TWI516904B - 資料中心內的功率配給分佈 - Google Patents

Description

資料中心內的功率配給分佈

本文件中之各種實施方案概言之係關於電功率分佈。

本申請案主張2010年9月28日提出申請之標題為POWER ALLOTMENT DISTRIBUTION IN A DATA CENTER、序號為12/892,116之美國申請案之優先權，其內容以引用方式併入本文中。

一般而言，功率分佈系統(諸如大型電腦資料中心之功率分佈系統)自一公用事業提供商、發電站或其他功率源接收高電壓及/或高電流電功率。功率分佈系統可變換所接收之功率且將其提供至電動設備，諸如一資料中心中之電腦及冷卻設備(例如，冷卻器、風扇及幫浦)。一般藉由可分裂成兩個或兩個以上分支導體之高電流導線來傳導電功率以劃分及分佈電功率。此等分支中之某些分支可經分裂以進一步劃分及分佈電功率。可藉由斷路器及/或其他過電流保護器件來保護該等電導線中之每一者以阻止超過該等導線之額定值之電流之流動。

電器件一般係針對一最大電流汲取予以定額，且在某些情形中此等額定值可係保守的。另外，該等電器件可僅偶而(若曾經有)汲取其額定電流。在某些情形中，功率分佈系統可經保守地構建以供應器件之額定電流。連接至該功率分佈系統之分支之器件之集體功率可保守地保持低於其各別分支之斷路器限制，且所附接器件可不同時汲取其最大功率量。總而言之，一功率分佈系統可保留可用功率之某一部分不使用，且不可用功率之量可隨功率分支之數目之增加而增加。

本發明闡述可用於在一分佈式計算機器系統中之各個計算機器當中動態地分配功率之方法、系統及器件。此等技術可涉及使計算機器(諸如電腦伺服器或伺服器群組)提供針對其在一預定時間週期上需要之功率來宣佈一功率值及一優先級之一請求。可給各個請求指派計分，且可告知每一機器基於其各別計分其可使用的功率位準。該等機器中之每一者然後在該預定時間週期期間在使用功率時遵循此類次序。

可以各種方式招致特定機器之功率使用之限制。舉例而言，機器可因僅承擔預期具有已分配給該等特定電腦之一功率量內之一功率使用之計算活動而自我限制其功率使用。因此，該功率控制系統可具有應用程式意識，乃因該功率系統可對特定類型之任務之效能與執行彼等任務所需要之電功率之間的關係具有一理解。另一選擇係，該等電腦外之機構(諸如斷路器)可限制特定電腦或電腦群組可使用之功率量。可將此兩種方法分別比喻為需求側功率管理及供應側功率管理。

在一第一一般態樣中，在一分散式計算機器系統中之複數個計算機器中動態地分配功率之一電腦實施方法包括在一第一計算器件處接收來自一分散式計算機器系統中之一第一計算機器之一第一電子通信。該第一電子通信包括：i)一第一功率值及ii)一或多個第一優先級值，其中該第一功率值表示對該第一計算機器在一預定時間週期期間預期使用的一第一功率配給之一第一請求，且該一或多個第一優先級值表示該第一計算機器在該預定時間週期期間預期執行的一或多個任務之優先級。該方法亦包括在該第一計算器件處使用一評分函數及將所接收之一或多個第一優先級值作為該評分函數之輸入來計算來自該第一計算機器之該第一請求之一第一計分。該方法進一步包括在該第一計算器件處比較該經計算之第一計分與分別與來自不同於該第一計算機器之計算機器之一或多個其他功率配給請求相關聯之一或多個其他計分，其中該一或多個其他計分係先前已由該第一計算器件回應於接收到來自不同於該第一計算機器之各別一或多個計算機器之一或多個電子通信(其各自包含一功率值及一或多個優先級值)而使用該評分函數計算出，該一或多個其他計分儲存於該第一計算機器可存取之一記憶體中。該方法進一步包括在該第一計算器件處識別來自該等經計算計分之一最高排名計分且將一第二電子通信發送至與該最高排名計分相關聯之該計算機器，其中該第二電子通信授予與該最高排名計分相關聯之計算機器所請求之功率配給。

實施方案可包括如下中之一者或多者。該第一計算機器可在判定該第一計算機器在該預定時間週期期間預期執行的該一或多個任務將需要多於指派給該第一計算機器之一可用功率量之後發送該第一電子通信。該第一計算機器可在其對該第一功率配給之請求在該第一計算器件處待決時將其功率消耗限制為已指派給該第一計算機器之該可用功率量。該第一計算器件可將該一或多個其他計分維持於一有序電子計分清單中，且比較該經計算之第一計分與該一或多個其他計分可包括判定該經計算第一計分在該有序電子計分清單內之一適當位置且將該經計算第一計分置於該有序電子計分清單內之該適當位置處。在該第一計算器件處可維持計算機器之一電子備用清單，該等計算機器各自在低於指派給該各別計算機器之一各別功率限制下操作。該第一計算器件可將一第三電子通信發送至來自該電子備用清單之一第三計算機器，其中該第三電子通信為該第三計算機器提供一新功率限制，且該新功率限制低於先前指派給該第三計算機器之該功率限制。先前指派給該第三計算機器之功率限制與該第三計算機器之該新功率限制之間的一差可實質上等於經授予與該最高排名計分相關聯之計算機器之功率配給。

與該最高排名計分相關聯之計算機器所請求之功率配給可超過與該電子備用清單中之該等計算機器相關聯之一備用功率量，且該第一計算器件可將一第四電子通信發送至一第二計算器件，其中該第四電子通信包括表示對一功率配給之一請求之一第四功率值及一或多個優先級等級。該第四功率值可表示與該最高排名計分相關聯之該計算機器所請求之功率配給與與該電子備用清單中之該等計算機器相關聯之備用功率量之間的一差。該預定時間週期可對應於一交流電循環之一週期，且該第一計算器件可在交流電循環之週期之一控制細度下控制將功率分配給複數個計算機器。該交流電循環可係約60 Hz。該第一計算器件可自一單個計算機器之一過剩容量或自兩個或兩個以上計算機器之過剩容量獲得該經授予功率配給。

在隨附圖式及下文說明中陳述一或多個實施例之細節。根據本說明及圖式以及申請專利範圍，將易知本發明之其他特徵及優點。

本文件參考以下圖式詳細闡述此等及其他態樣。

在各圖式中，相同之參考符號指示相同之元件。

本文中論述在一分散式計算機器系統內用於分佈電功率配給之系統、方法及裝置。在各種實施方案中，該系統內之一或多個功率調節器可基於如下一或多種因子作出電功率分佈或重新分佈決定，諸如：一計算機器所請求之一功率量、一可用備用功率容量量(例如，在於一各別指派功率容量下操作之一或多個計算機器當中)、與一請求機器正執行或預期執行之任務相關聯之一或多個優先權或延時考量、與具有備用容量之一機器正執行或預期執行之任務相關聯之一或多個優先權或延時考量、對應於與一電功率供應源相關聯之一交流電循環之一時間週期及其他因素。該等調節器可自個別計算機器接收功率配給或功率利用更新之請求，且可在一逐個機器基礎上授予來自計算機器之功率配給請求。

可由功率強迫器強迫該等機器之功率使用，其中每一強迫器可與一特定機器相關聯。該等強迫器可經實施為(舉例而言)在該系統中之該等計算機器中之每一者上之背景中之精靈(daemon)操作，其中每一精靈根據預算位準負責正執行該精靈之機器上之功率使用。該等強迫器可係(舉例而言)機器核心之一組件，且可執行為該等機器上之高優先級執行緒。該等強迫器亦可根據需要請求使其功率分配升高或降低，且可然後強迫隨後經授予其之任何分配。

在功率強迫器以此方式實施為精靈之情形下，與此處所論述之功率分配系統相同之功率分配系統可與該等計算器件用之一任務分配系統通信及互動。因此，舉例而言，任務分配系統可具有預見一系統上之計算負載之能力且可傳送此等所預見之計算負載，以使得功率分配系統可開始作出功率分配決定以待即將到來之計算負載(其具有對應之電功率負載)。類似地，當可基於關於計算負載與功率負載之間的連接之知識來推斷預期功率負載時，可藉由來自一計算負載分配系統與一功率分配系統之時間相關資訊來改良此知識以便獲得對個別計算器件中及跨越計算器件群組之計算負載與功率負載之間的關係之一更好理解。

在某些實施方案中，功率利用可由於功率容量可自正、經排程欲或預期欲在低於已指派給其之一現有功率容量下操作之一計算機器轉移至正、經排程欲或預期欲在高於已指派給其之一現有功率容量下操作之一計算機器而得以改良。另外，由於可基於與一功率配給請求機器相關聯之(或具有過剩容量之一機器之)任務之優先權或延時作出功率分佈決定，因而可以係透明的或自一使用者之角度最小化對應用程式效能之不利影響之一方式達成利用之改良。一系統因此可在適當環境中被相對較高地超額訂購但可經控制以防止實際超載，以使得一特定節點可具有當前配給給低於該節點之機器之較低容量。而且，可藉由具有一高層級知識但反應相對較慢之一中央系統以中央方式控制針對功率分佈作出之決定，且可在一較低層級使用其知識雖係隔離但可具有較快反應時間之器件來控制針對功率分佈作出之決定。

