TWI579673B - 計算系統的混合式冷卻控制 - Google Patents

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土翁Ｑ 川恩
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Description

計算系統的混合式冷卻控制
本發明係有關於計算系統的混合式冷卻控制。
計算系統(例如，數據中心(data center)、伺服器機櫃(server rack)、計算硬體、等等)可以使用一數量的方法進行冷卻以維持計算系統內的計算硬體之溫度。此等冷卻方法可以使用設定點(set-point)來維持計算系統內的硬體的對應溫度。該等設定點可被用以在一受監測溫度抵達設定點之時啟動及/或停用一冷卻方法。此等冷卻方法可以被分成獨立運作的若干控制迴路(例如，冷卻分配單元(cooling distribution unit；CDU)迴路、機架用水迴路、機架空氣迴路、等等)。
本說明書描述一數量的用於計算系統之混合式冷卻控制的方法、系統、和電腦可讀取媒體(computer readable medium)。計算系統的混合式冷卻控制可以包含一數量的個別的冷卻迴路(例如，液體冷卻迴路、空氣冷卻迴路、等等)以維持計算系統之溫度。舉例而言，混合式冷卻控制系統可以包含一液體迴路，此液體迴路可以包含一數量的冷卻分配單元(CDU)，該等CDU耦接至一數量的熱交換器(heat exchanger；HEX)及/或組件用水冷卻迴路(例如，IT用水冷卻迴路(ITWCL))。此外，混合式冷卻控制系 統可以包含一空氣迴路，此空氣迴路可以包含若干熱交換風扇、機架風扇、及/或伺服器風扇，以循環計算系統內的空氣。混合式冷卻控制系統可以同時使用此等液體迴路和空氣迴路以維持計算系統內的硬體之溫度。
過去的用於計算系統的冷卻系統可以獨立操作一液體迴路和一空氣迴路。獨立操作液體迴路和空氣迴路可能造成低效的能源利用率(energy utilization)、電能利用率(例如，最大電能利用率、等等)、及/或浪費冷卻容量(例如，過度的冷卻資源使用，等等)。例如，過去的冷卻系統可能在未考慮能源消耗或者介於液體迴路與空氣迴路的設定點之間的相關性因子(correlation factor)下，增加液體迴路及/或空氣迴路之冷卻容量。當使用於本文之中時，相關性因子(例如，靈敏度函數(sensitivity function)、輸入變化與對應的輸出變化)可以是一個代表液體迴路或空氣迴路之設定點如何影響冷卻系統之效能量度(performance metric)及/或冷卻系統之能源消耗或能源再利用的數值。該等設定點可以是表示一冷卻資源何時被啟動及/或停用之設定。例如，液體迴路的設定點可以包含一個表示泵浦速度預定於該處增加的一溫度的設定點。在另一示例之中，該等設定點可以被與即時量測(例如，即時組件回流水溫(return water temperature)、伺服器組件溫度、等等)相比較，並且可以根據設定點與即時量測之間的比較，啟動、停用及/或改變冷卻資源(例如，連接冷卻迴路的冷卻裝置，等等)。
該等設定點可以被使用於一數量的控制迴路之中。此等控制迴路可被使用以對設定點與即時量測進行比較。在一些示例之中，針對一液體迴路可以有一第一控制迴路，而針對一空氣迴路可以有一第二控制迴路。換言之，一實體液體冷卻迴路可以包含一第一控制迴路，該第一控制 迴路可被用以對液體迴路設定點與即時量測(例如，組件供應水溫、伺服器組件溫度、等等)進行比較，而一實體空氣冷卻迴路可以包含一第二控制迴路，該第二控制迴路可被用以對空氣迴路設定點與即時量測(例如，入口空氣溫度、伺服器氣壓降、等等)進行比較。
依本文所述之計算系統的混合式冷卻控制可以包含決定一冷卻系統的一數量的控制迴路之一數量的靈敏度函數、決定該數量的控制迴路的一數量的即時效能量度、根據該數量的靈敏度函數定義該數量的控制迴路中每一者的一數量的策略、以及根據該數量的策略和因應該數量的即時效能量度，改變該數量的控制迴路的一數量的設定點。在一數量的示例之中，該數量的設定點可以被個別改變。換言之，其可以改變一特別設定點的一絕對值。
