TWI780359B - 資訊處理系統及向電力軌供電以向資訊處理系統的負荷供電的方法 - Google Patents

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TWI780359B
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光勇 朱
約翰 Ｊ 布林
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Abstract

一種資訊處理系統，包含第一電力供應與第二電力供應。第一電力供應單元向電力軌提供電力以向資訊處理系統的負荷供電，並且被配置為以第一峰值電流準位與第一恆定電流準位向電力軌提供電力。第二電力供應單元向電力軌提供電力，並且被配置為以第二峰值電流準位與第二恆定電流準位向電力軌提供電力。第二峰值電流準位大於第一峰值電流準位，並且第二恆定電流準位大於第一恆定電流準位。

Description

資訊處理系統及向電力軌供電以向資訊處理系統的負荷供電的方法
相關申請的交叉引用
本申請要求於2018年10月31日提交的題為「用於提供峰值優化的電力供應單元的方法與裝置」的美國專利申請號16/175，831的優先權，其被轉讓給當前的受讓人，並透過引用整體併入本文。
相關的主題包含在與此同時提交的題為「基於電力輔助單元的充電來提供平臺電力峰值限制的方法與裝置」的共同未決的美國專利申請16/175，813(DC-112326)中，其揭露的內容透過引用併入本文。
相關的主題包含在與此同時提交的題為「基於活動特徵提供電力輔助單元輸出的動態調節的方法與裝置」的共同未決的美國專利申請16/175，816(DC-112327)中，其揭露的內容透過引用併入本文。
相關的主題包含在與此同時提交的題為「基於活動特徵提供電力輔助單元輸出的動態調節的方法與裝 置」的共同未決的美國專利申請16/175，820(DC-112328)中，其揭露的內容透過引用併入本文。
相關的主題包含在與此同時提交的題為「用於在電力輔助單元中提供高頻寬電容器電路的方法與裝置」的共同未決的美國專利申請16/175，824(DC-112329)中，其揭露的內容透過引用併入本文。
相關的主題包含在與此同時提交的題為「用於利用電力輔助單元提供平滑通電運行的裝置與方法」的共同未決的美國專利申請16/175，827(DC-112330)中，其揭露的內容透過引用併入本文。
相關的主題包含在與此同時提交的題為「控制電力輔助單元的方法與裝置」的共同未決的美國專利申請16/175，830(DC-112331)中，其揭露的內容透過引用併入本文。
相關的主題包含在與此同時提交的題為「用於利用電力輔助單元提供平滑通電運行的方法與裝置」的共同未決的美國專利申請16/175，827(DC-112330)中，其揭露的內容透過引用併入本文。
相關的主題包含在與此同時提交的題為「用於利用電力輔助單元來延長電力保持的方法與裝置」的共同待決的美國專利申請16/175，828(DC-112333)中，其揭露的內容透過引用併入本文。
相關的主題包含在與此同時提交的題為「將電流指示器分配到多個端點的方法與裝置」的共同未決的 美國專利申請16/175，832(DC-112336)中，其揭露的內容透過引用併入本文。
發明領域
本揭露總體上係關於一種資訊處理系統，並且更具體地係關於在資訊處理系統中提供峰值優化的電力供應單元。
發明背景
隨著資訊的價值與使用不斷增加，個人與企業尋求其他方式來處理與儲存資訊。一種選擇是資訊處理系統。資訊處理系統通常出於業務、個人或其他目的處理、編譯、儲存與/或傳遞資訊或資料。因為技術與資訊處理的需求與要求在不同的應用程式之間可能會有所不同，所以資訊處理系統在處理什麼資訊，如何處理資訊，處理、儲存或傳遞多少資訊以及處理、儲存或傳遞資訊的速度與效率也可能有所不同。資訊處理系統的變化允許資訊處理系統是通用的或針對特定使用者或特定用途(諸如金融交易處理、預訂、企業資料儲存或全球通信)配置的。另外，資訊處理系統可以包含可以被配置為處理、儲存與傳遞資訊的各種硬體與軟體資源，並且可以包含一個或多個電腦系統、資料儲存系統與聯網系統。
發明概要
一種資訊處理系統可以包含第一電力供應與第二電 力供應。第一電力供應可以將向電力軌提供電力以向資訊處理系統的負荷供電，並且可以被配置為以第一峰值電流準位與第一恆定電流準位向電力軌提供電力。第二電力供應可以向電力軌提供電力，並且可以被配置為以第二峰值電流準位與第二恆定電流準位向電力軌提供電力。第二峰值電流準位可以大於第一峰值電流準位，並且第二恆定電流準位可以大於第一恆定電流準位。
100:資訊處理系統
102、104:處理器
106、108:處理器介面
110:晶片組
112:I/O通道
120:記憶體
122:記憶體介面
130:圖形配接器
132:圖形介面
134:視訊顯示器
136:視訊顯示輸出
140:非揮發性RAM(NV-RAM)
142:輸入與輸出系統/可延伸韌體介面(BIOS/EFI)模組
150:磁碟控制器
152:磁碟介面
154:硬碟驅動器(HDD)
156:光碟驅動器
160:磁碟模擬器
162:外部介面
164:固態驅動器(SSD)
170:輸入/輸出(I/O)介面
172:週邊介面
174:附加資源
176:可信平台模組(TPM)
180:網路介面
182:網路通道
190:基板管理控制器(BMC)
192:管理介面
194:網路介面
200:電力控制系統
202:PSU
204、216:OCW模組
206:電流監視組合器
208:系統電流監視分配器
210、250、310、320、350:PAU
210、220、310、320、510、520:PSU
212:充電器
214:CPU VR
218:可程式設計邏輯裝置(CPLD)
220:介面多工器(I2C MUX)
222:基板管理控制器(BMC)
226、228:CPU
230:PCIe適配器
232:系統電流監視分配器
234:非揮發性記憶體標準(NVMe)介面
300、500:電力供應系統
330:負載
340:電流參考
342:PAU賦能邏輯
352:電力轉換器
354:電力儲存元件
356:控制器
400:方法
402-414:框
515、525:電容器
530:負荷
540:關係圖
應當理解，為了圖示的簡單與清楚起見，圖式中圖示的元件未必按比例繪製。例如，某些元素的尺寸相對於其他元素被放大了。結合本文呈現的圖式示出與描述了結合本揭露的教導的實施方式，其中：圖1是根據本揭露的一個實施方式的資訊處理系統的框圖。
圖2是根據本揭露的一個實施方式的包含用於資訊處理系統的電力輔助單元的電力控制系統的框圖；圖3是根據本揭露的一個實施方式的包含用於資訊處理系統的電力輔助單元的電力供應系統的框圖；圖4示出了控制PAU的方法；以及圖5是根據本揭露的另一個實施方式的包含峰值優化的電力供應單元的電力供應系統的框圖。
在不同圖式中使用相同的圖式標記代表相似或相同的項目。
較佳實施例之詳細說明
提供以下結合圖式的描述以幫助理解本文揭露的教導。以下討論將集中於教導的具體實施方案與實施方式。提供此集中是為了幫助描述這些教導，並且不應將其解釋為對這些教導的範圍或適用性的限制。然而，其他教導當然可以用於本應用中。這些教導還可以用在其他應用中，並具有幾種不同類型的架構，例如分散式運算架構、使用者端/伺服器架構或中介軟體伺服器架構以及相關資源。
