CN104571421A - 一种刀片服务器散热设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刀片服务器散热设计方法,设置高密度刀片服务器,该高密度刀片服务器包括若干并列设置的服务器单元,每个服务器单元内均设置有主板、若干硬盘及CPU,其中硬盘分成两组对称设置在主板两侧,CPU前后顺序设置在两硬盘之间的主板上;以最后部CPU温度为基准进行风扇调控。该一种刀片服务器散热设计方法与现有技术相比,重点解决并优化后部CPU的散热,进而保证整个刀片***散热最优,而且根据后部CPU的温度,设定一种低功耗的风扇调控策略,确保刀片服务器的散热***和功耗达到最优,实用性强,易于实现,易于推广。

Description

一种刀片服务器散热设计方法
技术领域
本发明涉及计算机服务器技术领域,具体地说是一种实用性强、刀片服务器散热设计方法。
背景技术
现在数据中心对高密度刀片服务器、机柜式刀片服务器的需求越来越大,但对这些高密度刀片服务器的要求也越来越高,尤其是对于高密度服务器的功耗要求。当服务器***的功耗越高,数据中心的运营成本也就越高,当服务器***功耗越低,相应的运营成本也就越低。在解决高密度刀片服务器的功耗过程中,需要软件和硬件多方面的设计,但其中对于如何解决高密度刀片服务器的散热也尤为重要。因为只有高密度刀片服务器采用适用于低功耗的散热设计,整机***才能在压力负载下达到最优。基于此,现提供一种高密度刀片服务器散热设计方法。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处,提供一种实用性强、刀片服务器散热设计方法。
一种刀片服务器散热设计方法,其具体实现过程为:
设置高密度刀片服务器,该高密度刀片服务器包括若干并列设置的服务器单元,每个服务器单元内均设置有主板、若干硬盘及CPU,其中硬盘分成两组对称设置在主板两侧,CPU前后顺序设置在两硬盘之间的主板上;
将进风口处的CPU作为上游CPU,出风口处的CPU作为下游CPU,然后以最下游CPU的温度为基准,对风扇进行调控,其具体调控过程为:
1)首先运行压力测试软件,待该软件稳定后,调节风扇转速,当选定的风扇转速为某个PWM值,且刀片***功耗最低时,记录下后部最下游CPU的温度值;
2)以上述温度为横轴起点,上述选定的风扇转速值为纵轴起点,绘制曲线图;
3)提高工作温度,并记录取得的PWM值和CPU温度值;
4)根据上述测试曲线,作为风扇调控测试的依据,设定风扇调控策略,使服务器***功耗在不同压力测试下达到最低。
在每两个相邻CPU之间设置导风罩,使上游CPU吹出的风流直接吹向下游CPU,同时硬盘两侧的风流只与其相邻CPU的散热器接触。
上述风扇调控时的工作温度为20、25、30、35、40度的环境温度,该温度为人为设定的恒温环境。
所述压力测试软件为PTU,Prime95,Linpack或IOmeter中的一种。
所述风扇调控策略的具体实现过程为:
在设定的20度环境温度,运行压力测试软件进行加压测试,通过调节风扇PWM值,使得***关键点CPU、内存、硬盘、RAID卡满足***温度规范,记录此时的PWM1值和对应的***功耗;然后,以此PWM1值为基础,再不断调节风扇PWM值,监测记录***关键点温度和***功耗;当***温度满足散热需求,并且此时的***功耗达到最低时,并记录此时的最下游CPU的温度Tcpu1和设定的风扇PWM2值,作为风扇调控策略的起点;
在工作环境25度下,重复上述测试步骤,确认相对应的风扇PWM3值和对应的最下游CPU温度Tcpu2;
在工作环境30度下,重复上述测试步骤,确认相对应的风扇PWM4值和对应的最下游CPU温度Tcpu3;
在工作温度35度下,重复上述测试步骤,确定相对应的风扇PWM5值和对应的最下游CPU温度Tcpu4;
在工作温度40度下,重复上述测试步骤,确定相对应的风扇PWM6值和对应的最下游CPU温度Tcpu5,作为风扇调控策略的终点;
根据上述步骤记录的风扇调控PWM值和对应的最下游CPU的所有温度,设定出适合低功耗的风扇调控策略。
本发明的一种刀片服务器散热设计方法,具有以下优点:
该发明的一种刀片服务器散热设计方法通过采用阻断式的散热,重点解决并优化后部CPU的散热,进而保证整个刀片***散热最优,而且根据后部CPU的温度,设定一种低功耗的风扇调控策略,确保刀片服务器的散热***和功耗达到最优,实用性强,易于实现,易于推广。
附图说明
附图1为本发明实施例的服务器单元内部结构示意图。
