を減らすことができる電源管理システム及び電源管理方法に関する。
サーバーシステム又は高速コンピューティングホストシステムでは、通常、電源の供給要件を満たすために３個以上の電源ユニット（Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｕｎｉｔ， ＰＳＵ）で構成されるシステム電源が使用される。
しかし、実際の動作では、サーバーシステム等は常に高負荷の状態で動作するのではなく、完全に又は一部がアイドリングの状態にすぎない場合がある。このとき、システム電源の各電源ユニットは低負荷の状態にあり、従来の電源ユニットでは、負荷を最適な動作効率の状態に維持することが困難である。
さらに、マザーボード上のスロットには、ＣＰＵスロット、メモリスロット、ハードディスク接続プラグとそのライザーカードに加え、ＰＣＩ−Ｅスロット等が含まれる、これらはアイドリングの状態でも、システム電源は電力を供給してしまう。
しかし、ここでの電力供給は事実上不要なことをしているにすぎず、更に、電力伝送に加え、複数の整流電圧への変換のプロセス自体も、エネルギーの損失を余分に引き起こす原因となり、電力のロスが大きく、システム電源の作業効率が低下する。
このため、システム電源における各電源ユニットの作業効率を効果的な状態に維持し、不必要な電力損失を如何にして減らしていくかが技術上の大きな課題となっている。
本発明は上記の問題に鑑みて、電源ユニットの作業効率の状態を最適化した電源管理システム、及び電源管理方法を提供することを目的とする。
本発明は、複数の接続インターフェース、システム電源、電源管理回路を備え、且つ複数の電気機器に対して電力を供給し得る電源管理システム、及び電源管理方法を提供することを目的とする。
課題を達成するための手段
上記の問題に鑑みて本発明は以下の構成を備える。
複数の電気機器に電力を供給するための電源管理システムであって、前記電源管理システムは、複数の接続インターフェースと、システム電源と、電源管理回路とを備え、前記複数の接続インターフェースは、それぞれ前記電気機器のいずれか一つに接続するために用いられると共に、信号伝送と電力伝送を行い、前記システム電源は複数の電源ユニットを備え、前記システム電源は、各前記接続インターフェースが電力を対応する各前記電気機器に提供するように、電力を各前記接続インターフェースへ出力するのに用いられ、前記電源管理回路は各前記接続インターフェースによって各前記電気機器に連接し、前記電源管理回路は前記複数の電源ユニットの即時負荷総和を取得し、各前記電源ユニットの目標負荷を決定すると共に、各前記接続インターフェースが前記複数の電気機器の何れか一つに連接するか否か判断し、前記電源管理回路は、前記複数の電気機器の何れか一つにまだ連接していない前記接続インターフェースの電力供給をオフとし、前記即時負荷総和と各前記電源ユニットの前記目標負荷に基づいて、前記複数の電源ユニットのオン数量を決定し、オンされた各前記電源ユニットの即時負荷を前記目標負荷に接近させる。
また、前記電源管理回路は、各前記接続インターフェースにおける特定ピンが応答する状態信号を利用することにより、各前記接続インターフェースが前記複数の電気機器の何れか一つに連接されたか否か判断する。
また、前記電源管理回路はそれぞれ検出回路によって各前記接続インターフェースが前記複数の電気機器の何れか一つに連接されたか否か検出し、第１のトランジスタスイッチと、第２のトランジスタスイッチとを備え、前記第１のトランジスタスイッチは第１のゲートと、第１のドレインと、第１のソースとを備え、前記第１のドレインは第１のハイレベル電圧源に接続され、且つ前記第１のソースは接地され、前記第１のトランジスタスイッチは、前記接続インターフェースの前記アイドルピンを介して前記第１のゲートに入力される信号の電位変化に基づいて、前記第１のドレインと前記第１のソースの間の接続状態を切り替え、前記第２のトランジスタスイッチは、第２のゲートと、第２のドレインと、第２のソースを備え、前記第２のゲートは前記第１のドレインに加えて前記第１のハイレベル電圧源に接続され、前記第２のドレインは前記システム電源に接続され、前記第２のソースは前記接続インターフェースの電源入力ピンに接続される。
前記複数の電気機器にそれぞれ設置するために用いられる複数のコンピューティングノードを更に備え、各前記コンピューティングノードには前記複数の電源ユニットのいずれか一つが設けられ、各前記コンピューティングノードはそれぞれノードファングループを備え、且つ各前記ノードファングループは複数のシステムファンを備え、前記電源管理回路は各前記コンピューティングノードの前記複数の電気機器においてそれぞれ中央処理装置が存在するか否か検出し、前記中央処理装置が存在しない場合には、前記電源管理回路は対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを、第１の回転速度に切り替え若しくはオフとし、前記中央処理装置が存在する場合には、前記電源管理回路は対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを、前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度に切り替える。
また、各コンピューティングノードは更にノード温度センサーを備え、前記ノード温度センサーは、前記コンピューティングノードが存在するゾーンのゾーン温度を検出するために用いられ、前記ゾーン温度を前記電源管理回路に伝送し、前記中央処理装置が存在しない場合であって、対応する前記ゾーン温度がゾーン温度閾値より高いとき、前記電源管理回路は対応する前記ノードファングループにおける前記システムファンを、前記第１の回転速度より速い第３の回転速度に切り替える。
前記電源管理回路は各前記電気機器の即時装置温度を継続して検出し、各電源ユニットの即時電源温度と即時負荷を検出し、各前記即時装置温度と各前記即時電源温度が対応する閾値より高いか否か判断し、各前記即時装置温度と、各前記即時電源温度と、各前記即時負荷が何れも対応する前記閾値より高くない場合には、前記電源管理回路は、オンされた前記システムファンの数量と回転速度を決定することにより前記複数のシステムファンの総負荷を決定し、各前記即時装置温度と、各前記即時電源温度と、各前記即時負荷の何れか一つが対応する前記閾値より高い場合には、前記電源管理回路は全ての前記電源ユニットと前記複数のシステムファンをオンにする。
また、前記複数の電気機器は、前記電源管理回路によって第１の分類と第２の分類に区分けされ、前記第１の分類が存在して前記第２の分類が存在せず、且つ前記第１の分類における各前記電気機器の各前記即時装置温度が何れも対応する閾値を超えない場合には、前記電源管理回路は前記複数のシステムファンの総負荷を第１のファン負荷に切り替え、前記第１の分類と前記第２の分類が存在し、且つ前記第１の分類と第２の分類における各前記電気機器の各前記即時装置温度がいずれも対応する前記閾値を超えない場合には、前記電源管理回路は前記複数のシステムファンの総負荷を、前記第１のファン負荷より大きい第２のファン負荷に切り替える。
また、前記電源管理回路は複数の温度区間と複数の負荷区間を設定し、各前記温度区間と前記複数の負荷区間の一つの交点には対応するファン負荷が設けられ、各前記電源ユニットの温度が各前記温度区間の何れか一つに入ったとき、前記電源管理回路は前記温度区間と前記即時負荷が有る前記負荷区間の交点に基づいて、対応する前記ファン負荷を取得することにより各前記電源ユニットの電源ファンを切り替える。