該數量的策略可以定義能夠增加整個冷卻系統之能源效率的設定點變更。在一數量的示例之中，決定該數量的靈敏度函數包含比較該數量的控制迴路的一數量的設定點變更之間的一數量的效率權衡(efficiency tradeoff)。當使用於本文之中時，該數量的靈敏度函數包含冷卻系統控制器的設定點之間的效率權衡及/或相關性因子。該等相關性因子可以包含一個代表對於冷卻系統之一輸入之改變(例如，設定點改變，等等)可以如何影響對於該冷卻系統之一輸出(例如，即時效能量度，等等)之變化。該等相關性因子及/或靈敏度函數可被用以進行冷卻系統能源利用率的最佳化。
100‧‧‧系統
102‧‧‧混合式冷卻控制系統
104‧‧‧資料庫
106‧‧‧協調式控制器引擎
214‧‧‧計算裝置
216‧‧‧處理資源
218‧‧‧通信連結
220‧‧‧記憶體資源
222‧‧‧協調式控制器模組
330‧‧‧系統
332-1‧‧‧冷卻分配單元(CDU)
332-2‧‧‧冷卻分配單元(CDU)
333-1‧‧‧CDU致動器閥門
333-2‧‧‧CDU致動器閥門
334-1‧‧‧熱交換器
334-2‧‧‧熱交換器
336-1‧‧‧伺服器機櫃
336-2‧‧‧伺服器機櫃
440‧‧‧系統
442‧‧‧入口溫度設定點
444‧‧‧伺服器組件溫度設定點
446‧‧‧組件回流水溫設定點
448‧‧‧空氣控制器
450‧‧‧伺服器風扇控制器
452‧‧‧用水控制器
454‧‧‧伺服器機櫃
456-1‧‧‧入口空氣溫度
456-2‧‧‧伺服器氣壓降
456-3‧‧‧伺服器組件溫度
456-4‧‧‧組件回流水溫
560‧‧‧系統
562‧‧‧壓力差設定點
564‧‧‧溫度設定點
566‧‧‧水流控制器
568‧‧‧水溫控制器
570‧‧‧冷卻分配單元(CDU)
572-1‧‧‧即時壓力差
572-2‧‧‧組件供應水溫
680‧‧‧系統
682‧‧‧協調式控制器
684-1‧‧‧壓力設定點
684-2‧‧‧溫度設定點
684-3‧‧‧組件回流水溫設定點
686‧‧‧冷卻分配單元(CDU)和伺服器機櫃受控系統
688-1‧‧‧泵浦速度和泵浦功率
688-2‧‧‧風扇速度和風扇功率
688-3‧‧‧伺服器組件溫度
688-4‧‧‧組件回流水溫
圖1例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統的一示例之一示意圖。
圖2例示符合本揭示的一示例性計算裝置之一示意圖。
圖3例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統的一示例之一示意圖。
圖4例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統的一示例之一示意圖。
圖5例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統的一示例之一示意圖。
圖6例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統的一示例之一示意圖。
圖1及圖2例示符合本揭示的系統100及計算裝置214之示例。圖1例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統100的一示例之一示意圖。系統100可以包含一資料庫104、一混合式冷卻控制系統102、及/或一數量的引擎(例如，協調式控制器引擎(coordinated controller engine)106，等等)。混合式冷卻控制系統102可以透過一通信連結通連資料庫104，且可以包含該數量的引擎(例如，協調式控制器引擎106，等等)。混合式冷卻控制系統102可以包含較多或較少的引擎，例示以執行各種功能，如同將配合圖3至圖6的更詳細說明所述。
該數量的引擎(例如，協調式控制器引擎106，等等)可以包含硬體與編程之組合，但至少包含硬體，被組構成用以執行本文所述之功 能(例如，決定一數量的液體迴路設定點和一數量的空氣迴路設定點、決定對應至該數量的液體迴路設定點與該數量的空氣迴路設定點的一數量的系統參數(例如，風扇速度、泵浦速度、致動器位置、入口空氣溫度、即時效能量度、等等)、決定該數量的系統參數之一相關性因子、根據該相關性因子變更該數量的液體迴路設定點和該數量的空氣迴路設定點以降低關聯該數量的系統參數的一數量的冷卻資源之能源消耗或最大化其能源再利用、等等)。上述之編程可以包含儲存於一記憶體資源(例如，電腦可讀取媒體、機器可讀取媒體(machine readable medium)、等等)之中的程式指令(例如，軟體、韌體、等等)以及硬體佈線式程式(例如，邏輯電路)。