在某些實施方案中，調節器、強迫器及計算機器可經邏輯組織呈一階層式結構，且可參考計算機器(及相關聯之強迫器)、調節器當中的預定義關係或兩者在該階層式結構內之預定義關係來作出功率分佈決定。舉例而言，該等調節器及機器可經邏輯組織而呈一節點及邊緣之「樹」結構，且該等器件可根據一預定義協定彼此通信。在某些實施方案中，每一計算機器可表示該樹結構之一葉節點(亦即，無任何子節點之一節點)。該樹結構可具有任何適當數目之層級，且在某些實施方案中該等調節器可表示在最低層級以上層級處之樹節點。在又其他實施方案中，可提供其他配置，包括更簡化配置。

當一調節器授予一功率配給請求時，其可將一通信發送至該對應通信機器以通知該機器(例如，作為該機器上之一精靈應用程式運行之強迫器)該請求已經授予。在某些情形中，調節器可為該機器指定對應於一先前所指派容量加上所授予配給之一新功率容量。在某些實施方案中，授予該請求之通信可指定對應於已經授予之額外功率配給之一功率值。一調節器可給一計算機器指派低於一先前所指派之功率量之一新功率容量值，且可在一逐個機器基礎上進行此操作。以此方式，可改良該系統內之利用，乃因調節器可在一逐個機器基礎上作出高效、及時且智慧之功率分佈決定以將該系統內之可用功率容量引導至最應得到其之彼等機器，且該等強迫器在一本端層級、反應極其迅速地實施(且嘗試調整)此等限制。

舉例而言，一調節器可自期望高於一目前所指派容量之額外功率容量之計算機器接收額外功率容量之功率請求。該等請求可係電子通信，該等電子通信包括對應於各別機器所期望之額外功率容量量之一功率值及對應於該機器在一預定時間週期上欲執行之一或多個任務之一或多個優先級值。調節器可使用一評分函數來給所接收之請求評分或排名，該評分函數將任務優先級值作為輸入，且針對每一請求產生一值或計分，且可基於與該等請求相關聯之計分作出功率分佈決定。由此，調節器可部分或全部基於自該階層中低於該調節器之機器接收之資訊及來自彼等機器之請求作出功率分佈決定。

圖1展示一實例性功率分佈系統100，其包括至系統100中之節點之功率容量之動態分佈。每一節點之分配經組態以藉由使一電流保護器件網路能回應於動態負載條件智慧地協商功率分配來達成電分佈基礎設施之改良利用。在特定實施方案中，使充當該系統中之關於功率分配之決定之強迫器之電流保護器件可係系統100中計算機器之功率輸入側上之器件(但與計算器件本身分離，或係該等器件之一部分但實體上與該等器件之主處理器分離)、或運行於該等機器本身上之軟體，諸如在一伺服器上之背景中執行且控制計算器件可承擔之電腦活動量之一核心導出精靈(以便藉此間接控制該計算器件需求之功率量)。

舉例而言，在圖1中所繪示之實例中，功率分佈系統100包括一定數目個此類功率限制器或智慧保護模組(IPM)，該等功率限制器或智慧保護模組協商功率分配以在多變之負載條件下動態地移位容量以路由各負載電路(例如，在一共同晶片或一共同母板上之個別電腦或電腦群組(例如核心))所需要之功率，同時保護源節點(例如，當IPM係控制至一器件之電流之一件硬體時)或更一般系統(例如，當IPM作為一器件上之一應用程式操作以使得該器件操作以避免汲取過多功率時)免受會超過該源節點之預定容量限制之負載。舉例而言，當穿經一IPM之電流接近該IPM之目前容量分配之完全(例如，100%、大於90%、大於85%)利用時，該IPM可產生一請求訊息來要求處於同級節點、母節點及/或子節點之IPM給該正請求之IPM其目前功率容量之一部分。類似地，在當該IPM具有未使用的分配容量(例如，少於100%、少於50%、少於25%、少於10%)之週期期間，該IPM可(舉例而言)藉由協商以將其容量之至少一部分重新分配給其他IPM來回應於來自其他IPM之請求訊息。因此，一定數目個IPM可一起操作以自動協商適應於動態負載條件之一容量共用配置，以達成分佈功率以滿足不同負載下之峰值功率需求之基礎設施功率處置能力之經改良利用。

在某些實施方案中，處於葉層級之IPM可實施為運行於特定機器上之精靈，且處於一階層中較高層級處之IPM可實施為與處於葉節點之機器分離之硬體器件。在某些實施方案中，資源(例如，功率)之報告、請求及分配可係嚴格階層式，以使得處於葉節點之IPM可沿命令鏈上行請求，且處於較高節點之IPM負責協調來自處於其下方之節點處之IPM之所有此類通信，且亦負責分配及管理至其下方之節點之功率之分配。在其他實施方案中，某些通信層級可在一同級者間基礎上出現在該階層之某些層級上(例如，在上部節點處，但不在葉節點處)或該階層之所有層級處。在某些實施方案中，一系統100可具有一根節點主控制器、一定數目個處於下一較低層級之IPM及處於係一葉層級之下一層級處之IPM。在其他實施方案中，一系統100可具有額外IPM層級。

功率分佈系統100包括自一電力公用事業提供商104接收高電壓及/或電流功率之一設施102。設施102包括一變電站106。變電站106將高電壓及/或電流功率變換成可用於設施102中之電負載之電壓及/或電流，且將經變換功率分佈至一分支導體108a及一分支導體108b。

分支導體108a包括一智慧保護模組(IPM)110a，且分支導體108b包括一IPM 110b。IPM 110a為將功率供應至一伺服器電腦機架114a及一伺服器電腦機架114b之一電路112提供過電流保護。IPM 110b為一分支導體116a及一分支導體116b提供過電流保護。分支導體116a及116b分別包括一IPM 118a及IPM 118b。IPM 118a及IPM 118b分別為一伺服器電腦機架120a及一伺服器電腦機架120b提供過電流保護。

該過電流保護可實施於一特定節點之軟體中，諸如針對實施為一計算機器之一精靈之葉節點IPM而實施。承擔某一數目個及/或某一類型之計算任務之機器可主動確證此類過電流保護，根據以往經驗或以其他方式而將此理解為轉譯成某一功率要求。可由該機器本身、由該機器與一任務路由系統(例如，該機器告訴該系統其可接受之任務層級或該系統告訴該機器其將接受之任務層級)協作或以另一類似方式來執行所限制的該一定數目個及該類型之任務。

IPM 110a、IPM 110b、IPM 118a及IPM 118b能夠使其過電流保護跳變點(或主動需求點)變化且可彼此通信以自一共用供應器分配功率。在某些實施方案中，IPM 110a、IPM 110b、IPM 118a及IPM 118b可在一同級者間網路上通信。舉例而言，IPM 110a可將一訊息發送至IPM 110b來請求IPM 110b減少其過電流保護跳變點或需求點。若該請求被授予，則IPM 110a可然後將其自身跳變點或需求點升高一實質相同量。在某些實施方案中，IPM 110a、IPM 110b、IPM 118a及IPM 118b可與包括一資料庫124之一資訊管理系統122通信。舉例而言，該等IPM可與資訊管理系統122通信以請求及/或接收功率分佈設定、或發送及/或接收狀態、警報、通知、組態或IPM 110b、IPM 118a及IPM 118b可使用之其他資料。在某些實施方案中，資訊管理系統122可存取資料庫124以儲存及擷取與IPM 110b、IPM 118a及IPM 118b相關之資訊。

伺服器機架114a、114b、120a及120b經由一廣域網路(WAN)128伺服來往於一定數目個電腦126之資訊。在某些實施方案中，電腦126可將變化之計算負載置於伺服器電腦機架114a、114b、120a及120b上。舉例而言，電腦伺服器機架114a及114b可裝載電子郵件服務，且伺服器電腦機架120a及120b可裝載視訊共用服務。對此兩種不同服務之需求可隨來自電腦126之訊務量之變化而變化。舉例而言，對電子郵件之需求可在白天因電腦126之使用者存取其工作用電子郵件而增加，但在晚間可由於人們在其空閒時間瀏覽視訊而對電子郵件服務之需求減少同時對視訊共用服務之需求增加。

當計算負載變化時，伺服器電腦機架114a、114b、120a及120b之電流需求亦可變化。舉例而言，在白天期間，置於伺服器電腦機架114a及114b上之計算負載可致使伺服器電腦機架114a及114b汲取60 A電功率來操作，而伺服器電腦機架120a及120b汲取20 A。在晚上，伺服器電腦機架114a及114b可經歷較低計算負載且因此汲取40 A，而伺服器電腦機架120a及120b可經歷增加之計算負載及一70 A之汲取。

在此實例中，分支導體108a及108b共用一100安培之供應。智慧保護模組110b經組態以允許標示為「X」之一定數目個安培之電流傳遞至導線116a及116b上，且智慧保護模組110a經組態以允許藉由值「100-X」標示之剩餘數目個安培之電流沿導線112傳遞。當伺服器電腦機架120a及120b之電流需求變化時，值「X」亦可變化。舉例而言，連接至IPM 110b之負載可汲取約75 A，剩餘之約25 A之容量可供用於連接至IPM 110a之負載，而不超過100 A之供應。類似地，伺服器電腦機架120a可汲取「Y」安培之電流，剩餘「X-Y」安培可供用於伺服器電腦機架120b。