圖1示出了資訊處理系統100的一個實施方式，該資訊處理系統100包含處理器102與104、晶片組110、記憶體120、連接至視訊顯示器134的圖形配接器130、包含基本輸入與輸出系統/可延伸韌體介面(BIOS/EFI)模組142的非揮發性RAM(NV-RAM)140、磁碟控制器150、硬碟驅動器(HDD)154、光碟驅動器156、連接到固態驅動器(SSD)164的磁碟模擬器160、連接到附加資源174的輸入/輸出(I/O)介面170與可信平台模組(TPM 176、網路介面180與基板管理控制器(BMC)190)。處理器102透過處理器介面106連接到晶片組110，並且處理器104透過處理器介面108連接到晶片組。在特定的實施方式中，處理器102與104透過高容量的一致性結構(諸如超高速傳輸(HyperTransport)鏈路，快速通道互聯等)連接在一起。
晶片組110代表積體電路或積體電路組，其管理處理器102與104與資訊處理系統100的其他元件之間 的資料流。在特定實施方式中，晶片組110代表一對積體電路，諸如北橋組件與南橋組件。在另一實施方式中，晶片組110的一些或全部功能與特徵與處理器102與104中的一個或多個集成在一起。記憶體120透過記憶體介面122連接到晶片組110。記憶體介面122的示例包含雙倍數據速率(DDR)記憶體通道且記憶體120代表一個或多個DDR雙列直插式記憶體模組(DIMM)。在特定實施方式中，記憶體介面122代表兩個或多個DDR通道。在另一實施方式中，處理器102與104中的一個或多個包含記憶體介面，該記憶體介面為處理器提供專用記憶體。DDR通道與連接的DDR DIMM可以符合特定的DDR標準，諸如DDR3標準、DDR4標準、DDR5標準等。記憶體120可以進一步代表記憶體類型的各種組合，諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)DIMM、靜態隨機存取記憶體(SRAM)DIMM，非揮發性DIMM(NV-DIMM)、儲存類記憶體設備、唯讀記憶體(ROM)設備等。
圖形配接器130經由圖形介面132連接到晶片組110，並向視訊顯示器134提供視訊顯示輸出136。圖形介面132的示例包含快速周邊組件互連(PCIe)介面且圖形配接器130可以根據需要或期望包含四通道(x4)PCIe適配器、八通道(x8)PCIe適配器、16通道(x16)PCIe適配器或其他配置。在特定實施方式中，圖形配接器130設置在系統印刷電路板(PCB)上。視訊顯示輸出136可以包含數位視訊介面(DVI)、高清多媒體介面(HDMI)、顯示埠介面 等，並且視訊顯示器134可以包含監視器、智慧電視、諸如膝上型電腦顯示器的嵌入式顯示器等。
NV-RAM 140、磁碟控制器150與I/O介面170透過I/O通道112連接到晶片組110。I/O通道112的示例包含一個或多個連結在晶片組110與NV-RAM 140、磁碟控制器150與I/O介面170中的每個之間的點對點PCIe。晶片組110更可以包含一個或多個其他I/O介面，包含工業標準架構(ISA)介面、小型電腦序列介面(SCSI)介面、內部積體電路(I2C)介面、系統封包介面(SPI)、通用序列匯流排(USB)、另一個介面或它們的組合。NV-RAM 140包含BIOS/EFI模組142，該BIOS/EFI模組142儲存機器可執行代碼(BIOS/EFI代碼)，該代碼可執行以用於檢測資訊處理系統100的資源，提供用於資源的驅動器，初始化資源以及提供用於資源的公共存取機制。BIOS/EFI模組142的功能與特徵將在下面進一步描述。
磁碟控制器150包含磁碟介面152，該磁碟介面152將磁碟控制器連接到硬碟驅動器(HDD)154、光碟驅動器(ODD)156與磁碟模擬器160。磁碟介面152的示例包含集成驅動電子(IDE)介面、高級技術附件(ATA)(諸如並行ATA(PATA)介面或串列ATA(SATA)介面)、SCSI介面、USB介面、專有介面或它們的組合。磁碟模擬器160允許固態驅動器(SSD)164透過外部介面162連接到資訊處理系統100。外部介面162的示例包含USB介面、IEEE 1394(火線)介面、專有介面、或其組合。替代地，固態驅 動器164可以設置在資訊處理系統100內。
I/O介面170包含週邊介面172，該週邊介面將I/O介面連接到附加資源174、TPM 176以及網路介面180。週邊介面172可以是與I/O通道112相同類型的介面，或者可以是不同類型的介面。這樣，當週邊介面172與I/O通道是相同類型時，I/O介面170擴展了I/O通道112的容量，並且當它們是不同類型時，該I/O介面將資訊從適合於該I/O通道的格式轉換成適合於週邊通道172的格式。附加資源174可以包含資料儲存系統、附加圖形介面、網路介面卡(NIC)、聲音/視訊處理卡、另一附加資源或它們的組合。附加資源174可以位於主電路板上、位於資訊處理系統100內的單獨的電路板或附加卡上、位於資訊處理系統外部的設備或其組合中。
網路介面180代表設置在資訊處理系統100內、位於資訊處理系統的主電路板上、集成在另一個組件(諸如晶片組110)上，位於另一個合適的位置或其組合中的網路通信設備。網路介面設備180包含網路通道182，該網路通道182向資訊處理系統100外部的設備提供介面。在特定實施方式中，網路通道182的類型與週邊設備通道172的類型不同，並且網路介面180將資訊從適合於週邊通道的格式轉換為適合於外部設備的格式。在特定實施方式中，網路介面180包含網路介面卡(NIC)或主機匯流排適配器(HBA)，並且網路通道182的示例包含無限頻寬(InfiniBand)通道、光纖通道、十億位元乙太網通道、專 有通道架構，或其組合。在另一個實施方式中，網路介面180包含無線通訊介面，並且網路通道182包含WiFi通道、近場通信(NFC)通道、藍芽或低能量藍芽(BLE)通道、基於蜂巢的介面(諸如作為全球移動系統(GSM)介面、分碼多重進接(CDMA)介面、通用移動電信系統(UMTS)介面、長期演進(LTE)介面或其他基於蜂巢的介面)，或者它們的組合。網路通道182可以連接到外部網路資源(未示出)。該網路資源可以包含另一資訊處理系統、資料儲存系統、另一網路、網格管理系統、另一合適的資源或其組合。
BMC 190經由一個或多個管理介面192連接到資訊處理系統100的多個元件，以提供對資訊處理系統的元件的帶外監視、維護與控制。這樣，BMC 190代表不同於處理器102與處理器104的處理設備，它為資訊處理系統100提供了各種管理功能。例如，BMC 190可以負責電力管理、冷卻管理等。術語「基板管理控制器(BMC)」通常在伺服器系統的情境中使用，而在消費級設備中，BMC可以稱為嵌入式控制器(EC)。資料儲存系統中包含的BMC可以稱為儲存機箱處理器。包含在刀片伺服器的機箱中的BMC可以稱為機箱管理控制器，包含在刀片伺服器的刀片中的嵌入式控制器可以稱為刀片管理控制器。BMC 180提供的能力與功能可能會根據資訊處理系統的類型而有很大不同。BMC 190可以根據智慧平台管理介面(IPMI)進行運行。BMC 190的示例包含集成的戴爾遠端存取控制器(iDRAC)。管理介面192代表BMC 190與資訊處理系統 100的元件之間的一個或多個帶外通信介面，並且可以包含內部積體電路(I2C)匯流排、系統管理匯流排(SMBUS)、電力管理匯流排(PMBUS)、低引腳數(LPC)介面、諸如通用序列匯流排(USB)或串列週邊設備介面(SPI)之類的串列匯流排、諸如乙太網路介面之類的網路介面、諸如快速周邊組件互連(PCIe)介面之類的高速串列資料鏈接、網路控制器邊帶介面(NC-SI)等。如本文所使用的，帶外訪問是指與BIOS/運行系統執行環境分開地在資訊處理系統100上執行的運行，即與處理器102與104對代碼的執行以及回應於所執行的代碼而在資訊處理系統執行的程式不同。