上述之協調式控制器引擎106可以包含硬體及/或硬體與編程之組合，但至少包含硬體，以決定一數量的液體迴路設定點和一數量的空氣迴路設定點。該數量的液體迴路設定點可以是對應至一液體冷卻系統之系統參數設定。舉例而言，液體冷卻系統之系統參數設定可以包含泵浦速度、泵浦壓力、入口液體溫度、組件回流水溫(例如，出口液體溫度)，以及一液體冷卻系統之中能夠被調整的其他設定。該數量的空氣迴路設定點可以是對應至一空氣冷卻系統之系統參數設定。舉例而言，對應至空氣冷卻系統的系統參數設定可以包含風扇速度、空氣入口溫度、及/或空氣出口溫度，以及一空氣冷卻系統之中能夠被調整的其他設定。。在一數量的示例之中，控制器可能無法調整或改變其對應控制迴路之溫度，而是改為使用一數量的致動器以變更冷卻資源(例如，水或空氣溫度、壓力或流動速率、等等)。
上述之協調式控制器引擎106可以包含硬體及/或硬體與編 程之組合，但至少包含硬體，以決定對應至該數量的液體迴路設定點和該數量的空氣迴路設定點的一數量的系統參數。決定該數量的系統參數可以包含決定冷卻系統的即時效能量度。例如，決定該數量的系統參數可以包含決定一風扇速度、決定一泵浦速度、決定一入口空氣溫度、決定一入口液體溫度、決定一出口空氣溫度、決定一組件回流水溫(例如，出口液體溫度)，以及冷卻系統的其他即時效能量度。在一數量的示例之中，該數量的液體迴路設定點可以變更對應至該等空氣迴路設定點的該數量的系統參數。此外，該數量的空氣迴路設定點可以變更對應至該等液體迴路設定點的該數量的系統參數。
上述之協調式控制器引擎106可以包含硬體及/或硬體與編程之組合，但至少包含硬體，以決定該數量的系統參數的一相關性因子。該相關性因子可以是一個代表液體迴路或空氣迴路之設定點如何影響冷卻系統之效能量度及/或冷卻系統之能源消耗的數值。例如，組件回流水溫之一設定點可以具有一個能夠指示增加該組件回流水溫設定點可以影響入口水溫之相關性因子。換言之，該相關性因子可以代表組件回流水溫與入口水溫間之一權衡。在此例之中，相關性因子可被用以最佳化冷卻系統之能源消耗。換言之，相關性因子可被用以決定能夠最佳化能源消耗與增加冷卻系統冷卻容量的待調整設定點。在一數量的示例之中，該數量的系統參數之相關性因子代表關聯該數量的空氣迴路設定點與該數量的液體迴路設定點中每一者的該數量的系統參數之一數量的冷卻資源之一變更的能源消耗。相關性因子可以代表關聯該數量的系統參數的一數量的冷卻資源之一變更的能源消耗以及一液體迴路與一空氣迴路之一變更的冷卻容量利用 率。
上述之協調式控制器引擎106可以包含硬體及/或硬體與編程之組合，但至少包含硬體，以根據該相關性因子變更該數量的液體迴路設定點和該數量的空氣迴路設定點，從而降低關聯該數量的系統參數的一數量的冷卻資源的能源消耗或者最大化其能源再利用。該協調式控制器引擎106可以根據指派給冷卻系統的設定點和即時系統參數各自的相關性因子，變更該數量的液體迴路和空氣迴路設定點。換言之，該協調式控制器引擎106可以調整一數量的個別控制迴路中的一數量的設定點以降低關聯該數量的系統參數的一數量的冷卻資源的能源消耗或者最大化其能源再利用。在一些示例之中，該協調式控制器引擎106可以調整對應至能夠被用以改變一數量的致動器的一數量的個別控制器的該數量的設定點，以調整一對應控制迴路之冷卻容量。
圖2例示符合本揭示的一示例性計算裝置214之一示意圖。計算裝置214可以使用軟體、硬體、韌體、及/或邏輯電路以執行本文所述之功能。
計算裝置214可以是硬體與被組構成用以共用資訊的程式指令之任何組合。舉例而言，上述之硬體可以包含一處理資源216及/或一記憶體資源220(例如，電腦可讀取媒體(CRM)、機器可讀取媒體(MRM)、資料庫、等等)。當使用於本文之中時，一處理資源216可以包含能夠執行一記憶體資源220所儲存指令的任何數目處理器。處理資源216可以實施於單一裝置之中或者分散於多個裝置之上。上述之程式指令(例如，電腦可讀取指令(computer readable instruction；CRI))可以包含儲存於記憶體資源220之上 並且可由處理資源216執行以實施一預期功能(例如，接收一冷卻系統中之一空氣迴路與一液體迴路之即時參數、決定該冷卻系統的設定點，其中該等設定點包含空氣迴路設定點與液體迴路設定點、決定該冷卻系統的設定點與該空氣迴路和液體迴路的即時參數間之一相關性因子、根據該相關性因子變更該冷卻系統的一數量的設定點以增加該冷卻系統之效率、等等)的指令。
