TWM675034U - 主機管理監控裝置以及使用其之主機板、計算機裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於計算機裝置的主機板中之主機管理監控裝置，其具有用於與外部的複數個第一周邊元件連接之複數個第一切換開關與電性連接複數個第一切換開關的基板管理控制器。基板管理控制器用於接收自平台管理介面協定預留之自定義的平台管理介面指令，根據平台管理介面指令關閉或開啟複數個第一切換開關的其中一者，以實現對應第一切換開關所連接之第一周邊元件的虛擬熱插拔。簡單地說，主機管理監控裝置物理式地切斷或重連第一周邊元件與主機板之間的電連接，來實現第一周邊元件之虛擬熱插拔。

Description

主機管理監控裝置以及使用其之主機板、計算機裝置

本新型是有關於一種用於管理與監控計算機裝置的技術，且特別是一種於不需修改作業軟體之周邊元件的驅動程式的情況下，便能夠實現周邊元件之虛擬熱插拔(Virtual Hot-Plug)的主機管理監控裝置以及使用其之主機板、計算機裝置。

智能平台管理介面(Intelligent Platform Management Interface，簡稱為IPMI)是一種獨立於作業系統的硬體管理介面，主要用於伺服器系統的遠端監控與管理。智能平台管理介面能夠讓系統管理員即使在主機電源關閉或系統當機時，仍可透過網路執行如電源控制(開機、重啟、關機)、硬體監控(風扇轉速、電壓、溫度感測)以及系統日誌紀錄等功能。這些功能是透過基板管理控制器(Baseboard Management Controller，簡稱為BMC)來實現，基板管理控制器是一個嵌入式控制器，並具備獨立的網路連線能力，以讓管理者可以遠端掌控伺服器的運作狀況與健康資訊。

在實現周邊元件的熱插拔(Hot-Plug)方面，智能平台管理介面扮演了關鍵角色。當有周邊元件之裝置被插入或拔除時，基板管理控制器會透過感測器即時偵測這些變動，並通知主系統進行資源配置的更新，例如重新分配輸入/輸出(IO)通道或重新掃描周邊元件快速互連(PCIe)設備。此外，基板管理控制器也可透過與作業系統或韌體協同合作，觸發相關驅動程式的載入或卸除程序，確保系統在不中斷運作的情況下完成元件的替換或新增。這使得智能平台管理介面能有效支援高可用性與快速維修需求，是現代資料中心不可或缺的管理技術之一。

然而，在有些情況下，例如伺服器的當機是跟其中一個周邊元件有關，即使智能平台管理介面能夠允許遠端的管理者登入將伺服器重啟，但是即使重啟後，造成系統危障的周邊元件仍會再次使得伺服器當機，且又會有造成電力浪費的情況。因此，除了實體地將造成系統危障的周邊元件移除外，另一種做法就是透過虛擬熱插拔來將造成系統危障的周邊元件邏輯地移除。

虛擬熱插拔允許動態新增或移除虛擬硬體(如網卡、磁碟、CPU等)而不需重新啟動虛擬機，這種變動不是透過實體硬體層通知，而是由虛擬機監控器(Hypervisor)模擬出熱插拔行為。原本設計給實體硬體的驅動程式，可能沒有處理裝置在運行時被「動態新增或移除」的情境，若驅動程式不支援重新掃描或釋放資源的邏輯，新增或移除虛擬裝置時就會失敗，甚至導致系統錯誤。換言之，驅動程式需能理解這些訊號，才能做出對應動作，若驅動程式未包含相關邏輯，就無法處理上述這些事件。

簡單地說，目前基於智能平台管理介面協定的主機管理監控裝置並沒有辦法在不修改作業軟體之周邊元件的驅動程式的情況下，實現周邊元件之虛擬熱插拔。然而，修改作業軟體之周邊元件的驅動程式需要花費時間與金錢，且每一次作業系統版本更動後，還需要重新編寫驅動程式，耗時又耗力。另一方面，現有技術實現的虛擬熱插拔仍使得虛擬移除的周邊元件處於耗電的狀態，即使是相較於插拔狀態中的周邊元件來得省電，但這些電力消耗，仍有進一步可以改善的空間。