更に、電源管理回路を用いて複数の電源ユニットのオンとオフを切り替えるための電源管理方法であって、前記電源ユニットは電力を複数の接続インターフェースに出力するために用いられ、前記複数の接続インターフェースはそれぞれ複数の電気機器の何れか一つに接続するために用いられ、前記電源管理方法は、前記電源管理回路が、前記電源ユニットの即時負荷総和を取得すると共に、各前記電源ユニットの目標負荷を設定するステップと、各前記接続インターフェースの連接状態を検出して、各前記接続インターフェースが前記複数の電気機器の何れか一つにそれぞれ接続するか否か判断するステップと、前記複数の電気機器の何れか一つにまだ接続されていない前記接続インターフェースの電力供給をオフにするステップと、前記即時負荷総和と前記電源ユニットの前記目標負荷に基づいて、前記複数の電源ユニットのオン数量を決定するステップと、前記オン数量に基づいて各前記電源ユニットをオン又はオフし、オンにされた各前記電源ユニットの即時負荷を前記目標負荷に接近させるステップと、を含む。また、前記複数の電気機器にそれぞれ設置するために用いられる複数のコンピューティングノードを準備するステップと、各前記コンピューティングノードに前記複数の電源ユニットのいずれか一つと、ノードファングループを設け、且つ各前記ノードファングループは複数のシステムファンを備えるステップと、前記電源管理回路が、各前記コンピューティングノードの前記電気機器において中央処理装置が存在するか否か検出するステップと、前記中央処理装置が存在しない場合には、対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを、第１の回転速度に切り替え若しくはオフとするステップと、前記中央処理装置が存在する場合には、対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを、前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度に切り替えるステップと、を含む。
また、前記コンピューティングノードがある区域のゾーン温度を検出するステップと、前記中央処理装置が存在せず、且つ対応するゾーン温度がゾーン温度閾値より高いとき、対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを前記第１の回転速度より速い第３の回転速度に切り替えるステップと、を含む。
また、前記電源管理回路が、各前記電気機器の即時装置温度を継続して検出し、各電源ユニットの即時電源温度と即時負荷を検出するステップと、各前記即時装置温度と各前記即時電源温度が対応する閾値より高いか否か判断するステップと、各前記即時装置温度と、各前記即時電源温度と、各前記即時負荷が何れも対応する前記閾値より高くない場合には、オンされた前記システムファンの数量と回転速度を決定することにより前記複数のシステムファンの総負荷を決定すると共に、各前記即時装置温度と、各前記即時電源温度と、各前記即時負荷の何れか一つが対応する前記閾値より高い場合には、全ての前記電源ユニットと前記複数のシステムファンをオンにするステップと
を含む。
また、前記複数の電気機器は、第１の分類と第２の分類に区分けされ、前記第１の分類が存在して前記第２の分類が存在せず、且つ前記第１の分類における各前記電気機器の各前記即時装置温度が何れも対応する閾値を超えない場合には、前記電源管理回路が、前記複数のシステムファンの総負荷を第１のファン負荷に切り替えるステップと、前記第１の分類と前記第２の分類が存在し、且つ前記第１の分類と第２の分類における各前記電気機器の各前記即時装置温度がいずれも対応する前記閾値を超えない場合には、前記電源管理回路が、前記複数のシステムファンの総負荷を、前記第１のファン負荷より大きい第２のファン負荷に切り替えるステップと、を含む。
また、複数の温度区間と複数の負荷区間の設定に基づいて、各前記温度区間と前記複数の負荷区間の一つの交点には対応するファン負荷が備えられるステップと、各前記電源ユニットの温度が各前記温度区間の何れか一つに入ったとき、前記温度区間と前記即時負荷が有る前記負荷区間の交点に基づいて、前記電源管理回路が、対応する前記ファン負荷を取得することにより、各前記電源ユニットの電源ファンを切り替えるステップと、を含む。
以上のように、本発明における電源管理システムは、接続インターフェースの接続状態に基づいて、接続インターフェースに電力を供給するかどうかを決定する。
また、アイドリング状態の接続インターフェースに対しては電力を供給しないようにして、接続インターフェースでの電力のロスを少なくし、電源ユニットから接続インターフェースへ電力を伝送の過程で、電力を整流し、又は電圧を調整することによる電力の損失も少なくすることができる。
更に、前述の電力損失の機会の減少に加え、システムを冷却するために必要となる電力消費をも少なくし、全体としてのエネルギー消費を効果的に抑制し得る。
また、各電源ユニットをオン又はオフすることにより、動作中の電源ユニットが目標負荷で動作できるため、電源ユニットの動作効率を向上させることができ、システム全体としての消費電力を更に抑えることができる。
更に、本発明の実施形態では、システムファンの総負荷を管理することにより、不必要な電力消費を更に低減することができる。
本発明の第１の実施形態による電源管理システムの回路ブロック図である。 本発明の第１の実施形態における電源管理システムの他の回路ブロック図である。 本発明の第１の実施形態を説明するためのフローチャートである。 即時負荷総和と電源ユニットのオン数量の対応関係を示すと共に、従来技術との対比も示したグラフである。 即時負荷総和と作業効率の対応関係を示すと共に、従来技術との対比も示したグラフである。 本発明の第２の実施形態を示した電源管理システムのブロック図である。 本発明の一つ又は複数の実施形態における検出回路の構成を示した回路図である。 本発明の第３の実施形態において、電源管理システムをコンピュータシステムに設置した状態を説明するブロック図である。 本発明の第３の実施形態において、電源管理システムをコンピュータシステムに設置した状態を説明するブロック図である。 本発明の第３の実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態を説明するフローチャートである。
図１と図２を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。ここで、図１は本発明の第１の実施形態による電源管理システムの回路ブロック図であり、図２は他の回路ブロック図である。
電源管理システム１００は、電源管理方法を実施するためのコンピュータシステム用いられる。電源管理システム１００は、複数の接続インターフェース１１０、システム電源１２０、および電源管理回路１３０を備える。
図１に示すように、各接続インターフェース１１０は、電気機器１４０に接続するために用いられ、電気機器１４０への信号送信と電力送信を実行するために使用される。
接続インターフェース１１０は、例えば電力と信号の何れをも送信し得る単一のスロットである。接続インターフェース１１０は、更に複数のコネクタの組み合わせであっても差し支えなく、ここでの各コネクタは、それぞれ信号と電力を送信し得る。
前述の電気機器１４０は、例えば中央処理装置、メモリ、ハードディスク装置、ＰＣＩ−Ｅ装置等（なお、その他の電気機器でも差し支えない。）を備えるが、電源管理回路１３０によって制御され、更に、システム電源１２０によって電力の供給を受けることができる装置である。
図１に示すように、システム電源１２０は、複数（２個以上）の電源ユニット１２２（Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｕｎｉｔ）を備える。また、電源管理回路１３０は、各電源ユニット１２２の目標負荷を設定し得る。一般には、電源ユニット１２２が出力する負荷が最適な負荷に近いほど、電源ユニット１２２の作業効率（出力効率と入力効率の比）は、最適な作業効率となる。
このため、目標負荷は電源ユニット１２２の最適負荷であっても良いが、他の値であっても特に差し支えない。８０ ＰＬＵＳ（エイティー プラス）のコンピュータ用電源ユニットの電力変換効率に関する規格を例にとると、電源ユニット１２２のランク（スタンダード、ブロンズ、シルバー等）に関係なく、電源ユニット１２２は、負荷が５０％のときに最高の効率を発揮する。
しかし、システムの一部又は全部がアイドル状態の場合において、全ての電源ユニット１２２がオンに設定されてしまうと、各電源ユニット１２２に割り当てられる負荷が５０％よりも大幅に低下してしまう場合があり、その結果作業効率が低下してしまう。
このとき、目標負荷は最適負荷である５０％に設定することができる。システム電源１２０は、各接続インターフェース１１０に電力を出力するために使用され、接続インターフェース１１０を介して対応する電気機器１４０に電力を供給する。
次に、図１に加えて図６を参照して本発明の実施形態を説明する。ここで、図６は本発明の第２の実施形態を示した電源管理システムのブロック図である。図１と図６に示されるように、電源管理回路１３０は、ベースボード管理制御器１３２（Ｂａｓｅｂｏａｒｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ，ＢＭＣ）と必要な検出回路１３６ｃ〜１３６ｅとの組み合わせとすることができる。