根據需要或期望，BMC 190用於監視與維護諸如儲存在BIOS/EFI模組142中的代碼之類的系統韌體、圖形配接器130的可選ROM、磁碟控制器150、附加資源174、網路介面180或資訊運行系統100的其他元件。特別地，BMC 190包含網路介面194，該網路介面可以根據需要或期望連接到遠端系統管理系統以接收韌體更新。此處，BMC 190接收韌體更新，將更新儲存到與BMC關聯的資料儲存裝置，將韌體更新傳輸到作為韌體更新物件的設備或系統的NV-RAM，從而替換當前運行的與設備或系統相關聯的韌體，並重新開機資訊處理系統，然後設備或系統將使用更新的韌體映射。BMC 190利用各種協議與應用程式設計發展介面(API)來指導與控制用於監視與維護系統韌體的過程。根據需要或期望，用於監視與維護系 統韌體的協定或API的示例包含與BMC 190關聯的圖形化使用者介面(GUI)、由分散式管理任務組(DMTF)定義的介面(諸如Web服務管理(WS-MAN)介面、管理組件傳輸協定(MCTP)或Redfish介面)，各種供應商定義的介面(諸如戴爾EMC遠端存取控制器管理員(RACADM)實用程式、戴爾EMC開放管理儲存伺服器管理員(OMSS)實用程式、戴爾EMC開放管理記憶體服務(OMSS)實用程式、或戴爾EMC開放管理部署工具包(DTK)套件)、BIOS設置實用程式(諸如由「F2」啟動選項調用)、或其它協定或API。
在特定實施方式中，根據需要或期望，BMC 190被包含在資訊處理系統100的主電路板(諸如，基板、母板或其任何組合)上，或者被集成到資訊處理系統的另一元件(諸如，晶片組110或其他合適的元件)上。這樣，BMC 190可以是資訊處理系統100內的積體電路或晶片組的一部分。BMC190的示例包含集成的戴爾遠端存取控制器(iDRAC)等。BMC 190可以在與資訊處理系統100中其他資源分開的電力平面上運行。因此BMC 190可以在資訊處理系統100的資源斷電時透過網路介面194與管理系統進行通信。在此，資訊可以從管理系統發送到BMC 190，並且該資訊可以儲存在與BMC相關聯的RAM或NV-RAM中。在BMC 190的電源平面掉電之後，儲存在RAM中的資訊可能會丟失，而在NV-RAM中儲存的資訊可以透過BMC的電力平面的掉電/上電循環來保存。
在典型的使用情況下，資訊處理系統100代 表企業級處理系統，諸如可以在資料中心或其他計算密集型處理環境中找到的系統。在這裡，系統電力負載可能非常大，不僅在總電力消耗方面，而且在峰值電力需求、快速電力需求準位變化、電力故障容錯、緊急掉電運行時電壓準位保持與電壓準位變化、與其他動態電力狀態方面。這樣，典型的資訊處理系統包含電力管理系統，以根據需要通信與管理各種電力狀態與更改。根據需要或期望，用於資訊處理的電力系統可以包含為資訊處理系統提供一個或多個電壓軌的電力供應單元(PSU)，用於管理資訊處理系統CPU特有的要求更高的電力負載的CPU電壓調節器(VR)以及其他邏輯與控制元件。
隨著電力系統對資訊處理系統的需求的增加，資訊處理系統可以採用耦合在PSU與資訊處理系統的各種負載(包含CPU VR)之間的電力輔助單元(PAU)來為負載提供電壓軌支援與峰值需求電流，並且電力輔助單元更靠近負載以提供更乾淨、更快的電壓軌支援與峰值需求電流。特別地，現有解決方案通常將提供較大的PSU，以維持電壓軌準位與電源峰值電流需求，並且將在負載元件附近提供大量電容器，以確保快速回應負載變化的電力需求。PAU的添加使中間路徑能夠透過提供電力儲存元件與控制邏輯來確保電力穩定性與容量，從而隨著負載的增加將電力儲存元件耦合到電壓軌。然後，當負載減小時，可以對電力儲存元件進行充電以保持為下一次負載增大做好準備。
用於PAU的控制邏輯可以是可程式設計的，以根據需要或期望提供不同的電壓準位支援與峰值電流支援。例如，資訊處理系統可以包含一個以上的PAU，每個PAU配置為滿足資訊處理系統的負載的不同部分的獨特需求。此外，控制邏輯可以為不同的負載狀況或系統工作狀態提供不同的電壓與電流調節方案。根據需要或期望，例如，PAU可以配置為在負載的需求峰值期間為電源提供支援，在不同的平台負載狀態下提供不同的調節方案，以在緊急掉電情況下輔助電力保持，在PSU上緩衝電力需求以避免不必要的PSU未工作循環，以在將PSU從未工作切換到工作時(反之亦然)平滑電力轉換，為其他負載狀況或系統工作狀態提供不同的電壓與電流調節方案。而且，控制邏輯可以基於各種系統狀態或狀況來提供不同的充電方案與充電速率。例如，根據需要或期望，PAU可以配置為基於資訊處理系統負載存量、基於動態電力消耗與負載狀況、基於硬體限制或管理系統施加的電力上限來提供不同的充電速率。
圖2示出了用於類似於資訊處理系統100的資訊處理系統的電力控制系統200。電力控制系統200包含一個或多個PSU 202、電流監視組合器206、系統電流監視分配器208、一個或多個PAU 210、一個或多個CPU VR 214、複雜可程式設計邏輯裝置(CPLD)218、內部積體電路(I2C)介面多工器(I2C MUX)220、基板管理控制器(BMC)222、一個或多個CPU 228、一個或多個PCIe適配 器230、另一系統電流監視分配器232與一個或多個非揮發性記憶體標準(NVMe)介面234。應理解，電力控制系統200代表用於資訊處理系統的整個電力系統的各種監視、管理與控制方面，以及圖2並非旨在示出主題資訊處理系統的實際配電網路。圖3示出了簡化的電力供應系統，如下文進一步描述的。
PSU 202代表一種切換電力轉換器設備，其接收輸入電力(通常是交流(AC)電力線輸入)並提供一個或多個輸出電壓軌(通常是直流電力軌)。PSU 202可配置為以各種運行模式運行，諸如待機模式、正常電力模式與恆定電流模式。此外，基於資訊處理系統上制定的各種平台電力狀態，一個或多個電壓軌可以被通電而其他電力軌被斷電。這樣，PSU 202包含I2C介面，該I2C介面經由I2C MUX 220連接到BMC 222，並且允許將各種狀態與配置資訊傳送到BMC以及從BMC接收各種控制資訊，如下文進一步描述的。另外，PSU 202向電力控制系統200提供各種硬體狀態訊號。根據需要或期望，此類硬體狀態訊號可以包含各種雙態訊號，諸如由OCW模組204提供的過電流警告(OCW)、電力正常訊號(POK)、恆定電流(CC)訊號，輸入電壓狀態(Vin_Good)訊號、系統管理匯流排(SMB)警報(SMB_ALERT)訊號或其他雙態訊號。根據需要或期望，硬體狀態訊號更可包含各種類比訊號，諸如PSU電流準位(PSU_IMON)訊號或其他類比訊號。回應於由OCW模組204提供的過電流警告，將SMB_ALERT訊號提 供給CPLD 218，如下文進一步描述的。
在特定實施方式中，PSU_IMON訊號是電壓準位訊號，諸如其中PSU 202在主電源中提供電流感測電阻器，並且其中PSU_IMON訊號代表感測電阻器兩端的電壓。在另一實施方式中，PSU_IMON訊號是電流準位訊號，諸如其中PSU 202提供電流跟隨器電路，其輸出電流基於主電源的電流。在任一實施方式中，電流監控組合器206被運行以從PSU 202接收PSU電流準位(PSU_IMON)訊號以及從電力控制系統200的一個或多個附加PSU接收其他PSU電流準位訊號，並將PSU電流準位訊號組合為提供系統電流準位(Sys_IMON)訊號。例如，其中PSU_IMON訊號是電壓準位訊號的情況下，可以提供Sys_IMON訊號作為電壓加法電路的輸出，以使得Sys_IMON電壓與PSU_IMON電壓的總和成比例。在另一示例中，其中PSU_IMON訊號是電流準位訊號的情況下，可以將Sys_IMON訊號提供為電流加法電路的輸出，使得Sys_IMON電流與PSU_IMON電流的總和成比例。應理解，在特定的PSU專用於為資訊處理系統的特定部分(例如資訊處理系統的子系統)提供電力的情況下，可以利用類似於電流監視組合器206的電流監視組合器，以根據需要或期望，為資訊處理系統的部分或子系統提供電流準位訊號。注意，Sys_IMON訊號指示由PSU 202與一個或多個附加PSU提供的電流的總量，並且不應與提供給資訊處理系統的負載的總電流相混淆。特別地，如下面進一步描述 的，PAU 210可替代地向負載提供電流，或者從PSU 202與一個或多個附加PSU接收電流以對PAU的電力儲存裝置充電。這樣，提供給負載的總電流將大於Sys_IMON訊號指示的電流(當PAU 210向負載提供電流時)，或者小於Sys_IMON訊號指示的電流(當PAU接收電流為電力儲存裝置充電時)。
