TWI883546B

TWI883546B - 伺服器組件、冷卻以及降低功耗的方法、以及電腦程式產品

Info

Publication number: TWI883546B
Application number: TW112135286A
Authority: TW
Inventors: 陳逸傑; 吳岳璋; 陳彥圭; 許逸達
Original assignee: 廣達電腦股份有限公司
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2023-09-15
Publication date: 2025-05-11
Also published as: US20240196573A1; TW202425735A

Abstract

揭露一種示例方法，用於提供一伺服器組件的冷卻能力以及降低功耗。所述方法包括接收對應伺服器組件中的一電子部件的一中央處理單元的溫度訊息，伺服器組件更包括一設備室、以及一機櫃風扇模組，機櫃風扇鄰近於設備室的一側。機櫃風扇模組內包括數個電風扇，電子部件設置於設備室內。所述方法更包括確定中央處理單元的一目前功率級別，以及使用溫度訊息以及目前功率級別確定電風扇的一第一操作速度。此外，所述方法包括組合第一操作速度與從一比例積分微分控制器接收的一第二操作速度以確定一組合操作速度。

Description

伺服器組件、冷卻以及降低功耗的方法、以及電腦程式產品

本揭露有關於擴充部件的外殼機構。更具體地，本揭露的特點有關於機櫃部件，配置以為其中的裝置提供冷卻能力的同時降低功耗。

電腦系統(例如，桌上型電腦、刀鋒伺服器、機架伺服器等)在各種應用中被大量採用。高需求應用，例如基於網路的系統、數據中心、或能夠推動計算系統硬體的高密度有限元模擬(high density finite element simulations)，使用具有專門功能的伺服器。據此，現代伺服器通常被設計以允許功能以及部件方面的靈活性。

據此，計算架構隨著時間而改變。例如，隨著計算產出量(computing throughputs)的增加，應用邊緣計算以試圖減少相關於通過網路訪問數據的延遲。因此，最初位於數據中心的伺服器正在轉移到使用者位置。雖然這種設計在物理上縮短了數據傳輸的距離，但這種伺服器的習知實施方式使得它們由於其他原因在使用者位置不可操作。

具體地，數據中心中的伺服器被設計以在一特定效能級別運作。為了滿足這些效能能力，通常會在其他方面做出犧牲，結果作為一副產品，會產生大量的噪音。這種噪音由冷卻風扇等以極高的每分鐘轉數(revolutions per minute,RPM)運作的部件所引起，並且最小化擋板以增加氣流，從而進一步加劇這種情況。為了確保伺服器的計算部件能夠在各種情況下操作，通常也會在功耗效率方面做出犧牲。雖然在效能方面有效，但是在具有任何噪音敏感度以及/或功率限制的環境(例如大多數邊緣伺服器應用)中實施這些習知伺服器是不實際的。

因此，需要一種能夠實現顯著散熱同時也最小化所產生的噪音量以及消耗的功率的配置。此外，儘管處理來自各種使用者、應用等的大量輸入/輸出(I/O)負載，但仍必須減少這些噪音量以及功率。

實施例的用語以及相似的用語(例如，實施方式、配置、特點、示例、以及選項)意在廣義地泛指所有本揭露之標的以及以下申請專利範圍。數個包含這些用語的陳述項應被理解為不限制在此該的標的或限制以下申請專利範圍的含義或範圍。在此所涵蓋本揭露的實施例由以下申請專利範圍定義，而非本發明內容。此發明內容是本揭露多種特點的上位(high-level)概述，且介紹以下的實施方式段落中所更描述的一些概念。此發明內容非意在確認申請專利範圍標的的關鍵或必要特徵，也非意在被獨立使用以決定申請專利範圍標的的範圍。本標的經由參考本揭露的完整說明書的適當部分、任何或所有附圖以及每一申請專利範圍，應當被理解。

揭露一示例方法，用於提供一伺服器組件的冷卻能力以及降低功耗。所述方法包括接收對應伺服器組件中的一中央處理單元(CPU)的溫度訊息。伺服器組件更包括一風扇模組，其內具有數個電風扇。伺服器組件也包括一散熱器以及一電子部件。所述方法包括確定中央處理單元的一目前功率級別，以及使用溫度訊息以及目前功率級別確定電風扇的一第一操作速度。此外，所述方法包括組合第一操作速度與從一比例積分微分控制器接收的一第二操作速度以確定一組合操作速度。所述方法更包括指示電風扇以組合操作速度操作。

在一些實施方式中，所述方法更包括從數個電子溫度感測器接收環境溫度訊息，使用接收到的環境溫度訊息確定伺服器組件的一環境溫度，以及藉由組合一第三操作速度與組合操作速度確定一更新的操作速度，第三操作速度對應伺服器組件的環境溫度。

在一些其他的實施方式中，中央處理單元的目前功率級別包括一熱設計功率值。因此，在一些實施方式中，確定電風扇的第一操作速度包括比較熱設計功率值與數個預定範圍，識別對應熱設計功率值的預定範圍之一，以及基於所識別的預定範圍調整電風扇的一基本操作速度。在一些實施方式中，基於所識別的預定範圍調整電風扇的基本操作速度包括：使用對應中央處理單元的溫度訊息識別一工作週期值，藉由預定範圍定義的一數量加權工作週期值；以及指示電風扇實施加權的工作週期。

在其他的實施方式中，溫度訊息包括中央處理單元的一平均操作溫度，溫度訊息從耦接到中央處理單元的一電子溫度感測器接收。在一些實施方式中，指示電風扇以組合操作速度操作包括：將組合操作速度發送至一脈寬調變器，以及指示脈寬調變器使電風扇以組合操作速度操作。

在一些實施方式中，電風扇被配置以產生一氣流路徑，氣流路徑(i)源自伺服器組件的一空氣入口，(ii)延伸穿過中央處理單元以及散熱器，以及(iii)在離開伺服器組件前通過電子部件。

在其他的實施方式中，伺服器組件包括多個中央處理單元。據此，確定中央處理單元的目前功率級別包括計算多個中央處理單元的一平均功率級別。

也揭露一示例伺服器組件，用以提供冷卻能力以及降低功耗。伺服器組件包括：一設備室以及一機櫃風扇模組，設備室配置以將數個電子部件安裝在其中，機櫃風扇模組鄰近於設備室的一側。機櫃風扇模組內具有數個電風扇。此外，伺服器組件包括一電子部件，位於設備室中，電子部件具有一空氣入口區域。伺服器組件更包括一處理器，用以執行配置以施行根據任何實施方式的以上方法的邏輯。

也揭露一電腦程式產品，用於提供一伺服器組件的冷卻能力並降低功耗。電腦程式產品包括一電腦可讀儲存介質，具有數個可實施的程式指令。此外，程式指令可由一處理器讀取以及/或執行，以使處理器施行以上方法。