図１の電源管理回路１３０（図６には符号なし）は、接続インターフェース１１０を介して各電気機器１４０に接続されている。電源管理回路１３０は、制御信号を各電気機器１４０に送信することができ、更に、各電気機器１４０からの応答をも受信することができる。
図１に示すように、電源管理回路１３０はシステム電源１２０にも電気的に接続されており、各電源ユニット１２２の「許容最大負荷」と「即時負荷総和」を含む電源ユニット１２２の動作情報を取得する。なお、取得する動作情報には、許容最大負荷と即時負荷総和以外の動作情報を含んでも差し支えない。また、電源管理回路１３０を使用して、各電源ユニット１２２をオンにし、又はオフにすることも可能である。
電源管理回路１３０は電源ユニット１２２の最適負荷を取得し、最適負荷を目標負荷として使用することができる。なお、図１においては、実線で表示された部分は信号伝送経路を示し、破線で表示されたは部分は電力の伝送経路を示している。
信号伝送は双方向伝送とすることができる。ここで言う双方向伝送としては、電源管理回路１３０が、制御信号を出力することができると共に、電源ユニット１２２と電気機器１４０からの応答信号をも受信することができ、このような双方向の信号のやり取りを双方向伝送と呼ぶものとする。
一方、電力伝送は通常は一方通行の伝送となる。システム電源１２０から出力された電力は、図１の破線で示すように電源管理回路１３０と接続インターフェース１１０に出力される。
図１と図２を参照して説明する。電源管理回路１３０は、各接続インターフェース１１０が電気機器１４０に接続されているかどうかを判断するためにも使用される。電源管理回路１３０による判断の方法は、単一の方法に限定されない。
本実施形態では、電源管理回路１３０は、接続インターフェース１１０における特定ピンが応答する状態信号の有無に基づいて、接続インターフェース１１０が電気機器１４０に接続されているか否かを判断する。
この状態信号は、電気機器１４０から所定間隔で定期的に出力さる信号でも良く、更には電源管理回路１３０による問い合わせ（のための信号）に応答する存在信号、イネーブル信号、又は動作クロック等の動作パラメータであっても良い。または、電気機器１４０の内蔵デバイスのノード温度センサーが特定ピンを介して温度信号を送信しても良い
図６と図７に示されるように、状態信号は特定ピンにおける電位の変化（例えば＋５Ｖと０Ｖの切り替え）であっても差し支えない。本実施形態では、電源管理回路１３０は、検出回路１３６ｃ〜１３６ｅを使用して、接続インターフェース１１０のアイドルピンが電気機器１４０の対応するピンに接続されているかどうかを検出する。このようにして、各接続インターフェース１１０が複数の電気機器１４０のうちの何れか一つに接続されているか否か検出することができる。
以下、図１〜図３を参照して本発明による電源管理システム１００が行う電源管理の方法のフローチャートを説明する。ここで、図３は本発明の第１の実施形態を説明するためのフローチャートである。
図１に示す本発明による電源管理システム１００が起動されると、電源管理回路１３０は、負荷検出を実行して、各電源ユニット１２２の即時負荷を取得し、複数の電源ユニット１２２の即時負荷総和を取得する（Ｓｔｅｐ１１０）。
次に、図１の電源管理回路１３０は、各接続インターフェース１１０の接続状態を検出して、システム電源１２０が接続インターフェース１１０に電力を供給しているか否か判断する（Ｓｔｅｐ１２２）。
次に、電源管理回路１３０は、Ｓｔｅｐ１２４に示されるように、接続状態に応じて、接続インターフェース１１０への電源をオン又はオフに切り替える。そして、電源管理回路１３０は、電気機器１４０に接続されていない接続インターフェース１１０の電源を遮断する。
図３のＳｔｅｐ１２２では、電源管理回路１３０は、各電源ユニット１２２を直接制御することにより、電源ユニット１２２の特定の電力出力ピン（図示せず）の出力をオン又はオフに直接切り替えることができる。電源管理回路１３０のスイッチ（トランジスタスイッチ等）のスイッチを間に介して、システム電源１２０と対応する接続インターフェース１１０との間の電力伝送経路をオン又はオフにすることができる。
電源管理回路１３０は、Ｓｔｅｐ１２６に示されるように、各電源ユニット１２２の目標負荷を決定する。そして、電源管理回路１３０は、Ｓｔｅｐ１２８に示されるように、即時負荷総和と各電源ユニット１２２の目標負荷に従って、電源ユニット１２２のオン数量（複数ある電源ユニット１２２のうちオンにされるものの数）を決定する。
上述のオン数量は、オンにされた各電源ユニット１２２の即時負荷を可能な限り目標負荷に近づけさせるために使用され、その結果、各電源ユニット１２２の作業効率は目標値に近づく。たとえば、８０ ＰＬＵＳ（エイティー プラス）のコンピュータ用電源ユニットの電力変換効率に関する規格に準拠した電源ユニット１２２は、負荷が５０％のときに最大の効率を発揮し得ることとなる。そのため、オン数量は、オンにしている電源ユニット１２２を、５０％近くの目標負荷に維持できるように設定され、オンにされている電源ユニット１２２が最高の動作効率で動作し得るように設定される。
最後に、電源管理回路１３０は、Ｓｔｅｐ１３０に示されるように、オン数量に基づいて各電源ユニット１２２をオン又はオフにする。電源管理回路１３０の検出は、Ｓｔｅｐ１２２に戻り、各接続インターフェース１１０の接続状態を継続的に検出して、電源ユニット１２２のオンとオフをリアルタイムで切り替える（即時切換する）。
図１に示すように、各接続インターフェース１１０が電気機器１４０に接続されていることを、電源管理回路１３０が検出すると、電源管理回路１３０は、全ての接続インターフェース１１０の電源をオンに切り替える。
このとき、２個の電源ユニット１２２が同一行程で電力を供給し、オンに設定されている各電源ユニット１２２の即時負荷が目標負荷に近づいた場合には、電源管理回路１３０は２個の電源ユニット１２２を同時にオンに保つ。
一方、図２に示すように、電源管理回路１３０は、接続インターフェース１１０の一部が電気機器１４０に接続されていないことを検出すると、電源管理回路１３０は、当該一部の接続インターフェース１１０への電源供給をオフに切り替える
このとき、複数の電源ユニット１２２の即時負荷の合計は減少する。１個の電源ユニット１２２からの電力供給をオンにすることにより、オンにされた各電源ユニット１２２の即時負荷を目標負荷に近づけさせることができる場合、図２に示すように、電源管理回路１３０は電源ユニット１２２のうちの１個をオフにし、他の１個の電源ユニット１２２のみをオンにする。
なお、図１と図２の図は、単なる例示に過ぎず、電源ユニット１２２と電気機器１４０の数量を図１又は図２に記載された数に制限する主旨ではない。各電気機器１４０の電力消費は、電気機器の種類によって当然異なるのでそれに応じて数を増減させることが必要である。
更に、電源ユニット１２２は、必ずしも同一の仕様のものを使用する必要はなく、複数のタイプの電源ユニット１２２を準備して、異なる目標負荷を設定しても差し支えない。
電源管理回路１３０は、各電源ユニット１２２の負荷比、目標負荷、及び即時負荷総和に基づいて、複数の電源ユニット１２２のうちのどれをオンにするかを判断する。このようにして、オンに設定した電源ユニット１２２の個々の即時負荷を、目標負荷に近づける。
図４と図５を参照して本発明の実施形態と従来技術を対比する。ここで、図４は即時負荷総和と電源ユニットのオン数量の対応関係を示すと共に、従来技術との対比も示したグラフである。一方、図５は即時負荷総和と作業効率の対応関係を示すと共に、従来技術との対比も示したグラフである。
まず、図４の曲線Ｌ１は、従来技術の即時負荷総和と電源ユニット１２２がオンにされたの数量との対応関係を示している。（なお、ここでは電源ユニット１２２の仕様は同じであると仮定する）。
そして、曲線Ｌ２は、本発明の即時負荷総和と電源ユニット１２２がオンにされた数量との対応関係を示している。
また、図５の曲線Ｌ３は従来技術の即時負荷総和と作業効率の対応関係を示しており、曲線Ｌ４は本発明の即時負荷総和と作業効率との対応関係を示している。
図４と図５に示される曲線Ｌ１、Ｌ３は、従来技術において、システム電源１２０の即時負荷総和がどの程度であるかに拘わらず、全ての電源ユニット１２２が何れもオン状態になるので、即時負荷総和は共同して配分されることとなる。