本新型旨在提供一種能夠讓對周邊元件進行虛擬熱插拔之主機管理監控裝置以及使用其之主機板、計算機裝置，以藉此解決先前技術提到的至少一個技術問題。

為了達到本新型的至少一個目的，本新型提供一種主機管理監控裝置，主機管理監控裝置用於計算機裝置的主機板中，且包括用於與外部的複數個第一周邊元件連接之複數個第一切換開關以及電性連接複數個第一切換開關並支援平台管理介面協定的基板管理控制器。基板管理控制器用於接收平台管理介面協定預留之自定義的平台管理介面指令，根據平台管理介面指令關閉或開啟複數個第一切換開關的其中一者，以實現對應第一切換開關所連接之第一周邊元件的虛擬熱插拔，其中當對應的第一切換開關由開啟切換為關閉，計算機裝置的作業系統認為第一周邊元件已被拔除，以及當對應的第一切換開關由關閉切換為開啟，計算機裝置的作業系統認為第一周邊元件已連接。

於本新型之主機管理監控裝置的實施例中，主機管理監控裝置更包括用於與外部的複數個第二周邊元件連接之複數個第二切換開關。基板管理控制器根據平台管理介面指令關閉或開啟複數個第一切換開關及複數個第二切換開關的其中一者，以實現對應第一切換開關所連接之第一周邊元件或對應第二切換開關所連接之第二周邊元件的虛擬熱插拔，其中當對應的第二切換開關由開啟切換為關閉，計算機裝置的作業系統認為第二周邊元件已被拔除，以及當對應的第二切換開關由關閉切換為開啟，計算機裝置的作業系統認為第二周邊元件已連接。

於本新型之主機管理監控裝置的實施例中，主機管理監控裝置更包括第一匯流排與第二匯流排，第一匯流排電性連接複數個第一切換開關排及基板管理控制器，以及第二匯流排電性連接複數個第二切換開關排及基板管理控制器。

於本新型之主機管理監控裝置的實施例中，第一周邊元件與第二周邊元件所使用的介面協定分別為周邊元件快速互連匯流排(PCIe Bus)協定、積體電路間匯流排(I2C Bus)協定、串行先進技術附件(SATA Bus)協定、通用序列匯流排(USB)協定、串行附件小型電腦系統介面匯流排(SAS Bus)協定、雷霆匯流排(Thunderbolt Bus)協定與IEEE 1394匯流排協定的其中兩者。

於本新型之主機管理監控裝置的實施例中，平台管理介面協定為智能平台管理介面(IPMI)協定，以及平台管理介面指令為智能平台管理介面協定所預留給用戶進行自定義的智能平台管理介面指令。

於本新型之主機管理監控裝置的實施例中，基板管理控制器通訊連接管理端裝置，並由管理端裝置發送平台管理介面指令，且管理端裝置為遠端終端裝置或近端終端裝置。

為了達到本新型的至少一個目的，本新型提供一種主機板，且主機板包括主機管理監控裝置、非揮發性儲存裝置、感測器及控制線路、記憶體板卡以及處理器板卡。主機管理監控裝置包括有複數個第一切換開關及複數個第二切換開關，其中複數個第一切換開關及複數個第二切換開關分別用於連接複數個第一周邊元件與複數個第二周邊元件。非揮發性儲存裝置、感測器及控制線路、記憶體板卡以及處理器板卡，電性連接主機管理監控裝置。主機管理監控裝置通訊連接管理端裝置，管理端裝置發送平台管理介面協定預留之自定義的平台管理介面指令給主機管理監控裝置。主機管理監控裝置根據平台管理介面指令關閉或開啟複數個第一切換開關及複數個第二切換開關的其中一者，以在無需變動作業系統之複數個驅動程式的情況下，實現對應第一切換開關所連接之第一周邊元件或對應第二切換開關所連接之第二周邊元件的虛擬熱插拔。

於本新型之主機板的實施例中，主機板更包括複數個周邊元件快速互連插槽以及複數個連接埠。複數個周邊元件快速互連插槽連接複數個第一切換開關，並用於供複數個第一周邊元件插設連接。複數個連接埠支援積體電路間匯流排協定，連接複數個第二切換開關，並用於供複數個第二周邊元件連接。