在某些實施方案中，藉由在IPM 110a、IPM 110b、IPM 118a及/或IPM 118b當中智慧地分配容量，可在不增加電功率容量之情形下增加電功率利用。舉例而言，IPM 110a及110b可最初各自分配50 A，而伺服器電腦機架114a及114b各自汲取10 A，伺服器電腦機架120a及120b各自汲取20 A，且可給IPM 118a及118b各自分配25 A。IPM 110a具有約30 A(50A-(2x10A)=30A)之過剩容量，而IPM 110b可具有10 A(50A-(2x20A)=10A)。當計算需求改變時，伺服器電腦機架120a可汲取40 A，從而超過賦予給IPM 118a之分配。在某些實施方案中，IPM 118a可請求IPM 118b授予部分或全部其過量之5 A容量。若經授予，則IPM 118b可將其分配減小為20 A，且IPM 118a可將其自身分配增加為30 A。

在此實例中，IPM 118a及118b已實質上最大化其之分配給IPM 110b之50 A之最大使用。然而，沿分支導體116a仍存在一10 A之短缺。在某些實施方案中，IPM 110a可向上游IPM 110b(亦即，其更靠近該階層中之根節點之IPM)請求一額外功率分配。舉例而言，IPM 118a可向IPM 110b請求一額外10 A之分配。然而，在此實例中，IPM 110b已傳遞其50 A分配中之50 A。在某些實施方案中，IPM 110b可將一訊息發送至IPM 110a以判定IPM 110a是否具有可重新分配給IPM 110b之任何未使用容量。

舉例而言，IPM 110b可向IPM 110a請求一10 A之分配。由於，IPM 110a具有30 A之過剩容量，因而IPM 110a可將其自身分配降低10 A且授予IPM 110b之分配。IPM 110b然後可將其分配升高10 A而達到總共60A，藉此滿足伺服器電腦機架120a及120b之功率需要，且增加可自變電站106得到之100 A之利用。下文關於圖2至圖9更詳細地論述智慧功率分配之另外實例。

圖2係一實例性智慧功率分配處理程序200之一流程圖。該處理程序在一智慧保護模組(IPM)(例如圖1之IPM 110a)接收一功率分配值202開始。在某些實施方案中，可自該IPM內部之一源接收該分配值。舉例而言，可自一預設啟動值、一內部計算值、自一查找表判定之一值或該IPM內之其他分配值源接收一分配值。在某些實施方案中，自該IPM外部之一源接收該分配值。舉例而言，可自一使用者、自一資料庫(例如，資訊管理系統122)、自其他IPM或自分配值之其他外部源接收分配值。

在接收202該分配值之後，量測204穿經該IPM之電流。比較所量測之IPM電流與該IPM之最大器件額定值。舉例而言，該IPM可帶有表示在該IPM在經歷實體損壞之前該IPM可載運之安培數目之一最大安培額定值。另一選擇係，在該IPM係實施為在一葉機器上運作之軟體之情形下，可藉由推定該機器正處置之任務之性質來推斷電流。

若判定206該IPM電流大於目前分配，則中斷208該IPM電流。同樣，該機器可主動拒絕承擔會將該機器推至高於其所分配功率限制之任務，或一分配可謝絕指派會將該機器推至高於其所分配功率限制之任務。在某些實施方案中，拒絕該IPM電流可防止該IPM或連接至該IPM電路之其他器件或組件由於一過電流條件而損壞。

在某些實施方案中，可將一訊息發送至其他IPM或一資訊管理系統以關於電流中斷208、或一機器達到其最大任務負載或可公正地轉譯成功率負載之系統上之其他負載量測來對其進行更新。舉例而言，一上游IPM可通知下游IPM該電流中斷208或其他類似事件，且下游IPM可藉由減小其自身分配或中斷其自身電流以將可置於該上游IPM之總電流負載減小至低於該上游IPM之最大器件額定值之一位準來作出回應。

在另一實例中，該資訊管理系統可通知該電流中斷208或其他達到一最大負載事件，且該資訊管理系統可藉由警告技術員調整該過電流條件，諸如藉由自動減小指派給伺服器電腦機架(例如，圖1之電腦伺服器機架114a、114b、120a及120b)之計算負載而藉此減小該等機架之電流汲取來作出回應，或藉由以調整致使該過電流穿經該IPM之條件之其他方式來作出回應。在某些實施方案中，可使電流中斷208逆轉。舉例而言，一技術員可人工重設IPM電流保護組件，或來自該資訊管理系統或另一IPM之一訊息可發信號通知該IPM重設電流中斷208。

若判定206該IPM電流小於或等於目前分配，則比較所量測之IPM電流與該IPM之分配(直接量測或根據另一量測推斷)。若判定210該IPM電流大於該IPM之分配，則協商212一容量增加。在某些實施方案中，該IPM可藉由向其他IPM請求額外電流分配且接收來自其他IPM之額外電流分配來增加其自身容量。在圖4之說明中論述協商一容量增加之一實例性處理程序。

若判定210該IPM電流等於或小於該IPM之分配，則回應於自一同級者接收一分配請求來作出一判定214。若判定214未自一同級者接收到分配請求，則處理程序200量測204正穿經該IPM之電流(或推斷此電流)。

若判定214已自一同級者接收一分配請求，則協商216一容量減小。在某些實施方案中，該IPM可回應於來自其他IPM之一請求減小其自身容量。在圖3之說明中論述協商一容量減小之一實例性處理程序。

圖3係一實例性容量減小協商處理程序300之一流程圖。在某些實施方案中，處理程序300可係圖2之步驟216所圖解說明之容量協商處理程序。處理程序300在接收到302來自一請求IPM之一容量查詢訊息時開始。該IPM判定304其自身狀態及過剩容量。舉例而言，狀態資訊可包括電流量測、器件額定值、目前分配設定、計算或功率負載變化性資訊、計算或功率負載趨勢資訊及/或可闡述一IPM之狀態之其他資訊。

然後通知306該請求者該狀態及可用容量。該請求者可使用通知306來判定是否應發送一容量請求。在圖4之說明中論述此判定。

然後自該請求IPM接收308一容量請求訊息。若判定310所請求之容量值不可用於授予該請求者，則通知312該請求者該容量拒絕。否則，若判定310所請求之容量值可用於授予該請求者，則該IPM將其自身容量減小314該容量請求訊息中之所請求之容量值，且發送一訊息以通知315該請求者該容量授予。在某些實例中，該IPM可具有較被正請求之容量多之過剩容量，且該IPM可藉由將其自身分配減小314所請求之容量值且通知316該請求者其可將其分配增加所請求之量來作出回應。在某些實例中，該IPM可具有較正被請求容量少之過剩容量，且該IPM可藉由將其自身分配減少314實質上等於其過剩容量之一量且通知316該分配之該請求者該IPM已授予來作出回應。

在其中IPM已中斷流經該IPM之電流(或經設定不承擔其相關聯機器之大量或任何計算負載)之某些實施方案中，諸如在圖2之步驟208中，該IPM可實質上使其整個分配可用於其他IPM。舉例而言，可給該IPM分配50 A，但若已中斷該電流路徑，則該IPM傳遞零安培(或若一計算分配系統無法賦予相關器件任何任務，則該電流將極低)，從而在中斷該電流之同時賦予該IPM 50 A之過剩容量。該IPM可在被請求將該過剩容量之某些或全部給其他IPM時授予如此，藉此增加可用容量之利用。在某些實施方案中，該IPM可在閉合斷路器之前協商一過剩容量。舉例而言，可給該IPM分配50 A，但該IPM可請求一額外20 A。一旦達到該70 A過剩容量，則該IPM可閉合斷路器。

圖4係一實例性容量增加協商處理程序400之一流程圖。在某些實施方案中，處理程序400可係圖2之步驟212所圖解說明之容量協商處理程序。一般而言，在該處理程序中，需要額外容量之一IPM可最初嘗試自其下方或其同層級之機器獲得容量。若無法自彼等層級獲得充足容量，則該IPM可向其父代IPM請求容量。若其可自父代IPM獲得容量，則其然後可將該容量中繼至一子代，諸如需要執行某些操作之一機器(例如，該IPM可賦予該機器放行信號(go-ahead)以執行預期導致對經識別容量位準之一需要之某些計算操作)。若該容量不可用，則可通知該子代IPM彼結果，此可致使一機器謝絕承擔將需要該容量之某些計算操作。作為一個實例，可給一資料中心中之每一機架指派一IPM且可給每一列機架指派係該等機架之IPM之父之一或多個IPM，且可給一特定經變換組合指派其可伺服之多個列。在此一實例中，然後此處所闡述之通信因此可係在一機架中之機器與該機架之一IPM之間、一特定列中之機架之同級IPM之間、及該等機架之IPM與該等機架所位於之列之一或多個IPM之間。亦可根據一特定系統之階層配置發生其他同級者通信及父-子通信。

處理程序400可在一IPM發送一訊息402以向一或多個同級IPM請求狀態及容量資料時開始。該IPM接收404來自同級IPM之一或多個狀態及容量通知。舉例而言，狀態資訊可包括電流量測、器件額定值、目前分配設定、時間-溫度跳變輪廓資訊、負載變化性資訊、負載趨勢資訊及/或可闡述一IPM之狀態之其他資訊。

該IPM判定406欲向一或多個同級IPM請求之一或多個容量值且將經判定之容量值之請求發送408至每一同級IPM。在某些實施方案中，該請求IPM可判定406一單個同級IPM可分配該請求IPM所需要之實質所有容量。舉例而言，該請求IPM可需要一額外20 A之容量，且一單個同級IPM可具有25 A之過剩容量。該請求IPM可向該單個同級者請求408實質上所有所需之額外20 A，而給該同級者留下5 A過剩容量。