このため、システム電源１２０の即時負荷総和が比較的低いとき、各電源ユニット１２２の個々の即時負荷総和負荷は、最適負荷よりもはるかに低くなる可能性があり、その結果、作業効率が比較的低くなってしまい、この従来の技術ではシステム電源１２０の即時負荷総和が比較的高くなるよう増加した場合に、初めて優れた作業効率で動作し得る。
一方、図４と図５に示される曲線Ｌ２、Ｌ４のように、本発明の実施形態においてはシステム電源１２０の即時負荷総和が低い場合でも、オンにされる電源ユニット１２２の数量についても、目標負荷に基づいて調整されるので、オンにされた各電源ユニット１２２の個々の即時負荷総和を最適負荷に近づかせることができる。また、作業効率を最大限良くするために、システムが完全的に又は部分的にアイドリング状態のときは、過度で且つ不要な電力の消費を回避することができる。
一方、図６に示す本発明の第２の実施形態の電源管理システム１００による電源の管理方法は以下のように行われる。電源管理システム１００は、複数の接続インターフェース１１０ａ〜１１０ｅと、システム電源１２０と、電源管理回路（図６においては符号を付していない）を含む。ここで、前記電源回路は、ベースボード管理制御器１３２、経路制御器１３４、検出回路１３６ｃ、検出回路１３６ｄ、検出回路１３６ｅ、電圧調整モジュール１３８によって構成されるが、その他の構成要素を含んでいても差し支えない。
図６に示すように、接続インターフェース１１０ａ〜１１０ｅは、電気機器（符号なし）を接続するために使用される。ここで、電気機器（図６において符号なし）は、中央処理装置１４１、メモリ１４２、ハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、及びシステムファン１６２を含むが、これらに限定されない。
なお、図６の各種の電気機器（符号なし）については一例に過ぎず、同一種の電気機器が２個以上あっても良い。また、接続インターフェース１１０ａ〜１１０ｅは、電気機器（符号なし）と適合するように、単一のスロット又は複数のコネクタの組み合わせであっても良い。
図６におけるシステム電源１２０は、第１の実施形態のシステム電源１２０と同様のものである。従って、図６では図示を省略しているが、図１と同様に複数の電源ユニット１２２を備える。電源管理回路（符号なし）は、各電源ユニット１２２の目標負荷を設定する。
システム電源１２０は、電源バックボード１２４（Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｂｏａｒｄ， ＰＤＢ）を介して電源管理回路（符号なし）の電圧調整モジュール１３８に接続される。
その結果、電源管理回路（符号なし）は、電源バックボード１２４を介してシステム電源１２０の電源ユニット１２２（図１を参照）のオンとオフを切り替えることができる。
システム電源１２０は、電源バックボード１２４を介してメモリ１４２等からなる様々な電気機器１４０（図１）に電力を供給することができる。
さらに、図６に示すように、システム電源１２０は、固定電圧（３Ｖ、５Ｖ、１２Ｖ）を各接続インターフェース１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅに直接出力することができる。
接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅに内蔵された電源管理チップ（図示せず）が適切な電圧に変換して、それぞれ対応する電気機器１４０であるハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２に提供される。
また、システム電源１２０によって出力される電力は、電圧調整モジュール１３８（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ Ｍｏｄｕｌｅ）によっても調整することができ、適切な電圧に変換された後、接続インターフェース１１０ａ、１１０ｂを介して対応する電気機器１４０（図１）の一種である中央処理装置１４１、メモリ１４２に提供される。
また、図６に示されるように、中央処理装置１４１とメモリ１４２に供給される電力は、電圧調整モジュール１３８によって電圧値が調整されてから供給される。
一方、ハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２への電力供給については、対応する接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅ上の電力管理チップ（図示せず）によって適切な電圧値に変圧される。なお、ハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２自体にそれぞれ内蔵された電源管理回路（図示せず）によって適切な電圧に変圧しても差し支えない。
図６に示されるように、電源管理回路１３０（図１）は、上述した電圧調整モジュール１３８に加え、更に、ベースボード管理制御器１３２、経路制御器１３４、及び検出回路１３６ｃ、１３６ｄ、１３６ｅを備える。中央処理装置１４１、メモリ１４２等の各種の異なる電気機器１４１〜１４４、１６２に対して、ベースボード管理制御器１３２は各種の異なる方法を用いて接続する。
また、ベースボード管理制御器１３２は、各種の異なる方法を使用して、異なる方式を以って検出した電気機器１４１〜１４４、１６２が対応する接続インターフェース１１０ａ〜１１０ｅに接続されているか否かを検出する。
また、中央処理装置１４１、メモリ１４２に関しては、ベースボード管理制御器１３２は、経路制御器１３４を介して接続されている。
経路制御器１３４は、サウスブリッジのチップとノースブリッジのチップの組み合わせであっても良く、また、プラットフォーム・コントローラー・ハブ（ｐｌａｔｆｏｒｍ ｃｏｎｔｒｏｌ ｈｕｂ，ＰＣＨ）、メモリーコントローラー・ハブ（Ｍｅｍｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｈｕｂ，ＭＣＨ）、Ｉ ／ Ｏコントローラー・ハブ（Ｉ／Ｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｈｕｂ，ＩＣＨ）、ＡＭＤ Ｆｕｓｉｏｎコントローラー・ハブ（ＡＭＤ Ｆｕｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｈｕｂ）等であっても良い。
中央処理装置１４１とメモリ１４２がそれぞれ対応する接続インターフェース１１０ａ、１１０ｂに接続されると、それらは、特定ピンを介して、イネーブル信号、存在信号、温度信号又は他の動作パラメータを状態信号として、経路制御器１３４を介してベースボード管理制御器１３２に当該状態信号を伝送して、ベースボード管理制御器１３２に中央処理装置１４１とメモリ１４２が対応する接続インターフェース１１０ａ、１１０ｂに連接したか否か判断させても良く、これによって接続インターフェース１１０ａ、１１０ｂに電力を供給するか否か決定する。
また、ハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、及びシステムファン１６２等の他の電気機器１４０に関しては、接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅのアイドルピンを使用して、これらのアイドルピンが検出回路１３６ｃ〜１３６ｅを介して、ハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、及びシステムファン１６２の対応するピンに接続されているかどうかを検出することができる。
具体的には例えば＋５Ｖ（ハイレベル）と０Ｖ（ロウレベル）との間で電位を切り替える等を行うことにより、接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅにハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、及びシステムファン１６２が存在しているか否か判断することができる。
図７は、接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅの特定ピン（アイドルピン）の電位の変化を検出するために使用される検出回路１３６ｃ〜１３６ｅの例である。
検出回路１３６ｃ〜１３６ｅは、ＡＮＤゲート１７２、第１のトランジスタスイッチ１７４、及び第２のトランジスタスイッチ１７６を備える。第１のトランジスタスイッチ１７４と第２のトランジスタスイッチ１７６は、Ｎチャネルエンハンスメント・モードのＭＯＳＦＥＴであり得る。