在典型的資訊處理系統中，CPU VR 214接收Sys_IMON訊號作為當前比例訊號，並且CPU VR基於Sys_IMON訊號調節提供給CPU 226的電力。例如，CPU VR 214可以確定PSU 202向資訊處理系統提供的電力低於完全額定的電力準位，並且作為回應，CPU VR可以增加CPU 226的電壓準位以提高CPU的性能，從而利用更多的PSU 202電力容量。在另一個示例中，CPU VR 214可以確定PSU 202正在以完全額定電力準位或以接近額定電力準位向資訊處理系統提供，作為回應，CPU VR可以降低CPU 226的電壓準位以降低CPU的性能，從而降低PSU 202利用的電力。在典型情況下，資訊處理系統的儲存裝置(諸如一個或多個雙列直插式儲存模組(DIMM))可以與CPU 226共用一個電力軌，因此Sys_IMON訊號可用於優化儲存裝置的電力消耗。這樣，在電力控制系統200中利用Sys_IMON訊號將資訊處理系統上的電力狀況預先通知CPU VR 214，使得CPU VR可以主動地回應電力狀況以更好地利用PSU 202。根據需要或期望，CPU VR 214提供關於CPU VR的狀態與運行的資訊(CPU_Inf)到CPU 226，使得CPU可以根據該資訊來調節CPU的處理運行。CPU VR 214進一步包含I2C介面，該I2C介面經由I2C MUX 220連接到BMC 222，並且允許將各種狀態與配置資訊傳送到BMC以及從BMC接收各種控制資訊，如下文進一步描述的。另外，如下文進一步所述的，CPU VR 214提供由OCW模組216提供給CPLD 218的過電流警報(ALERT #)。
在本實施方式中，電力控制系統200將Sys_IMON訊號提供給PAU 210、PCIe適配器230、NVMe介面234與資訊處理系統的其他元件，使得可以預先將資訊處理系統上的電力狀況通知PAU、PCIe適配器、NVMe介面與資訊處理系統的其他元件，並且可以主動地回應電力狀況以更好地利用PSU 202。但是，因為Sys_IMON訊號是電流比例訊號，因此Sys_IMON訊號不能直接散開到PAU 210、PCIe適配器230、NVMe介面234與資訊處理系統的其他元件。取而代之的是，將來自電流監視組合器206的Sys_IMON訊號提供給系統電流監視分配器208，以生成Sys-IMON訊號的多個副本。特別地，系統電流監視分配器208將Sys_IMON訊號的各個副本提供給CPU VR 214、PAU 210以及系統電流監視分配器232。此外，系統電流監視分配器232將Sys_IMON訊號的各個副本提供給PCIe適配器230和NVMe介面234。例如，系統電流監控器分離器208與232可以利用電流鏡像電路，該電流鏡像電路基於接收到的電流訊號輸入來產生一個或多個鏡像電流訊 號輸出。典型地，CPU VR 214與CPU 226結合或由CPU 226的製造商提供。因此，與Sys_IMON訊號相關聯的要求通常由CPU的製造商發佈的CPU VR的規範來定義。例如，Sys_IMON訊號可以類似於由一個或多個微處理器製造商發佈的各種規範中所指定的各種系統級電力訊號。在此，接收到Sys_IMON的電力控制系統200的每個設備將被理解為符合特定的CPU VR規範。
CPLD 218代表可程式設計裝置，該可程式設計裝置為利用電力控制系統200的資訊處理系統提供各種邏輯功能。特別地，CPLD 218包含多個通用I/O(GPIO)，並且被程式設計為在GPIO上接收的訊號和GPIO上提供的訊號之間提供各種關係。這樣，CPLD 218被配置為從PSU 202接收SMB_ALERT訊號，從CPU VR 218接收ALERT #訊號，以及從PAU 210接收PAU臨界電荷準位指示(PAU_Critical_Charge)，如下文進一步描述的。CPLD 218進一步配置為向PAU 210提供PAU充電賦能訊號(PAU_Charge_Enable)，向CPU 226提供處理器過熱訊號(PROCHOT #)，並向PCIe適配器230(B30)與NVMe介面234(UI)提供電力制動(BRAKE)訊號，如下文進一步所述的。
PCIe適配器230代表包含電力控制系統200的資訊處理系統的一個或多個PCIe根埠與端點設備。在特定實施方式中，Sys_IMON訊號被PCIe適配器230接收作為由Sys_IMON分離器232分離的電流比例訊號。在另一 個實施方式中，其中在PCIe適配器230被配置為接收電壓比例訊號的情況下，諸如透過包含將電流比例訊號轉換為電壓比例訊號的方式，將Sys_IMON訊號轉換為電壓比例訊號。無論哪種情況，PCI適配器230都基於Sys_IMON訊號來調節其電力分佈。例如，PCIe適配器230可以確定PSU 202向資訊處理系統提供的電力低於完全額定的電力準位，並且作為回應，PCIe適配器可以提高其性能，從而利用PSU 202的更多電力容量。另一個示例，PCIe適配器230可以確定PSU 202正在以完全額定電力準位或以接近額定電力向資訊處理系統提供資訊，並且作為回應，PCIe適配器可以降低其性能，從而降低PSU 202的電力利用率。PCIe適配器230進一步包含I2C介面，該I2C介面經由I2C MUX 220連接到BMC 222，並允許將各種狀態與配置資訊傳送到BMC以及從BMC接收各種控制資訊，如下文進一步描述的。應理解，PCIe適配器230可以代表兩個或更多個PCIe適配器，根據需要或期望，每個PCIe適配器從Sys_IMON分離器232接收單獨的Sys_IMON訊號。
NVMe介面234代表包含電力控制系統200的資訊處理系統的一個或多個非揮發性記憶體控制器。在特定實施例中，NVMe介面234接收Sys_IMON訊號作為由Sys_IMON分離器232分離的電流比例訊號。在另一實施例中，其中在NVMe介面234被配置為接收電壓比例訊號的情況下，諸如透過包含將電流比例訊號轉換為電壓比例訊號的方式，將Sys_IMON訊號轉換為電壓比例訊號。 在任一情況下，NVMe介面234均可確定PSU 202向資訊處理系統提供的電力低於完全額定的電力準位，並且作為回應，NVMe介面可提高其性能，從而利用PSU 202的更多電力容量。在另一個示例中，NVMe介面234可以確定PSU 202正在以完全額定電力準位或以接近完全額定電力準位向資訊處理系統提供資訊，並且作為回應，NVMe介面可以降低其性能，從而降低PSU 202的電力利用率。NVMe介面234進一步包含I2C介面，該I2C介面經由I2C MUX 220連接到BMC 222，並允許將各種狀態與配置資訊傳送到BMC以及從BMC接收各種控制資訊，如下文進一步描述的。應理解，NVMe介面234可以代表兩個或多個NVMe介面，根據需要或期望，每個介面從Sys_IMON分離器232接收單獨的Sys_IMON訊號。將進一步理解，NVMe介面的I2C介面可與PCIe適配器230的I2C介面共用公共I2C匯流排。此外，應理解，電源管理系統200可包含一個或多個附加子系統，諸如網路介面設備(NIC)、儲存適配器或資訊處理系統的另一個子系統，根據需要或期望，其可以接收Sys_IMON訊號並相應地調整子系統的性能。
