AT14160U1 - Frontpanel Display - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Frontpanel Display, sowie ein Verfahren zur Verwendung des Frontpanel Displays, für die Anzeige von Statusinformationen mit zumindest einer Anzeigefläche (1.1), zur Anbringung am Gehäuse eines Computersystems (2), insbesondere Servers, in einem Computer- Cluster oder High-Performance-Compute-Cluster- System, mit welchem das Frontpanel Display (1) über eine Schnittstelle in Datenverbindung steht, wobei am Computersystem (2) eine modular aufgebaute Software (3) installiert ist, welche die am Frontpanel Display (1) darzustellenden Informationen bereitstellt und deren Module (3.1, 3.2) Hardwaretreiber für alle im Computersystem (2) verwendeten Hardwarekomponenten (2.1, 2.2), deren Status am Frontpanel Display (1) dargestellt werden soll, beinhalten .

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Frontpanel Display für die Anbringung am Gehäuse einesComputersystems insbesondere in einem Computer- Cluster.

[0002] Das gegenständliche Frontpanel Display ist eine Anzeigevorrichtung (Display), welchean der Vorderseite (Frontpanel) eines Computers, zum Beispiel eines Servers in einem Compu¬ter-Cluster (wie in High-Performance-Compute-Clustern/HPC-Clustern) angebracht ist und zurDarstellung von Betriebs-, Status- und Log-Daten dient. Es liegt im Belieben des Fachmannsdas Display auch an anderen Seiten des Gehäuses (oben, unten, hinten, rechts, links) anzu¬bringen. Da der Begriff Frontpanel Display in der Praxis geläufig ist, wird dieser Ausdruck stell¬vertretend für alle möglichen Anbringungspositionen des Displays verwendet.

[0003] Es ist bekannt Informationen/Daten, welche in einer Komponente eines Netzwerks anfal¬len, an einem Arbeitsplatz (Rechner mit Bildschirm) auszugeben. Die US 4965772 zeigt einNetzmanagementsystem zur Überwachung von Netzressourcen und Anwendungen, die solcheRessourcen benutzen. Dabei werden im Netzwerk auftretende Ereignisse in Form von Nach¬richten, Fehlermeldungen und Statusinformationen an das Terminal des Netzwerkadministratorsgesendet und dort angezeigt. Ein weiteres Beispiel für ein derartiges Netzmanagement wird inder US 5155842 A gezeigt, bei welcher Benutzern und Programmen Informationen zum Statusvon Netzwerkressourcen zur Verfügung gestellt werden.

[0004] So gehört es auch zum Stand der Technik, Daten und Informationen, die in einem Com¬putersystem generiert werden, auf einem dezentralen Terminal auszugeben. Ein Systemspezia¬list, Techniker aber auch Anwender kann so Systeminformation von im Netzwerk verteiltenRechnern einsehen. Tritt im Computersystem ein Problem auf, kann der Techniker mit diesenInformationen das Problem identifizieren und möglicherweise durch Fernwartung beheben. Oftist es jedoch nötig, dass der Techniker direkt am Server Wartungsarbeiten oder Reparaturenvornimmt.

[0005] In der Praxis befindet sich meist eine Vielzahl von Rechnern in einem Serverraum undinsbesondere in einem Computer-Cluster, sodass es schwierig ist, einen fehlerhaften Rechnerschnell zu identifizieren. Oft ist es auch nötig, einen Rechner für Wartungsarbeiten herunterzu¬fahren. Um zu verhindern, dass wichtige Algorithmen (z.B. Aufwendige Berechnungen, Daten¬transfer) auf diesem Rechner unterbrochen werden, sollte vor Ort eine Möglichkeit zur Einsichtder laufenden Algorithmen vorhanden sein.

[0006] Es ist ferner bekannt, einfache Daten- oder Statusausgaben über LEDs am Rechnerge¬häuse zu realisieren. Die US 6281860 B1 zeigt eine solche Vorrichtung, welche auch ein Dis¬play umfasst zur Anzeige von System-Initialisierungs-Prozessen. Die DE 10149743 A1 zeigt einDisplay, welches im Frontbereich eines Servers angebracht ist. Dieses dient zur Darstellungvon Statusinformationen des Servers.