記憶體資源220可以通連一處理資源216。當使用於本文之中時，一記憶體資源220可以包含能夠儲存可被處理資源216執行的指令之任何數目記憶體組件。此記憶體資源220可以是一非暫態性CRM或MRM。記憶體資源220可以整合於單一裝置之中或者分散於多個裝置之上。此外，記憶體資源220可以是完整或局部地整合於像是處理資源216的同一裝置之中，或者其可以是分離但能夠被該裝置及處理資源216存取。因此，其應當注意到，計算裝置214可以實施於一參與裝置之上、一伺服器裝置之上、伺服器裝置的一集合之上、及/或參與裝置與伺服器裝置的一組合之上。
記憶體資源220可以透過一通信連結(例如，一路徑)218通連處理資源216。通信連結218可以位於連接處理資源216之一機器(例如，一計算裝置)的本地端或遠端。一本地端通信連結218之示例可以包含位於一機器(例如，一計算裝置)內部之一電子匯流排，其中記憶體資源220係透過該電子匯流排通連處理資源216的揮發性、非揮發性、固定式、及/或可移除儲存媒體其中一者。
一數量的模組(例如，協調式控制器模組222，等等)可以包含當由處理資源216執行之時能夠執行功能的CRI。該數量的模組(例如， 協調式控制器模組222，等等)可以是其他模組之中的子模組。在另一示例之中，該數量的模組(例如，協調式控制器模組222，等等)可以包含位於分離和不同位置上的個別模組(例如，CRM，等等)。
該數量的模組(例如，協調式控制器模組222，等等)之中的每一者均可以包含當由處理資源216執行之時能夠充當如本文所述之一對應引擎的指令。例如，協調式控制器模組222可以包含當由處理資源216執行之時能夠充當協調式控制器引擎106的指令。
圖3例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統330的一示例之一示意圖。系統330可以包含能夠使用一冷卻系統的一數量的伺服器機櫃336-1、336-2。伺服器機櫃336-1、336-2可以包含藉由一冷卻系統進行冷卻的計算硬體。該冷卻系統可以包含一數量的冷卻迴路(例如，液體冷卻迴路、空氣冷卻迴路、等等)。
系統330可以包含一液體冷卻迴路，該液體冷卻迴路可以包含一數量的冷卻分配單元(CDU)332-1、332-2。該數量的CDU 332-1、332-2可以提供液體以透過一液體冷卻迴路冷卻伺服器機櫃336-1、336-2之硬體。該數量的CDU 332-1、332-2可以耦接至一冷卻器，該冷卻器透過一數量的液體泵浦及/或液體管線(例如，液體管道，等等)提供冷卻液體至一數量的機櫃336-1、336-2。該冷卻器可以使用一熱交換器(例如，熱交換器334-1、熱交換器334-2、等等)以從回流自伺服器機櫃336-1、336-2之液體移除熱，並且將IT與通常是"髒汙"的設施用水隔離。
該數量的CDU 332-1、332-2可以透過耦接至伺服器機櫃336-1、336-2的一數量的液體管線進行液體之循環。該等液體管線可以耦接 至該數量的伺服器機櫃336-1、336-2每一者之內的IT用水冷卻迴路(ITWCL)及/或熱交換器。該數量的伺服器機櫃336-1、336-2之內的該等ITWCL及/或熱交換器可被用以維持伺服器機櫃336-1、336-2之內的計算硬體之溫度。換言之，液體可被用以移除伺服器機櫃336-1、336-2之內的計算硬體所產生之熱。
在一些示例之中，上述之冷卻系統可以包含一空氣迴路。該空氣迴路可以包含一數量的機櫃風扇、熱交換器風扇、及/或伺服器風扇，能夠被使用以循環伺服器機櫃336-1、336-2內的空氣。空氣迴路可被用以將空氣冷卻提供給伺服器機櫃336-1、336-2。空氣迴路可以使用(例如，操控，等等)處於一特別溫度的入口空氣並將入口空氣循環流通伺服器機櫃336-1、336-2。入口空氣可被用以從伺服器機櫃336-1、336-2內的計算硬體移除熱。