在某些實施方案中，該請求IPM可判定406兩個或兩個以上同級IPM可聯合分配該請求IPM所需要之實質所有容量。舉例而言，該請求IPM可需要一額外35 A容量。一第一同級IPM可具有30 A過剩容量，且一第二同級IPM可係25 A之過剩容量。該請求IPM可判定406向該第一同級IPM請求408 20 A且向該第二同級IPM請求15 A。所請求408之分配可經組合以滿足該請求IPM所需要之35 A，且給該等同級IPM各自留下10 A之剩餘過剩容量。

該請求IPM自一或多個同級IPM接收410容量授予值。該請求IPM然後判定412來自該等同級IPM之所授予之容量之總和是大於還是等於一目標分配值(例如，在圖2之步驟210中所用到的所分配電流與所量測電流之間的差)。若所授予容量之總和大於或等於該目標分配值，則該請求IPM將其自身分配增加414所授予容量值之總和。

在某些實施方案中，該請求IPM可發送416一訊息以用該新分配值更新一資料庫。舉例而言，該請求IPM可通知一上游IPM該經更新分配值。在另一實例中，該請求IPM可通知一資訊管理系統(例如，圖1之資訊管理系統122)儲存或更新關於該請求IPM之狀態之資訊。

在某些實施方案中，所授予容量之總和可小於該IPM所需要之電流。舉例而言，該請求IPM可向其同級者請求15 A，但僅收到410總共10 A之容量授予值。在某些實施方案中，該請求IPM可未接收到410容量授予值。舉例而言，該IPM可由於該IPM無同級者、在該IPM與其同級者之間的一通信鏈路不可用或該IPM之同級者無一具有過剩容量供授予而接收不到授予。在此等及其他此類實例中，可將IPM之所授予容量之總和視為具有與接收到410 0 A之一授予值相同之效果。

若判定412該所授予容量之總和大於或等於該目標分配值，則該請求IPM將一容量請求訊息發送418至一上游IPM，且該請求IPM接收420來自該上游IPM之一IPM狀態及容量通知。該請求IPM然後可判定422其應向該上游IPM請求之一容量(雖然在某些實施方案中其可不首先請求該上游IPM之狀態及容量之情形下作出請求)。在判定欲請求之容量後，該IPM然後可將該請求發送424至其上游IPM，且可回應於來自該(等)上游IPM之一或多個容量授予而接收426。

該請求IPM然後可總計自同級IPM所接收410之容量授予值與自該(等)上游IPM所接收420之容量授予值之總數。若判定428總容量大於或等於該請求IPM所需要之額外電流，則該IPM將其自身分配414增加所授予容量值之總和。

若判定428該總容量小於該請求IPM所需要之額外電流，則該IPM中斷430該電流路徑或該等機器所需要之額外電流，從而謝絕承擔會產生對額外電流之需要之工作。在某些實施方案中，該請求IPM可不自上游IPM接收一回應。舉例而言，該請求IPM可無上游IPM，或該請求IPM與上游IPM之間的通信可中斷。在此等及其他此類實例中，可將無來自上游IPM之回應視為具有與接收420 0 A之一授予值相同之效果。

在某些實施方案中，該請求IPM可在中斷424該電流路徑時發送一通知訊息。舉例而言，該請求IPM可將一通知訊息發送至資訊管理系統、技術員(例如，經由一傳呼系統、電子郵件)、或其他人員及/或系統以警告其該電流中斷424。

在某些實施方案中，該請求IPM在該電流路徑中斷424時可使其實質所有分配可供用於其他IPM。舉例而言，該請求IPM可經組態而在該電流中斷424時具有50 A之一分配。該已中斷424路徑可不載運電流，因此可將該請求IPM之實質所有50 A分配視為過量電流，且該請求IPM可在被另一IPM請求(例如，圖3之請求308)時(若被另一IPM請求，則)，提供實質所有其過量電流。

在某些實施方案中，該IPM可減小其自身分配以更密切地匹配一所量測電流汲取或根據目前或所預見之計算任務而推斷之一需要。舉例而言，該IPM可經組態而具有40 A之一分配而所量測或所推斷電流係10 A，從而導致30 A之過剩容量。該IPM可將其自身分配減小為10 A、12 A或減小該過剩容量同時仍滿足所量測電流汲取之另一值。在另一實例中，該IPM可經組態而具有40 A之一分配，但已中斷424該電流路徑或已減小其計算負載，從而導致40 A之一過量電流。該IPM可將其自身功率分配減小為實質零安培以更密切地匹配該零量測電流。

在某些實施方案中，IPM可依據來自一使用者或一同級者之請求而減小其自身分配或按照一時間間隔(例如，每分鐘，每小時，每天)自動減小其自身分配。在某些實施方案中，該IPM可回應於(經量測或經推斷之)一過量電流臨限值而自動減小其自身分配。舉例而言，當所量測電流下降時，過量電流上升。該IPM可經組態以將其自身分配自動減小至所量測的量或高於該所量測電流之一經減小值(例如，以留下一5%之過剩容量限度)。

在某些實施方案中，一下游IPM可在該下游IPM減小其自身容量時通知一上游IPM。舉例而言，該上游IPM可分配50 A以供應一第一下游IPM之25 A汲取及一第二IPM之25 A汲取。若該第一IPM將其分配減小10 A，則其可通知該上游IPM該減小，本質上，賦予上游IPM 10 A之過剩容量。在某些實施方案中，該上游IPM可保留該過剩容量之某些或全部。舉例而言，藉由保留過剩容量，該上游IPM可能夠在被請求在同級IPM當中重新分佈分配時更迅速地進行此操作。

在某些實施方案中，該上游IPM可偵測過剩容量且向下游IPM請求分配，如此將過剩容量更靠近電流源移動。舉例而言，一上游IPM可感測到其具有40 A過剩容量(例如，下游IPM可未汲取其所分配電流)。該上游IPM可向下游IPM請求分配，且將其自身分配減小等於或小於所授予分配之總和之一量。

在某些實施方案中，該上游IPM可減小其自身分配以更靠近電流源遷移過剩容量。舉例而言，一IPM可減小其自身分配，藉此使其父代IPM能減小其自身分配，藉此使其祖父代IPM能減小其自身分配，且以此類推。此逆轉「滴下」處理程序可具有推動過剩容量更靠近電流源及將過剩容量合併於更靠近一IPM階層之頂部之IPM內之效果。在某些實施方案中，藉由更靠近電流源合併過剩容量，將源於該IPM階層之一個分支中之過剩容量更迅速地重新分配給另一分支中之IPM。

圖5繪示在用於將功率容量動態分配給功率節點之智慧保護模組當中之一實例性同級者間互動500。在某些實施方案中，IPM可以一同級者間方式(例如，無一資訊管理系統或中央控制器)協商功率分配之分佈。在該所圖解說明之實例中，一第一同級IPM 502需要獲得額外功率容量分配。第一同級IPM 502將一容量查詢510發送至一第二同級IPM 504，且將一容量查詢512發送至一第N同級IPM 506。出於此實例之目的，第二同級IPM 504及第N同級IPM 506代表複數個(其可係多達數百個或數千個之一不確定數量)同級IPM之一集合中之第一成員及最後一個成員。在某些實施方案中，第一同級IPM 502可實質上以類似於其與IPM 504及IPM 506互動之一方式與此集合中之任一成員互動。

第二同級IPM 504以一容量提供514回應。在某些實施方案中，該容量提供可係第二同級IPM 504之過剩容量之某些或全部。第N同級IPM 506亦以表示該第N同級IPM所具有的可供用於分配給其他IPM之一過剩容量量之一容量提供516回應。在某些實施方案中，第一同級IPM 502可與同級IPM 504至IPM 506互動以藉由自其同級者獲得分配來獲得其需要的功率分配。在某些實施方案中，藉由自同級者獲得分配，賦予給同級IPM 502至IPM 506之總電流分配可實質保持不變。

第一同級IPM 502亦將一容量查詢518發送至一上游IPM 508。在某些實施方案中，第一同級IPM 502可在同級IPM 504至IPM 506不具有足夠過剩容量來滿足第一同級IPM 502之需要時向上游IPM 508請求一功率分配。上游IPM 508藉由發送其自身一容量提供520來作出回應。

第一同級IPM 502使用容量提供514至516及520來判定522該新總電流位準是否超過總容量。在某些實施方案中，該總容量可係該第一同級IPM之額定容量。在某些實施方案中，該總容量可係上游IPM 508之所分配容量及/或額定容量。在某些實施方案中，若該新電流位準超過該總容量，則第一同級IPM 502可中斷其電流路徑或承擔較少任務以防止一過電流條件。

第一同級IPM 502使用容量提供514至516及520來判定524向IPM 504至IPM 508中之哪一者請求容量。在該所圖解說明之實例中，第一同級IPM 502判定524向第N IPM 506及上游IPM 508請求容量。第一同級IPM 502將一容量請求526發送至第N同級IPM 506，且接收所需要容量之一部分之一容量授予528。第一同級IPM 502然後為了所需容量之實質剩餘部分將一容量請求530發送至上游IPM 508，且接收一容量授予532。