以上發明內容並非意在呈現本揭露的每一實施例或每個特點。而是，前述發明內容僅提供在此闡述的一些新穎特點以及特徵的示例。當結合附圖以及所附申請專利範圍時，從用以進行實施本發明的代表性實施例以及模式的以下詳細描述，本揭露的以上特徵以及優點以及其他特徵以及優點將變得顯而易見。鑑於參考附圖、以下所提供的符號簡單說明對各種實施例的詳細描述，本揭露的附加的特點對於本領域具有通常知識者將是顯而易見的。

100:伺服器組件

102:外表面

104:風扇模組

106:風扇控制器

108:中央處理單元以及散熱器對

110:電子部件

202:中央處理單元模組

204:管道

206:散熱器

208:鰭片

300:方法

302、304、306、308、310、316:操作

320、322、324、326:子操作

326a、326b、326c:過程

340、342、344:操作

從以下示例性實施例的描述並結合參考附圖，將更好地理解本揭露及其優點以及附圖。這些附圖僅繪示了示例性實施例，且因此不應被視為對各種實施例或申請專利範圍的限制。

第1圖為根據本揭露的某些特點，一計算機櫃組件的立體圖；第2圖為根據本揭露的某些特點，第1圖的一中央處理單元與散熱器對的詳細視圖；第3A圖為根據本揭露的某些特點，用於提供一伺服器組件冷卻能力的一示例方法的流程圖；第3B圖為根據一實施例，第3A圖的方法中的操作之一的子操作的流程圖。

第3C圖為根據一實施例，第3A圖的方法中的操作之一的子操作的流程圖。

本揭露指向一種示例方法，用於提供一伺服器組件的冷卻能力以及降低功耗。所述方法包括接收對應伺服器組件中的一電子部件的一中央處理單元(central processing unit,CPU)的溫度訊息。伺服器組件更包括一風扇模組，風扇模組內具有數個電風扇。伺服器組件也包括一散熱器以及一電子部件。所述方法更包括確定中央處理單元的一目前功率級別，以及使用溫度訊息以及目前功率級別確定電風扇的一第一操作速度。此外，所述方法包括組合第一操作速度與從一比例積分微分控制器接收的一第二操作速度以確定一組合操作速度。所述方法更包括指示電風扇以組合操作速度操作。

多種實施例被參照附圖描述，在整個附圖中相似的參考符號被用來指定相似或均等元件。附圖並未按比例繪製，且提供附圖僅用以顯示本揭露之特點和特徵。應當理解許多具體細節、關係以及方法被闡述以提供全面的理解。然而，該領域具有通常知識者將容易的想到，多種實施例可在沒有一個或多個特定細節之下或在其他方法下實踐。在一些情況下，為了說明性的目的，未詳細顯示公知的結構或操作。多種實施例不受限於動作或事件的顯示順序，如一些動作可不同的順序及/或與其他動作或事件同時發生。此外，並非全部所顯示的動作或事件都是實施本揭露之某些特點和特徵所需的。

為了本實施方式的目的，除非明確地說明並非如此，單數包括複數且反之亦然。用語「包括」意為「包括而不限於」。此外，近似詞如「大約(about,almost,substantially,approximately)」以及其相似詞，可在此意為例如「在(at)」、「近於(near,nearly at)」、「在3%到5%之內(within 3-5% of)」、「在可接受的製造公差內(within acceptable manufacturing tolerances)」或任何其邏輯組合。額外地，術語「垂直」或「級別」旨在分別另外包括垂直或級別方向的「3-5%內」。此外，例如「頂部」、「底部」、「左方」、「右方」、「上方」和「下方」等方向詞意在相關於參考圖示中描寫的等效方向；從參考對象或元件上下文中理解，例如從對象或元件的常用位置；或如此的其他描述。

與習知產品經歷的缺點形成鮮明對比，本文中包括的實施例能夠降低功耗，同時也改善熱效率(thermal efficiency)以及噪音降低，而不抑制輸入/輸出效能。換句話說，本文的方式能夠降低例如邊緣伺服器或高效能計算(high performance computing,HPC)伺服器的功耗、內部溫度、以及噪音分佈，例如與典型伺服器倉庫(server warehouses)相比，使得它們可被放置在更廣泛、噪音敏感度以及/或功率限制更大的位置中。

然而，這種改進的功耗分佈、熱傳遞以及噪音降低不導致如習知實施方式通常經歷的相應的效能降低。事實上，發明人已經由測試驗證，本文描述的一些方式除了散熱之外還能夠實現功耗降低。具體地，本文包括的一些實施方式被測試並確定為在各種不同的設定下，在相應系統的空閒期間將功耗減少約7.3%至約20%之間，並且在系統的操作期間將功耗減少約7.9%至約12.5%之間。再次，這在習知上是無法實現的，並且是關於藉由實施本文所包括的實施方式所實現的改進的證據。

例如，第1圖至第2圖顯示根據一實施例的一伺服器組件100，能夠有效地提供冷卻能力同時也減少功耗以及噪音產生。作為選擇，本伺服器組件100可結合本文列出的任何其他實施例的特徵來實現，例如參考其他圖所描述的那些特徵。然而，這種伺服器組件100以及本文提出的其他組件可用在各種應用中以及/或可在本文列出的說明性實施例中具體描述或未具體描述的排列中使用。此外，本文提出的伺服器組件100可用在任何期望的環境中。因此第1圖至第2圖(以及其他圖)可被認為包括任何可能的排列。

如圖所示，伺服器組件100包括一外表面102，用作組件100的外周，形成其中包括各種部件的一內部區域。在一些實施方式中，外表面102完全封裝內部區域，例如為了內部區域而形成一固體外部。在其他實施方式中，例如為允許空氣穿過組件100，外表面102的一或多側可被至少部分地移除、穿孔、具有凹槽圖樣。

觀察由外表面102形成的內部，一風扇模組104耦接到一風扇控制器106。風扇模組104包括一或多個電風扇，並且風扇控制器106較佳地被配置以控制包括在風扇模組104中的一或多個電風扇的更多操作設定。例如，風扇控制器106能夠增加、減少、或維持風扇模組104中的每個個別電風扇的目前操作速度，以實現期望的氣流以及/或功耗曲線，例如，如本領域技術人員在閱讀本說明書之後將理解。例如，在一些實施方式中，風扇控制器106可包括一脈寬調變器(pulse width modulator)，使得可對發送到風扇模組104中的電風扇的訊號(例如，指令、命令等)進行脈寬調變。

伺服器組件更包括位於風扇模組104下游的”中央處理單元以及散熱器對(CPU and heat sink pairs)”108。此外，電子部件110位於中央處理單元以及散熱器對108的下游。對於本說明書，「下游」意指風扇模組104中的電風扇沿由外表面102形成的內部引導氣流的方向，例如，沿著外表面102朝向一出口，其允許空氣排出伺服器組件100。在這種實施方式中，外表面102也可在風扇模組104的上游側具有一或多個開口，允許環境空氣進入由外表面102形成的內部，從而形成一氣流路徑。