冷卻系統可以使用一數量的設定點來控制該數量的冷卻迴路(例如，空氣迴路、液體迴路、等等)。該數量的冷卻迴路各自均可以具有設定點以根據即時參數反饋來啟動、停用、及/或調整冷卻資源(例如，冷卻裝置，等等)。如同本文所述，該等設定點可以被與即時參數反饋進行比較，且根據該比較，可以藉由一對應控制器做出一數量的致動器調整，從而啟動、停用、及/或調整對應至該等設定點的冷卻資源。例如，液體冷卻迴路可以包含針對水溫之一設定點。在此例之中，實際水溫可以是即時的參數反饋。在此例之中，水溫之一設定點可以被設定於一特別溫度處，且當水溫抵達該特別溫度之時，一冷卻器可以被啟動，切換至一特別的運作模型，及/或透過一數量的溫度設定點進行調整，以開始將水冷卻至一個低於該特 別溫度的溫度。在一些示例之中，當水溫抵達該特別溫度之時，一CDU致動器閥門333-1、333-2可以被開啟至一較大的程度(例如，開得更開，等等)，以讓更多的設施用水能夠流過IT機櫃336-1、336-2內的熱交換器並可能產生冷卻程度更大的IT用水。液體迴路和空氣迴路可以包含一數量的不同的設定點，能夠根據獨立的即時參數反饋獨立地運作，以控制冷卻系統的各種效能量度。
系統330可以整合該數量的不同設定點並調整該數量的不同設定點以最佳化冷卻系統的能源效率。系統330可以使用具有一數量的相關性因子的冷卻系統之即時效能量度，以調整該數量的冷卻迴路的設定點。該數量的相關性因子可以包含該數量的設定點中每一者之代表性數值。該等代表性數值可以是表示一設定點之調整如何影響冷卻系統效能量度之數值。例如，水溫之一設定點可以包含一相關性因子，該相關性因子表示一特別溫度設定點與冷卻系統效能量度之間的一個關係。此外，水溫之設定點可以被指派一相關性因子，該相關性因子表示一特別溫度設定點與冷卻系統能源利用率之間的一個關係。
設定點的相關性因子可被用以產生冷卻系統的一數量的概貌(profile)。該數量的概貌可被用以調整設定點以最佳化冷卻系統的效能量度與能源利用率。系統330可被用以藉由根據該數量的概貌變更設定點而最佳化一整體冷卻系統的能源效率。
圖4例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統440的一示例之一示意圖。系統440可以代表能夠用以控制一數量的冷卻迴路之設定(例如，設定點、致動器設定、等等)的一數量的控制器(例 如，空氣控制器448、伺服器風扇控制器450、用水控制器452、等等)。
該數量的控制器可以使用一數量的設定點(例如，入口溫度設定點442、伺服器組件溫度設定點444、組件回流水溫設定點446、等等)以啟動、停用、或者調整冷卻迴路(例如，空氣迴路、液體迴路、等等)之設定。舉例而言，空氣控制器448可以使用入口溫度設定點442來調整伺服器機櫃454的熱交換器風扇及/或機架風扇。一數量的監測器可被用以監測伺服器機櫃454的效能量度，並將該等效能量度提供給該數量的控制器中的每一者。
在過去的冷卻系統之中，控制器能夠獨立動作以調整冷卻迴路的設定。藉由根據所接收的該數量的設定點而獨立動作，該數量的控制器可以在不考慮調整會如何影響冷卻系統的其他效能量度下，調整該數量的冷卻迴路的設定點。此外，根據所接收的該數量的設定點獨立動作，可能導致冷卻系統的過度能源消耗。在一些過去的計算系統之中，控制器的設定點被手動調整以對控制器個別進行調整。
系統440可以決定該數量的控制器的設定點的一數量的相關性因子。該數量的相關性因子之決定可以是基於每一設定點組合處之伺服器機櫃454的即時效能量度456-1、456-2、456-3、456-4。例如，空氣控制器448之一入口溫度設定點可以影響伺服器機櫃454之一伺服器氣壓降456-2、一伺服器組件溫度456-3、及/或一組件回流水溫456-4。在此例之中，對於入口溫度設定點之一變更可以影響伺服器機櫃454的即時效能量度456-1、456-2、456-3、456-4。入口溫度設定點之變更對於伺服器機櫃454的即時效能量度456-1、456-2、456-3、456-4的影響可被用以產生入口溫度設 定點之一相關性因子。換言之，入口溫度設定點的相關性因子可以代表變更入口溫度設定點如何影響伺服器機櫃454的即時效能量度456-1、456-2、456-3、456-4。在一數量的示例之中，入口溫度設定點的相關性因子亦可以代表冷卻系統能源消耗的變化。
對應至每一控制器的每一設定點的相關性因子可被用以產生系統440的一數量的概貌。該數量的概貌可以界定出，根據伺服器機櫃454的即時效能量度456-1、456-2、456-3、456-4與每一設定點的相關性因子，調整哪些控制器設定點。在一些示例之中，該數量的概貌可被用以增加系統440的冷卻容量利用率，同時亦最佳化系統440之能源消耗。