[0007] Frontpanel Displays nach dem Stand der Technik haben den Nachteil, dass nur relativeinfache Systeminformationen dargestellt werden. Diese sind zumeist Hardwarestatusinformati¬onen wie z.B. Temperatur von Komponenten, Lüfterdrehzahl, oder Aktivität einer Systemkom¬ponente. Diese Informationen mögen zwar für einfache Systeme und einfache Analyseaufga¬ben ausreichen, jedoch ist es oft nötig speziellere, höherwertige Daten zu erheben und über einFrontpanel Display auszugeben.

[0008] Beispielsweise werden in Computersystemen häufig nichtstandardisierte Zusatzkompo¬nenten verbaut, wie zum Beispiel Coprozessoren auf Basis GPU (Graphics-Processing-Units)oder FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), Netzwerkadapter für Spezialaufgaben (zumBeispiel Infiniband für die Kommunikation in High-Performance-Compute-Clustern, Fibre-Channel-HBAs für den Zugriff auf Storage-Systeme), deren Status ebenfalls zu Monitoring-,Wartungs- oder Überwachungszwecken direkt am Frontpanel Display dargestellt oder abgeru¬fen werden sollen.

[0009] Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin eine Vorrichtung in Form einer Anzeigeeinheit inklusive benötigten Anschlusskomponenten (Interface) und Hardware-/Applikationstreibern (zur Übertragung der Monitoring-, Log-, Applikations-, Statusinformationen)an die Anzeigeeinheit bereit zu stellen, welche alle für einen Servicetechniker oder Systemspe¬zialisten aber auch Anwender relevanten Informationen über ein Computersystem (zB Server,Cluster-Node, HPC-Cluster-Computer, ...) direkt an diesem Rechner ausgibt. Dabei soll dieseAnzeigeeinheit platzsparend und übersichtlich sein und zusätzlich eine schnelle Identifikationvon Rechnern in einem Serverraum ermöglichen.

[0010] Für das Lösen der Aufgabe wird vorgeschlagen, ein Frontpanel Display direkt am Rech¬ner anzubringen, wobei dieses über eine Schnittstelle (z.B. USB, seriell Schnittstelle, l2C Bus,FireWire oder Ethernet) mit dem Rechner in Datenverbindung steht, auf welchem eine modulareSoftware die benötigten Daten sammelt, aufbereitet und ans Frontpanel Display sendet, wodiese Daten als Informationen zu drei funktionelle Bereichen ausgeben werden: [0011] Erstens die Anzeige der derzeit am Rechner und seinen Coprozessoren laufendenAlgorithmen (Programme, Prozesse, Threads), umfassend deren Namen, Laufzeit-Status (Läuft; Pausiert; Beendet), Ressourcenbedarf (Speicher, Prozessorbelastung, In-put/Output-Aktivität, ...) und Fehler-Status (Kein Fehler; Hardwarefehler; Parameterfeh¬ler; Unbekannter Fehler).

[0012] Zweitens die Anzeige von Hardware-Statusinformationen, umfassend den Namen undden Typen der Hardware-Komponenten und typabhängigen Informationen wie z.B. Aus¬lastung und andere Leistungs- und Betriebsparameter von Prozessoren, Coprozessoren(zB Graphics-Processing-Units/GPU, FPGA), Netzwerkadaptern, l/O-lnterfaces, Disk-Subsystemen, Systemressourcen (belegter Hauptspeicher oder Speicher von Festplat¬ten oder einzelnen Partitionen), Systemstatusinformationen (Temperaturen, Stromver¬brauch, Leistungsaufnahme, Lüfterdrehzahlen, Betriebsspannungen), sonstige Informa¬tionen (Laufzeit, Up-Time,...).

[0013] Drittens die Anzeige von Log-Nachrichten, umfassend Datum und Uhrzeit, Log-Ievel(Debug; Info; Warning; Error; Alert; Critical) und Inhalt der Nachricht.

[0014] Die Softwarekomponente ist modular aufgebaut und enthält Treiberfunktionalitäten,welche abhängig von der zu übenwachenden Funktion oder des anzuzeigenden Status speziellzu implementieren sind. Beispielsweise zum Auslesen der Algorithmenfunktion aus einemFPGA-Coprozessor benötigt man den entsprechenden Hardwaretreiber für diesen.