空氣沿氣流路徑行進並經過(例如，通過)中央處理單元以及散熱器對108以及下游電子部件110。因此，空氣能夠吸收由中央處理單元(例如，參照第2圖的中央處理單元模組202)以及電子部件110產生的一些熱能，將其帶出伺服器組件100。氣流的速度、氣流中的空氣的溫度等，從而對伺服器組件100的可實現熱能力產生影響。

例如，氣流的速度(即，空氣沿著氣流路徑移動的速度)可基於風扇模組104中的電風扇的操作速度確定。換言之，例如，可控制電風扇以一或多個期望的速度操作，以維持伺服器組件100中的一特定操作溫度。

中央處理單元以及散熱器對108中的散熱器也可從伺服器組件100移除熱能。例如，參照第2圖，根據一實施方式，顯示一中央處理單元以及散熱器對108的更詳細視圖。作為一種選擇，本發明的中央處理單元以及散熱器對108可結合來自本文列出的任何其他實施方式的特徵實施，例如參考其他圖(例如第1圖)描述的那些特徵。然而，這樣的中央處理單元以及散熱器對108以及本文提出的其他中央處理單元以及散熱器對可用在各種應用中以及/或排列中，其可能或可能沒有在本文列出的說明性實施方式中具體描述。此外，本文提出的中央處理單元以及散熱器對108可用在任何期望的環境中。因此第2圖(以及其他圖)可被認為包括任何可能的排列。

如圖所示，一中央處理單元模組202藉由管道204 的一網路耦接至一散熱器(heat sink)206。管道204的一第一端耦接(或至少位置鄰近)中央處理單元模組202的一出口，使得穿過中央處理單元模組202的空氣進入管道204。較佳地，穿過中央處理單元模組202的大部分空氣進入管道204並被引導至散熱器206。

散熱器206較佳地被配置以從中央處理單元模組202輸送的空氣中提取熱能。因此，當中央處理單元模組202增加系統中的空氣的溫度時，散熱器206被配置以抵消此增加。例如，在一些實施方式中，散熱器206包括數個鰭片208，這些鰭片208物理上彼此間隔開，以促使從穿過鰭片208的空氣中提取熱能，例如，如本領域技術人員閱讀本描述後所理解。

第2圖也顯示中央處理單元以及散熱器對108位於一電子部件110的上游，例如，如第1圖所示。因此，散熱器206能夠在穿過其中的空氣到達電子部件110之前將熱能從空氣中移除。電子部件110從而藉由散熱器206有效地熱絕緣中央處理單元模組202。中央處理單元202、散熱器206、以及電子部件110之間的熱關係影響整個首要系統的效能。例如，如果在控制風扇模組104中的電風扇的操作速度時不考慮由散熱器206實現的熱對策，則整個系統可能會因使保持不必要的低系統溫度而消耗不必要的能量。

再次回到第1圖，當控制電風扇時，較佳地考慮伺服器組件100中的各個部件之間的關係以及它們如何影響由外表面102形成的內部中的熱特性，例如，如將在以下關於第3A圖的方法300進一步詳細說明。

作為結果，本文所包括的實施方式能夠顯著提高伺服器組件能夠運作的效率。再次，藉由動態調整一組件中電風扇的操作速度以適應變化的條件(例如，組件中一處理器的目前工作負載)，總體上降低功耗，並且也改善在伺服器組件100中形成的氣流路徑的特性。

此外，藉由合併伺服器組件100中的部件的熱特性以及它們如何影響其中的空氣溫度。這改善熱調節(thermal regulation)，允許包括在伺服器組件100中的電子部件在更寬範圍的啟動狀態下操作，而不產生伺服器組件100的不期望的高內部溫度以及/或消耗不期望的大量電力以滿足傳入的輸入/輸出需求。設備室中的電子部件110從而能夠根據需要操作，而不是以如習知實施方式中所見的節流方式操作，習知實施方式無法實現類似於本文所包括的各種方法的結果。

其他因素也可能影響氣流路徑的特性。例如，空氣入口通道可被設計以允許期望量(例如，體積)的空氣進入由外表面102形成的內部。期望量的空氣可根據以下情況而變化：伺服器組件100中包括的部件的數量、伺服器組件100的預期用途、伺服器組件100的尺寸、伺服器組件100的內部配置等。伺服器組件100的各個部分的尺寸因此可根據實施方式而變化。例如，風扇模組104中的電風扇可基於空氣入口通道被配置以提供的空氣量(例如，體積)校準。類似地，風扇模組104中的電風扇可基於空氣沿氣流路徑通過時的量(例如，體積)以及方向校準。

雖然伺服器組件100中的不同部件的佈置以及/或尺寸可能影響氣流流率(或空氣分子沿氣流行進的速度)，但是空氣的可使用率也具有影響。例如，當空氣速度沿氣流路徑增加，氣流流率也可能增加。然而，這種線性關係可能並不適用於所有空氣速度。超出預定範圍(例如，高於預定值)的速度可能實際上降低效能，例如，引入空氣回流到伺服器組件100中。然而，如果空氣速度過低，可能接收不到足夠的氣流並且作為結果，部件可能過熱。

例如，一或多個引導板、阻擋板、可調節(例如，可選擇性定位)擋板等可根據需要定位在伺服器組件100中。例如，第2圖的管道204被配置以將氣流從中央處理單元模組202導向至散熱器206。在其他實施方式中，引導板以及/或擋板可用於減少氣流回流。

雖然本文的實施方式可提供改進的熱調節能力，但是這些改進有些取決於被吸入伺服器組件100中的環境空氣。如上所述，穿過伺服器組件100的空氣吸收由伺服器組件100其中的各種部件產生的一些熱能。氣流的速度、氣流中空氣的溫度等從而對伺服器組件100可實現的熱能力產生影響。

由此可見，藉由選擇性地調節風扇模組104中的電風扇的操作速度，風扇控制器106能夠控制伺服器組件100的熱特性。例如，根據一示例，伺服器組件100可作為邊緣計算節點的一部分。在一些實施方式中，伺服器組件100實際上可位於使用者的位置。與數據源的接近允許伺服器組件100以及其中的部件提供內容緩存、服務傳送、持久數據儲存等。因此，本文包括的至少一些實施方式能夠實現更快的洞察、改進的響應時間、更好的帶寬可用性等。此外，通過提高電風扇能夠對不同情況作出反應的效率並維持期望的工作環境(例如，溫度)，本文的實施方式能夠降低功耗。這在電力可用性有限的情況下是特別符合期望的，例如，如下文將進一步詳細描述。

也符合期望的是，伺服器組件100被設定在環境溫度低於由外表面102形成的內部的平均運作溫度的環境中。換句話說，伺服器組件100較佳地能夠吸取環境空氣，環境空氣的溫度比外表面102形成的內部空氣的溫度低，例如，在其中的電子部件運作期間。在一些實施方式中，伺服器組件100甚至可被配置以在空氣被用於冷卻設備室中的溫度並從而冷卻其中的電子部件之前調節(例如，冷卻、除濕等)空氣。