附图2为本发明实施例的风扇调控策略实现流程图。
附图中的标记分别表示:
1、服务器单元,2、硬盘,3、导风罩,4、主板,5、CPU1,6、CPU0。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明提出一种刀片服务器散热设计方法,在针对刀片服务器***散热设计时,通过采用阻断式的散热设计方法,重点优化后部CPU的散热,进而优化整个***散热,同时以后部CPU温度为基准进行风扇调控,确保刀片服务器的散热***和功耗达到最优。
其具体实现过程为:
设置高密度刀片服务器,该高密度刀片服务器包括若干并列设置的服务器单元,每个服务器单元内均设置有主板、若干硬盘及CPU,其中硬盘分成两组对称设置在主板两侧,CPU前后顺序设置在两硬盘之间的主板上;
将进风口处的CPU作为上游CPU,出风口处的CPU作为下游CPU,然后以最下游CPU的温度为基准,对风扇进行调控,其具体调控过程为:
首先运行压力测试软件,待该软件稳定后,调节风扇转速,当选定的风扇转速为某个PWM值,且刀片***功耗最低时,记录下后部最下游CPU的温度值;
以上述温度为横轴起点,上述选定的风扇转速值为纵轴起点,绘制曲线图;
提高工作温度,并记录取得的PWM值和CPU温度值;
    根据上述测试曲线,作为风扇调控测试的依据,设定风扇调控策略,使服务器***功耗在不同压力测试下达到最低。
在每两个相邻CPU之间设置导风罩,使上游CPU吹出的风流直接吹向下游CPU,同时硬盘两侧的风流只与其相邻CPU的散热器接触。
上述风扇调控时的工作温度为20、25、30、35、40度的环境温度,该温度为人为设定的恒温环境。
所述压力测试软件为PTU,Prime95,Linpack或IOmeter中的一种。
下面以单个服务器单元内置两个CPU为例,对上述步骤进行详细说明,两CPU如附图1所示,该附图中,其数字标号分别表示:1、服务器单元,2、硬盘,3、导风罩,4、主板,5、CPU1,6、CPU0。其中CPU0设置在上游,CPU1设置在下游,其具体散热设计过程为:
刀片服务器为了保证高密度,且主板都是长方形,故而在实际放置时,硬盘会放在主板两侧,CPU0、CPU1前后排列,后部CPU1进风口流入的风是有从前部CPU0流出的热风,也有从硬盘两边流过的冷风。但由于CPU1散热器的流阻比较大,导致从硬盘流走的冷风无法吹过CPU1散热器,进而导致后部后部CPU1位置的散热尤为严重。为更好解决后部CPU1的散热,本发明在CPU1散热器两边加入导风罩,阻止从硬盘两侧流过的冷风吹走,而是直接吹入CPU1散热器。这样可以保证CPU1的散热器能够得到足够的冷风进行散热;两边导风罩的规格和位置,首先会由散热仿真软件(flotherm等)进行设计和确认,然后在实际刀片服务器中进行实际的测试验证。
同时该刀片服务器的风扇调控策略以后部CPU1的温度为基准,对风扇进行调控,这样能够保证后部的CPU能够充分散热。在某个工作环境下(如环温20度下)设计风扇调控时,首先运行各种软件压力,待软件压力稳定后,调节风扇转速,确保选定的风扇转速PWM1值能够保证刀片***功耗最优,同时记录下后部CPU1的温度值Tcpu1。这样以温度Tcpu1为横轴起点,风扇转速PWM1值为纵轴起点。随后不断提高工作环境,取得一系列的PWM值和CPU温度,进而生成风扇调控策略。
具体的步骤如附图2所示:
一、首先针对刀片服务器***进行散热仿真,确认阻断式左、右导风罩的位置和规格大小。这样既能保证后部CPU1的散热 ,又能留有足够的间隙保证后部的硬盘散热。
二、将图1中的导风罩导入到刀片服务器***,进行实际的散热测试验证,其中对后部CPU1和后部的硬盘区域温度进行重点验证。如果散热可行,进行下一步散热风扇调控。如果不可行,则进行第一步骤的修正。
三、设定服务器环境温度20、25、30、35、40度,并选择制定测试软件PTU,Prime95,Linpack以及IOmeter,设置软件测试参数,分别对CPU、内存和硬盘等关键部件进行满负荷测试。
四、在设定的20度环境温度,运行测试软件进行加压测试,通过不断调节风扇PWM值,使得***关键点CPU、内存、硬盘、RAID卡等)满足***温度规范,记录此时的PWM1值和对应的***功耗。然后,以此PWM1值为基础,再不断调节风扇PWM值,监测记录***关键点温度和 ***功耗。当***温度满足散热需求,并且此时的***功耗达到最低时,并记录此时的CPU1的温度Tcpu1和设定的风扇PWM2值,作为风扇调控策略的起点。