圖5例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統580的一示例之一示意圖。系統580可以代表一冷卻系統中之一示例性液體迴路。該液體迴路可以包含一水流控制器566和一水溫控制器568。水流控制器566可被用以對採用一數量的設定點562、564之一冷卻分配單元(CDU)570的液體流動進行調控。水溫控制器568可被用以調控一CDU 570之液體溫度。水溫控制器568可以使用一數量的設定點564，該數量的設定點564可被用以啟動、停用及/或變更一數量的液體泵浦的設定，如同本文所述。
水流控制器566可以使用接收自CDU 570內的一數量的監測器之即時壓力差572-1來啟動、停用、及/或變更CDU 570的一數量的液體泵浦之設定。換言之，水流控制器566可以具有一特別壓力差設定點562，可被用以根據接收的即時壓力差572-1來變更泵浦速度。在一些示例之中，根據接收的即時壓力差572-1來變更泵浦速度亦可以影響其他即時參數(例 如，組件供應水溫572-2，等等)。
水溫控制器568可以以一種類似於水流控制器566的方式使用一溫度設定點564。換言之，水溫控制器568可以接收來自耦接至CDU 570的一數量的監測器的即時組件供應水溫572-2(例如，組件供應水溫，等等)並根據溫度設定點564，水溫控制器568可以變更一設施用水閥門以改變CDU 570之組件供應水溫572-2。在一些示例之中，改變設施用水閥門亦可以影響系統580的其他即時參數。在一些示例之中，耦接至CDU 570的該數量的監測器可以被設置於一IT機櫃之內。此外，其可以有複數個監視器被設置於冷卻系統的各處區域之中。在可被監測的其他即時參數(例如，空氣溫度、水溫、組件溫度、能源利用率、風扇速度、泵浦速度、等等)之中，該複數個監測器可以提供一數量的受監測的溫度數值。在一些示例之中，水溫控制器568可以使用下列中的至少一項：來自該數量的監視器的一最大接收數值、一最小接收數值、或者一平均接收數值(例如，平均數、中位數、等等)。
在一些示例之中，當針對壓力差設定點562與溫度設定點564施用變更之時，其可以根據接收的即時參數572-1、572-2，指派一相關性因子給壓力差設定點562與溫度設定點564。該等相關性因子可被用以產生系統580之概貌。系統580的概貌可以包含能夠增加冷卻效率及最佳化系統580能源利用率的相關性因子及設定點變更。
圖6例示符合本揭示的一個用於計算系統的混合式冷卻控制之系統680的一示例之一示意圖。系統680可以包含冷卻分配單元(CDU)和伺服器機櫃受控系統686以同時控制如本文所述之空氣迴路和液體迴 路。該等空氣迴路和液體迴路可以同時受控於一協調式控制器682。在一些示例之中，協調式控制器682可以取代本文所述的該數量的控制器(例如，空氣控制器、伺服器風扇控制器、用水控制器、水流控制器、等等)之功能。在一些示例之中，協調式控制器682可被用以管理及/或控制本文所述之該數量的控制器中的一或多者。換言之，協調式控制器682可以傳送指令給一數量的較低層級的控制器。在此例之中，該等較低層級控制器可以因應接收自協調式控制器682的指令，如本文所述地做出設定點變更。
協調式控制器682可以包含設定點(例如，壓力設定點684-1、溫度設定點684-2、組件回流水溫設定點684-3的改變、等等)，對應至如本文所述之液體迴路與空氣迴路的一數量的控制器。協調式控制器682可以使用該數量的控制器之設定點以啟動、停用、及/或變更關聯該數量的控制器之冷卻設備的設定。舉例而言，該等設定點可被用以啟動、停用、及/或變更關聯一風扇控制器之一機櫃風扇的風扇速度。
協調式控制器682可以接收CDU和伺服器機櫃系統686的一數量的即時效能量度688-1、688-2、688-3、688-4。該等即時效能量度可以包含，但不限於：泵浦速度和泵浦功率688-1、風扇速度和風扇功率688-2、伺服器組件溫度688-3、及/或組件回流水溫688-4。協調式控制器682可以決定該數量的設定點684-1、684-2、684-3的一數量的相關性因子。該等相關性因子可以被指派給該數量的設定點684-1、684-2、684-3中的每一者。如同本文所述，該等相關性因子可以代表特別設定點684-1、684-2、684-3會如何影響CDU和伺服器機櫃系統686的即時效能量度688-1、688-2、688-3、688-4。此外，該等相關性因子可以代表特別設定點684-1、684-2、 684-3會如何影響系統的能源消耗或者包含於IT機櫃的廢水(例如，組件回流水，等等)的能源再利用(例如，能源重新利用，等等)。在一些示例之中，泵浦速度和功率量度688-1及/或風扇速度和功率量度688-2可被用以量化冷卻系統680的冷卻能源消耗。