如上所述，位於第1圖的風扇模組104中的電風扇包括用於至少部分地產生穿過伺服器組件100的氣流。換言之，電風扇較佳地被配置以產生源自外表面102的一入口的氣流。

在一些實施方式中，風扇模組104以及其中的電風扇由任何類型的風扇控制器106(例如一處理器或其他類型的計算裝置)控制以產生氣流。據此，風扇模組104中的電風扇可藉由能夠確定是否提供電風扇供應電壓的處理器打開以產生氣流，或者關閉以停止氣流。在其他實施方式中，電風扇可從處理器接收指令，並且這些指令可由控制在電風扇模組104中的馬達的風扇控制器106實施，馬達能夠實際旋轉電風扇以產生氣流、或者阻止它們旋轉以結束氣流。

例如，由電風扇在操作(例如，旋轉)時形成的正壓以及負壓產生將環境空氣吸入伺服器組件100中的偏壓，推動環境空氣通過由外表面102形成的內部，並通過一空氣出口排出。可藉由改變電風扇中的物理葉片的尺寸(例如，節距、長度、厚度等)、電風扇的操作速度、電風扇的定向、電風扇的葉片旋轉的方向等，選擇性地調整由電風扇形成的空氣壓力的定向以及/或幅度。因此，可實現一給定情況所需的特定氣流量。

根據決不旨在限制本發明的一特定示例，伺服器組件100用作一邊緣伺服器、高效能運算伺服器、或對本領域技術人員來說顯而易見的任何其他類型的伺服器的一部分。隨著時間，伺服器可能面臨不同的工作負載，因此將在不同的產出量級別之間受到節流，導致其中的電子部件經歷一範圍的操作設定。風扇模組104中的電風扇的操作速度從而可逐漸升高以及降低，以達到足夠的氣流以適當地冷卻伺服器組件100中的電子部件，同時也降低功耗以及操作噪音。

風扇模組104中的電風扇可由此與位於整個伺服器組件100中的一或多個感測器通訊。例如，溫度感測器(未顯示)可位於整個伺服器組件100中並且將基於溫度的訊息中繼到控制風扇模組104中的各種電風扇的操作設定的一處理器。溫度感測器可定位以鄰近伺服器組件100的一或多個空氣出口。在其他實施方式中，溫度感測器可定位以鄰近伺服器組件100的空氣入口。此外，定位在空氣入口處的溫度感測器可識別進入的環境空氣的溫度，其指示環境空氣的冷卻能力。在一些實施方式中，溫度感測器也可放置在出口中。電風扇的操作設定從而可基於環境空氣從伺服器組件100吸收熱的效率調整，例如，如本領域技術人員在閱讀本說明書之後所將理解。

雖然本文中的一些實施方式使用溫度訊息確定電風扇操作設定，但是可使用任何期望類型的訊息。例如，在各種實施方式中，從一或多個濕度感測器、噪音(音頻)感測器、振動感測器、工作負荷感測器等以及/或其組合接收的訊息可用於確定電風扇的期望操作速度。

在一些實施方式中，風扇模組104中的電風扇的操作設定可基於系統中的各種電子部件110確定。例如，伺服器組件100可作為一邊緣伺服器、一高效能伺服器、或任何其他類型的伺服器。如上所述，伺服器中包括的電風扇可能對整個伺服器組件的氣流產生影響。從而在一些實施方式中，在控制電風扇的操作設定的同時，考慮伺服器組件中的電子部件的操作條件。換句話說，控制風扇模組104中的電風扇的操作設定的過程是基於伺服器組件100中的各個部件如何操作。例如，響應於確定中央處理單元以及散熱器對108中的中央處理單元正在以最大可實現產出量的50%或更多操作，電風扇的操作速度可增加一預定量。電風扇的操作速度也可基於電子部件110如何操作而降低。例如，響應於確定電子部件110以最大可實現產出量的50%或更少操作，電風扇的操作速度可降低一預定量，例如，將由以下說明變得顯而易見。

因此，根據風扇模組104中的電風扇的配置以及/或操作設定，它們可能在某些情況下沿氣流路徑消耗不必要的電力、產生大量的噪音、以及/或導致不期望的紊流量。如上所述，習知實施方式無法在不犧牲效能的情況下改進熱調節。與此形成鮮明對比的是，本文所包括的實施方式能夠維持大量的熱容量而不犧牲功率以及/或對效能級別產生負面影響。

應當再次注意，雖然伺服器組件100中的各種部件已被描繪以及/或描述為定位在某些配置中，但這決不旨在限制。相反，伺服器組件100的不同部分可不同方式實施(例如，定位)。類似地，伺服器組件100本身的配置決不旨在限制。

由此可見，本文所包括的方式能夠顯著提高熱容量，同時降低功耗。此外，這些相對於習知實施方式的改進是在不限制效能的情況下實現的。換言之，本文的方式能夠顯著提高操作例如邊緣伺服器以及高效能運算伺服器之類的伺服器組件的熱調節的效率，同時也降低它們的噪音分佈，使得它們可放置在具有比典型伺服器倉庫的噪音敏感度更高的位置中。更高效的效能造成的功耗降低也擴展邊緣伺服器以及高效能運算伺服器等伺服器組件的可應用性。此外，這些對熱調節以及功耗的改進不會導致效能的相應降低，例如，如習知實施方式通常所經歷。

根據這些方式中的一些，由於如第1圖中所描繪的在伺服器組件100中的佈置部件，至少部分地實現熱以及噪音消散。此外，藉由如本文實施方式中所描述的控制電風扇的運作，組件中的部件可根據需要操作，而不會負面影響組件中的條件(例如，內部溫度)以及/或降低功率效率，例如，如以下進一步詳細描述。

由此可見，藉由本文所包括的各種方式實現的改進可響應於簡單地啟動伺服器組件100中的電風扇以及/或電子部件而實踐(例如，體驗)。換句話說，雖然一伺服器組件以及/或電子部件的各種物理部分可根據實施方式而變化，它們可被配置以響應於接收這樣做的指令而創建一氣流路徑。

例如，第3A圖顯示根據一實施方式，提供一伺服器組件冷卻能力並降低其功耗的一方法300。具體地，方法300中包括的各種操作是針對具有與第1圖以及第2圖中描繪的伺服器組件100類似配置的伺服器組件所描述。當然，比第3A圖中具體描述的更多或更少的操作可包括在方法300中，如本領域技術人員在閱讀本描述後所將理解。