五、在工作环境25度下,重复步骤四的测试步骤,确认相对应的风扇PWM3值和对应的CPU1温度Tcpu2。
六、在工作环境30度下,重复步骤四的测试步骤,确认相对应的风扇PWM4值和对应的CPU1温度Tcpu3。
七、在工作温度35度下,重复步骤四的步骤,确定相对应的风扇PWM5值和对应的CPU温度Tcpu4。
八、在工作温度40度下,重复步骤四的步骤,确定相对应的风扇PWM6值和对应的CPU1温度Tcpu5,作为风扇调控策略的终点。
九、根据上述步骤记录的风扇调控PWM值和对应的CPU1温度Tcpu,设定出适合低功耗的风扇调控策略。
十、根据新的风扇调控策略,在各个工作环境下进行压力测试验证,确保***温度和***功耗达到最优值。如果与先前测试结果有误差,进一步完善风扇调控策略。
十一、根据新的风扇调控策略,在各个工作环境下进行压力测试验证,确保***温度和***功耗达到最优值。如果与先前测试结果有误差,重复步骤四至步骤十进一步完善风扇调控策略。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案,本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式,任何符合本发明的一种刀片服务器散热设计方法的权利要求书的且任何所述技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换,皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种刀片服务器散热设计方法,其特征在于,其具体实现过程为:
设置高密度刀片服务器,该高密度刀片服务器包括若干并列设置的服务器单元,每个服务器单元内均设置有主板、若干硬盘及CPU,其中硬盘分成两组对称设置在主板两侧,CPU前后顺序设置在两硬盘之间的主板上;
将进风口处的CPU作为上游CPU,出风口处的CPU作为下游CPU,然后以最下游CPU的温度为基准,对风扇进行调控,其具体调控过程为:
1)首先运行压力测试软件,待该软件稳定后,调节风扇转速,当选定的风扇转速为某个PWM值,且刀片***功耗最低时,记录下后部最下游CPU的温度值;
2)以上述温度为横轴起点,上述选定的风扇转速值为纵轴起点,绘制曲线图;
3)提高工作温度,并记录取得的PWM值和CPU温度值;
4)根据上述测试曲线,作为风扇调控测试的依据,设定风扇调控策略,使服务器***功耗在不同压力测试下达到最低。
2.根据权利要求1所述的一种刀片服务器散热设计方法,其特征在于,在每两个相邻CPU之间设置导风罩,使上游CPU吹出的风流直接吹向下游CPU,同时硬盘两侧的风流只与其相邻CPU的散热器接触。
3.根据权利要求1或2所述的一种刀片服务器散热设计方法,其特征在于,上述风扇调控时的工作温度为20、25、30、35、40度的环境温度,该温度为人为设定的恒温环境。
4.根据权利要求3所述的一种刀片服务器散热设计方法,其特征在于,所述压力测试软件为PTU,Prime95,Linpack或IOmeter中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种刀片服务器散热设计方法,其特征在于,所述风扇调控策略的具体实现过程为:
在设定的20度环境温度,运行压力测试软件进行加压测试,通过调节风扇PWM值,使得***关键点CPU、内存、硬盘、RAID卡满足***温度规范,记录此时的PWM1值和对应的***功耗;然后,以此PWM1值为基础,再不断调节风扇PWM值,监测记录***关键点温度和***功耗;当***温度满足散热需求,并且此时的***功耗达到最低时,并记录此时的最下游CPU的温度Tcpu1和设定的风扇PWM2值,作为风扇调控策略的起点;
在工作环境25度下,重复上述测试步骤,确认相对应的风扇PWM3值和对应的最下游CPU温度Tcpu2;
在工作环境30度下,重复上述测试步骤,确认相对应的风扇PWM4值和对应的最下游CPU温度Tcpu3;
在工作温度35度下,重复上述测试步骤,确定相对应的风扇PWM5值和对应的最下游CPU温度Tcpu4;
在工作温度40度下,重复上述测试步骤,确定相对应的风扇PWM6值和对应的最下游CPU温度Tcpu5,作为风扇调控策略的终点;
根据上述步骤记录的风扇调控PWM值和对应的最下游CPU的所有温度,设定出适合低功耗的风扇调控策略。
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