図７に示すように、ＡＮＤゲート１７２の入力端子（第１の入力端子と第２の入力端子のいずれも。）は、通常接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅのアイドルピンに接続され、ハイレベルを維持されるので、ＡＮＤゲート１７２の出力端子の電位もハイレベルに維持される。
そして、ＡＮＤゲート１７２の出力端子は、第１のトランジスタスイッチ１７４の第１のゲートＧ１に接続され、第１のトランジスタスイッチ１７４の第１のドレインＤ１は、第１のハイレベル電圧源Ｐ１に接続され、第１のソースＳ１は接地される。
一方、第２のトランジスタスイッチ１７６の第２のゲートＧ２は、第１のドレインＤ１と第１のハイレベル電圧源Ｐ１に接続され、第２のドレインＤ２は、システム電源１２０（図１）のアウトプット端子Ｐ３に接続される。第２のソースＳ２は、接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅの電源入力ピン１１０に直接的又は間接的に接続されている。
接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅが、図６に示すハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２に接続されていない場合、図７に示すように、接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅのアイドルピンはオープンとなり、ハイレベルに維持され、入力端子はＡＮＤゲート１７２の出力端子もハイレベルに維持し、ＡＮＤゲート１７２の出力端子もハイレベルを維持する。
このとき、第１のトランジスタスイッチ１７４がオンになり、第１のハイレベル電圧源Ｐ１が第１のドレインＤ１と第１のソースＳ１を介して接地されるのでグランド電位となり、第２のゲートＧ２はロウレベルに維持される。
したがって、第２のトランジスタスイッチ１７６は遮断され（オフの状態となる）、その結果、第２のドレインＤ２と第２のソースＳ２の間は電気的に接続された状態とはならず、システム電源１２０の出力端子Ｐ３は、接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅの電源入力ピンに電力を出力しない。
接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅが電気機器１４０の一種であるハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２に接続されている場合、接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅのアイドルピンは、ハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２の対応するピンに接続されているので、電位はロウレベルとなる。
接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅのアイドルピンは、ＡＮＤゲート１７２の入力端子（第１の入力端子と第２の入力端子のいずれも。）に接続され、その結果、ＡＮＤゲート１７２の出力端子もロウレベルとなり、第１のゲートＧ１の電位もロウレベルとなる。
このとき、第１のトランジスタスイッチ１７４は遮断され、第１のドレインＤ１と第１のソースＳ１は電気的には接続されていない状態となり、その結果、第１のハイレベル電圧源Ｐ１の出力はグランドに接続されないので、第１のハイレベル電圧源Ｐ１に接続された第２のゲートＧ２は高レベルとなる。
このため、第２のドレインＤ２と第２のソースＳ２が導通し、システム電源１２０の出力端子Ｐ３は、接続インターフェース１１０ｃから１１０ｅの電源入力ピンに電力を出力する。
要するに、第１のトランジスタスイッチ１７４は、接続インターフェース１１０のアイドルピンを介して第１のゲートＧ１に入力される信号の電位変化に基づいて、第１のドレインＤ１と第１のソースＳ１の間の接続状態を切り替えることにより、第２のトランジスタスイッチ１７６の第２のドレインＤ２と第２のソースＳ２の間の接続状態を切り替える。
また、図７に示すように、第１のトランジスタスイッチ１７４の第１ゲートＧ１は、電源管理回路１３０に接続されている。図６ではハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２が接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅに接続されているが、電源管理回路１３０を利用することにより、ハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２がアイドル状態では動作していないようにできる。
すなわち、電源管理回路１３０は、ハイレベルの信号を出力して、第１のゲートＧ１に対してハイレベルの信号を入力することにより、第１のハイレベル電圧源がグランドと接続され、第２のゲートＧ２の電位はロウとなり、第２のトランジスタスイッチ１７６はオフの状態となり、システム電源１２０が接続されたアウトプット端子Ｐ３は第２のソースと導通せず、第２のソースに接続された接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅの電力入力ピンには電力が供給されない。
図７に示されるように、第１のトランジスタスイッチ１７４の第１のゲートＧ１は、第１のゲートＧ１に接続された手動スイッチ１７８を介して第２のハイレベル電圧源Ｐ２に接続できる。
ハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２が接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅに接続されいる場合に、上述の手動スイッチ１７８をオンにすることにより、これらハードディスク装置１４３、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４、システムファン１６２がアイドル状態で動作しないようにできる。
すなわち、第２のハイレベル電圧源Ｐ２は、第１のゲートＧ１に対してハイレベルの信号を入力することにより、第１のハイレベル電圧源は接地され、その結果、第２のゲートＧ２の電位はロウとなり、第２のトランジスタスイッチ１７６はオフの状態となり、システム電源１２０が接続されたアウトプット端子Ｐ３は第２のソースと導通せず、第２のソースに接続された接続インターフェース１１０ｃ〜１１０ｅの電力入力ピンには電力が供給されない。なお、手動スイッチ１７８は、例えばジャンパースイッチ又はトグルスイッチであるが、これらには限られない。
次に、図８と図９を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。ここで、図８は本発明の第３の実施形態において、電源管理システムをコンピュータシステムに設置した状態を説明するブロック図である。また、図９は本発明の第３の実施形態において、電源管理システムをコンピュータシステムに設置した状態を説明するブロック図である。
電源管理システム１００（図８、図９には符号なし）は、コンピュータシステム（符号なし）に設置され、電源管理方法を実行するために使用される。電源管理システム１００は、複数のコンピューティングノード１００ａ、１００ｂに加え、電源管理回路１３０、及びシステム電源１２０を備える。
各コンピューティングノード１００ａ、１００ｂは、それぞれ、その中に複数の電気機器（図８では中央処理装置１４１ａ、メモリ１４２ａ、ハードディスク装置１４３ａ、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４ａを例示している。）が設けられている。
また、各コンピューティングノード１００ａ、１００ｂは、ノードファングループ１６０ａ、１６０ｂに加え、ノード温度センサー１７０ａ、１７０ｂを備える。また、システム電源１２０は、複数の電源ユニット１２２ａ、１２２ｂを備え、各コンピューティングノード１００ａ、１００ｂは、少なくとも１個の電源ユニット１２２ａ、１２２ｂを備えている。