方法300的每個步驟可由操作環境的任何適合的部件執行。例如，方法300中的一或多個運作可由風扇控制器以及/或一機櫃管理控制器(Rack Management Controller)(例如，參見以上第1圖的風扇控制器106)執行。在其他實施方式中，方法300可部分或全部由控制器、處理器、電腦等、或者其中具有一個或多個處理器的一些其他裝置來執行。因此，在一些實施例中，方法300可為電腦實施的方法。此外，術語電腦、處理器、以及控制器可關於本文的任何實施例互換使用，這些部件被認為是本發明的許多不同排列中的等同物。

對於具有一處理器的那些實施例，處理器(例如以硬體以及/或軟體實現的處理電路、晶片、以及/或模組，並且較佳地具有至少一硬體部件)可在任何裝置中使用以執行方法300的一或多個步驟。示例性處理器包括但不限於一中央處理單元、一專用積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)、一現場可程式化邏輯閘陣列(field programmable gate array,FPGA)等、它們的組合，或本領域已知的任何其他適合的計算裝置。

仍請參考第3A圖，操作302包括使一氣流路徑在一伺服器組件的入口處起始。換句話說，操作302可藉由啟動風扇模組中的一或多個電風扇實現。在一些方式中，可藉由向被配置以運作個別風扇以及/或部件的一或多個控制器發送一或多個啟動指令以啟動這些電風扇。在其他實施方式中，操作302可由一處理器執行，處理器被配置以操作個別的風扇以及/或部件，從而操作氣流可藉由簡單地啟動其中的一或多個馬達以起始路徑。根據一示例，其決不旨在限制本發明，方法300可由一處理器響應於伺服器組件被啟動而開始，例如，在一機櫃組件中的一中央處理器的一啟動順序期間。

由此可見，操作302可包括使風扇模組中的電風扇以一或多個預定旋轉速度操作。取決於方法，旋轉速度可由一使用者預先確定、由一製造商預設(例如，基於產品測試)、由行業標準預設等。而操作302包括使電風扇在一個或多個預定旋轉速度，在一些方式中，旋轉速度實際上是基於組件的目前操作設定確定。例如，操作302可包括使電風扇以一範圍內的速度旋轉，此範圍具有由組件的設備室(equipment room)中的伺服器的目前產出量、組件中的溫度讀數、組件的目前積壓(例如延遲)等定義的邊界。

在一些實施方式中，電風扇接收以預定旋轉速度操作的指令。例如，可指示每個電風扇以一基本操作速度旋轉。此外，基本操作速度可根據電風扇的類型、組件的配置、組件中的電子部件的數量等而變化。在一些方式中，基本操作速度可在電風扇最大操作速度的約10%與約80%之間。在其他方法中，基本操作速度可在電風扇的最大操作速度的一平均值的約30%與約80%之間，更較佳地在平均值的約20%與約90%之間，但可更高或更低，具體取決於實施方式。

還應當注意的是，可根據方式以不同的形式接收指令。例如，一些方式涉及設置一脈寬調變器，其控制所接收以及實施的電訊號的組合，以使電風扇以期望的旋轉速度旋轉，例如，如本領域技術人員在閱讀本說明書之後所將理解。其他方式包括發送一區塊控制訊號，最終使電風扇以恆定的一預定速度操作。在其他方式中，可接收指令，指令使得不同的電風扇以不同的(例如，獨特的)預定速度操作，從而實現一組合氣流速度。

方法從操作302進行到操作304，其包括接收溫度訊息。溫度訊息對應於伺服器組件(例如，參見第1圖至第2圖的伺服器組件100)中的一或多個中央處理單元。接收到的溫度訊息的類型以及/或數量可根據實施方式而變化。例如，可從定位在伺服器組件中的溫度感測器接收溫度訊息。在一些實施方式中，溫度感測器可包括電耦接到中央處理單元以及/或伺服器組件中的其他部件的電阻溫度計。在其他實施方式中，溫度感測器可被配置以讀取伺服器組件中的一部件周圍、伺服器組件中的一部件的空氣出口處、伺服器組件本身的空氣出口等處的空氣溫度，並且中繼此訊息，返回到一控制器。

在一些情況下，此溫度訊息也可與從位於組件的空氣入口或入口管道中的一或多個溫度感測器接收的溫度數據比較，例如以確定是否存在空氣回流。在一些實施方式中，可平均從不同溫度感測器接收到的溫度訊息以確定中央處理單元的平均操作溫度。在其他方式中，可不同地組合從不同感測器接收的不同溫度訊息。

繼續參考第3A圖，操作306包括確定一或多個中央處理單元的一目前功率級別(power level)。接收到的溫度訊息通常用於確定個別中央處理單元的目前功率級別。由此可見，在一些實施方式中，溫度訊息可包括溫度讀數、電流讀數、電壓降讀數等。此外，此溫度訊息可與對應中央處理單元的訊息(例如，熱設計功率值、功率輸出範圍等)，以導出中央處理單元的目前功率級別。

目前功率級別可根據具體實施方式而被不同地測量，但是在一些實施方式中，目前功率級別可以瓦為單位測量。然而，在其他實施方式中，目前功率級別可為(例如，表示為)個別中央處理單元的最大功率級別的百分比。也可以其他表示實施。根據一示例，此示例決不旨在限制本發明，溫度訊息包括流經每個中央處理單元的一電流。可比較電流值與一查找表以確定中央處理單元的對應功率級別。

進行到操作306，方法300包括確定電風扇的一更新的操作速度。雖然電風扇可在一給定時間點被設定為適合伺服器組件的一操作速度，但組件的效能隨著請求的接收、應用程式的運作、操作的完成等，而隨著時間變化。藉由動態調整電風扇操作速度，本文的實施方式能夠適應不斷變化工作負載的負擔，同時保持有效率的效能(例如，功耗)。

因此，更新的操作速度較佳地基於接收到的溫度訊息以及/或確定的中央處理單元的目前功率級別。這些值提供每個中央處理單元效能的準確且更新的觀點。因此，所接收的溫度訊息以及/或所確定的中央處理單元的目前功率級別可用於確定電風扇的操作設定，其導致目前情況的冷卻能力的期望量。如上所述，這允許設備在接收到工作負載時滿足工作負載，同時減少這樣做所消耗的功率量，特別是與習知產品相比。這是一項特別值得注意的成就，因為本文所包括的實施方式能夠處理更多數量的計算操作，同時消耗比習知可實現的更少的功率。換言之，本文的實施方式提高伺服器組件以及其中的組件可操作的效率，例如，如本領域技術人員在閱讀本描述之後所將理解。

例如，暫時參考第3B圖，顯示根據一實施方式，確定電風扇的組合更新操作速度的示例性子操作。由此可見，第3B圖的任何一或多個子操作可用於執行第3A圖的操作306。然而，應注意的是，第3B圖的子過程是根據一實施例繪示，實施例決不旨在限制本發明。

如圖所示，第3B圖的子操作320包括確定每個中央處理單元的一熱設計功率值。在較佳方式中，熱設計功率值對應個別中央處理單元的目前功率級別。熱設計功率值通常以瓦特表示，是指給定組件在最大理論負載下的功耗。因此，一或多個中央處理單元的熱設計功率值可表示一或多個中央處理單元產生或至少能夠產生的最大理論瓦數。在一些實施方式中，中央處理單元的目前功率級別可包括例如中央處理單元的一熱設計功率值之類的訊息。