圖6係將功率容量動態分配給功率節點之智慧保護模組之一實例性中央式互動600。在某些實施方案中，呈資料庫610之形式之一協調器可組織IPM當中的功率分配之分佈。

在該所圖解說明之實例中，一第一IPM 602需要獲得額外功率容量分配。第一IPM 602將一容量請求612發送至資料庫610。在某些實施方案中，資料庫610可係圖1之資訊管理系統122或其一部分。舉例而言，回應於容量請求612，資料庫610可查詢自一第二IPM 604至一第N IPM 606以及將功率供應至IPM 602至IPM 606之一上游IPM 608獲得之一內部電流量測及/或狀態資訊表。視情況，資料庫610可提供容量狀態613之一指示符，雖然此指示符亦可被延遲直至已發生額外操作。

資料庫610判定614所請求之電流位準是否將超過可用容量。舉例而言，容量請求612可超過上游IPM 608之器件額定值。資料庫610可拒絕請求612以防止上游IPM 608免受一過電流條件。

若判定614容量請求612小於可用容量，則資料庫610判定616向哪些IPM請求容量分配。在該所圖解說明之實例中，資料庫610判定616來自第N IPM 606及上游IPM 608之分配可經組合以授予容量請求612。資料庫610將一容量請求618發送至第N IPM 606，且第N IPM 606以一容量授予620回應以更新資料庫610。資料庫610然後將一容量請求622發送至上游IPM 608。上游IPM 608藉由將一容量授予624發送至資料庫610來回覆。

在某些實施方案中，容量授予可致使資料庫610更新其IPM狀態之記錄。舉例而言，容量授予620及624之接收可觸發資料庫610以用IPM 606及IPM 608之授予後分配來更新其表。

在該所圖解說明之實例中，資料庫610然後將一容量授予626發送至第一IPM 602，且第一IPM 602藉由發送一狀態更新628作出回應。在某些實施方案中，資料庫610可使用狀態更新628作為成功接收到容量授予626之一確認訊息，及/或資料庫610可使用狀態更新628來更新其關於第一IPM 602之狀態之記錄。

在某些實施方案中，用於將功率容量動態分配給功率節點之一分佈系統(例如，圖1之系統100)可在互動500/600及/或其他功率分配協商處理程序當中切換。舉例而言，系統100可最初使用中央式互動600操作，但若資訊管理系統122變得不可用(例如，伺服器故障、網路斷供、伺服器維護停機時間)，則該系統可切換至同級者間互動500以繼續操作。當資訊管理系統122變得又可供使用時，系統100可返回至中央式互動600。在圖7之圖解及說明中闡述同級者間互動與中央協調互動之一實例性組合。

圖7繪示用於將功率容量動態分配給功率節點之智慧保護模組之中央式與同級者間互動之一組合700。在某些實施方案中，可將對一功率分佈系統(例如，圖1之系統100)內之功率分配之最初請求引導至一資料庫(例如，資訊管理系統122)以判定哪些IPM具有過剩容量，且該請求IPM可使用彼過剩容量資訊直接查詢具有可用於重新分配之容量之IPM。在某些實施方案中，組合互動700可給該功率分佈系統提供對抗一中央故障點之容錯。舉例而言，資料庫之一故障可致使IPM以一同級者間方式互動，因而分配協商可繼續直至糾正該故障。

在該所圖解說明之實例中，一第一IPM 702需要獲得額外功率容量分配。第一IPM 702將一容量查詢712發送至一資料庫710。資料庫710藉由將容量資訊714發送回至第一IPM 702作出回應。在某些實施方案中，該容量資訊可包括關於第一IPM 702之同級者中之某些同級者、所有同級者或無一同級者之過剩容量之資訊。舉例而言，容量資訊714可包括關於連接至該第一IPM之每一IPM(例如，其父代IPM、子代IPM)以及同級IPM(諸如一第二IPM 704至一第N IPM 706)之容量資訊。在另一實例中，容量資訊714可包括僅關於資料庫710已將其識別為具有第一IPM 702可請求之過剩容量之彼等IPM之資訊。

第一IPM 702將一容量查詢716發送至第二IPM 704，且將一容量查詢718發送至第N IPM 706。第二IPM以一容量提供720回應，且第N IPM 706以一容量提供722回應。在該所圖解說明之實例中，該等容量提供可未滿足該第一IPM之需要，因而將一容量查詢724發送至上游IPM 708。上游IPM 708藉由發送一容量提供726作出回應。

第一IPM 702判定728新電流位準是否超過一總容量(例如，總可用容量、第一IPM 702之器件額定值、上游IPM 708之器件額定值)。在某些實施方案中，若判定728該新電流位準超過該總容量，則第一IPM 702可中斷該電流路徑。

在某些實施方案中，第一IPM 702可使用該容量資訊來僅查詢具有可用過剩容量之IPM 704至IPM 706及IPM 708。在某些實施方案中，第一IPM 702可不接收容量資訊714(例如，由於一通信故障或資料庫過期)，而藉由將容量查詢716至720及724發送至所有所連接之及同級IPM 704至IPM 706及IPM 708來作出回應。

第一IPM 702然後判定730向IPM 704至IPM 706及IPM 708中之哪一者請求容量。在該所圖解說明之實例中，第一IPM 702已判定其將嘗試與第N IPM 706及上游IPM 708協商以獲得其需要之額外容量。將一容量請求732發送至第N IPM，且返回一容量授予734。第N IPM 706亦將一狀態更新736發送至資料庫710以通知資料庫710該第N IPM 706之經減小之分配。

將一容量請求738發送至上游IPM 708，且返回一容量授予740。上游IPM 708亦將一狀態更新742發送至資料庫710以通知資料庫710上游IPM 708已改變其分配。第一IPM 702然後將其自身一狀態更新744發送至資料庫710以通知資料庫710該第一IPM之經增加之分配。

圖8A及圖8B展示由於功率負載之改變而動態地分配功率之一實例性功率分佈系統。圖8A展示自一公用事業公司805接收功率之一實例性系統800。在該所圖解說明之實例中，公用事業公司805能夠將300 A供應至系統800。一過電流保護器件810限制至一IPM 815、IPM 820及一IPM 825之功率，且將功率分佈至一IPM 815、IPM 820及一IPM 825。IPM 815將一過電流保護提供至一電負載830(例如，計算設備之一機架)。同樣，IPM 820保護一電負載835，且子代IPM 825保護一電負載840。如上文所提及，可以一類似方式藉由使操作於相關計算器件上之一應用程序限制該等器件將執行之工作量且因此間接地限制其將需要的電功率之量來提供需求側管理。

在該所圖解說明之實例中，IPM 815至IPM 825各自傳遞80 A、被分配100 A且各自具有150 A之一器件額定值。在此組態中，IPM 815至IPM 825被分配總共300 A，且將總共240 A傳遞至電負載830至電負載840。過電流保護器件810具有300 A之一器件額定值，此既滿足分配給IPM 815至IPM 825之總安培數亦將該汲取限制為公用事業公司805可提供之300 A之限制。過電流保護器件810傳遞電負載830至840所汲取之總共240 A。同樣，可以類似於上文所論述之方式調整電流汲取量。

圖8B展示具有一額外電負載850之系統800。額外電負載850與電負載840並聯連接至IPM 825且汲取一額外50 A。

在該所圖解說明之實例中，IPM 825現在需要傳遞總共130 A來滿足電負載840及850之電流汲取。130 A雖然超過原分配給圖1中之IPM 825之100 A，但仍低於其自身150 A器件額定值。IPM 825與IPM 815及IPM 820協商以獲得IPM 815及IPM 820之過剩容量之分配。

IPM 815及IPM 820藉由各自將其自身分配減小18 A，從而為各自留下2 A之剩餘過剩容量。在某些實施方案中，IPM 815至IPM 825可請求過剩容量。如在該所圖解說明之實例中，IPM 825需要自IPM 815及IPM 820獲得總共30 A來滿足電負載840及850之總共130 A之汲取。但替代地，IPM 825自IPM 815及IPM 820請求並獲得總共36 A。在某些實施方案中，一IPM可請求容量分配以創建過剩容量之一備用。舉例而言，藉由請求多於所請求130 A汲取之6 A，IPM 825可保持該6 A作為抵抗可超過該130 A汲取且致使IPM 825中斷該電路之電流峰值之一緩衝。

在某些實施方案中，IPM 815至IPM 825可抑制過剩容量被重新分配。如在該所圖解說明之實例中，IPM 815及IPM 820本來各自有20 A之過剩容量，但各自分配給IPM 825 18 A，而給IPM 815至IPM 820各自留下2 A過剩容量。在某些實施方案中，IPM 815至IPM 820可抑制過剩容量以維持過剩容量之一備用。舉例而言，藉由在給IPM 825分配容量之同時抑制2 A，IPM 815可維持對抗可來自電負載830之電流峰值之一安全限度。

圖9A至圖9D展示在功率分佈節點之一階層900當中的一實例性動態功率分配。一般而言，一IPM階層系統之一個分支中之較低層級IPM之分配請求可係藉由在一功率分佈系統中之節點當中的一系列分配協商由另一分支中之IPM中之過剩容量來供應。

圖9A展示處於一最初狀態之階層900。階層900包括一頂部層級910，其保護一中間層級IPM 920及一中間層級IPM 930，且將功率分佈至中間層級IPM 920及中間層級IPM 930。中間層級IPM 920保護一基底IPM 940、一基底IPM 950及一基底IPM 960，且將功率分佈至基底IPM 940、基底IPM 950及基底IPM 960。中間層級IPM 930保護一基底IPM 970及一基底IPM 980，且將功率分佈至一基底IPM 970及一基底IPM 980。