於本新型之主機板的實施例中，主機板更包括系統介面、序列共享器、網路控制器、主板序列控制器、序列埠以及網路連接埠。系統介面、序列共享器及網路控制器電性連接主機管理監控裝置。主板序列控制器電性連接序列共享器。序列埠電性連接序列共享器。網路連接埠電性連接網路控制器。

於本新型之主機板的實施例中，主機板更包括系統匯流排以及私有管理匯流排。系統匯流排電性連接系統介面、主板序列控制器及網路控制器。記憶體板卡與處理器板卡透過私有管理匯流排電性連接主機管理監控裝置。

為了達到本新型的至少一個目的，本新型提供一種計算機裝置，計算機裝置包括前述任一個的主機板、插設於記憶體板卡的記憶體與插設於處理器板卡的處理器。

承上所述，相較於先前技術，本新型提供了一種可以在不需修改作業軟體之周邊元件的驅動程式的情況下，便能夠讓對周邊元件進行虛擬熱插拔之主機管理監控裝置以及使用其之主機板、計算機裝置，以藉此讓管理者能夠透過管理端裝置近端或遠端地登入計算機裝置後，管理與監控個周邊元件，並可不用到計算機裝置的現場，便能夠透過虛擬熱插拔移除可能對系統造成危障的周邊元件，以及使先前移除的周邊元件重新被計算機裝置哦的作業系統識別使用。

以下將配合圖式，將本新型可能之實施方式進行詳細的說明，但要注意的是，下述實施細節非用於限制本新型所主張的申請專利範圍，而僅是方便使所屬技術領域具有通常知識者理解。

請同時參照圖1與圖2，圖1是本新型實施例之具有主機管理監控裝置的主機板的示意方塊圖，以及圖2是本新型實施例之計算機裝置的示意方塊圖。本新型的主機板20用於計算機裝置30中，且計算機裝置30安裝有作業系統，本新型主要是在主機板20中設計一種創新的主機管理監控裝置10，來讓對周邊元件能夠進行虛擬熱插拔，且無須修改作業軟體之周邊元件的驅動程式，也就是周邊元件的熱插拔無關於作業系統的類型與版本。

主機板20至少包括主機管理監控裝置10、非揮發性儲存裝置201、感測器及控制線路202、記憶體板卡203以及處理器板卡204。主機管理監控裝置10至少包括有複數個第一切換開關101及複數個第二切換開關104，其中複數個第一切換開關101及複數個第二切換開關104分別用於連接複數個第一周邊元件50與複數個第二周邊元件60。非揮發性儲存裝置201、感測器及控制線路202、記憶體板卡203以及處理器板卡204電性連接主機管理監控裝置10。

進一步地，記憶體板卡203以及處理器板卡204分別用於供記憶體與處理器插設，非揮發性儲存裝置201例如為閃存，可以用來儲存相關的資訊與基本輸入輸出系統(BIOS)的指令，以及感測器及控制線路202用於進行電源重啟、主機重啟與風扇的控制，以及用於進行溫度、電壓與風扇轉速的感測。

主機管理監控裝置10通訊連接管理端裝置40，管理端裝置40發送平台管理介面協定預留之自定義的平台管理介面指令給主機管理監控裝置，其中平台管理介面協定可以為智能平台管理介面(IPMI)協定，以及平台管理介面指令可以為智能平台管理介面協定所預留給用戶進行自定義的智能平台管理介面指令，但本新型不以此為限制。

主機管理監控裝置10根據平台管理介面指令關閉或開啟複數個第一切換開關101及複數個第二切換開關104的其中一者，以在無需變動作業系統之複數個驅動程式的情況下，實現對應第一切換開關101所連接之第一周邊元件50或對應第二切換開關104所連接之第二周邊元件60的虛擬熱插拔。

以此實施例為例，第一周邊元件50與第二周邊元件60分別使用周邊元件快速互連匯流排(PCIe Bus)協定及積體電路間匯流排(I²C Bus)協定，因此，主機板20更包括複數個周邊元件快速互連插槽205以及複數個連接埠206。複數個周邊元件快速互連插槽205支援周邊元件快速互連匯流排協定，連接複數個第一切換開關101，並用於供複數個第一周邊元件50插設連接。複數個連接埠206支援積體電路間匯流排協定，連接複數個第二切換開關104，並用於供複數個第二周邊元件60連接。