[0015] Mittels dieser Software werden Daten über die Schnittstelle an das Frontpanel Displaygesandt, vorzugsweise an einen Mikrocontroller der zur Ansteuerung der Anzeigefläche dient.Dieser Mikrocontroller verfügt vorzugsweise über einen Speicher, zur vorübergehenden oderlängerfristigen Speicherung der übertragenen Daten und kann gegebenenfalls über eine eigeneStromversorgung verfügen, um vom Computersystem unabhängig die Datenausgabe am Front¬panel Display zu gewährleisten. Dies ist vorteilhaft, da so auch bei ausgeschaltetem Rechnerdie Ereignisse überprüft werden können, die zum Abschalten / Herunterfahren des Rechnersgeführt haben. Wenn diese Funktion nicht gewünscht oder vorgesehen ist, dann kann dieStromversorgung über die USB-Schnittstelle erfolgen oder das Netzteil des Rechners.

[0016] In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen eine schnelle Statusübersichtüber alle Bereiche zu geben, welche anzeigt, ob kritische Fehler aufgetreten sind. Dafür sind 3LEDs (Leuchtdioden) vorgesehen, welche am Frontpanel angebracht sind und beim Auftreteneines solchen kritischen Fehlers ihren Zustand ändern (z.B. von Grün auf Rot wechseln; an-oder ausgehen; von Dauerleuchten zu Blinken). Dabei wird je eine LED je einem der drei funk¬tioneilen Bereiche zugeordnet. Die erste LED zeigt an, wenn ein kritischer Fehler in einemAlgorithmus auftritt. Die zweite LED zeigt an, wenn bei einer Hardwarekomponente eine rele¬vante Statusänderung eintritt (zB eine gewisse Temperatur oder Auslastung überschritten wird).Die dritte LED zeigt an, wenn ein Logeintrag auf oder über einem definierten Log-Level (zB abdem Error-Level) generiert wird.

[0017] Das Frontpanel Display bietet gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass alle für einen Techniker aber auch Systemspezialisten oder Anwender relevanten Informationendirekt am Computersystem insbesondere Server in einem Cluster einfach abgerufen werdenkönnen und durch die Ausführung mit drei Status-LEDs eine Identifikation von Rechnern undProblemen auf einen Blick auch in einem Serverraum oder Rack mit einer Vielzahl von Compu¬tersystemen möglich ist. Insbesondere in Computer-Clustern (wie sie in High- Performance-Computer-Systemen üblich sind) mit einer großen Anzahl von Rechnern in dicht bestücktenRacks ist damit eine schnelle und einfache Lokalisierung von Computersystemen mit kritischemStatus und eine Vor-Ort-Diagnose möglich.

[0018] Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen veranschaulicht: [0019] Fig. 1: zeigt einen beispielhaften Aufbau des Frontpanel Displays in der bevorzugten

Ausführungsform mit drei Status-LEDs.

[0020] Fig. 2: zeigt in einem Blockdiagramm schematisch die Funktionsweise des Displays.

[0021] Das Frontpanel Display 1, wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst zumindest eine Anzeigefläche1.1, welche beispielsweise in Form einer Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eines OLED-Displays (Organic- LED) ausgebildet ist. Sinnvollerweise sollte auch eine Eingabevorrichtung1.3 vorhanden sein, um eine Auswahl zwischen den drei funktionellen Bereichen des Frontpa¬nel Displays zu ermöglichen, da nicht alle Daten auf der kleinen Anzeigefläche 1.1 dargestelltwerden können. Beispielhaft ist diese Eingabevorrichtung 1.3 durch vier Richtungstasten undeine Auswahltaste ausgeführt. Damit kann ein Benutzer durch Registerkarten und Listen oderTabellen navigieren und durch Betätigung der Auswahltasten Aktionen (Registerkarte öffnenoder schließen; Prozess beenden; Detaillierte Informationen zu einer Hardwarekomponenteabrufen...) auslösen. Denkbar wäre auch, die Anzeigefläche 1.1 als Touchscreen auszubilden,was eine Vereinfachung des Frontpanel Displays 1 zur Folge hat (Entfall der Eingabevorrich¬tung in Form von Tasten), bzw. kann bei gleichbleibender Gesamtgröße des Frontpanel Dis¬plays 1 eine größere Anzeigefläche 1.1 realisiert werden.