IPM 910至IPM 980中之每一者具有一對應量測電流及分配。舉例而言，頂部層級IPM 910傳遞22 A分配中之16 A。IPM 910至IPM 930中之每一者將功率分佈至下游IPM且經組態以分配下游IPM所需要之功率。舉例而言，基底層級IPM 940至IPM 960汲取總共12 A，且中間層級IPM 920傳遞一所分配14 A中之12 A。在另一實例中，中間層級IPM 920及IPM 930經由頂部層級IPM 910汲取經組合之總共16 A。

圖9B展示基底層級IPM 940正經歷8 A之一電流汲取，該電流汲取超過基底層級IPM 940之目前分配3 A。基底層級IPM 940將一訊息發送至一中間層級IPM 920以請求一3 A分配。此一訊息可在當感測到此一汲取時發送，或亦可在機器IPM 940經指派將很快接收所預期之當被執行時致使IPM 940汲取彼功率位準之某些任務時發送。

圖9C展示穿經中間層級IPM 920之電流已被推至15 A或超過其目前分配1 A。中間層級IPM 920藉由向具有2 A過剩容量之其下游基底層級IPM 960請求功率之一重新分配來作出回應。中間層級IPM 920亦向頂部層級IPM 910請求1 A分配。在某些實施方案中，中間層級IPM 920可在向頂部層級IPM 910請求一額外功率分配之前在同級者、基底層級IPM 940至IPM 960當中重新分配容量分配。舉例而言，藉由在同級者、基底層級IPM 940至IPM 960當中重新分配功率，中間層級IPM 920可增加目前分配給中間層級IPM 920之電流之利用，且減小可來自頂部層級IPM 910之所需要之額外分配量。

在某些實施方案中，一上游IPM可在下游IPM當中重新分配功率以防止上游IPM之一過分配。舉例而言，頂部層級IPM 910可自具有22 A之一最大輸出之一源接收其功率。頂部層級IPM 910可使其分配經設定以匹配該22 A最大量以防止IPM 920至IPM 980汲取多於該22 A源可供應之電流。

在另一實例中，為滿足基底層級IPM 940至IPM 960之15 A之需要，中間層級IPM 920需要將其分配增加至15 A或更高。當穿經頂部層級IPM 910之總電流汲取現在係19 A且低於22 A分配時，中間層級IPM 920所需要之15 A分配與賦予給中間層級IPM 930之8 A分配組合將達到一23 A分配，23 A分配高於頂部層級IPM之22 A分配。頂部層級910藉由請求中間層級IPM 930將其分配減小1 A來防止一過分配。在某些實施方案中，中間層級IPM 930可查詢下游IPM(例如，IPM 970至IPM 980)以恢復過量下游容量。舉例而言，中間層級IPM 930可向基底層級IPM 980請求一1 A分配。基底層級IPM 980可藉由減小其自身分配來作出回應，此可將中間層級IPM 930處所需要之電流量減小一實質相似量。藉由重新分配來自基底層級IPM 980之1 A且繼而將中間層級IPM 930分配減小1 A，對頂部層級IPM 910之理論汲取可自23 A減小降至22 A。

圖9D展示基底層級IPM 980及中間層級IPM 930已將其自身分配減小1 A，且已將彼1 A授予頂部層級IPM 910。頂部層級IPM 910將該1 A重新分配給中間層級IPM 920，此允許IPM 920將其自身分配升高1 A而達到總共一15 A。該經重新分配之1 A與基底層級IPM 960所授予之2A組合而形成然後授予給基底層級IPM 940之一3 A分配，從而允許該基底層級IPM將其分配升高至8 A。

圖10展示實施為一硬體組件之一IPM 1000之一方塊圖。在某些實施方案中，IPM 1000可係圖1之IPM 110a、IPM 110b、IPM 118a及/或IPM 118b。IPM 1000接收來自一供應器1002之電流，且限制傳遞至一電負載1004之電流量。如上文所提及，葉節點IPM亦可實施為執行於一系統中之本身係主要電流汲取源之計算器件上之精靈。

IPM 1000包括一智慧控制模組1006、一電流感測器1008及一受控開關1010。在某些實施方案中，感測器1008可係一變壓器、一霍爾效應器件、連接至一伏特計之一電阻器、或可輸出與流經一導線之電流位準成比例或以其他方式指示流經一導線之電流位準之一信號之其他器件。在某些實施方案中，受控開關1010可係一機電式繼電器或固態繼電器、一遠程可控斷路器或可經遠程控制來中斷一電流路徑之其他器件。

一般而言，智慧控制模組1006使用感測器1008來量測穿經IPM 1000之電流量。智慧控制模組1006比較所量測電流與一功率分配值且控制受控開關1010視情況中斷流至電負載1004之電流。在某些實施方案中，IPM 1000可與其他IPM或一資訊管理系統通信以回應於所感測電流之改變、來自其他IPM及/或資訊系統之請求及/或可致使一IPM改變其功率分配之其他條件來升高及/或降低其分配。

智慧控制模組1006包括一非揮發性記憶體(NVM)1012、一記憶體1014、一處理器模組1016、一通信介面模組1018、一控制信號輸出1020、一感測器介面1022。處理器模組1016存取NVM 1012以讀取及執行一組電腦碼模組1024。該組電腦碼模組1024包括一主碼模組、一分配增加協商模組及一分配減少協商模組。下文關於圖2至圖4更詳細地論述碼模組1024所執行之實例性處理程序。

處理器模組1016亦可讀取設定1026之一集合。設定1026包括預設設定之一集合、限制值之一集合、組態設定之一集合、同級者身份之一集合、一分配值及熱效能資料之一集合。

預設設定之集合包括處理器1016可用以在IPM 1000啟動時運行碼1024之值。舉例而言，該等預設設定可包括IPM 1000之一預設身份、一預設分配值及/或在集合1034至1044中之某些集合或無一集合經組態之情形下碼1024可使用之其他資訊。

限制值之集合包括闡述諸如IPM 1000之器件額定值、一最小電流額定值之限制之值或闡述IPM 1000之效能及/或容許界限之其他值。

組態值之集合包括諸如IPM 1000、資訊管理系統或其他器件之網路位址之值。組態值亦可包括逾時及/或器件額定值(例如，IPM 1000之最大電流額定值)。舉例而言，組態值可包括闡述IPM 1000應在逾時之前等待對已發送至其他IPM及/或資訊管理系統之訊息之一回應之間隔之一值。在某些實施方案中，IPM 1000可逾時以避免封鎖碼1024中之一處理程序。舉例而言，IPM 1000可發送容量請求且然後在繼續之前等待回來之回應五秒。在某些實施方案中，IPM 1000可逾時以偵測該資訊管理系統不可用。舉例而言，IPM 1000可將一分配請求發送至一中央協調式功率分佈系統之資訊管理系統且在切換至一同級者間分配協商處理程序之前等待一回應十秒。

同級者身份之集合包括識別IPM 1000之電附近之其他IPM之資訊。舉例而言，同級者身份之集合可包括IPM 1000上游之IPM(例如，父代IPM)、IPM 1000下游之IPM(例如，子代IPM)及/或自該上游IPM得到功率之其他IPM(例如，兄弟IPM)之名稱及/或網路位址。

分配值包括表示IPM 1000經分配傳遞之電流量之一值。舉例而言，可將分配值設定為100 A。當感測到穿經IPM 1000之電流量等於或大於該所分配量時，IPM 1000可針對額外分配進行協商及/或中斷該電流。在某些實施方案中，碼1024可經組態以在預見到所量測電流將達到該所分配值時而針對額外分配進行協商。舉例而言，IPM 1000可傳遞100 A分配中之90 A，但連續電流量測指示電流使用正以1 A每秒之一速率上升。處理器1016及碼1024可用於判定IPM 1000在避免一可能過電流條件之一嘗試中具有約十秒來先佔地請求額外分配。

熱效能資料之集合闡述受控開關1010在各安培數位準下之熱效能。在某些實施方案中，受控開關1010可在其器件額定值下或超過其器件額定值運行短時間週期，而不招致因過量電流所造成之熱的損壞。舉例而言，受控開關1010可在其額定值之0%至100%下不判定地運行，在105%下運行1秒，在110%下運行0.5秒且在115%下運行0.1秒。

在某些實施方案中，熱效能資料可係或包括一數學公式或模式，碼1024可用其來計算IPM 1000可容許短時間過電流條件而不招致損壞之程度。在某些實施方案中，熱效能資料可係安培數及時間資料之一查找表。舉例而言，受控開關1010之熱效能可係根據經驗估計或量測。在另一實例中，可由受控開關1010之製造商供應受控開關1010之熱效能。在圖11之說明中更詳細地論述熱效能資料之實例。

感測器介面1022自感測器1008接收信號且提供可由處理器1016使用之一輸出。在某些實例中，感測器介面1022可係或可包括一類比轉數位轉換器。舉例而言，感測器1008可輸出與穿經感測器1008之電流成正比的一類比信號。感測器介面1022將該類比信號轉換為可由處理器1016使用之一數位值。

控制信號輸出1020將智慧控制模組1006連接至受控開關1010。在某些實施方案中，控制信號輸出1020可對來自處理器模組1016之一命令或信號作出回應且輸出用於斷開及/或閉合受控開關1010之對應命令或信號。舉例而言，控制信號輸出1020可係一協定轉換器，其將在處理器模組1016之格式與受控開關1010經組態而作出回應之一通信格式之間轉換訊息(例如，RS232、RS422、RS485、USB、乙太網路、CAN、PROFIBUS、DeviceNet)。在某些實施方案中，控制信號輸出1020可提供可觸發受控開關1010之一數位輸出。舉例而言，控制信號輸出1020可自處理器模組1016接收一命令且藉由輸出將受控開關1010內之一繼電器致動之一DC電壓來作出回應。