然而，本新型不以第一周邊元件50與第二周邊元件60所使用的介面協定為限制。第一周邊元件50與第二周邊元件60所使用的介面協定可以分別為周邊元件快速互連匯流排協定、積體電路間匯流排協定、串行先進技術附件(SATA Bus)協定、通用序列匯流排(USB)協定、串行附件小型電腦系統介面匯流排(SAS Bus)協定、雷霆匯流排(Thunderbolt Bus)協定與IEEE 1394匯流排協定的其中兩者。

進一步地，主機板更包括系統介面214、序列共享器207、網路控制器208、主板序列控制器209、序列埠210以及網路連接埠211。系統介面214、序列共享器207及網路控制器208電性連接主機管理監控裝置10。主板序列控制器209電性連接序列共享器207。序列埠210電性連接序列共享器207。網路連接埠211電性連接網路控制器208。

網路連接埠211例如為RJ-45的連接埠，序列埠210例如但不限定為個人電腦儲存卡國際聯盟(Personal Computer Memory Card International Association，PCMIA)標準或通用序列匯流排標準的有線或無線網路卡的連接埠。管理端裝置40作為近端終端裝置時，可以使用線材來連接管理端裝置40及序列埠210或網路連接埠211來與主機管理監控裝置10通訊連接，管理端裝置40作為遠端終端裝置時，則可以透過網路連接埠211或序列埠210所連接的網路卡與主機管理監控裝置10通訊連接。

另外，主機板20更包括系統匯流排212以及私有管理匯流排213。系統匯流排212電性連接系統介面214、主板序列控制器209及網路控制器208，主機管理監控裝置10透過系統介面214與系統匯流排212所連接的主板序列控制器209及網路控制器208溝通及傳遞資料，另外，主機管理監控裝置10在一些情況下，可以直接地向主板序列控制器209及網路控制器208的資料進行直接取存。記憶體板卡203、處理器板卡204及主機管理監控裝置10都電性連接私有管理匯流排213，如此一來，記憶體板卡203與處理器板卡204可透過私有管理匯流排213電性連接主機管理監控裝置10。

請繼續參照圖1與圖2，主機管理監控裝置10實際上可以更包括基板管理控制器103、第一匯流排102及第二匯流排105。第一匯流排102電性連接複數個第一切換開關101及基板管理控制器103，以及第二匯流排105電性連接複數個第二切換開關104及基板管理控制器103。

基板管理控制器103支援平台管理介面協定，例如但不限定是智能平台管理介面(IPMI)協定。基板管理控制器103可以通訊連接管理端裝置40，並用於接收管理端裝置40所發送之平台管理介面協定預留之自定義的平台管理介面指令，並根據平台管理介面指令關閉或開啟複數個第一切換開關101及複數個第二切換開關104的其中一者，以實現對應第一切換開關101所連接之第一周邊元件50或對應第二切換開關104所連接之第二周邊元件60的虛擬熱插拔。

當對應的第一切換開關101由開啟切換為關閉，計算機裝置30的作業系統認為第一周邊元件50已被拔除，以及當對應的第一切換開關101由關閉切換為開啟，計算機裝置30的作業系統認為第一周邊元件50已連接。當對應的第二切換開關104由開啟切換為關閉，計算機裝置30的作業系統認為第二周邊元件60已被拔除，以及當對應的第二切換開關104由關閉切換為開啟，計算機裝置30的作業系統認為第二周邊元件60已連接。

雖然，通常一般主機板20會有兩種以上不同介面的周邊元件， 但本新型不以此為限制，因此，另一個實施例中，可以將第二切換開關104及第二匯流排105移除。除此之外，因應圖1的實施例，第一匯流排102與第二匯流排105雖為周邊元件快速互連匯流排(PCIe Bus)及積體電路間匯流排(I2C Bus)，但本新型不以此為限，在其他實施例中，第一匯流排102與第二匯流排105分別為周邊元件快速互連匯流排(PCIe Bus)、積體電路間匯流排(I2C Bus)、串行先進技術附件(SATA Bus)、通用序列匯流排(USB)、串行附件小型電腦系統介面匯流排(SAS Bus)、雷霆匯流排(Thunderbolt Bus)與一IEEE 1394匯流排的其中兩者。