在一些示例之中，該等相關性因子可以被指派給一數量的設定點組合。例如，一相關性因子可以被指派給一個各種設定點684-1、684-2、684-3之組合。在此例之中，各種設定點684-1、684-2、684-3的不同組合可以影響CDU和伺服器機櫃系統686的即時效能量度688-1、688-2、688-3、688-4以及影響CDU和伺服器機櫃系統686的能源消耗。如同本文所述，該等相關性因子可被用以產生一數量的概貌，該等概貌可以被協調式控制器682使用以調整該數量的設定點684-1、684-2、684-3，以最佳化CDU和伺服器機櫃系統686的冷卻容量和能源消耗，或者包含於IT機櫃的廢水中的能源再利用(例如，能源重新利用，等等)。因此，相關性因子可以包含冷卻系統中的空氣迴路與液體迴路之即時參數的直接與間接變更數值。
在一些示例之中，系統680能夠以一種二層控制功能的形式運作。換言之，其可以有一第一層，其中透過即時效能量度的個別控制迴路控制效能量度。此第一層可以類似於根據獨立即時參數反饋，如本文所述，獨立地操控該數量的控制器。此外，其可以有一第二層，其中即時效能量度之控制迴路被調整以最佳化協調與能源消耗。此第二層可被用以根據相關性因子同時控制一數量的不同的冷卻迴路，以提供較高之冷卻容量效率以及較高之功率和能源消耗效率。
在一些示例之中，系統680可以使用基於設定點變更間的權 衡之相關性因子。在一些示例之中，該等權衡可以是針對不同冷卻控制迴路的效能量度。在一些示例之中，該等權衡可以是針對相同冷卻控制迴路的效能量度。此外，該等權衡可以是針對不同冷卻方法的效能量度。舉例而言，該等相關性因子可以是基於一組件供應水溫與一流速之間的一個權衡。在此例之中，組件供應水溫可以藉由變更一設施用水閥門加以控制，而流速則可以藉由改變一泵浦速度加以控制。在此例之中，組件供應用水的冷卻容量正比於組件供應水溫和組件供應用水的流速。在此例之中，增加流速或者降低組件供應用水的溫度二者均能夠增加冷卻容量；然而，CPU溫度對於水溫的靈敏度可能比流速高。因此，在此例之中，相關性因子可被用以指導協調式控制器682在增加流速之前降低水溫。在一些示例之中，相關性因子可被用以指導協調式控制器682減少流速及/或增加組件供應水溫，以最大化組件回流溫度而達能源再利用之目的。
在另一示例之中，上述之權衡可以是針對冷卻方法(例如，液體冷卻、空氣冷卻、等等)。在此例之中，協調式控制器682可以從一空氣冷卻方法接收風扇速度。在此例之中，風扇速度可以抵達一個並非能源利用率之一有效率速率的點(例如，大於80%，等等)。在此例之中，協調式控制器682可以藉由降低一液體冷卻方法之一組件供應水溫而降低風扇速度。因此，在此例之中，一相關性因子或概貌可被用以指導協調式控制器682使用一較低水溫來降低風扇速度，同時增加系統680之能源效率。
在另一示例之中，上述之權衡可以是針對組件回流水溫與液體冷卻方法及/或液體迴路之一組件供應水溫控制。組件回流水溫、流速(例如，泵浦速度)、和組件供應水溫之間的相關性可以包含一相關性因子，該 相關性因子可被用以指導協調式控制器682調整壓力變化、入口水溫、及/或組件供應水溫設定點而最佳化系統680的整體能源效率。在此例之中，組件回流水溫與組件供應溫度可以影響冷卻容量之一最佳泵浦速度。因此，協調式控制器682可以使用指派給組件供應水溫、組件回流水溫、與泵浦速度之組合的一個相關性因子以改變對應設定點，從而增加冷卻容量及/或使能源利用率最佳化。在一些示例之中，系統680可以回應計算組件之過熱。在此等示例之中，本地端及/或較低層級之控制器可以是處於一個其能夠對系統680的冷卻容量做出一相當微小的增加之點(例如，風扇已經處於100%容量)。在此等示例之中，協調式控制器682可以決定是否降低水溫設定點及/或增加系統680之一流速。
當使用於本文之中時，"邏輯電路"係一備選或額外處理資源以執行本文所述之一特別動作及/或功能等等，其包含硬體，例如，各種形式之電晶體邏輯、特定用途積體電路(ASIC)、等等，相對於電腦可執行指令，例如，軟體、韌體、等等，儲存於記憶體之中並且可由一處理器執行。此外，當使用於本文之中時，"一"或"一數量的"項目可以表示一或多個此等項目。例如，"一數量的小工具"可以表示一或多個小工具。