PAU 210是連接在PSU 202與資訊處理系統的負載之間的電源，如下面關於圖3所示與所述，以為資訊處理系統的負載提供更清潔、更快的電壓軌支援與峰值需求電流。PAU 210包含控制邏輯，如下面關於圖3-圖5所示與所述，以根據需要或期望提供不同的電壓準位支援 與峰值電流支援。例如，資訊處理系統可以包含一個以上的PAU，每個PAU配置為滿足資訊處理系統負載不同部分的獨特需求。此外，控制邏輯可以為不同的負載狀況或系統工作狀態提供不同的電壓與電流調節方案。例如，PAU 210從Syis_IMON分配器201接收Sys_IMON訊號，並在來自負載的需求尖峰期間提供對電力的支援，如下文進一步描述的。PAU 210還接收各種控制、狀態與狀態訊號，此處顯示為(Misc_Control)訊號，並在不同的平台負載狀態下提供不同的調節方案。PAU 210在緊急掉電情況下輔助保持電力，緩衝PSU 202上的電力需求，以避免不必要的非工作循環，並在將PSU從非工作狀態切換到工作狀態時(反之亦然)平滑電力轉換。根據需要或期望，PAU 210為其他負載狀況或系統工作狀態提供不同的電壓與電流調節方案。而且，PAU 210基於各種系統狀態或狀況提供不同的充電方案與充電速率。例如，PAU 210可以配置為基於資訊處理系統組件的存量以及已知或假定的負載，基於動態電力消耗與負載狀況的測量，以及基於由硬體限制或管理系統施加的電力上限，根據需要或期望，提供不同的充電速率。PAU 210進一步包含I2C介面，該I2C介面經由I2C MUX 220連接到BMC 222，並且允許將各種狀態與配置資訊傳送到BMC以及從BMC接收各種控制資訊，如下文進一步描述的。PAU 210將PAU_Critical_Charge訊號提供給CPLD 218，並從CPLD接收PAU_Charge_Enable訊號。最後，PAU 210包含充電器 212，其向BMC 222提供充電狀態指示(PAU_Charge)，如下面進一步描述的。通常，PAU 210以保持PSU 202與一個或多個附加PSU在其額定運行電流的100%下運行的目標進行運行。因此，當PSU全部以100%額定運行電流準位運行時，則當負載狀況增加時，PAU 210運行以向負載提供電流，否則將在峰值電流供應狀況下由PSU提供電流，即，PAU 210運行以提供電流來滿足負載中的尖峰的需求。此外，當PSU全部以100%額定運行電流準位運行時，則當負載狀況降低時，PAU 210運行以從PSU汲取電流以對電力儲存裝置充電。因此，在最佳情況下，PSU始終以其額定運行電流準位的100%運行，並且負載需求中的所有電流峰值均由PAU 210提供，而負載需求中的所有電流下降由PAU吸收負載，為儲能設備充電。
I2C MUX 220運行以將來自PSU 202、PAU 210、CPU VR 214、CPU 226、PCIe適配器230與NVMe介面234的I2C匯流排複用到BMC 222的I2C介面。這裡，BMC 222用於監視、管理並透過各種I2C匯流排上的通信來維護PSU 202、PAU 210、CPU VR 214、CPU 226、PCIe適配器230與NVMe介面234的運行。特別地，BMC 222可以包含運行管理代碼以執行BMC的功能的處理器，並且可以進一步包含在管理代碼的指導下使BMC處理器從各種重複任務中(例如I2C服務常式卸載)的輔助處理器。應理解，I2C匯流排與I2C MUX 220的配置是示例性的，並且利用電力控制系統200的資訊處理系統可以採用 與這裡示出的I2C匯流排配置不同的I2C匯流排配置。此外，應理解，根據需要或期望，BMC 222與PSU 202、PAU 210、CPU VR 214、CPU 226、PCIe適配器230與NVMe介面234之間的通信可以經由其他通信標準。例如，根據需要或期望，BMC 222與CPU 226之間的通信可以透過I2C匯流排傳輸到與CPU通信的平台控制器中樞(PCH)，或者BMC可以透過平台環境控制介面(PECI)直接與CPU通信。
在運行中，電力控制系統200提供三種機制來控制流向包含電力控制系統的資訊處理系統的負載的電力：如虛線訊號線所示的硬體保護機制，如虛線訊號線所示的快速韌體控制，以及如實線訊號線所示的緩慢的韌體控制迴路。硬體控制機制是最快的控制機制並且主要由CPLD 218控制。此外，硬體控制機制會提供最粗糙的回應，諸如透過對資訊處理系統的運行施加最大節流，從而比快速或慢速韌體控制迴路使得性能下降更多。在此，CPLD 218從PSU 202接收SMB_ALERT訊號，從PAU 210接收PAU_Charge_Critical訊號，以及從CPU VR 214接收ALERT #訊號。這些訊號各自提供相應的發送元件處於臨界負載狀態的指示。對於PSU 202與CPU VR 216，臨界負載狀況代表以下事實：PSU或CPU VR處於最大負載，並且無法向其各自的負載提供進一步的電流，從而導致其電力軌的一個或多個上的電位電壓下降。對於PAU 210，臨界負載狀況(如PAU_Charge_Critical訊號的生效 所示)代表以下事實：PAU的電力儲存元件已放電至臨界準位，使得PAU不再能夠向所需的各種電壓軌提供電力。當CPLD 218接收到一個或多個臨界負載狀況訊號時，CPLD將PROCHOT #訊號提供給CPU 226。作為回應，根據需要或期望，CPU 226採取措施降低CPU的電力消耗，諸如透過降低CPU的性能狀態，降低CPU的運行頻率或運行電壓，或關閉CPU的內部單元，以降低CPU的負擔。CPLD 218還透過將BRAKE訊號提供給PCIe適配器230與NVMe介面234來回應一個或多個臨界負載狀況訊號。作為回應，PCIe適配器230與NVMe介面234採取行動以降低其電力消耗。CPU，PCIe適配器或設備或NVMe介面為降低其各自的電力消耗而採取的特定步驟在本領域中是已知的，並且超出了本揭露的範圍，並且在本文中將不再進行描述，除非本實施方式需要進一步描述。最後，當CPLD 218沒有接收到臨界負載狀況訊號時，CPLD將PAU_Charge_Enable訊號提供給PAU 210以指示電力控制系統200的其他設備都沒有處於臨界負載狀況，並且PAU可以隨機地對其儲存裝置根據需要充電。應注意，可以由CPLD 218基於臨界負載狀況的確切條件來提供對PAU 210的控制。例如，如果SMB_ALERT訊號生效，則CPLD 218可以生效BRAKE訊號並且使PROCHOT #無效並且使PAU_Charge_Enable訊號無效，而如果PAU_Charge_Critical訊號生效，則CPLD可以生效BRAKE訊號並且使PROCHOT #訊號無效，但也可以保持 PAU_Charge_Enable訊號有效，以允許PAU 210充電。還應注意，其他硬體電力控制訊號可以在典型的資訊處理系統中提供，並且可以組成硬體保護機制的其他功能。例如，特定的架構可以包含用於記憶體組件的MEMHOT #或EVENT #訊號。可以在其他架構上提供其他基於硬體的電力控制訊號，並且根據需要或期望，這樣的訊號將被理解為包含在硬體保護機制中。此外，硬體保護機制與快速與慢速韌體控制迴路之間的區別並不是唯一的。例如，CPLD可以回應臨界負載條件而進一步運行以向BMC提供中斷，並且BMC可以隨後作為回應應用基於特定韌體的控制。
快速韌體控制迴路包含PSU_IMON訊號與分散式Sys_IMON訊號。這裡，如上所述，CPU VR 214、PCIe適配器230與NVMe介面234回應系統電流準位的變化，如Sys_IMON訊號所示。在特定實施方式中，當系統電流準位超過特定閾值時，PAU 210接收Sys_IMON訊號並運行以向資訊處理系統的負載提供電流。在另一個實施方式中，PAU 210監視特定電壓軌的電壓準位，並且當電壓下降到閾值準位以下時，PAU提供電流以將電壓軌維持在高於閾值準位的電壓準位。應理解，與基於電壓準位的控制相比，基於系統電流準位的PAU 210的控制可以提供對電壓下降狀況的開始的更快的指示，並且因此可以提供更理想的解決方案。在又一個實施方式中，PAU 210基於系統電流準位與各種電壓軌的電壓準位兩者進行運行。