通信介面模組1018可在處理器模組1016可使用之一格式與可用於與其他IPM、資訊管理系統、一使用者終端及/或其他外部器件通信之一協定及/或媒介之間轉換通信。舉例而言，通信介面模組1018可係用於有線及/或無線乙太網路、功率線通信、藍芽、ZigBee、RS232、RS422、RS485、USB、CAN、PROFIBUS、DeviceNet及/或其他協定之一收發器。通信介面模組1018係通信連接至可用於將通信介面模組1018連接至有線及/或無線通信媒介之一通信埠1040及/或一天線1042。

圖11展示過電流容許值之一實例之一表格1100及一曲線圖1110。一般而言，電導線可在超過其額定連續容量下被驅動實質短時間週期而不經歷不利影響(例如一電導線之過熱、一斷路器之觸點之跳變)。舉例而言，一斷路器可經額定而連續傳導10 A DC電流而不跳變，但其亦可傳導20 A達十分之一秒及/或傳導15 A達半秒。一般而言，過電流越高，可容許該過電流之時間週期越短。

過電流容許值之表格1100包括可闡述一IPM(諸如圖1之IPM 110a、IPM 110b、IPM 118a或IPM 118b或圖10之IPM 1000)之過電流行為之時間與電流對之一集合。在某些實施方案中，該等時間與電流對闡述該IPM可在其上實質上連續傳導之電流值之一範圍、該IPM可在其上實質上立即中斷電流之一電流值範圍及闡述該IPM在中斷電流之前可傳導過電流之持續時間之不斷增加之電流與不斷減小之時間值之一範圍。

舉例而言，表格1100展示該IPM經組態以在自0 A至80 A之電流範圍中實質連續(CONT)操作，且對於130 A或更多之安培數實質立即跳變。在自80 A至130 A之範圍中，時間與電流值對闡述該IPM在中斷該電流載運電路之前可容許過電流之時間之變化量。舉例而言，表格1100展示該IPM經組態以傳導90 A達0.95秒然後跳變。該IPM亦經組態以傳導120 A達0.4秒然後跳變。

在某些實施方案中，可藉由一數學公式或模式計算過電流容許值。在某些實施方案中，可根據明確闡述之值計算明確闡述之值之間的過電流值。舉例而言，曲線圖1110展示藉由內插120 A與130 A之明確闡述之時間值，可容許125 A之一過電流達0.2秒。在另一實例中，可針對電流與時間對計算一「最佳擬合」曲線，且可使用該曲線來計算該IPM在中斷電路之前可傳導各安培數之時間量。

在某些實施方案中，該IPM可經組態而具有可藉由過電流容許值之集合而非一單個點來表示之一分配。舉例而言，當圖4中所論述之IPM判定406向一或多個同級IPM請求一或多個容量值時，該等值可係諸如在表格1100中所圖解說明之時間與電流對之時間與電流對之一集合。

圖12係一通用電腦系統1200之一實例之一示意圖，電腦系統1200可係用係上文所闡述之其他裝置之IPM來實施以便執行上文所闡述之各種處理程序及操作。根據一個實施方案，可將系統1200用於結合處理程序200所闡述之操作。舉例而言，系統1200可包括於IPM 110a、IPM 110b、IPM 118a及IPM 118b及/或資訊管理系統122之全部中或任一者中。

系統1200包括一處理器1210、一記憶體1220、一儲存器件1230及一輸入/輸出器件1240。組件1210、1220、1230及1240中之每一者係使用一系統匯流排1250互連。處理器1210能夠處理供在系統1200內執行之指令。在一個實施方案中，處理器1210係一單執行緒處理器。在另一實施方案中，處理器1210係一多執行緒處理器。處理器1210能夠處理儲存於記憶體1220中或儲存器件1230上之指令以在輸入/輸出器件1240上一顯示使用者介面之圖形資訊。

記憶體1220在系統1200內儲存資訊。在一個實施方案中，記憶體1220係一電腦可讀媒體。在一個實施方案中，記憶體1220係一揮發性記憶體單元。在另一實施方案中，記憶體1220係一非揮發性記憶體單元。

儲存器件1230能夠為系統1200提供大容量儲存器。在一個實施方案中，儲存器件1230係一電腦可讀媒體。在各種不同實施方案中，儲存器件1230可係一軟磁碟器件、一硬磁碟器件、一光磁碟器件或一磁帶器件。

輸入/輸出器件1240為系統1200提供輸入/輸出操作。在一個實施方案中，輸入/輸出器件1240包括一鍵盤及/或指標器件。在另一實施方案中，輸入/輸出器件1240包括用於顯示圖形使用者介面之一顯示單元。

所闡述之特徵可實施於數位電子電路中或電腦硬體、韌體、軟體中或其組合中。該裝置可實施於有形地體現於一資訊載體中(例如，一機器可讀儲存器件中或一傳播之信號中)之供一可程式化處理器執行之一電腦程式產品中；且方法步驟可由一可程式化處理器執行，該可程式化處理器執行一指令程式以藉由對輸入資料進行操作並產生輸出來執行所闡述實施方案之功能。所闡述之特徵可有利地實施於可在一可程式化系統上執行之一或多個電腦程式中，該可程式化系統包括至少一個可程式化處理器，該可程式化處理器經耦合以接收及傳輸來往於一資料儲存系統、至少一個輸入器件及至少一個輸出器件之資料及指令。一電腦程式係電腦中可直接或間接用來執行某一活動或引起某一結果之指令集。可以任何形式之程式化語言(包括編譯語言或解譯語言)來寫入一電腦程式，且可將該電腦程式部署成任何形式，包括部署為一獨立程式或部署為一模組、組件、子例程或適合在一計算環境中使用之其他單元。

舉例來說，用於執行一指令程式之適合處理器包括通用及專用微處理器兩者及任一種電腦之唯一處理器或多個處理器中之一者。一般而言，一處理器將自一唯讀記憶體或一隨機存取記憶體或兩者接收指令及資料。一電腦之典型元件可包括用於執行指令之一處理器及用於儲存指令及資料之一或多個記憶體。一般而言，一電腦亦將包括用於儲存資料檔案之一或多個大容量儲存器件或以操作方式經耦合以與其通信；此類器件包括：磁碟(諸如，內部硬磁碟及可抽換式磁碟)；磁光碟及光磁碟。適合於有形地體現電腦程式指令及資料之儲存器件包括所有形式之非揮發性記憶體，舉例來說，包括：半導體記憶體器件(諸如，EPROM、EEPROM及快閃記憶體器件)；磁碟(諸如，內部硬磁碟及可抽換式磁碟)；磁光碟；以及CD-ROM及DVD-ROM磁碟。該處理器及記憶體均可由ASIC(專用積體電路)進行補充或併入於ASIC中。

為提供與一使用者之互動，該等特徵可實施於具有用於向該使用者顯示資訊之一顯示器件(諸如，一CRT(陰極射線管)或LCD(液晶顯示器)監視器)及可由該使用者用來向電腦提供輸入之一鍵盤及一指標器件(諸如，一滑鼠或一軌跡球)之一電腦上。

該等特徵可實施於包括一後端組件(諸如一資料伺服器)或包括一中介軟體組件(諸如一應用程式伺服器或一網際網路伺服器)或包括一前端組件(諸如具有一圖形使用者介面或一網際網路瀏覽器之一用戶端電腦)或其任一組合之一電腦系統中。該系統之該等組件可藉由任何數位資料通信形式或媒介(諸如一通信網路)來連接。通信網路之實例包括，例如，一LAN、一WAN以及形成網際網路之電腦及網路。

該電腦系統可包括用戶端及伺服器。一用戶端與伺服器一般彼此遠離且通常藉由一網路(例如所述網路)來互動。用戶端與伺服器之間的關係藉助運行於各別電腦上且彼此之間具有一用戶端-伺服器關係之電腦程式而產生。

雖然上文已詳細闡述數個實施方案，但其他修改係可能的。在某些實施方案中，一IPM可在其接近其目前容量分配之完全利用時使用一遞升排列式請求方法來請求過剩容量分配。舉例而言，若該IPM容量係自85%至90%，則可用一低優先級碼發送一請求。同樣，若一IPM容量係自90%至95%，則可用一中間優先級碼發送一請求。類似地，若一IPM容量係自95%至100%，則可用一高優先級碼發送一請求。該系統中之其他IPM或一資訊系統可使用此等碼判定是否授予一請求。

本文已闡述若干實施例。然而，應理解，可對本發明做出各種修改舉例而言，可在以一不同順序執行所揭示技術之步驟、以一不同方式組合所揭示系統之組件、或由其他組件替換或補充該等組件之情形下達成有利結果。因此，其他實施例皆在以下申請專利範圍之範疇內。