以上的說明內容、示例及資料提供本揭示之方法與應用之描述，以及本揭示之系統與方法之使用。由於其可以在未脫離本揭示之系統與方法的精神和範疇下做出許多實例，故本說明書僅係提出許多可能的示例性組態與實施方式中的一部分。
440‧‧‧系統
442‧‧‧入口溫度設定點
444‧‧‧伺服器組件溫度設定點
446‧‧‧組件回流水溫設定點
448‧‧‧空氣控制器
450‧‧‧伺服器風扇控制器
452‧‧‧用水控制器
454‧‧‧伺服器機櫃
456-1‧‧‧入口空氣溫度
456-2‧‧‧伺服器氣壓降
456-3‧‧‧伺服器組件溫度
456-4‧‧‧組件回流水溫

Claims (15)

  1. 一種用於計算系統的混合式冷卻控制之系統，包含：一協調式控制器引擎，用以：決定一數量的液體迴路設定點和一數量的空氣迴路設定點；決定對應至該數量的液體迴路設定點和該數量的空氣迴路設定點的一數量的系統參數；決定用於該數量的系統參數之一相關性因子；以及根據該相關性因子變更該數量的液體迴路設定點和該數量的空氣迴路設定點，以降低關聯該數量的系統參數的一數量的冷卻資源之能源消耗或最大化其能源再利用。
  2. 如申請專利範圍第1項之用於計算系統的混合式冷卻控制之系統，其中該數量的液體迴路設定點變更對應至一空氣迴路與一液體迴路的該數量的系統參數，且其中該數量的空氣迴路設定點變更對應至該空氣迴路與該液體迴路之該數量的系統參數。
  3. 如申請專利範圍第1項之用於計算系統的混合式冷卻控制之系統，包含該協調式控制器引擎用以自該數量的空氣迴路設定點或該數量的液體迴路設定點變更一特別設定點之一絕對值。
  4. 如申請專利範圍第1項之用於計算系統的混合式冷卻控制之系統，其中該數量的系統參數之該相關性因子代表一空氣迴路和一液體迴路之冷卻裝置之一變更的能源消耗。
  5. 如申請專利範圍第1項之用於計算系統的混合式冷卻控制之系統，其中該相關性因子代表關聯該數量的系統參數的一數量的冷卻資源之一變 更的能源消耗或能源再利用以及一液體迴路與一空氣迴路之一變更的冷卻容量。
  6. 如申請專利範圍第1項之用於計算系統的混合式冷卻控制之系統，其中該數量的空氣迴路設定點包含對應至一空氣冷卻系統之設定點。
  7. 如申請專利範圍第1項之用於計算系統的混合式冷卻控制之系統，其中該數量的液體迴路設定點包含對應至一液體冷卻系統之設定點。
  8. 一種非暫態性電腦可讀取媒體，儲存可由一用於計算系統之混合式冷卻控制的處理裝置執行的指令，其中該等指令可執行以：接收一冷卻系統中的用於一空氣迴路與一液體迴路之即時參數；決定該冷卻系統之設定點，其中該等設定點包含空氣迴路設定點與液體迴路設定點；決定該冷卻系統的該等設定點與用於該空氣迴路及該液體迴路的該等即時參數之間的一相關性因子；以及根據該相關性因子變更該冷卻系統的一數量的設定點以增加該冷卻系統的一效率。
  9. 如申請專利範圍第8項的非暫態性電腦可讀取媒體，其中該相關性因子係該冷卻系統的冷卻效率與能源效率之一代表性數值。
  10. 如申請專利範圍第8項的非暫態性電腦可讀取媒體，其中用以變更該冷卻系統的該數量的設定點的該等指令包含用以變更下列項目的至少其中一者的指令：水流速；供應水溫； 組件空氣流速；組件入口空氣溫度；組件回流水溫；以及組件出口空氣溫度。
  11. 如申請專利範圍第8項的非暫態性電腦可讀取媒體，其中該相關性因子包含對應至該冷卻系統中的用於該空氣迴路與該液體迴路之該等即時參數的設定點之直接與間接變更數值。
  12. 一種用於計算系統的混合式冷卻控制之方法，包含：決定一冷卻系統之一數量的控制迴路的一數量的靈敏度函數；決定用於該數量的控制迴路的一數量的即時效能量度；根據該數量的靈敏度函數，定義用於該數量的控制迴路中每一者的一數量的策略；以及根據該數量的策略並因應該數量的即時效能量度，變更該數量的控制迴路的一數量的設定點。
  13. 如申請專利範圍第12項的用於計算系統的混合式冷卻控制之方法，其中定義該數量的策略包含比較該數量的即時效能量度與該冷卻系統之一整體效能量度。
  14. 如申請專利範圍第12項的用於計算系統的混合式冷卻控制之方法，其中決定該數量的靈敏度函數包含比較該數量的控制迴路的一數量的設定點變更之間的一數量的效率權衡。
  15. 如申請專利範圍第12項的用於計算系統的混合式冷卻控制之方法，其中定義該數量的策略包含決定該數量的控制迴路的一數量的可能的 設定點變更。
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