此值取決於方式，可基於中央處理單元以及/或更大的伺服器組件的目前操作條件。因此，可使用對應於中央處理單元的不同類型的訊息確定熱設計功率值。例如，熱設計功率值可基於從中央處理單元以及/或與其對應的其他感測器接收的溫度訊息、目前產出量級別、目前電流消耗訊息等確定。在一些方式中，可比較接收到的訊息與查找表以確定對應的值。

子操作322更包括比較中央處理單元的一或多個熱設計功率值與預定範圍。預定範圍可對應中央處理單元本身以及/或組件中的其他部件(例如電風扇)的不同操作條件。還當注意，比較中央處理單元的熱設計功率值與預定範圍決不旨在限制。不是為了確定熱設計功率值與預定範圍的比較，而是為了可做出等效確定，例如關於一值是否大於一閾值、值是否在一預定範圍外、絕對值是否高於閾值、值是否低於閾值等，具體取決於所期望的方式。

子操作324包括確定中央處理單元的熱設計功率值中的一或多個是否在預定範圍內。換句話說，子操作324包括確定在子操作320中確定的任何熱設計功率值是否處於不同的範圍值內。如上所述，應再次注意，雖然與中央處理單元有關的訊息(例如，熱設計功率值)用於控制電風扇，但也可評估其他類型的部件。例如，對應組件中的圖形處理單元、電源單元、硬碟等的熱設計功率值可至少部分地用於確定電風扇的期望操作條件。

響應於識別熱設計功率值中的至少一個處於預定範圍中的至少一個內，第3B圖從子操作324進行到子操作326。其中，子操作326包括使用所識別的預定範圍調整電風扇的一基本操作速度。然而，流程圖被視為響應於確定沒有熱設計功率值在預定範圍內的情況下直接進行到操作308。換言之，在無法識別熱設計功率值的情況下，不可調整電風扇的操作設定。

現在返回到子操作326，使用所識別的預定範圍調整電風扇的基本操作速度的過程可根據實施方式而不同。例如，一些實施方式涉及使用對應伺服器組件的伺服器中的中央處理單元的訊息(例如，溫度、工作負載、電流抽取等)。參見子操作326，根據本實施例，描述關聯於調整電風扇的基本操作速度的過程，這也決不旨在限制本發明。因此，雖然特定過程被顯示為包括在子操作326中，但是在其他實施方式中，可不同地執行更新電風扇的基本操作速度的過程。

如圖所示，過程326a包括使用對應中央處理單元溫度訊息識別將應用於電風扇的一工作週期。在一些實施方式中，動態計算工作週期並比較工作週期與電風扇的其他預定設定的一查找表。在其他實施方式中，藉由比較溫度訊息與相關聯於不同溫度值的電風扇的工作週期設定的一步階級數(例如，步階函數)確定工作週期，例如，如本領域技術人員在閱讀本描述後所將理解。

過程326b更包括按照由預定範圍定義的量(amount)加權工作週期值(duty cycle value)。如上所述，以上在子操作324以及326中識別的預定範圍可具有與其關聯的不同類型的訊息。例如，在一些方式中，預定範圍識別(例如，定義)一或多個加權值以及它們如何應用至以上在過程326a中識別的工作週期值。換句話說，加權值可直接對應中央處理單元的一或多個熱設計功率值。

從過程326b，第3B圖進行到過程326c，其包括指示電風扇實施加權工作週期。換句話說，過程326c包括直接向電風扇以及/或耦接到電風扇的控制器發送一或多個指令，一或多個指令使得電風扇根據在以上的過程326b中識別的加權工作週期操作。在一些實施方式中，加權工作週期可與最終導致電風扇以期望操作(例如，以一或多個所需速度)的指令一起發送到一脈寬調變器。

從第3B圖的子操作326，流程圖被顯示為返回到第3A圖的操作308。其中，操作308更包括將操作306中確定的一第一操作速度與一第二操作速度組合。換句話說，操作308包括合併電風扇的兩個不同的操作速度以確定一組合操作速度。取決於實施方式，可不同地實現組合兩種操作速度的過程。例如，在一些實施方式中，可簡單地平均第一操作速度與第二操作速度以確定一組合平均操作速度。在其他實施方式中，可比較第一操作速度以及第二操作速度與預定範圍，基於額外因素(例如，操作類型)、一或多個方程中的輸入等加權。

此外，取決於實施方式，第二操作速度可從不同的源接收。在一些實施方式中，第二操作速度可從設定在伺服器組件中的比例積分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器接收。由此可見，從比例積分微分控制器接收的第二操作速度可為對應組件中的電風扇以及/或其他部件的目前操作條件的回饋。

方法300更包括指示電風扇以組合操作速度操作。參見操作310。換言之，操作310包括發送一或多個指令，最終使電風扇實施在操作308中確定的組合操作速度。一或多個指令可取決於實施方式，直接發送到電風扇、風扇控制器(例如，參見第1圖的風扇控制器106)、機櫃管理控制器、脈寬調變器等。

例如，指示電風扇以一特定操作速度(例如，組合操作速度)操作的過程可涉及一頻寬調變器。在一些方式中，組合的操作速度可被發送到一頻寬調變器以用於實施。例如，如本領域技術人員在閱讀本說明書之後所將理解，還可向頻寬調變器發送一或多個指令，最終導致頻寬調變器使電風扇以組合操作速度操作。

如上所述，使電風扇以組合速度操作導致組件以比先前可實現的更高級別的效率執行。本文的實施方式結合直接對應組件中的各個部件的效能設定的訊息。因此，即使工作負載、溫度、積壓等隨著時間而變化，也能保持高效的效能。這是符合期望的，因為組件不必被迫在及時滿足輸入的工作負載與保持高效效能之間選擇。再次，許多習知產品簡單地在低效且不理想的設定下操作，以確保延遲不會受到影響。雖然這可確保工作負載得到處理，但它會導致高功耗、計算資源使用效率低下、高噪音等不符合期望的問題。

仍然參考第3A圖，方法300被顯示為從操作310返回到操作304。據此，在一些實施方式中，方法300中的操作可隨時間以迭代方式重複。這允許隨著時間，接收額外的溫度訊息、中央處理單元功率級別訊息、以及/或其他類型的訊息，使得電風扇的效能被動態地調整以適應操作條件的變化。在一些實施方式中，方法300可在其他正在操作的應用程式的背景執行，例如，使得執行方法300的各種操作不干擾正在執行的其他過程。在其他實施方式中，方法300的一或多個操作可與電風扇控制邏輯、中央控制器處理例程等整合。