100．．．功率分佈系統

102．．．設施

104．．．電力公用事業提供商

106．．．變電站

108a．．．分支導體

108b．．．分支導體

110a．．．智慧保護模組

110b．．．智慧保護模組

112．．．電路

114a．．．伺服器電腦機架

114b．．．伺服器電腦機架

116a．．．分支導體

116b．．．分支導體

800．．．系統

805．．．公用事業公司

810．．．過電流保護器件

815．．．智慧保護模組

820．．．智慧保護模組

825．．．智慧保護模組

830．．．電負載

835．．．電負載

840．．．電負載

850．．．電負載

900．．．階層

910．．．頂部層級

920．．．中間層級智慧保護模組

930．．．中間層級智慧保護模組

940．．．基底智慧保護模組

950．．．基底智慧保護模組

960．．．基底智慧保護模組

970．．．基底智慧保護模組

980．．．基底智慧保護模組

1000．．．智慧保護模組

1002．．．供應器

1004．．．電負載

1006．．．智慧控制模組

1008．．．電流感測器

1010．．．受控開關

1012．．．非揮發性記憶體

1014．．．記憶體

1016．．．處理器模組

1018．．．通信介面模組

1020．．．控制信號輸出

1022．．．感測器介面

1024．．．電腦碼模組

1026．．．設定

1040．．．通信埠

1042．．．天線

1200．．．通用電腦系統

1210．．．處理器

1220．．．記憶體

1230．．．儲存器件

1240．．．輸入/輸出器件

1250．．．系統匯流排

圖1展示用於將功率容量動態分配給功率節點之一實例性功率分佈系統。

圖2係一實例性智慧功率分配處理程序之一流程圖。

圖3係一實例性容量減小協商處理程序之一流程圖。

圖4係一實例性容量增加協商處理程序之一流程圖。

圖5繪示在用於將功率容量動態分配給功率節點之智慧保護模組當中之一實例性同級者間互動。

圖6係將功率容量動態分配給功率節點之智慧保護模組之一實例性中央式互動。

圖7繪示用於將功率容量動態分配給功率節點之智慧保護模組之中央式與同級者間互動之一實例性組合。

圖8A及圖8B展示由於功率負載之改變而動態地分配功率之一實例性功率分佈系統。

圖9A至圖9D展示在功率分佈節點之一階層當中的一實例性動態功率分配。

圖10展示一智慧保護模組之一方塊圖。

圖11展示過電流容許值之一實例之一表格及一曲線圖。

圖12係一通用電腦系統之一實例之一示意圖。

100．．．功率分佈系統

102．．．設施

104．．．電力公用事業提供商

106．．．變電站

108a．．．分支導體

108b．．．分支導體

110a．．．智慧保護模組

110b．．．智慧保護模組

112．．．電路

114a．．．伺服器電腦機架

114b．．．伺服器電腦機架

116a．．．分支導體

116b．．．分支導體

Claims (18)

1. 一種將功率分配給計算機器之電腦實施之方法，該方法包含：在一計算分配系統處且自複數個計算機器接收電子通信，該等電子通信包括：i)一第一請求，其包含一功率值，該第一請求表示預期由第一計算機器在一預定時間週期期間使用的一第一功率配給；及ii)一或多個第一優先級值，其表示預期由該第一計算機器在該預定時間週期期間執行的一或多個任務；利用在該計算分配系統的一評分功能，判定與該複數個計算機器相關聯之複數個計分，該評分功能包含該等第一優先級值，其中該複數個計分維持於一有序電子清單中；利用該計算分配系統且對該複數個計算機器，根據針對該複數個計算機器的該等經判定計分之一比較，授予該複數個計算機器之功率配給，一較高計分對應於一計算機器之一相對較大功率配給，該等功率配給係基於針對一經判定第一計分的該有序電子計分清單內一適當位置之一判定，並將該經判定的第一計分置於該有序電子計分清單內之該適當位置處；將若干回應的電子通信發送至該複數個計算機器，該等回應的電子通信經格式化以使該複數個計算機器中之特定計算機器根據其所授予配給而採取一功率配給； 藉由該複數個計算機器的至少一特定計算機器，判定一過剩功率容量(excess power capacity)；及藉由該至少一特定計算機器，報告該過剩功率容量，其中該計算分配系統以一週期頻率重複地控制給該複數個計算機器之功率分配。
2. 如請求項1之方法，其中該複數個計算機器中之該等特定計算機器之一或多個計算機器將更多電子通信發送至該計算分配系統，其係在判定預期在一預定時間週期期間執行的該一或多個任務將需要較指派給該複數個計算機器的該等特定計算機器之該一或多個計算機器的一可用功率量更多的功率之後。
3. 如請求項2之方法，其中該等計算機器中之該等特定計算機器之該一或多個計算機器，在其對一功率配給之請求係在該計算分配系統處待決(pending)時，將其功率消耗限制於指派給該等計算機器中之該等特定計算機器之該一或多個計算機器的一可用功率量。
4. 如請求項1之方法，其進一步包含在該計算分配系統處維持未充分利用的(underutilized)計算機器之一電子備用(reserve)清單，該等未充分利用的計算機器之每一者在低於指派給該各別未充分利用的計算機器之一初始各別功率限制下操作。
5. 如請求項4之方法，其中該計算分配系統將若干後續通信發送至來自該電子備用清單之該複數個計算機器，該等後續通信為該等未充分利用的計算機器提供新功率限 制，每一各別新功率限制低於先前指派給該等各別未充分利用的計算機器之該初始各別功率限制。
6. 如請求項5之方法，其中在先前指派給該等未充分利用的計算機器的一特定計算機器之該初始功率限制與該等未充分利用的計算機器的該特定計算機器之該新功率限制之間的一差實質上等於關聯於該等計分中之一最高計分之一計算機器所被授予之一功率配給。
7. 如請求項4之方法，其中與一最高排名計分相關聯之一計算機器所請求之該功率配給超過與該電子備用清單中之該等未充分利用的計算機器相關聯之一備用功率量，且其中該複數個計算機器中之一或多者將後續電子通信發送至該複數個計算機器中之其他計算機器，該等後續電子通信包含一後續請求，該後續請求包含表示一功率配給之一後續功率值，該後續請求亦包含一或多個優先級等級。
8. 如請求項7之方法，其中該後續功率值表示與一最高計分相關聯之一計算機器所請求之該功率配給與該電子備用清單中之該等計算機器相關聯之一備用功率量之間的一差。
9. 如請求項1之方法，其中該週期頻率係約60Hz。
10. 如請求項1之方法，其中該複數個計算機器中之該等特定計算機器自一單個計算機器之一過剩容量(excess capacity)獲得該經授予功率配給。
11. 如請求項1之方法，其中該複數個計算機器中之特定計 算機器自兩個或兩個以上計算機器之過剩容量獲得該經授予功率配給。
12. 如請求項1之方法，其進一步包含：在發生一電流中斷、過電流情況或最大負載情況期間，將一電子通知發送至該複數個計算機器的至少一特定計算機器；及藉由該至少一特定計算機器調整電流作為對該電子通知的一回應。
13. 如請求項1之方法，其進一步包含：判定預期在該預定時間週期期間執行的該一或多個任務需要較指派給該第一計算機器的一可用功率量更多的功率；並且基於該判定，藉由該第一計算機器將一電子通信發送至該複數個計算機器的其他計算機器。
14. 一種用於在一分散式計算機器系統中之複數個計算機器當中分配功率之電腦實施之系統，該系統包含：一介面，其經配置以自該複數個計算機器的一或多個請求計算機器接收對功率配給之電子請求，該等電子請求之每一者包括一功率值及一或多個優先級值，其中該功率值表示預期由該請求計算機器在一時間週期期間使用的一功率配給，且該一或多個優先級值表示預期由該請求計算機器在該時間週期期間執行的一或多個任務之優先級；一評分模組，其可在一處理器上執行，該評分模組經程式化以使用該等功率值及優先級值來計算該等請求計 算機器中之每一者之計分，其中該等計分維持於一有序電子清單中；及一功率配給模組，其可在該處理器上執行，且該功率配給模組經程式化以比較該評分模組所產生在該有序電子清單中的計分，並藉由將一配給訊息提供給該一或多個計算機器之每一者，而利用該等計分指派功率配給給該一或多個計算機器中之每一者，該等功率配給係基於針對一經計算第一計分於該有序電子計分清單內一適當位置之一判定，並將該經計算的第一計分置於該有序電子計分清單內之該適當位置處，其中一較高計分對應於一計算機器之一相對較大功率配給，其中該複數個計算機器之至少之一者判定並報告一過剩功率容量，及當被通知發生一電流中斷、過電流情況或最大負載情況時，該複數個計算機器之至少一第一計算機器調整電流消耗。
15. 如請求項14之系統，其中該介面經程式化以將訊息提供給複數個計算機器，該等訊息經格式化以使該複數個計算機器中之特定計算機器根據所指派的功率配給而取用一功率配給。
16. 如請求項14之系統，其中該功率配給模組經程式化以維持計算機器之一電子備用清單，該等計算機器各自在低於指派給該各別計算機器之一各別功率限制下操作。
17. 如請求項16之系統，其中該介面經程式化以將若干後續通信發送至來自該電子備用清單之該複數個計算機器， 該等後續通信為該電子備用清單中該複數個計算機器中之特定計算機器提供一新功率限制，該新功率限制低於先前指派給該電子備用清單中該複數個計算機器中之該特定計算機器之該功率限制。
18. 如請求項14之系統，其中該介面、該評分模組及該功率配給模組係一第一計算機器的所有部件(parts)，該系統進一步包含：一第二介面，一第二評分模組，及在一第二計算機器上的一第二功率配給模組，其中該介面經組態以自該第二介面接收請求及發送請求至該第二介面，及該第二介面經組態以自該介面接收請求及發送請求至該介面。