除此之外，圖1雖然使用第一匯流排102與第二匯流排105分別作為第一周邊元件50與第二周邊元件60的橋接匯流排，但本新型不以此為限制，在一些實施例中，第一匯流排102與第二匯流排105可以移除，而是每一個第一周邊元件50都透過第一切換開關101獨立地與基板管理控制器103連接，以及每一個第二周邊元件60都透過第二切換開關104獨立地與基板管理控制器103連接。

綜合以上所述，本新型所提供的主機管理監控裝置以及使用其之主機板、計算機裝置具有以下的技術效果：(1)能夠在不需修改作業軟體之周邊元件的驅動程式的情況下，便能夠讓對周邊元件進行虛擬熱插拔，減少了驅動程式的開發與更新的時間與金錢成本；(2)物理式地斷開主機板與要虛擬移除之周邊元件之間的電連接，更進一步地減少了周邊元件消耗的電力；(3)管理者無須至計算機裝置的現場，便能夠透過虛擬熱插拔移除可能對系統造成危障的周邊元件，以及使先前移除的周邊元件重新被計算機裝置的作業系統識別使用，利於管理者管理與監控，並提供了極大的便利性；(4)相較於修改作業軟體之周邊元件的驅動程式，僅是額外新增了切換開關、將需要的匯流排整合至基板管理控制器中及設計基板管理控制器使用之韌體，其金錢成本仍相對較少；(5)無須在作業系統更新時，重新修改驅動程式，達到了真正與作業系統無關的虛擬熱插拔。

本新型在本文中僅以較佳實施例揭露，然任何熟習本技術領域者應能理解的是，上述實施例僅用於描述本新型，並非用以限定本新型所主張之專利權利範圍。舉凡與上述實施例均等或等效之變化或置換，皆應解讀為涵蓋於本新型之精神或範疇內。因此，本新型之保護範圍應以下述之申請專利範圍所界定者為基準。

10:主機管理監控裝置101:第一切換開關102:第一匯流排103:基板管理控制器104:第二切換開關105:第二匯流排20:主機板201:非揮發性儲存裝置202:感測器及控制線路203:記憶體板卡204:處理器板卡205:周邊元件快速互連插槽206:連接埠207:序列共享器208:網路控制器209:主板序列控制器210:序列埠211:網路連接埠212:系統匯流排213:私有管理匯流排214:系統介面30:計算機裝置301:記憶體302:處理器40:管理端裝置50:第一周邊元件60:第二周邊元件

圖1是本新型實施例之具有主機管理監控裝置的主機板的示意方塊圖。圖2是本新型實施例之計算機裝置的示意方塊圖。

10:主機管理監控裝置

101:第一切換開關

102:第一匯流排

103:基板管理控制器

104:第二切換開關

105:第二匯流排

20:主機板

201:非揮發性儲存裝置

202:感測器及控制線路

203:記憶體板卡

204:處理器板卡

205:周邊元件快速互連插槽

206:連接埠

207:序列共享器

208:網路控制器

209:主板序列控制器

210:序列埠

211:網路連接埠

212:系統匯流排

213:私有管理匯流排

214:系統介面

Claims (11)

1. 一種主機管理監控裝置，用於一計算機裝置(30)的一主機板(20)中，包括：複數個第一切換開關(101)，用於與外部的複數個第一周邊元件(50)連接；以及一基板管理控制器(103)，電性連接該複數個第一切換開關(101)，支援一平台管理介面協定，用於接收該平台管理介面協定預留之自定義的一平台管理介面指令，根據該平台管理介面指令關閉或開啟該複數個第一切換開關(101)的其中一者，以實現對應該第一切換開關(101)所連接之該第一周邊元件(50)的虛擬熱插拔，其中當對應的該第一切換開關(101)由開啟切換為關閉，該計算機裝置(30)的一作業系統認為該第一周邊元件(50)已被拔除，以及當對應的該第一切換開關(101)由關閉切換為開啟，該計算機裝置(30)的該作業系統認為該第一周邊元件(50)已連接。
2. 如請求項1所述的主機管理監控裝置，更包括：複數個第二切換開關(104)，用於與外部的複數個第二周邊元件連接(60)； 其中該基板管理控制器(103)根據該平台管理介面指令關閉或開啟該複數個第一切換開關(101)及該複數個第二切換開關(104)的其中一者，以實現對應該第一切換開關(101)所連接之該第一周邊元件(50)或對應該第二切換開關(104)所連接之該第二周邊元件(60)的虛擬熱插拔，當對應的該第二切換開關(104)由開啟切換為關閉，該計算機裝置(30)的該作業系統認為該第二周邊元件(60)已被拔除，以及當對應的該第二切換開關(104)由關閉切換為開啟，該計算機裝置(30)的該作業系統認為該第二周邊元件(60)已連接。
3. 如請求項2所述的主機管理監控裝置，更包括：一第一匯流排(102)，電性連接該複數個第一切換開關 (101)及該基板管理控制器排(103)；以及一第二匯流排(105)，電性連接該複數個第二切換開關 (104)及該基板管理控制器排(103)。
4. 如請求項2所述的主機管理監控裝置，其中該第一周邊元件(50)使用的介面協定與該第二周邊元件(60)使用的介面協定分別為一周邊元件快速互連匯流排(PCIe Bus)協定、一積體電路間匯流排(I2C Bus)協定、一串行先進技術附件(SATA Bus)協定、一通用序列匯流排(USB)協定、一串行附件小型電腦系統介面匯流排(SAS Bus)協定、一雷霆匯流排(Thunderbolt Bus)協定與一IEEE 1394匯流排協定的其中兩者。
5. 如請求項1所述的主機管理監控裝置，其中該平台管理介面協定為一智能平台管理介面(IPMI)協定，以及該平台管理介面指令為該智能平台管理介面協定所預留給用戶進行自定義的一智能平台管理介面指令。
6. 如請求項1所述的主機管理監控裝置，其中該基板管理控制器(103)通訊連接一管理端裝置(40)，並由該管理端裝置(40)發送該平台管理介面指令，且該管理端裝置(40)為一遠端終端裝置或一近端終端裝置。
7. 一種主機板，包括：一主機管理監控裝置(10)，包括有複數個第一切換開關(101)及複數個第二切換開關(104)，其中該複數個第一切換開關(101)及複數個第二切換開關(104)分別用於連接複數個第一周邊元件(50)與複數個第二周邊元件(60)；以及一非揮發性儲存裝置(201)、一感測器及控制線路(202)、一記憶體板卡(203)以及一處理器板卡(204)，電性連接該主機管理監控裝置(10)；其中該主機管理監控裝置(10)通訊連接一管理端裝置(40)，該管理端裝置(40)發送一平台管理介面協定預留之自定義的一平台管理介面指令給該主機管理監控裝置(10)，該主機管理監控裝置(10)根據該平台管理介面指令關閉或開啟該複數個第一切換開關(101)及該複數個第二切換開關(104)的其中一者，以在無需變動一作業系統之複數個驅動程式的情況下，實現對應該第一切換開關(101)所連接之該第一周邊元件(50)或對應該第二切換開關(104)所連接之該第二周邊元件(60)的虛擬熱插拔。
8. 如請求項7所述的主機板，更包括：複數個周邊元件快速互連插槽(205)，連接該複數個第一切換開關(101)，用於供該複數個第一周邊元件(50)插設連接；以及複數個連接埠(206)，支援一積體電路間匯流排協定，連接該複數個第二切換開關(104)，用於供該複數個第二周邊元件(60)連接。
9. 如請求項8所述的主機板，更包括：一系統介面(214)、一序列共享器(207)以及一網路控制器(208)，電性連接該主機管理監控裝置(10)；一主板序列控制器(209)，電性連接該序列共享器(207)；一序列埠(210)，電性連接該序列共享器(207)；以及一網路連接埠(211)，電性連接該網路控制器(208)。
10. 如請求項9所述的主機板，更包括：一系統匯流排(212)，電性連接該系統介面(214)、該主板序列控制器(209)及該網路控制器(208)；以及一私有管理匯流排(213)，其中該記憶體板卡(203)與該處理器板卡(204)透過該私有管理匯流排(213)電性連接該主機管理監控裝置(10)。
11. 一種計算機裝置，包括：如請求項7～10其中任一項所述的主機板(20)；一記憶體(301)，插設於該記憶體板卡(203)；一處理器(302)，插設於該處理器板卡(204)。