如上所述，一些實施方式可併入額外訊息以確定電風扇的期望操作速度。這可根據伺服器組件的配置、其中包括的電子部件、與伺服器組件一起實施的感測器的數量以及/或類型等而變化。例如，參考第3C圖，根據一實施方式，呈現相關於在確定電風扇的期望操作速度時結合額外訊息的示例性操作。如第3A圖所示，第3C圖中的操作可選地併入方法300中，例如，將在以下變得顯而易見。還應當注意，第3C圖的操作是根據一實施方式顯示，其決不旨在限制本發明。

如圖所示，第3C圖包括從溫度感測器接收環境溫度訊息。參見操作340。從其接收溫度訊息的溫度感測器的數量以及/或類型根據方式而變化。例如，一些方式可設定電耦接到一電路的某些點的電子溫度感測器(例如，電阻溫度計)。在其他方式中，一或多個溫度感測器可放置在一組件中設定的一伺服器的一空氣出口附近、組件本身內部、組件的一空氣入口管道處、組件的空氣出口處等。在其他方式中，可從感測器接收除溫度值之外的訊息，例如濕度讀數，可被接收並結合在確定電風扇的期望操作速度中以產生電風扇的期望操作速度以產生組件中包含的電子裝置的期望設定。

操作342更包括使用接收到的環境溫度訊息確定伺服器組件的一目前設定。如上所述，接收到的溫度訊息可能根據方式的不同而變化。由此可見，對於溫度訊息包括與組件相對應的環境溫度訊息的方式，操作342包括確定伺服器組件的環境溫度。確定環境溫度的過程也可能有所不同。例如，可藉由平均從不同感測器接收到的溫度讀數、基於相應溫度感測器的位置加權某些溫度讀數等確定環境溫度。然而，其他方式可涉及確定關於組件的不同訊息。例如，涉及接收濕度訊息的方式可包括確定組件中的濕度級別。

流程圖從操作342進行到操作344，操作344包括基於所確定的組件以及其中包括的部件的目前狀況確定電風扇的更新操作速度。在一些方式中，藉由首先識別與所確定的組件以及其中包括的部件的目前狀況相對應的一「第三」操作速度確定更新操作速度。此後，第三操作速度可與第3A圖的操作308中確定的組合操作速度合併。如上所述，不同操作速度的這種合併可藉由平均不同操作速度、不同地加權某些操作速度、計算操作速度的加權平均值、將值與預定範圍進行比較等達到。因此，任何一或多個以上關於第3A圖的操作308描述的實施方式可被實施以執行操作344，例如，如本領域技術人員在閱讀本描述之後所將理解。

應當注意，當調節效能時電風扇的操作速度增加的量可大於電風扇的操作速度減少的量。這是因為在一些方式中希望充分增加操作速度以適應目前的操作條件，而不期望過多地降低操作速度。例如，響應於滿足一預定條件(例如，參見操作308)，電風扇的操作速度可增加最大操作速度的約3%與約10%之間，取決於實施方式可更高或更低。然而，響應於滿足另一預定條件(例如，參見操作316)，操作速度可減少最大操作速度的約1%與約3%之間，但是同樣，可為更高或更低的百分比，具體取決於實施方式。例如，可調整電風扇速度增加以及/或減少的速率以改善功率效率、減少等待時間(例如，在高產出量期間)、調整內部溫度讀數等。

可藉由訓練一機器學習模型進一步開發對伺服器組件的不同特性進行加權，以確定產生針對特定情況的期望結果的電風扇的具體操作條件的過程。機器學習模型可為任何期望的類型，並且可以一監督、半監督、強化等類型的方式訓練。訓練數據可隨著時間以及/或從之前的操作中收集。

因此，本文所包括的實施方式期望能夠改善熱容量，同時改善功耗效率並降低噪音。此外，這些改進是在不限制效能的情況下實現的。換句話說，本文的實施方式能夠顯著改善伺服器組件(例如邊緣伺服器以及高效能計算伺服器)的熱調節，同時更改善組件操作的效率。這導致功耗下降，同時保持甚至改善組件以及其中的部件的效能。然而，這些對熱調節、功耗、噪音降低等的改進不會導致效能的相應降低，例如，如習知實施方式通常所經歷的。

根據這些方式中的一些，由於將伺服器組件分成四個部分(空氣入口管道、空氣出口管道、設備室、以及機櫃風扇區域)而至少部分地實現對功耗以及噪音消散的改進。此外，藉由定位空氣入口管道在底部的組件，允許冷空氣進入並吸收從組件中的部件發出的噪音。空氣出口管道位於設備室的兩側，以允許熱空氣離開並吸收組件中部件發出的噪音。較佳地，本文的方式利用基於不同中央處理單元(例如，伺服器)的目前功率級別的一風扇控制加權。因此，低瓦數中央處理單元可以比高瓦數中央處理單元更低的加權值使用，以滿足中央處理單元及其個別下游部件的冷卻條件。這再次實現能量使用最佳化，例如，如本領域技術人員在閱讀本說明書之後所將理解。

此外，機櫃風扇模組包括各種電風扇，並且位於設備室頂部以產生足夠的氣流冷卻組件中的部件。可控制電風扇(例如，如第3A圖的方法300中所描述)相對於伺服器入口處的本地溫度讀數自動調節環境溫度。藉由調節相關於伺服器活動的電風扇操作速度，本文的實施方式符合期望地能夠改善功耗效率，同時還維持組件中的物理部件的期望熱特性。

此外，可使用機器學習程式(包括監督以及/或無監督機器學習)訓練一處理器或一處理元件調節電風扇的操作設定。機器學習程式可採用一神經網路，其可為一卷積神經網路、一深度學習神經網路、或者在兩個或更多個感興趣的區域或領域中學習的一組合學習模組或程式。機器學習可能涉及識別以及辨識現有數據中的模式，以便於對後續數據進行預測。可基於示例輸入創建模型，以對電風扇控制器的新輸入做出有效且可靠的預測。

額外或替代地，可藉由將樣本數據集或某些數據輸入到程式中訓練機器學習程式，例如溫度數據、處理能力、操作產出量以及/或從伺服器接收的其他類型的訊息。機器學習程式可利用主要集中於模式識別的深度學習算法，並且可在處理多個示例之後進行訓練。

在監督機器學習中，一處理元件可被提供有示例輸入及其相關聯的輸出，並且可尋求發現將輸入映射到輸出的一般規則，使得當提供後續新輸入時，處理元件可基於根據發現的規則，準確預測正確的輸出。在無監督機器學習中，處理元件可能需要在未標記的示例輸入中找到自己的結構。在一實施例中，機器學習技術可用於提取相關溫度訊息、對應的伺服器活動數據以及/或其他數據。

應注意，本文的各種方式中溫度數據的使用決不旨在進行限制。例如，溫度數據可用於估計相應電子部件的計算產出量。因此，在其他實施方式中，可使用不同類型的訊息(例如電流供應、處理產出量、數據訪問時間等)確定伺服器活動。每個伺服器經歷的活動量由此可用於確定是否應增加、減少、或維持電風扇的目前操作速度，例如如上所述。