慢速韌體控制迴路主要由I2C介面組成，BMC 222透過I2C介面運行以監視、管理與維護PSU 202、PAU 210、CPU VR 214、CPU 226、PCIe適配器230與NVMe介面234，以及由PAU 210接收的各種控制、狀態與狀態(Misc_Control)訊號。根據需要或期望，慢速韌體控制環路在不同的平台負載狀態下提供不同的調節方案，例如在緊急掉電狀況期間，PSU工作/非工作循環，或其他負載狀況或系統運行狀態。而且，慢速韌體控制環路根據各種系統狀態或狀況提供不同的PAU充電方案與充電速率。
圖3示出了電力供應系統300，其包含PSU 310與320、負載330、電流參考340、PAU賦能邏輯342與類似於PAU 210的PAU 350。PSU 310與320每個都包含AC電力饋送，以從電力分配系統接收電力，並運行以向負載330提供一個或多個調節後的輸出電壓(Vbus+)。PSU 310與320還分別提供輸入電力正常(POK)訊號，該訊號代表AC電力饋送的電力良好，指示各個PSU正在以最大額定電流運行的恆定電流(CC)訊號與指示各個PSU提供的電流的量的PSU IMON訊號。在特定實施方式中，由PSU 310與320的GPIO提供CC與POK訊號中的一個或多個。PSU IMON訊號是與各個PSU提供的電流成比例的電流準位訊號。將PSU IMON訊號求和並作為輸入提供給電流參考340，電流參考340提供Sys_IMON訊號輸出到PAU 350。在特定實施方式中，Sys_IMON訊號是各個PSU IMON訊 號的平均值。
PAU賦能邏輯342從PSU 310與320接收POK與CC訊號，並且向PAU 350提供賦能(PAU_Enable)訊號。在特定實施方式中，將POK訊號提供給第一及閘(AND-gate)的輸入，CC訊號被提供給第二及閘的輸入。第一與第二及閘的輸出被提供給第三及閘的輸入。第三及閘的輸出提供PAU_Enable訊號。因此，在該實施方式中，除非PSU 310與PSU 320都以其各自的CC訊號所指示的全部容量運行，否則PAU_Enable訊號確保PAU 350不被啟動。因此，當PSU 310與320中的一個或兩個未以全部容量運行時，PAU 350將不向負載330提供電流，從而允許由PSU提供來自負載的任何額外需求。此外，除非PSU 310與PSU 320都在其各自的AC電力饋送上接收到良好的電力，否則PAU_Enable訊號確保PAU 350不被啟動。根據需要或期望，可以使用用於提供PAU_Enable訊號的其他機制。
PAU 350包含電力轉換器352、電力儲存元件354與控制器356。電力轉換器352以第一模式運行以從電力儲存元件354接收電力，並且向與PSU 310與320的經調節的電力輸出(Vbus+)並聯的負載330提供經調節的電流，如控制器356所指示的那樣。在第二模式中，電力轉換器352運行以從PSU 310與320的經調節的電力輸出(Vbus+)接收電力以對電力儲存元件354充電。在特定實施方式中，轉換器352代表由來自控制器356的脈寬調製輸入 訊號驅動的切換電力電路。通常，當PSU_Enable訊號生效時，則控制器356驅動轉換器352基於Sys_IMON訊號指示的電流準位提供電流。當PSU_Enable訊號無效時，控制器356驅動轉換器352，以將電壓準位維持在或略低於PSU 310與320的經調節的電力輸出(Vbus+)的電壓準位。例如，其中經調節的電力輸出(Vbus+)是12V，則如果控制器356驅動轉換器352以將電壓準位維持在11.5V，則可以將PAU 350置於第二充電模式。此外，可以基於Sys_IMON訊號的狀態來確定充電速率，使得當Sys_IMON訊號指示負載330所汲取的平均電流較低時，則PAU 350可以處於充電模式的高充電速率狀態，而當Sys_IMON訊號指示負載330所汲取的平均電流較高時，則PAU 350可以處於充電模式的低充電速率狀態。根據需要或期望，電力儲存元件354代表可再充電電源，諸如超級電容器、可再充電電池或另一可再充電電源。在特定實施方式中，控制器356實施為可程式設計的Sys_IMON閾值。此處，BMC可以透過I2C介面與PAU 350通信，並且可以設置Sys_IMON閾值級別，使得當Sys_IMON訊號高於Sys_IMON閾值時，控制器356切換到向負載330提供經調節的電流的模式。
應注意，PSU 310與320通常在兩個或多個電壓軌上以不同的電壓準位提供電力，以向包含電力供應系統300的資訊處理系統的不同子系統提供電力。在特定實施方式中，電力供應系統300針對每個電壓軌包含類似 於電流參考340的分離的電流參考，類似於PAU賦能邏輯342的分離的PAU賦能邏輯，以及類似於PAU 350的分離的PAU。在另一個實施方式中，電力供應系統300針對每個電壓軌包含類似於電流參考340的分離的電流參考與類似於PAU賦能邏輯342的分離的PAU賦能邏輯，但是單個PAU包含類似於轉換器352的分離的轉換器與類似於控制器356的分離的控制器。在此，PAU還可以包含與為每個轉換器供電的電力儲存元件354相似的單個電力儲存元件，或者PAU可以包含用於每個轉換器的分離的電力儲存元件。
圖4示出了控制電力輔助單元的方法400，其中從判定框402開始確定用於電力控制系統的Sys_IMON訊號指示相關聯的資訊處理系統是否在小於100%的電流準位下運行。如果是這樣，則在判定框402中採用「是」分支，在框404中，電力控制系統的PAU在電壓源模式下運行，並且該方法繼續循環回到判定框402，直到資訊處理系統開始在大於100%的電流準位下運行。在此，在示例性情況下，PAU在11.5V作為電壓源運行，並且PAU可以在電壓源模式下對電力儲存元件充電。當Sys_IMON訊號指示相關聯的資訊處理系統未以小於100%電流準位運行時，即，資訊處理系統以大於100%電流準位運行時，採用判定框402的「否」分支，在判定框406中，確定Sys_IMON訊號指示相關聯的資訊處理系統是否在以大於預定電流準位(此處示出為示例性電流準位的140%)運 行。如果不是這樣，則在採用判定框406的「否」分支，在判定框410中，確定是否由電力控制系統的PSU給出了計數器超時或OCW指示之一。例如，用於PSU的控制器在從電壓源模式更改之前可以等待5毫秒(ms)，以便允許PSU在接合PAU的運行之前處理較短的峰值負載。如果既沒有計數器超時也沒有給出OCW指示，則採用判定框410的「否」分支，並且該方法繼續循環回到判定框402，直到資訊處理系統開始以大於100%的電流準位運行。
如果計數器超時或給出了OCW指示，則採用判定框410的「是」分支，並且該方法進行至框414，如下文進一步所述的。返回到判定框406，如果Sys_IMON訊號指示相關聯的資訊處理系統正在以大於預定電流準位的準位進行運行，則在框408中採取「是」分支，並且在電流源模式下運行PAU。然後，方法進行到判定框412。在判定框412中，確定另一個計時器中是否超時或電壓軌是否下降到閾值電壓準位以下中的一個。如果第二計數器都沒有超時，而電壓軌也沒有下降到閾值電壓準位以下，則採用判決框412的「否」分支，並且該方法繼續循環回到判決框402，直到資訊處理系統開始以超過電流準位的100%運行。例如，PSU的控制器可以在從高電流源模式更改之前等待5ms，以便允許PAU在解除PAU的運行與恢復其運行之前處理峰值負載。如果第二計數器超時或者電壓軌下降到閾值電壓準位以下，則採用判定框412的「是」分支，在框414中以當電流源模式運行PAU，並且該方法繼 續循環回到判定框402，直到資訊處理系統開始以大於100%的電流準位運行。
