TW201243560A - Power management device, high performance server and power management method - Google Patents

Description

201243560 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電源管理裝置、高效能伺服器及電 源管理方法。 【先前技術】 請參照圖1A所示，在當前之伺服器S的使用上，一 般是藉由多個電源供應單元U與一電源管理裝置1搭配使 用，以提供伺服器S所需之電力。其中，電源管理裝置1 係用以將電源供應單元U所輸出之電壓進行轉換，並將轉 換後之電壓提供至伺服器S。 雖然，電源管理裝置1不僅具有電壓轉換以及監控電 源供應單元U是否發生異常之功用。但由於各電源供應單 元U將平均提供伺服器S所需之電力。因此，當伺服器S 所需之電力較低時，各電源供應單元U將操作於低載的狀 態。然而，如圖1B所示，電源供應單元U在輕載及中載 時的運作效率是低於重載時的運作效率。換句話說，當伺 服器S所需之電力較低時，將使得各電源供應單元U的轉 換效率不佳，而無法符合現今科技所強調之環保節能的需 求與趨勢。 【發明内容】 本發明提供一種能夠因應電源需求之變動，而調整電 源供應單元的運作數量，以提高電源轉換的效率之電源管 201243560 理裝置、高效能伺服器及電源管理方法。 為達上述目的，依據本發明實施例之一種電源管理裝 置配合應用於複數計算單元及複數電源供應單元。電源供 應單元透過電源管理裝置供應計算單元電源。電源管理裝 置包括偵測模組及控制模組。偵測模組操作性連接計算單 元，並偵測計算單元之總消耗功率。控制模組操作性連接 偵測模組及電源供應單元，並依據該總消耗功率調整應電 源至計算單元的電源供應單元的運作數量。 在本發明之一實施例中，計算單元包括伺服器主機 板。 在本發明之一實施例中，控制模組包括微控制器或微 控制器。 在本發明之一實施例中，偵測模組偵測計算單元之總 消耗功率，並輸出偵測訊號至控制模組。 在本發明之一實施例中，控制模組更包括記憶單元、 一比較單元及控制單元。記憶單元儲存至少一預設值。比 較單元與記憶單元及偵測模組操作性連接，並比較預設值 與偵測訊號，而輸出一比較訊號。控制單元與比較單元及 電源供應單元操作性連接，並依據比較訊號調整電源供應 單元的運作數量。 為達上述目的，依據本發明實施例之一種高效能伺服 器包括複數計算單元、複數電源供應單元及電源管理裝 置。電源供應單元用以供應計算單元電源。電源供應單元 透過電源管理裝置供應計算單元電源。·電源管理裝置包括 201243560 偵測模組及控制模組。偵測模組操作性連接計算單元，並 偵測計算單元之總消耗功率。控制模組操作性連接偵測模 組及電源供應單元，並依據總消耗功率調整供應電源至計 算單元的電源供應單元的運作數量。 在本發明之一實施例中，高效能伺服器更包括複數風 扇模組。風扇模組操作性連接電源管理裝置之控制模組。 其中控制模組依據計算單元之溫度調整風扇模組的運作 數量。 在本發明之一實施例中，計算單元包括一伺服器主機 板。 在本發明之一實施例中，偵測模組偵測計算單元之總 消耗功率，並輸出一偵測訊號至控制模組。 在本發明之一實施例中，控制模組更包括記憶單元、 比較單元及控制單元。記憶單元儲存至少一預設值。比較 單元與記憶單元及偵測模組操作性連接，並比較預設值與 偵測訊號，而輸出一比較訊號。