此外，本文所包括的任何方法可以任何可能的整合技術細節級別實施為系統、方法、以及/或電腦程式產品。電腦程式產品可包括其上具有用於使處理器執行本發明的各方面的電腦可讀程式指令的電腦可讀儲存介質(或多個介質)。

電腦可讀儲存介質可為可保留並儲存指令執行設備使用的指令的一有形裝置。電腦可讀儲存介質可為例如，但不限於一電子儲存裝置、一磁儲存裝置、一光儲存裝置、一電磁儲存裝置、一半導體儲存裝置或前述的任何合適的組合。電腦可讀儲存介質的更具體示例的非詳盡列表包括以下各項：便攜式電腦磁碟、硬碟、隨機存取儲存器(random access memory,RAM)、只讀儲存器(read-only memory,ROM)、可擦除可程式只讀儲存器(erasable programmable read-only memory,EPROM or Flash memory)、靜態隨機存取儲存器(static random access memory,SRAM)、便攜式光碟只讀儲存器(compact disc read-only memory,CD-ROM)、數位多功能光碟(digital versatile disk,DVD)、記憶棒、磁片、機械編碼裝置，例如打孔卡、或其上記錄有指令的凹槽中的凸起結構，以及前述的任何適合的組合。本文所使用的電腦可讀儲存介質不應被解釋為暫態訊號本身，例如無線電波或其他自由傳播的電磁波、通過波導或其他傳輸介質傳播的電磁波(例如，穿過光纖電纜的光脈衝)、或通過電纜傳輸的電訊號。

本文描述的電腦可讀程式指令可從電腦可讀儲存介質下載到個別的計算/處理裝置，或者經由網路(例如，網際網路、局域網、廣域網、區域網路以及/或無線網路)下載到外部電腦或外部儲存裝置。網路可包括銅傳輸電纜、光傳輸光纖、無線傳輸、路由器、防火牆、交換機、閘道電腦以及/或邊緣伺服器。每個計算/處理裝置中的網路適配器卡或網路介面從網路接收電腦可讀程式指令並且轉發電腦可讀程式指令以儲存在個別計算/處理裝置內的電腦可讀儲存介質中。

用於執行本發明的操作的電腦可讀程式指令可為彙編指令、指令集架構(instruction-set-architecture,ISA)指令、機器指令、機器相關指令、微代碼、固體指令、狀態設定數據、配置數據，用於積體電路、或者以一或多種程式語言的任意組合編寫的源代碼或目標代碼，包括例如Smalltalk、C++等的對象導向的程式語言、以及例如「C」程式語言的過程程式語言、或類似的程式語言。電腦可讀程式指令可完全在使用者電腦上執行、部分在使用者電腦上作為獨立軟體包執行、部分在使用者電腦上執行、部分在遠程電腦上執行或者完全在遠程電腦或伺服器上執行。在後者情況下，遠程電腦可通過任何類型的網路連接到使用者的電腦，包括局域網(local area network,LAN)或廣域網(wide area network,WAN)，或者可連接到外部電腦(例如，使用網際網路服務提供商通過網際網路)。在一些實施例中，包括例如可程式邏輯電路、現場可程式化邏輯閘陣列(field-programmable gate array,FPGA)或可程式邏輯陣列(programmable logic array,PLA)的電子電路可通過利用電腦可讀程式指令的狀態訊息執行電腦可讀程式指令以個性化電子電路，以便執行本發明的各方面。

本文參考根據本發明實施例的方法、設備(系統)、以及電腦程式產品的流程圖以及/或方塊圖描述本發明的各方面。應當理解，流程圖以及/或方塊圖的每個方塊、以及流程圖以及/或方塊圖中的方塊的組合可由電腦可讀程式指令實施。

這些電腦可讀程式指令可被提供給電腦的處理器或其他可程式數據處理裝置以產生機器，使得經由電腦或其他可程式數據處理裝置的處理器執行的指令創建用於實施流程圖以及/或方塊圖中指定的功能/動作的方式。這些電腦可讀程式指令還可儲存在電腦可讀儲存介質中，電腦可讀儲存介質可引導電腦、可程式數據處理裝置、以及/或其他裝置以特定方式運作，使得其中儲存有指令的電腦可讀儲存介質包括製品，其包括實施在流程圖以及/或方塊圖或多個方塊中指定的功能/動作的各方面的指令。

電腦可讀程式指令還可被加載到電腦、其他可程式數據處理設備或其他裝置上，以使得一系列操作步驟在電腦、其他可程式設備或其他裝置上執行，從而產生電腦實施過程，使得在電腦、其他可程式設備或其他裝置上執行的指令實施流程圖、以及/或方塊圖中指定的功能/動作。

附圖中的流程圖及方塊圖顯示根據本發明的各種實施例的系統、方法、以及電腦程式產品的可能實施的架構、功能、以及操作。就這一點而言，流程圖或方塊圖中的每個方塊可表示一模組、一片段、或指令的一部分，其包括用於實施指定邏輯功能的一或多個可執行指令。在一些替代實施方式中，方塊中標註的功能可不按照圖中標註的順序發生。例如，連續顯示的兩個框實際上可作為一個步驟實施，以部分或全部時間重疊的方式同時、基本上同時執行，或者這些方塊有時可以相反的順序執行，這取決於涉及的功能。還應當指出，方塊圖以及/或流程圖中的每個方塊、以及方塊圖以及/或流程圖中的方塊的組合可由執行指定功能或動作的基於專用硬體的系統實施，或者執行專用硬體以及電腦指令的組合。

還應當注意，雖然本文中的實施方式的各個方面已被顯示為包括具體設計、定向、部件數量等，但這決不旨在限制本發明。相反，這裡的實施方式僅出於示例性目的而呈現，並且可根據期望的方法在設計、定向、部件數量等方面變化。還應當注意的是，術語「底部」、「下部」、「頂部」、「上部」等的使用決不旨在進行限制。用於描述本文的各種實施方式的任何參考系僅出於說明性目的而被選擇，並且可以根據需要進行調整。

儘管已關於一個或多個實施方式示出和描述本揭露之實施例，但是本領域具有通常知識者經閱讀和理解本說明書和附圖後，將想到均等物和修改。另外，雖然可能已經關於幾種實施方式的僅一種實施方式揭露本揭露的特定特徵，但是對於任何給予或特定的應用，這種特徵如可能有需求和有利的可與其他實施方式的一個或多個其他特徵組合。

雖然本揭露的多種實施例已由以上所描述，但是應當理解其僅以示例且非限制的方式呈現。在不脫離本揭露的精神或範圍下，可根據本揭露在此所揭露的實施例進行多種改變。因此，本揭露的廣度和範圍不應受到任何上述實施例的限制。相反的，本揭露的範圍應根據以下申請專利範圍及其均等物所界定。