在特定實施方式中，類似於電力供應系統300的電力供應系統包含兩個或多個PAU，它們支援公共電壓軌，其中每個PAU物理上位於資訊處理系統的印刷電路板上的特定負載附近。例如，分離的PAU可以專用於資訊處理系統的兩個或多個處理器中的每個處理器。在另一示例中，第一PAU可以專用於資訊處理系統的一個或多個處理器，而第二PAU可以專用於資訊處理系統的其他負載。在任一示例中，分離的PAU可以與它們要支援的特定負載在物理上位於同一位置。在此，每個PAU支持實施不同的控制方案以對各自的電力儲存元件進行充電與放電。例如，用於在每個PAU上提供電流支援的觸發條件(例如賦能訊號條件，Sys_IMON觸發閾值等)可能會有所不同，放電閾值(諸如為了提供電流支援而要維持的最小充電準位)放電率等可能會有所不同。而且，PAU的運行特性可以基於觸發事件或充電環境的類型。例如，基於觸發事件是基於硬體、基於快速韌體控制迴路還是基於慢速韌體控制迴路，放電特性在PAU中可能不同。在另一示例中，基於與放電特性相似的考慮，PAU中的充電特性可能不同。因此，應理解，PAU是可程式設計的，並且可以根據需要或期望來配置PAU的特定運行特性，以滿足特定資訊處理系統的需求。這樣，應進一步理解，PAU可以包含嵌入式控制器、邏輯狀態機、可程式設計陣列等，其例如透過資 訊處理系統的BMC透過I2C或其他資料介面來提供PAU的可程式設計性。提供嵌入式控制的特性在本領域中是已知的，並且除非本實施方式需要說明，否則在此將不進一步揭露。
在特定實施方式中，類似於PAU 210與350的PAU提供對電力儲存元件的充電速率的主動控制。例如，透過監視Sys_IMON訊號，PAU可以確定在系統電流較低時向電力儲存元件提供更多的電荷，而在系統電流較高時向電力儲存元件提供更少的電荷。在另一個示例中，BMC可以基於與Sys_IMON訊號的電流狀態不直接相關的資訊處理系統的條件，透過I2C或其他資料介面配置PAU充電速率。在此，基於資訊處理系統的帶外管理，BMC可能知道改變資訊處理系統的處理負載的基於時間的事件即將發生，因此，BMC可以指示PAU以與僅由Sys_IMON訊號指示的速率不同的速率充電。例如，在將資訊處理系統計畫很快經歷更大的處理負載的情況下，PAU可以被引導以更高的速率充電，將系統電力預算推向更接近最大狀態，以預備應付更大的處理負載。在另一個示例中，BMC可以調查資訊處理系統各個元件的電力使用情況，並指示PAU根據電力使用情況更改充電速率。在這裡，例如，與資訊處理系統的其他元件相比，BMC可以確定當前用電量的很大一部分是由處理器使用的，因此可以指示PAU以較低的速率為電力儲存元件充電，因為處理器負載更加不可預測。
在特定實施方式中，還基於資訊處理系統的元件的存量來確定PAU的充電速率。在這裡，BMC維護資訊處理系統中各個元件的存量，並進一步維護每個元件的電力預算。然後，BMC將PAU的最大充電速率(CRMax)確定為：CRMax=PAvailable-PBudget 公式1這裡，PAvailable是可用電力容量，並給出為：PAvailable=Σ CPSU 公式2其中，Σ CPSU是活動PSU的容量之和。PBudget是資訊處理系統的電力預算，並給出為：PBudget=CPU+記憶體+儲存裝置+風扇+雜項 公式3
這裡，即使PSU可以基於Sys_IMON訊號確定可以以特定的速率對電力儲存元件進行充電，但是基於存量，PSU仍可以將充電速率保持在最大充電速率CRMax或在最大充電速率CRMax以下。
在另一個實施方式中，還基於對資訊處理系統施加的電力上限來確定PAU的充電速率。這裡，BMC可以基於資料中心熱狀況、工作負載管理狀況等而被提供有降低資訊處理系統的電力消耗的指示。這樣，BMC可以指示PAU強制執行較低的最大充電速率(CRMax)，以降低至資訊處理系統的總電力消耗。
圖5示出了類似於電力供應系統300的電力供應系統500，並且包含PSU 510與520以及負荷530。PSU 510包含大容量電容器515，並且PSU 520包含大容量電容器525。PSU510與520類似於PSU 310與320，其中每個 都包含AC電力饋送，以從電力分配系統接收電力，並且運行以向負荷530提供一個或多個穩定的輸出電壓軌(Vbus+)。然而，PSU 310與320通常被理解為在其運行參數與規格方面代表常見的PSU類型，PSU 510與520被理解為就其運行參數與規格而言代表不同的PSU類型。特別地，PSU 520被配置為提供比PSU 510更高的峰值電力限制與更高的恆定電流準位。這樣，與PSU 510相比，PSU 520被設計為峰值優化的PSU。在特定實施例中，PSU 520被設計為具有比PSU 510更高的切換頻率、更大的初級大容量電容器525與更寬的輸入電壓範圍。透過這種方式，PSU 510與PSU 520將向負荷530提供不平衡的電流。也就是，在正常的-非暫態峰值運行中，PSU 510向負荷530提供的電流比PSU 520更大。另一方面，在暫態峰值運行中，PSU 520向負荷530提供的電流比PSU 510更大。PSU 510與520每個諸如透過I2C介面向BMC提供指示，其指示每個PSU的類型。例如，PSU 510可以提供它是「正常」的PSU的指示，而PSU 520可以提供它是「峰值優化」的PSU的指示。在另一個示例中，PSU 510與520中的每個可以將指示提供為模數或其他此類標識資訊，指示的接收者(例如BMC)可以根據該資訊確定PSU 510與520的運行特性。在任何一種情況下，資訊處理系統都可以利用該資訊來優化資訊處理系統的電力運行，並根據指示來配置PSU之間的負荷平衡。
圖5還示出了面對大負荷瞬變的PSU 510與 520的輸出電流與時間的關係圖540。實線示出了PSU 510的輸出電流性能。在這裡，PSU 510被指定為在200微秒(μs)的持續時間內提供其全額定電流的170%的峰值限制，在1毫秒(ms)持續時間內提供其全額定電流的140%的恆定電流限制，並在50毫秒持續時間內維持最大額定電流的125%的情況下運行。PSU 520的輸出電流性能由虛線示出。在這裡，PSU 520被指定為在500μs的持續時間內提供其全額定電流的250%的峰值限制，在20ms的持續時間內提供其全額定電流的160%的恆定電流限制，在50ms持續時間內維持最大額定電流的125%的情況下運行。陰影區域示出了利用峰值優化的PSU 520的益處。因此，利用與電力供應系統500相似的電力供應系統的資訊處理系統可以運行以處理較高的峰值瞬態電流，該峰值瞬態電流的持續時間長於PSU被平衡的電力供應系統所具有的持續時間。應理解，如輸出電流與時間的關係圖540所示的PSU 510與520的電流性能限制是示例性的。
在提供更高的峰值與恆定電流限制時，基於PSU的相對設計，PSU 520可以在瞬態峰值運行下或在正常運行下，其中在資訊處理系統上具有較高的熱負荷，或者與PSU 510相比具有較低的電力效率。此外，在利用類似於電力供應系統500的電力供應系統的資訊處理系統中，PSU的總成本可能更高。然而，基於仔細的設計考慮，利用類似於電力供應系統500的電力供應系統的這種資訊處理系統仍可以在不利用諸如上述那些的PAU的情況下 被設計，並且因此可以代表較低成本的整體電源解決方案。
為了本揭露的目的，資訊處理系統可以包含可運行以計算、分類、處理、傳輸、接收、檢索、發起、切換、儲存、顯示、表明、檢測、記錄、再現、處理、或利用任何形式的資訊、情報或商業資料、科學、控制、娛樂或其他目的的任何工具或工具集合。例如，資訊處理系統可以是個人電腦、膝上型電腦、智慧型電話、平板設備或其他消費電子設備、網路伺服器、網路儲存裝置、交換路由器或其他網路通信設備，或任何其他合適的設備，且尺寸、形狀、性能、功能與價格可能會有所不同。此外，資訊處理系統可以包含用於執行機器可執行代碼的處理資源，例如中央處理單元(CPU)、可程式設計邏輯陣列(PLA)、嵌入式設備，諸如片上系統(SoC))或其他控制邏輯硬體。
資訊處理系統還可包含用於儲存諸如軟體或資料之類的機器可執行代碼的一個或多個電腦可讀介質。資訊處理系統的其他組件可以包含一個或多個可以儲存機器可執行代碼的儲存裝置、一個或多個與外部設備進行通信的通訊連接埠以及各種輸入與輸出(I/O)設備(諸如鍵盤、滑鼠與視訊顯示器)。資訊處理系統更可包含一個或多個匯流排，可運行以在各種硬體組件之間傳輸資訊。
根據本揭露的各種實施方式，本文描述的方法可以由電腦系統可執行的軟體程式來實現。此外，在示例性非限制性實施方式中，實現方案可以包含分散式處 理、組件/物件分散式處理與並行處理。可選地，虛擬電腦系統處理可以被構造為實現本文描述的方法或功能中的一個或多個。
本揭露內容考慮了一種電腦可讀介質，其包含指令或回應於傳播的訊號而接收並執行指令；以便連接到網路的設備可以透過網路傳送語音、視訊或資料。此外，可以經由網路介面設備在網路上發送或接收指令。
儘管電腦可讀介質被示為單一介質，但是術語「電腦可讀介質」包含單一介質或多種介質，諸如集中式或分散式資料庫，與/或相關聯的儲存一組或多組指令的緩存或伺服器。術語「電腦可讀介質」還應當包含能夠儲存、編碼或攜帶一組指令以供處理器執行或者使電腦系統執行本文揭露的方法中的任何一個或多個的任何介質。在特定的非限制性示例性實施方式中，電腦可讀介質可以包含固態記憶體，諸如儲存一個或多個非揮發性唯讀記憶體的儲存卡或其他封裝產品。
此外，電腦可讀介質可以是隨機存取記憶體或其他揮發性可重寫記憶體。另外，電腦可讀介質可以包含磁光或光學介質，諸如磁片或磁帶或其他儲存裝置，以儲存經由載波訊號(諸如透過傳輸介質傳送的訊號)接收的資訊。電子郵件的數位檔附件或其他獨立資訊檔案或檔案集可以被視為等同於有形儲存介質的分佈介質。因此，本揭露被認為包含可以在其中儲存資料或指令的電腦可讀介質或分佈介質以及其他等效物與後繼介質中的任何一個或 多個。
儘管以上僅詳細描述了幾個示例性實施方式，但是本領域技術人員將容易理解，在實質上不脫離本揭露的新穎性教導與優點的情況下，可以對示例性實施方式進行許多修改。
因此，所有這樣的修改旨在被包含在如所附申請專利範圍所限定的本揭露的實施方式的範圍內。在申請專利範圍中，裝置加功能的條款旨在覆蓋本文描述為執行所列舉功能的結構，不僅覆蓋結構上的等同物，而且還覆蓋等同的結構。
500:電力供應系統
510、520:PSU
515、525:電容器
530:負荷
540:關係圖

Claims (14)

  1. 一種向電力軌供電以向資訊處理系統的負荷供電的方法，所述方法包含：由第一電力供應單元向電力軌供電，所述第一電力供應單元被設計成以第一峰值電流準位與第一恆定電流準位向所述電力軌供電，其中所述第一電力供應單元包括具有第一電容的第一大容量電容器；由第二電力供應單元向所述電力軌供電，所述第二電力供應單元被設計為以第二峰值電流準位與第二恆定電流準位向所述電力軌供電，其中所述第二峰值電流準位大於所述第一峰值電流準位，並且所述第二恆定電流準位大於所述第一恆定電流準位，其中所述第二電力供應單元包括具有第二電容的第二大容量電容器，所述第二電容高於所述第一電容；以第一切換頻率運行所述第一電力供應單元；以高於所述第一切換頻率的第二切換頻率運行所述第二電力供應單元；由所述第一電力供應單元提供所述第一電力供應單元之第一模數的第一指示，其中所述第一電力供應單元為第一類型；由所述第二電力供應單元提供所述第二電力供應單元之第二模數的第二指示，其中所述第二電力供應單元為不同於所述第一類型的第二類型；由基板管理控制器接收所述第一指示與所述第二指 示；基於所述第一模數確定所述第一電力供應單元為所述第一類型；基於所述第二模數確定所述第二電力供應單元為所述第二類型；以及由所述基板管理控制器基於所述第一指示與所述第二指示來設置所述資訊處理系統之系統電流閾值。
  2. 如請求項1所述之方法，更包含：在第一輸入電壓範圍內運行所述第一電力供應單元；以及在比所述第一輸入電壓範圍寬的第二輸入電壓範圍內運行所述第二電力供應單元。
  3. 如請求項1所述之方法，其中，在特定時間，所述方法更包含：由所述第一電力供應單元向所述電力軌提供第一電流以向所述負荷供電；以及由所述第二電力供應單元向所述電力軌提供第二電流以向所述負荷供電，其中所述第一電流與所述第二電流不平衡。
  4. 如請求項3所述之方法，其中，當所述特定時間代表來自所述負荷的電力需求是暫態峰值需求的第一時間時，所述第二電流大於所述第一電流。
  5. 如請求項4所述之方法，其中，當所述特定時間代表所述電力需求為非暫態峰值需求的第二時間 時，所述第一電流大於所述第二電流。
  6. 如請求項1所述之方法，更包含：由所述資訊處理系統接收所述第一指示與所述第二指示。
  7. 如請求項6所述之方法，更包含：由所述資訊處理系統基於所述第一指示與所述第二指示確定所述第二電力供應單元是相對於所述第一電力供應單元的峰值優化電力供應單元。
  8. 一種資訊處理系統，包含：第一電力供應單元，其被配置為向電力軌供電以向所述資訊處理系統的負荷供電，所述第一電力供應單元被設計為以第一峰值電流準位與第一恆定電流準位向所述電力軌供電，其中，所述第一電力供應單元以第一切換頻率運行，並且其中所述第一電力供應單元包括具有第一電容的第一大容量電容器，且其中所述第一電力供應單元提供所述第一電力供應單元之第一模數的第一指示，其中所述第一電力供應單元為第一類型；第二電力供應單元，其被配置為向所述電力軌提供電力，所述第二電力供應單元被設計為以第二峰值電流準位與第二恆定電流準位向所述電力軌提供電力，其中所述第二峰值電流準位高於所述第一峰值電流準位，且所述第二恆定電流準位高於所述第一恆定電流準位，其中所述第二電力供應單元以高於所述第一切換頻率的第二切換頻率運行，並且其中所述第二電力供應單元包括具有比所述第一 電容大的第二電容的第二大容量電容；且其中所述第二電力供應單元提供所述第二電力供應單元之第二模數的第二指示，其中所述第二電力供應單元為不同於所述第一類型的第二類型；以及基板管理控制器，其被配置為接收所述第一指示與所述第二指示，以基於所述第一模數確定所述第一電力供應單元為所述第一類型、以基於所述第二模數確定所述第二電力供應單元為所述第二類型、及以基於所述第一指示與所述第二指示來設置所述資訊處理系統之系統電流閾值。
  9. 如請求項8所述之資訊處理系統，其中：所述第一電力供應單元在第一輸入電壓範圍內運行；以及所述第二電力供應單元在比所述第一輸入電壓範圍寬的第二輸入電壓範圍內運行。
  10. 如請求項8所述之資訊處理系統，其中，在特定時間：所述第一電力供應單元向所述電力軌提供第一電流以為所述負荷供電；以及所述第二電力供應單元向所述電力軌提供第二電流以為所述負荷供電，其中所述第一電流與所述第二電流不平衡。
  11. 如請求項10所述之資訊處理系統，其中，當所述特定時間代表來自所述負荷的電力需求是暫態峰值需求的第一時間時，所述第二電流大於所述第一電流。
  12. 如請求項11所述之資訊處理系統，其中，當所述特定時間代表所述電力需求為非暫態峰值需求的第二時間時，所述第一電流大於所述第二電流。
  13. 如請求項8所述之資訊處理系統，其中所述資訊處理系統被配置為接收所述第一指示與所述第二指示。
  14. 如請求項13所述之資訊處理系統，其中所述資訊處理系統進一步被配置為基於所述第一指示與所述第二指示確定所述第二電力供應單元是相對於所述第一電力供應單元的峰值優化電力供應單元。
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