各ノードファングループ１６０ａ、１６０ｂは、複数のシステムファン１６２を備える。図９では、接続インターフェース１１０の図示を省略しているが、複数の電気機器（図９では中央処理装置１４１ａ、メモリ１４２ａ、ハードディスク装置１４３ａ、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４ａを例示している。）が、接続インターフェース１１０を介して電源管理回路１３０に接続されている。
ノード温度センサー１７０ａ、１７０ｂは、各コンピューティングノード１００ａ、１００ｂが設けられているゾーンのゾーン温度を検出し、このゾーン温度を電源管理回路１３０に出力する。
電気機器（図９には符号なし）は、上述のように中央処理装置１４１ａ、１４１ｂ、メモリ１４２ａ、１４２ｂ、ハードディスク装置１４３ａ、１４３ｃ、及びＰＣＩ−Ｅ装置１４４ａ、１４４ｂを含むが、これらに限定されない。
複数の電気機器（符号なし）とシステム電源１２０の各電源ユニット１２２ａ、１２２ｂは、ノード温度センサー１７０ａ、１７０ｂを備えているので、即時装置温度（リアルタイムの装置の温度）と即時電源温度（リアルタイムの電源の温度）をそれぞれ電源管理回路１３０に送信できる。
図８、図９に示すように、電源管理回路１３０は、接続インターフェース１１０（図示せず）を介して、各コンピューティングノード１００ａ、１００ｂの電気機器１４０内に中央処理装置１４１ａ、１４１ｂが存在するか否かを検出することができる。
中央処理装置１４１ａ、１４１ｂの存在を確認できたということは、対応するコンピューティングノード１００ａ、１００ｂが動作していることを確認できることを意味する。
そして、図９の左側に示されているように、中央処理装置１４１ｂが存在しない場合には、電源管理回路１３０は、対応するノードファングループ１６０ｂ内の各システムファン１６２を第１の回転速度に切り替えるか、又はオフにする。
一方、図９の右側に示されるように、中央処理装置１４１ａが存在する場合には、電源管理回路１３０は、対応するノードファングループ１６０ａ内の各システムファン１６２を第２の回転速度に切り替える。
ここで、第２の回転速度は第１の回転速度よりも速い。すなわち、中央処理装置１４１ａが存在する場合、対応するノードファングループ１６０ａ内の各システムファン１６２は、より速い速度で動作する。
一方、図９のように、中央処理装置１４１ｂが存在しない場合、対応するノードファングループ１６０ｂ内のシステムファン１６２は、遅い速度で動作するか、又は完全にオフとなる。このため、回転させて温度を下げる必要のないノードファングループ１６０ａ、１６０ｂの動作を停止又は低減するので電力消費を抑えることができる。
図９では、電源管理回路１３０は、ノード温度センサー１７０ａ、１７０ｂからゾーン温度を連続的に受信する。中央処理装置１４１ａ、１４１ｂが存在せず、対応するゾーン温度がゾーン温度閾値よりも高い場合には、電源管理回路１３０は、対応するノードファングループ１６０ａ内の各システムファン１６２を第３の回転速度に切り替えることによって、当該コンピューティングノード１００ａ、１００ｂのゾーン温度を下げる。前述の第３の回転速度は、第１の回転速度よりも速い。
各コンピューティングノード１００ａ、１００ｂにおいて、電源管理回路１３０は、電気機器１４０の温度を継続的に受信し、それに応じて、ノードファングループ１６０ａ、１６０ｂにおけるシステムファン１６２を動作させる数と、その回転速度を設定し、これに応じてオンにする必要のある電源ユニット１２２の数が設定される。
続いて、図１０〜図１２を参照して本発明の実施形態を説明する。ここで、図１０〜図１２は本発明の第３の実施形態を説明するフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら本発明による電源管理方法を説明する。
電源管理システム１００が起動された後、電源管理回路１３０は、図１０のＳｔｅｐ（ステップ）２１０に示されるように、負荷検出を実行して、各電源ユニット１２２の即時負荷を取得する。電源管理回路１３０は電源ユニット１２２の現在のオンライン状態を判断して、電源ユニット１２２の即時負荷総和（リアルタイムの負荷の合計値）を取得する。
電源管理回路１３０は、Ｓｔｅｐ２２０に示すように、複数の電気機器１４０と各電源ユニット１２２の即時装置温度（リアルタイムの電気機器１４０の温度）と即時電源温度（リアルタイムの電源ユニット１２０の温度）を同一行程にて連続的に検出する。
また、電源管理回路１３０は、即時装置温度と即時電源温度に基づいて、電源管理システム１００がアイドル状態にあるか否か判断する。このようにして、全体の消費電力と電源ユニット１２２の負荷が調整される。
また、電源管理回路１３０は、Ｓｔｅｐ２３０に示されるように、電源管理システム１００が「電力制限モード」の設定が有効にされているか否か判断する。ここで、電力制限モードの設定は、ベーシック インプット／アウトプット システム（ＢＩＯＳ、Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に記憶することができ、電源管理回路１３０は、フラグを読み取って、ＢＩＯＳによって決定することができる。
読み取られたフラグが電力制限モードを有効にしない旨を表している場合、電源管理回路１３０は、すべての電源ユニット１２２をオンにする。そして、図１２のＳｔｅｐ３００に示されるように、図８、図９に示したシステムファン１６２の総負荷を最大総負荷に切り替える。
フラグが電力制限モードを有効にする旨を表している場合、図１０〜図１１のＳｔｅｐ２４１〜２４６に示すように、電源管理回路１３０は、各電気機器１４０の即時装置温度、各電源ユニット１２２の電源温度、及び即時負荷がそれぞれ閾値より大きいか否か判断する。
なお、Ｓｔｅｐ２４１からＳｔｅｐ２４５に示される電気機器１４０は単なる例であり、電気装置１４０のタイプ（符号１４１〜１４４、１６２又はその他の電気機器）を制限することを意図するものではない。
そして、各電気機器１４０の即時装置温度、各電源ユニット１２２の電源温度、および即時負荷のうちの１つが対応する閾値よりも大きい場合には、電源管理回路１３０は、Ｓｔｅｐ３００に示されるように、全ての電源ユニット１２２とシステムファン１６２をオンにする。
一方、各電気機器１４０の即時装置温度、各電源ユニット１２２の電源温度、及び即時負荷が対応する閾値以下である場合、電源管理回路１３０は各接続インターフェース１１０の接続状態を検出することにより、システム電源１２０が接続インターフェース１１０に電力を供給するか否かが判断される。そして、Ｓｔｅｐ２５０に示されるように、接続状態に基づいて接続インターフェース１１０の電源をオン又はオフに切り替える。
そして、電源管理回路１３０は、各電源ユニット１２２の目標負荷を決定し、電源管理回路１３０は、Ｓｔｅｐ２６０に示されるように、即時負荷と各電源ユニット１２２の目標負荷との合計に応じて、オンにする電源ユニット１２２の数を決定して、各電源ユニット１２２をオン又はオフにする。
最後に、Ｓｔｅｐ２７０に示すように、電源管理回路１３０は、電気機器１４０の検出状態に基づいてシステムファン１６２の総負荷を決定し、オンにするシステムファン１６２の数量と回転速度を決定する。
システムファン１６２の総負荷は、電気装置１４０のタイプ（符号１４１〜１４４、１６２又はその他の電気機器により消費する電力がそれぞれ異なる）に基づく。そして、所定の実施形態では、電気機器１４０は、電源管理回路１３０によって第１の分類と第２の分類に分けられる。
第１の分類は、中央処理装置１４１、経路制御器１３４、メモリ１４２、ハードディスク装置１４３のバックボード（符号なし）、及び電圧調整モジュール１３８等の動作温度が高温になる電気機器１４０である。
一方、第２の分類は、ＰＣＩ−Ｅ装置１４４の転送カード（符号なし）、ソリッドステートストレージデバイス（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ、ＳＳＤ）、及びグラフィックプロセッサ汎用コンピューティング（Ｇｅｎｅｒａｌ−ｐｕｒｐｏｓｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｏｎ ｇｒａｐｈｉｃｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔｓ、ＧＰＧＰＵ）等の動作温度が低い電気機器１４０である。
したがって、第１の分類が存在して、第２の分類は存在せず、且つ第１の分類の各電気デバイス１４０の即時装置温度が対応する閾値を何れも超えない場合には、電源管理回路１３０は、システムファン１６２の総負荷を第１のファン負荷に切り替える。
ここで、第１のファンの負荷は１％まで低くすることができるので、システムファン１６２の回転速度は最小に保つことができ、一部のシステムファン１６２をオフにすることができる。
一方、第１の分類と第２の分類の両方が存在し、且つ第１の分類と第２の分類の各電気機器１４０の即時装置温度が対応する閾値以下である場合には、電源管理回路１３０は、システムファン１６２の総負荷を第２のファン負荷に切り替える。
第２の分類にはより多くの電気機器１４０があるので、第２の分類の電気機器１４０の即時装置温度が閾値を超えないようにするために、第２のファン負荷は第１のファンの負荷よりも大きくする必要がある。例えば、第２のファン負荷を約３０％に設定して、オンにするシステムファン１６２の数量とシステムファン１６２の回転速度を調整することができる。このようにすれば、電源管理システム１００がアイドル状態のとき、システムファン１６２の消費電力を比較的低い状態に維持することができ、システムファン１６２が不要に高い負荷で継続的に動作するのを防ぐことができる。
図１２に示すように、前述の調整プロセスにおいて、電源管理回路１３０は、Ｓｔｅｐ４１０に示すように、各温度値（即時装置温度と即時電源温度）が異常であるかどうかを継続的に監視する。そして、異常が発生した場合、直ちにトリガーを出力して、Ｓｔｅｐ３００に移行して、全ての電源ユニット１２２をオンとし、システムファン１６２の総負荷を最大総負荷に切り替える。
下記に示す表１は、電源温度、即時負荷、及びファン負荷の関係を示すものである。なお、表１は一例に過ぎず、本発明を限定することを意図するものではない。
電源ユニット１２２は、通常、電源ファン（符号なし）と温度センサー（符号なし）をも備える。電源管理回路１３０は、温度センサから得られる温度に基づいて、電源温度と即時負荷を取得することができ、電源ファンのファン負荷（回転速度）を設定する。
電源管理回路１３０は、電源温度を複数の温度区間に設定し、即時負荷を複数の負荷区間に設定することができる。各温度区間と負荷区間の交点には対応するファン負荷を有する。電源温度がいずれかの温度区間に入ると、電源管理回路１３０は、即時負荷の温度区間と負荷区間の交点に基づいて対応するファン負荷を取得し、電源ファンのファン負荷を切り替える。
Figure 2021163480
隣接する温度区間は連続的ではないが、区間を有する。電源温度が現在の温度区間から外れているものの、別の温度範囲にもまだ入っていない場合、電源管理システムは一時的にファンの負荷を切り替えない。一方、電源管理システムは、電源温度が別の温度範囲に入るとファン負荷を切り替え、隣接する温度区間の間で電源温度が切り替わるときに、ファン負荷（回転速度）が連続的に切り替わらないようにする。
現在の温度範囲が摂氏２６度から２９度の場合を例にとると、現在の温度が２６度を下回るが、２４度を下回らない場合、電源管理システム１００はファン負荷を低減せず、既存のファン負荷を維持する。
一方、現在の温度が２９度を超えているが、まだ３１度から３４度の範囲にまでは達していない場合、電源管理システム１００はファン負荷を一時的に増加させない。
以上を纏めると本発明の実施形態によれば以下の効果を得られる。すなわち、本発明の実施形態では、電源管理システム１００は、接続インターフェース１１０の接続状態に従って、接続インターフェース１１０に電力を供給するかどうかを決定するので、接続インターフェース１１０の直接的な損失を節約することに加えて、アイドル状態の接続インターフェース１１０に電力を供給しない。従って、電源ユニット１２２から接続インターフェース１１０へ電力を供給するにあたって、電力を整流することによるエネルギーロスと、電圧調整によって引き起こされるエネルギーロスを少なくできる。
更に、前述のプロセスが終了した後は、そもそも発熱量を抑えられるので、電源管理システム１００の冷却に必要な電力消費をも結果的に減らすことができ、発熱によるエネルギーロスと冷却によるエネルギーロスの両方の観点から全体的なエネルギーのロスを効果的に減らすことができる。
また、各電源ユニット１２２のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）により、稼働中の電源ユニット１００が目標負荷で動作できるため、電源ユニット１２２の作業効率が向上し、電源システム１００の電力消費効率に優れる。
また、システムファン１６２を使用した本発明の実施形態によれば、システムファン１６２の総負荷を調整するので、不要な電力消費を更に抑制することができる。
符号の簡単な説明
１００ 電源管理システム
１００ａ、１００ｂ コンピューティングノード
１１０ 接続インターフェース
１１０ａ〜１１０ｅ 接続インターフェース
１２０ システム電源
１２２、１２２ａ、１２２ｂ 電源ユニット
１２４ 電源バックボード
１３０ 電源管理回路
１３２ ベースボード管理制御器
１３４ 経路制御器
１３６ｃ〜１３６ｅ 検出回路
１４０ 電気機器
１４１、１４１ａ、１４１ｂ 中央処理装置
１４２、１４２ａ、１４２ｂ メモリ
１４３、１４３ａ、１４３ｂ ハードディスク装置
１６０ａ、１６０ｂ ノードファングループ
１６２ システムファン
１７０ａ、１７０ｂ ノード温度センサー
１７２ ＡＮＤ回路
１７４ 第１のトランジスタスイッチ
１７６ 第２のトランジスタスイッチ
１７８ 手動スイッチ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ 曲線
Ｇ１ 第１のゲート
Ｄ１ 第１のドレイン
Ｓ１ 第１のソース
Ｇ２ 第２のゲート
Ｄ２ 第２のドレイン
Ｓ２ 第２のソース

Claims (14)

  1. 複数の電気機器に電力を供給するための電源管理システムであって、
    前記電源管理システムは、複数の接続インターフェースと、システム電源と、電源管理回路とを備え、
    前記複数の接続インターフェースは、それぞれ前記電気機器のいずれか一つに接続するために用いられると共に、信号伝送と電力伝送を行い、
    前記システム電源は複数の電源ユニットを備え、
    前記システム電源は、各前記接続インターフェースが電力を対応する各前記電気機器に提供するように、電力を各前記接続インターフェースへ出力するのに用いられ、
    前記電源管理回路は各前記接続インターフェースによって各前記電気機器に連接し、
    前記電源管理回路は前記複数の電源ユニットの即時負荷総和を取得し、各前記電源ユニットの目標負荷を決定すると共に、各前記接続インターフェースが前記複数の電気機器の何れか一つに連接するか否か判断し、
    前記電源管理回路は、前記複数の電気機器の何れか一つにまだ連接していない前記接続インターフェースの電力供給をオフとし、前記即時負荷総和と各前記電源ユニットの前記目標負荷に基づいて、前記複数の電源ユニットのオン数量を決定し、オンされた各前記電源ユニットの即時負荷を前記目標負荷に接近させることを特徴とする、
    電源管理システム。
  2. 前記電源管理回路は、各前記接続インターフェースにおける特定ピンが応答する状態信号を利用することにより、各前記接続インターフェースが前記複数の電気機器の何れか一つに連接されたか否か判断することを特徴とする請求項１に記載の電源管理システム。
  3. 前記電源管理回路はそれぞれ検出回路によって各前記接続インターフェースが前記複数の電気機器の何れか一つに連接されたか否か検出し、第１のトランジスタスイッチと、第２のトランジスタスイッチとを備え、前記第１のトランジスタスイッチは第１のゲートと、第１のドレインと、第１のソースとを備え、前記第１のドレインは第１のハイレベル電圧源に接続され、且つ前記第１のソースは接地され、前記第１のトランジスタスイッチは、前記接続インターフェースのアイドルピンを介して前記第１のゲートに入力される信号の電位変化に基づいて、前記第１のドレインと前記第１のソースの間の接続状態を切り替え、前記第２のトランジスタスイッチは、第２のゲートと、第２のドレインと、第２のソースを備え、前記第２のゲートは前記第１のドレインに加えて前記第１のハイレベル電圧源に接続され、前記第２のドレインは前記システム電源に接続され、前記第２のソースは前記接続インターフェースの電源入力ピンに接続されることを特徴とする請求項１に記載の電源管理システム。
  4. 前記複数の電気機器にそれぞれ設置するために用いられる複数のコンピューティングノードを更に備え、各前記コンピューティングノードには前記複数の電源ユニットのいずれか一つが設けられ、各前記コンピューティングノードはそれぞれノードファングループを備え、且つ各前記ノードファングループは複数のシステムファンを備え、前記電源管理回路は各前記コンピューティングノードの前記複数の電気機器においてそれぞれ中央処理装置が存在するか否か検出し、前記中央処理装置が存在しない場合には、前記電源管理回路は対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを、第１の回転速度に切り替え若しくはオフとし、前記中央処理装置が存在する場合には、前記電源管理回路は対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを、前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電源管理システム。
  5. 各コンピューティングノードは更にノード温度センサーを備え、前記ノード温度センサーは、前記コンピューティングノードが存在するゾーンのゾーン温度を検出するために用いられ、前記ゾーン温度を前記電源管理回路に伝送し、前記中央処理装置が存在しない場合であって、対応する前記ゾーン温度がゾーン温度閾値より高いとき、前記電源管理回路は対応する前記ノードファングループにおける前記システムファンを、前記第１の回転速度より速い第３の回転速度に切り替えることを特徴とする請求項４に記載の電源管理システム。
  6. 前記電源管理回路は各前記電気機器の即時装置温度を継続して検出し、各電源ユニットの即時電源温度と即時負荷を検出し、各前記即時装置温度と各前記即時電源温度が対応する閾値より高いか否か判断し、各前記即時装置温度と、各前記即時電源温度と、各前記即時負荷が何れも対応する前記閾値より高くない場合には、前記電源管理回路は、オンされた前記システムファンの数量と回転速度を決定することにより前記複数のシステムファンの総負荷を決定し、各前記即時装置温度と、各前記即時電源温度と、各前記即時負荷の何れか一つが対応する前記閾値より高い場合には、前記電源管理回路は全ての前記電源ユニットと前記複数のシステムファンをオンにすることを特徴とする請求項５に記載の電源管理システム。
  7. 前記複数の電気機器は、前記電源管理回路によって第１の分類と第２の分類に区分けされ、前記第１の分類が存在して前記第２の分類が存在せず、且つ前記第１の分類における各前記電気機器の各前記即時装置温度が何れも対応する閾値を超えない場合には、前記電源管理回路は前記複数のシステムファンの総負荷を第１のファン負荷に切り替え、前記第１の分類と前記第２の分類が存在し、且つ前記第１の分類と第２の分類における各前記電気機器の各前記即時装置温度がいずれも対応する前記閾値を超えない場合には、前記電源管理回路は前記複数のシステムファンの総負荷を、前記第１のファン負荷より大きい第２のファン負荷に切り替えることを特徴とする請求項６に記載の電源管理システム。
  8. 前記電源管理回路は複数の温度区間と複数の負荷区間を設定し、各前記温度区間と前記複数の負荷区間の一つの交点には対応するファン負荷が設けられ、各前記電源ユニットの温度が各前記温度区間の何れか一つに入ったとき、前記電源管理回路は前記温度区間と前記即時負荷が有る前記負荷区間の交点に基づいて、対応する前記ファン負荷を取得することにより各前記電源ユニットの電源ファンを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電源管理システム。
  9. 電源管理回路を用いて複数の電源ユニットのオンとオフを切り替えるための電源管理方法であって、
    前記電源ユニットは電力を複数の接続インターフェースに出力するために用いられ、前記複数の接続インターフェースはそれぞれ複数の電気機器の何れか一つに接続するために用いられ、
    前記電源管理回路が、
    前記電源ユニットの即時負荷総和を取得すると共に、各前記電源ユニットの目標負荷を設定するステップと、
    各前記接続インターフェースの連接状態を検出して、各前記接続インターフェースが前記複数の電気機器の何れか一つにそれぞれ接続するか否か判断するステップと、
    前記複数の電気機器の何れか一つにまだ接続されていない前記接続インターフェースの電力供給をオフにするステップと、
    前記即時負荷総和と前記電源ユニットの前記目標負荷に基づいて、前記複数の電源ユニットのオン数量を決定するステップと、
    前記オン数量に基づいて各前記電源ユニットをオン又はオフし、オンにされた各前記電源ユニットの即時負荷を前記目標負荷に接近させるステップと、を含むことを特徴とする、
    電源管理方法。
  10. 前記複数の電気機器にそれぞれ設置するために用いられる複数のコンピューティングノードを準備するステップと、各前記コンピューティングノードに前記複数の電源ユニットのいずれか一つと、ノードファングループを設け、且つ各前記ノードファングループは複数のシステムファンを備えるステップと、前記電源管理回路が、各前記コンピューティングノードの前記電気機器において中央処理装置が存在するか否か検出するステップと、前記中央処理装置が存在しない場合には、対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを、第１の回転速度に切り替え若しくはオフとするステップと、前記中央処理装置が存在する場合には、対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを、前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度に切り替えるステップと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の電源管理方法。
  11. 前記コンピューティングノードがある区域のゾーン温度を検出するステップと、前記中央処理装置が存在せず、且つ対応するゾーン温度がゾーン温度閾値より高いとき、対応する前記ノードファングループにおける各前記システムファンを前記第１の回転速度より速い第３の回転速度に切り替えるステップと、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電源管理方法。
  12. 前記電源管理回路が、各前記電気機器の即時装置温度を継続して検出し、各電源ユニットの即時電源温度と即時負荷を検出するステップと、各前記即時装置温度と各前記即時電源温度が対応する閾値より高いか否か判断するステップと、各前記即時装置温度と、各前記即時電源温度と、各前記即時負荷が何れも対応する前記閾値より高くない場合には、オンされた前記システムファンの数量と回転速度を決定することにより前記複数のシステムファンの総負荷を決定すると共に、各前記即時装置温度と、各前記即時電源温度と、各前記即時負荷の何れか一つが対応する前記閾値より高い場合には、全ての前記電源ユニットと前記複数のシステムファンをオンにするステップとを含むことを特徴とする請求項１１に記載の電源管理方法。
  13. 前記複数の電気機器は、第１の分類と第２の分類に区分けされ、前記第１の分類が存在して前記第２の分類が存在せず、且つ前記第１の分類における各前記電気機器の各前記即時装置温度が何れも対応する閾値を超えない場合には、前記電源管理回路が、前記複数のシステムファンの総負荷を第１のファン負荷に切り替えるステップと、前記第１の分類と前記第２の分類が存在し、且つ前記第１の分類と第２の分類における各前記電気機器の各前記即時装置温度がいずれも対応する前記閾値を超えない場合には、前記電源管理回路が、前記複数のシステムファンの総負荷を、前記第１のファン負荷より大きい第２のファン負荷に切り替えるステップと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の電源管理方法。
  14. 複数の温度区間と複数の負荷区間の設定に基づいて、各前記温度区間と前記複数の負荷区間の一つの交点には対応するファン負荷が備えられるステップと、各前記電源ユニットの温度が各前記温度区間の何れか一つに入ったとき、前記温度区間と前記即時負荷が有る前記負荷区間の交点に基づいて、前記電源管理回路が、対応する前記ファン負荷を取得することにより、各前記電源ユニットの電源ファンを切り替えるステップと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の電源管理方法。
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