[0022] Besonders vorteilhaft ist die Ausführung mit drei Status-LEDs 1.2, die eine schnelleStatusübersicht über alle drei funktionelle Bereiche (Algorithmen, Hardware, Log-Daten) ermög¬lichen. Je eine LED 1.2 dient dabei für die Anzeige von kritischen Zuständen oder Fehlern in jeeinem der drei Bereiche. Die Anzeige erfolgt durch Zustandsänderung der LED. Denkbar sindAn/Ausgehen, Farbänderung oder Übergang von kontinuierlichem Leuchten zu Blinken. Dasbloße Wechseln von ein zu aus der LED hat den Nachteil, dass ein Defekt der LED nicht soforterkannt wird. Da bei rund 5% der Bevölkerung eine Farbenfehlsichtigkeit vorliegt, ist eine Zu¬standsänderung von Dauerleuchten zu Blinken zu bevorzugen. Gegebenenfalls kann daherzusätzlich zum Farbwechsel auch eine Zustandsänderung von Dauerleuchten zu blinkendvorgesehen werden.

[0023] Fig. 2 zeigt schematisch die Funktionsweise des Frontpanel Displays 1 mit Hilfe eineseinfachen Blockdiagramms. In einem Computersystem 2 sind die Hardwarekomponenten 2.1und 2.2 verbaut, deren Statusinformationen durch die Software 3 erfasst werden und an dasFrontpanel Display 1 übertragen werden. Dazu beinhaltet die Software 3 das Modul 3.1, wel¬ches ein Hardwaretreiber für die Hardwarekomponente 2.1 ist und ein Modul 3.2, welches einHardwaretreiber für die Hardwarekomponente 3.2 ist. Durch diese Modulare Software 3 mitspeziellen Hardwaretreibern ist es erstmals möglich, auch die Statusinformationen von nicht-standardisierten Hardwarekomponenten im Computersystem 2 zu erfassen.

[0024] Das beschriebene Frontpanel Display ist unter anderem für folgende Verwendungszwe¬cke bestens geeignet: [0025] Ein Techniker im Serverraum soll Wartungen an Computersystemen durchführen undmuss dazu die entsprechenden Rechner herunterfahren. Er sollte jedoch keine Rechnerherunterfahren auf denen derzeit Berechnungen stattfinden. Ob dies der Fall ist, kann erdurch die Frontpanel Displays herausfinden, indem er die derzeit laufenden Algorithmenüberprüft.

[0026] Es sind Fehler bei Berechnungen auf gewissen Rechnern aufgetreten. Diese sollen imServerraum identifiziert werden (z.B.: für Reparaturen). Der Techniker kann diese Rech¬ner schnell anhand der Statusübersicht identifizieren.

[0027] Bei gewissen Rechnern treten Überhitzungsprobleme auf. Diese können schnell imServerraum identifiziert werden.

[0028] Ein Rechner ist über das Netzwerk nicht mehr erreichbar. Um die Problemursache her¬auszufinden, können die Log Nachrichten am Frontpanel Display ausgelesen werden.

[0029] Es soll zusätzliche Hardware im Computer verbaut werden. Um herauszufinden welcheHardware bereits verbaut ist, kann die Hardware Statusinformation verwendet werden.

[0030] Der Auslastungsstatus von im Rechner verbauten Komponenten (zB Netzwerkinter¬faces, Coprozessoren) kann direkt abgerufen werden und ermöglich so eine Vor-Ort-Diagnose von Auslastungs-/Performanceproblemen.

[0031] Eine Überwachung der am Computer laufenden Algorithmen ist direkt am System ohnezusätzliche Ein/Ausgabe-Einheiten (Bildschirm, Terminals, externe Netzwerkverbindung)auch durch einen Systemspezialisten oder Anwender möglich.

[0032] In einem Computer-Cluster (High-Performance-Compute- Cluster), der aus vielen zu¬sammengeschalteten Rechnern aufgebaut ist, können logische/physikalische Cluster-Parameter (Beispielsweise die Computer-Nummer im Cluster, Cluster- Adresse desComputers, Cluster-Latenzzeiten) als Statusinformationen abgerufen werden.