控制單元與比較單元及電 源供應單元操作性連接，並依據比較訊號調整電源供應單 元的運作數量。 為達上述目的，依據本發明之一種電源管理方法，配 合應用於複數計算單元及複數電源供應單元，步驟包括： 該些電源供應單元供應該些計算單元電源；偵測該些計算 單元之總消耗功率；以及依據總消耗功率調整供應電源至 計算單元的電源供應單元的運作數量。 在本發明之一實施例中，電源管理方法更包括：依據 6 201243560 號與一預設 號；以及依據比較訊號調整電源供應 總消耗功率’輸出一偵測訊號； 值，並產生一比較訊 單元的運作數量。 2發明之—實施财，電源管理方法更包括·谓測 單元之溫度；以及依據該些計算單元之溫度調整 風扇模組的運作數量。 板 在本發明之一實施例中，計算單元包括一 伺服器主機 承上所述，依據本發明之—種電源管理裝置、高效能 =器及電源管理方法，藉由控制模組依據計算單元之一 二=率調整電源供應單元的運作數量，從而實現能夠 二了“求之變動’調整電源供應單元的運作數量，以 提问电源轉換的效率。 【貫施方式】 種電將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一 同的Μ理裝置、高效能祠服器及電源管理方法，其中相 。、兀件將以相同的參照符號加以說明。 種電==參照圖2，其為依據本發佳實施例之一 及複^ ί °電源管理裝置2是與複數計算單元c 源!應單元配合應用。在實施上，計算單元C可 2歲十個機=在本實施例中’是以電源管理裝置 進二Γ個電源供應單元u配合應用^ 仃°兄明，並非以此為限。 7 201243560 量，係可依^ ^ 電源供應單元U的數 電^^。口的設計與實際的需求而有不同的選擇。 22 包括—似㈣組21及—控制模組 —=組21操作性連接各計算單元C，细則貞測計 ::以之-總消耗功㈣’且_組21將偵測結果 雨至控制杈組22。控制模組22操作性連接偵測模組21 及電^供應單元U，並接收鮮】模祖21所輸出之债測結 果彳疋而依據計算單元C之總消耗功率w調整供應電源 至=算單元c之電源供應單元U的運作數量，以使電源供 應單元U的電源轉換效率接近最佳化的結果。其中，在實 控制模組22可包括一微控制器（mjcr〇 c〇ntr〇i unit， CU)或一微控制器 此外’在本實施例中’控制模組22係與偵測模組2 i 耦接，且兩者為各自獨立之元件。然而，在實際運用上， 控制模組22係可與偵測模組21整合設置，而成為一單一 元件或一單一模組。 値得一提的是’電源管理裝置2亦具有電壓轉換以及 控電源供應單元U是否發生異常之功用。但由於前述特 徵並非本發明之重點，故於此不再詳加敘述。 接著，請參照圖3所示，以進一步說明本發明之電源 b'理裝置2。在本貫施例中，電源管理裝置2之控制模組 22更具有一圯憶單元1、一比較單元及一控制單元 223。 記憶單元221儲存至少一預設值v，其中此處所指之 201243560 預設值v係與各電源供應單元u所能提供之功率值相關， 例如是電源供應單元U之額定功率及其倍數。比較單元 222與記憶單元221及偵測模組21操作性連接，並用以比 較預設值V與偵測模組21依據計算單元C之總消耗功率 W所輸出之一偵測訊號S!，而產生一比較訊號S2。控制單 元223與比較單元222及電源供應單元U操作性連接，並 依據比較訊號S2調整電源供應單元U的運作數量。 在實際操作上，若各電源供應單元U之額定功率為 1400瓦特，當偵測模組21經偵測而得知計算單元C當前 之實際總消耗功率W超過2800瓦特，例如是3000瓦特， 此時控制模組22之控制單元223將使各電源供應單元U 處於運作狀態，以提供計算單元C所需之電力；若偵測模 組21經偵測而得知計算單元C當前之實際總消耗功率W 小於2800瓦特，例如是2500瓦特，由於2500瓦特超過 一個電源供應單元U所能提供之額定功率，且小於兩個電 源供應單元U所能提供之額定功率。因而，控制單元223 將關閉一個電源供應單元U，而以兩個電源供應單元U提 供計算單元C所需之電力；若計算單元C當前之實際總消 耗功率W小於1400瓦特時，控制模組22之控制單元223 則將關閉兩個電源供應單元U，而僅以一個電源供應單元 U提供計算單元C所需之電力。 因而，藉由上述之硬體結構，電源管理裝置2依據計 算單元C之總消耗功率W，以決定實際上需要運作的電源 供應單元U的數量，從而使得電源供應單元U的電源轉換 201243560 效率最佳化’並提高電源轉換的效率。 接著，以下請參照圖4 以邙昍士双《口 <机矛王圖並搭配圖2及3所示， 以况明本發明之較佳實 巧丁 上述之雷谓鸿理胜Φ 例之電源管理方法，其係與例如 --ττ 、g 、 2、複數計算單元C及複數電源彳it；® 早凡U搭配使用。電源管理古、土& 、應 .^ Β理方法的步驟係包含S01〜S03。 步驟S01係為該些電源佴 c雷 —包原仏應早πU供應該些計算單元 置2提供應早^透過電源管理裝 分別勺乂 時所需的電力，且各計算單元c 刀別包括一伺服器主機板。 搬係為偵測該些計算單元C之一總消耗功率 。/在本貫_ +，電源管理裝置2之_模組21與計算 操作性連接，细則貞測計算單元c之—總消耗功 :W^貞測模組2丨將_結果輪出至控制模組22。其 ，计异單元C可包括一伺服器主機板。 步驟S03k為依據總消耗功率w調整供應電源至該些 =算單元c的⑽供應單元U的運作數量。在本實施例 中，控制模組22與偵測模,组21及電源供應單元u操作性 連，’並接收仙馳21所輸&之制結果，從而依據 计异單凡C之總消耗功率w調整電源供應單元u的運作 數量。 再詳而言之’電源管理方法更包括：依據總消耗功率 W，輸出一偵測訊號Si;比較偵測訊號1與一預設值v， 並產生一比較訊號S2;以及依據比較訊號S2調整電源供 應單元U的運作數量。 201243560 在本實施射’㈣㈣22之域單元22i儲存至 二預。又值ν’其中預設值v例如是電源供應單元^之額 定功率及其倍數。控制模組22之比較單元22操作性連接 =憶早兀221及偵測模、组21’並用以比較預設值乂與镇測 、組21依據總消耗功率W所輸出之備測訊號Sl，而產生 訊號S2。控制模組22之控制單元⑵將依據比較 .^f2調整電源供應單^的運作數量，從而使得電源 有最佳化的電源職^早電源需求的變動，而具 ^請參照圖5’其為依據本發明較佳實施例之-種高效 能伺服器3。苴中，古兮处伯 ^ ^ 八 阿效此伺服器3包括複數計算單元c、 祕電糾應單元UA—理裝置2 二 = 丨之高效能飼服器3並不限定其外觀組成之形 亦不、機架式餘^或刀鋒舰器， 之計算能力，例如是爾服器、資. 或應用程式伺服器。此外， 包括一伺服器主機板。 十 刀刎 電源供應單元U透過電源… c運作時所需之電源爾==汁异早-模組21及—枇杂丨搶4 g理裝置2包括一偵測 計算單元ct 、，'且22。其中，偵測模組21操作性連接 控以崎算單元C之-亀功㈣。 並依據nl /連接_模組21及電源供應單元u， m力率w調整供應電 供應單元u的運作數旦。以、至“早％ C的電源

II 201243560 接著，請參照圖6，以進一步說明本發明之高效能伺 月艮器3。在本實施例中，高效能伺月艮器3更包括複數風扇 模組F，且電源管理裝置2之控制模組22更具有一記憶單 元221、一比較單元222及一控制單元223。 風扇模組F操作性連接控制模組22。其中，在本實施 例中，是以高效能伺服器3具有四個風扇模組F為例。控 制模組22之控制單元223係依據計算單元C之溫度調整 風扇模組F的運作數量。在實施上，電源管理裝置2可透 過偵測模組21進行電子裝置E内部溫度之偵測，或藉由 另一感測元件進行溫度的感測。 此外，記憶單元221儲存至少一預設值V。其中，預 設值V係與各電源供應單元U所能提供之功率值相關，例 如是電源供應單元U之額定功率及其倍數。比較單元222 與記憶單元221及偵測模組21操作性連接，並用以比較 預設值V與偵測模組21依據計算單元C之總消耗功率W 所輸出之一偵測訊號S1，而產生一比較訊號S2。控制單 元223與比較單元222及電源供應單元U操作性連接，並 依據比較訊號S2調整電源供應單元U的運作數量。

由於高效能伺服器3之電源管理方法係與上述實施例 之電源管理裝置2的電源管理方法有部分步驟相同，故相 同之步驟在此不再贅述。此外，高效能伺服器3之電源管 理方法更包括：偵測計算單元C之溫度；以及依據計算單 元C之溫度調整風扇模組F的運作數量。在本實施例中， 高效能伺服器3具有複數風扇模組F，以調節計算單元C 12 201243560 之溫度，而控制模組22之控制單元223將依據計算單元C 之溫度調整風扇模組F的運作數量，以提高電源供應單元 U的效率。 綜上所述，依據本發明之一種電源管理裝置、高效能 伺服器及電源管理方法，藉由控制模組依據計算單元之一 總消耗功率調整電源供應單元的運作數量，從而實現能夠 因應電源需求之變動，調整電源供應單元的運作數量，以 提高電源轉換的效率。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離 本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均 應包括於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 圖1A為習知之電源管理裝置之示意圖； 圖1B為習知之電源供應單元之負載與效率之波形圖； 圖2為依據本發明較佳實施例之一種電源管理裝置之 不意圖， 圖3為依據本發明較佳實施例之一種電源管理裝置之 不意圖； 圖4為依據本發明較佳實施例之一種電源管理方法之 流程圖； 圖5為依據本發明較佳實施例之一種高效能伺服器之 示意圖；以及 圖6為依據本發明較佳實施例之一種高效能伺服器之 13 201243560 示意圖。 【主要元件符號說明】 1、2 :電源管理裝置 21 :偵測模組 22 :控制模組 221 :記憶單元 222 :比較單元 223 :控制單元 3 :高效能伺服器 C :計算單元 F :風扇模組 S :伺服器 S!:偵測訊號 S2 :比較訊號 U :電源供應單元 V :預設值 W:總消耗功率 S01〜S03 :電源管理方法的步驟 14

Claims (1)

1. 201243560 、申請專利範圍： 應於複數計算單元及複數 署投^ 这些电源供應單元透過該電源管理裝 + f些計算單元電源，該電源管理裝置包括： 、十J!?:且’刼作性連接該些計算單元’並偵測該些 °十异早兀之一總消耗功率；以及 七. r/吴且^作性連接該仙模組及該些電源供應 並域該總消耗功率調整供應f源至該些計 异早元的該些電源供應單元的運作數量。 士申。月專利|巳圍第i項所述之電源管理 \些計算單元分別包括―舰器主機板。 3、如申請專利範圍第！項所述之電源管理裝置，其中該 卫制模組包括一微控制器或一微控制器。 4 '如申請專利範圍第1項所述之電源管理裝置，其中該 .谓測模組_該些計算單元之該總消耗功率，並輸^ 伯测訊號至該控制模組。 5、如申請專利範圍第4項所述之電源管理裝置，其中該 控制模組更包括： 5己憶單元，儲存至少一預設值； 比杈單元，與該記憶單元及該偵測模組操作性連 接，並比較該預設值與該偵測訊號，而輸出一比較 δΐΐ "5虎，以及 一控制單元，與該比較單元及該些電源供應單元操作 性連接，並依據該比較訊號調整該些電源供應單禾 15 201243560 的運作數量。 種高效能伺服器，包括 6 複數計算單元 複數電源供應單元，用以供應該些計算單元電源； 電源g理裝置’該些電源供應單元透過該電源管理 裝置供應該些計算單元電源，該電源管理裝置包括·· —偵測模組，操作料接㈣計算單元，並偵測 該些叶异單元之—總消耗功率；以及 控制模組，操作性連接該偵測模組及該些電源 '、應單70 ’並依據該總消耗功率調整供應電源至該 些計算單元的該些電源供應單元的運作數量。 、：IS範圍第6項所述之高效騰器，更包括： =扇模組’操作性連接該電源管理裝置之該控制 8專利範圍第7項所述之高效能飼服器，其中該 二康該些計算單元之溫度調整該些風扇模組 = 項所述之高效能飼服器’其中該 1〇、1二 包括―飼服器主機板。 二專利乾圍第6項所述之高效能餘器， 偵測杈組偵測該些計算 八中Μ -谓測訊號至該控制模Γ 率，並輸出 11、如申請專利範圍第 該控制模組更包括：員所述之高效能飼服器，其中 16 201243560 一 §己憶單元’儲存至少一預設值； 一比較單元，與該記憶單元及該偵測模組操作性連 接，並比較該預設值與該偵測訊號，而輪出一比較 訊號；以及 控制單元’與該比較單元及該些電源供應單元操作 性連接，並依據該比較訊號調整該些電源供應單元

   一種電源管理方法，配合應用 電源供應單元，步驟包括： 於複數計算單元及複數 忒些電源供應單元供應該些計算單元電源； 偵測該些計算單元之一總消耗功率；以友'， 依據該總消耗功率調整供應電源至該些計算單元的 電源供應單元的運作數量。 13、如申請專利範圍第12項所述之電源管理方法，更包 依據該總消耗功率，輸出一偵測訊號； 比較該_訊號與-預設值，並產生—比較訊號；以 及 依據該比較訊號調整該些電源供應單元的運作數量。 Η、如ΐ請專利範㈣12項所述之電源管理方法，更包 括. 偵測該些計算單元之溫度；以及 依據該些計算單元之溫度調整風扇模組的運作數量。 17