Claims (15)

1. Ansprüche 1. Frontpanel Display für die Anzeige von Statusinformationen mit zumindest einer Anzeige¬fläche (1.1), zur Anbringung an einer beliebigen Stelle des Gehäuses eines Computersys¬tems (2), insbesondere Servers, in einem Computer-Cluster oder High-Performance-Compute-Cluster-System, dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem (2) eine modular aufgebaute Software (3), deren Module (3.1, 3.2)Hardwaretreiber für alle im Computersystem (2) verwendeten Hardwarekomponenten (2.1,2.2) beinhalten, umfasst, wobei das Computersystem (2) mit dem Frontpanel Display (1) inDatenverbindung ist.
2. 2. Frontpanel Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hardwarekom¬ponenten (2.1,2.2) drei funktionelle, durch die modular aufgebaute Software (3) abfragbareBereiche aufweisen, nämlich laufende Algorithmen, Hardware-Status und Log-Daten.
3. 3. Frontpanel Display nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet dass,zusätzlich zur Anzeigefläche (1.1) eine Eingabevorrichtung (1.3) in Form von Tasten vor¬handen ist.
4. 4. Frontpanel Display nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieAnzeigefläche (1.1) ein Touchscreen ist.
5. 5. Frontpanel Display nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dassdrei Status-LEDs (1.2), die durch Zustandsänderung eine schnelle Statusübersicht zu dendrei funktionellen Bereichen geben, vorhanden sind.
6. 6. Frontpanel Display nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass amFrontpanel Display (1) ein Mikrocontroller vorhanden ist, welcher über eine Schnittstelle mitdem Computersystem (2) in Datenaustausch steht und über einen nicht flüchtigen Daten¬speicher verfügt.
7. 7. Frontpanel Display nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontrollereine vom Computersystem unabhängige Stromversorgung hat.
8. 8. Verfahren zum Betrieb eines Frontpanel Displays für die Anzeige von Statusinformationen,auf zumindest einer Anzeigefläche (1.1), zur Anbringung am Gehäuse eines Computersys¬tems (2), insbesondere Servers, in einem Computer-Clusters oder High-Performance-Compute-Cluster-Systems, mit welchem das Frontpanel Display (1) über eine Schnittstellein Datenverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass vom Computersystem (2) In¬formationen zu drei funktionellen Bereichen des Computersystems (2), nämlich zu den lau¬fenden Algorithmen, dem Hardware-Status und den Log-Daten erfasst und an das Front¬panel Display (1) übertragen werden.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im funktionellen Bereichlaufende Algorithmen die derzeit am Rechner und seinen Coprozessoren laufenden Algo¬rithmen (Programme, Prozesse, Threads), umfassend deren Namen, Laufzeit- Status(Läuft; Pausiert; Beendet), Ressourcenbedarf (Speicher, Prozessorbelastung, In-put/Output-Aktivität, ...) und Fehler-Status (Kein Fehler; Hardwarefehler; Parameterfehler;Unbekannter Fehler) vom Computersystem (2) erfasst und an das Frontpanel Display (1)übertragen werden.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im funktionellen BereichHardware-Status die Namen und die Typen der Hardware-Komponenten und typabhängi¬gen Informationen wie z.B. Auslastung und andere Leistungs- und Betriebsparameter vonProzessoren, Co-Prozessoren (zB Graphics-Processing- Units/GPU, FPGA), Netzwerka¬daptern, I/O-Interfaces, Disk-Subsystemen, Systemressourcen (belegter Hauptspeicheroder Speicher von Festplatten oder einzelnen Partitionen) und Systemstatusinformationen(Temperaturen, Stromverbrauch, Leistungsaufnahme, Lüfterdrehzahlen, Betriebsspannun¬gen) vom Computersystem (2) erfasst und an das Frontpanel Display (1) übertragen wer¬den.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im funktionellen Bereich Log-Daten Log-Nachrichten umfassend Datum und Uhrzeit, Log-level (Debug; Info; Warning;Error; Alert; Critical) und Inhalt der Log-Nachricht vom Computersystem (2) erfasst und andas Frontpanel Display (1) übertragen werden.
12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein An¬wender mit Hilfe einer Eingabevorrichtung (1.3) mit dem Frontpanel Display (1) interagierenkann.
13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der An¬wender über eine als Touchscreen ausgebildete Anzeigefläche (1.1) mit dem FrontpanelDisplay (1) interagieren kann.
14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der An¬wender eine schnelle Statusübersicht zu den drei funktionellen Bereichen erhält, indem je¬dem der drei Bereiche je eine LED (1.2) zugeordnet ist, wobei eine Statusänderung desbetreffenden Bereichs eine Zustandsänderung der jeweiligen LED bewirkt.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftreten eines kriti¬schen Zustands oder eines kritischen Fehlers in einem der drei funktionellen Bereiche eineZustandsänderung in Form eines Farbwechsels oder von Dauerleuchten zu Blinken der fürden jeweiligen Bereich repräsentativen LED (1.2) bewirkt. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen