CN105700655A - 机柜服务器***及其电源管理方法 - Google Patents

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Abstract

一种机柜服务器***及其电源管理方法，该机柜服务器***包含多个服务器模块、至少一机柜管理控制器与一电源供应模块。各服务器模块具有一基板管理控制器，藉以监控各服务器模块的一服务器开启信息，使上述多个服务器模块产生并传送出多个监控信号。机柜管理控制器用于接收该些监控信号，藉以获取服务器开启信息，据以运算出一服务器开启数量，并依据服务器开启数量产生包含一电源开启数量的控制信号。电源供应模块包含多个电源供应单元，用于在接收控制信号后开启电源供应单元。

Description

机柜服务器***及其电源管理方法
技术领域
本发明涉及一种机柜服务器***，尤指一种可自动依据服务器开启数量控制电源开启数量的机柜服务器***。
背景技术
随着科技日新月异的进步，网络在现代人生活中扮演着不可或缺的角色，人们普遍利用网络进行信息的沟通与交流，例如是使用社交软件或社交网站进行沟通与互动，而网络的建构体系中，服务器为提供网络服务的重要设备，且一般来说，网络体系会包含有多个服务器，藉以达到可运算大笔数据的目的。
其中，上述多个服务器一般会装设于机柜(rack)以构成机柜服务器***中，藉以方便管理人员管理，且上述服务器均电性连接有风扇与电源供应单元(PowerSupplyUnit,PSU)，其中，随着服务器功能的增加，服务器的工作负荷也随之增加，也因此上述的电源供应单元的供电是否可确实负荷整个机柜服务器***也是现今管理重点之一，其中，现有管理电源供应单元的供电，普遍是直接将电源供应单元全开来供给电力于上述服务器，然而，由于在非尖峰时刻的状况下不会将所有服务器都开机使用，因此，全开电源供应单元会造成电力不必要的浪费，并造成电源供应单元转换效率差的问题，此外，经常性的启用电源供应单元也会造成其使用寿命降低的问题。
另外，在一般非尖峰时刻状况下，由于服务器一般仅会开启部份数量而不会全部开启，因此业者普遍仅会先开启部分电源供应单元来供给电力于服务器，然而，当进入尖峰时刻时需开启较多的服务器，而由于电源供应单元无法负荷大量服务器，因此管理人员需要手动启动电源供应单元而造成管理人员管理的麻烦而不具效率。因此，现有控制电源供应单元供电的***仍有改善的空间。
发明内容
有鉴于现有技术的机柜服务器***中，由于电源供应单元供电的管理效率较差，因而造成转换效率低、使用寿命短以及管理不具效率的问题。缘此，本发明主要为提供一种机柜服务器***及其电源管理方法，主要透过自动侦测服务器开机数量来选择控制开启电源供应单元的数量，也解决先前技术的问题。
基于上述目的，本发明所采用的主要技术手段为提供一种机柜服务器***，其包含多个服务器模块、至少一机柜管理控制器、一电源供应模块、多个风扇控制板(FanControlBoard,FCB)以及多个机柜风扇控制板(RackFanControlBoard,RFCB)。各服务器模块具有一基板管理控制器，藉以监控各服务器模块的一服务器开启信息，使上述多个服务器模块产生并传送出多个监控信号。机柜管理控制器电性连接于基板管理控制器与该些电源供应单元，用于接收该些监控信号，藉以获取该些服务器模块的服务器开启信息，据以运算出对应于该些服务器模块的一服务器开启数量，并依据服务器开启数量产生一包含电源开启数量M个的控制信号。电源供应模块包含总数量N个电源供应单元，并且电性连接于机柜管理控制器，藉以在接收控制信号后，开启N个中的M个上述电源供应单元。风扇控制板(FanControlBoard,FCB)透过一智能平台管理接口(IntelligentPlatformManagementInterface,IPMI)电性连接于该些服务器模块的基板管理控制器，机柜风扇控制板(RackFanControlBoard,RFCB)透过一透过一I2C(Inter-IntegratedCircuit)接口电性连接于该些风扇控制板，并透过一通用异步收发传输器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,UART)通信连接于机柜管理控制器。其中，该些服务器模块将监控信号经由该些风扇控制板与该些机柜风扇控制板传送至机柜管理控制器，且M小于等于N，M、N均为大于或等于1的整数。
本发明所采用的主要技术手段还提供一种电源管理方法，其应用于一机柜服务器***，机柜服务器***包含多个服务器模块、至少一机柜管理控制器以及一电源供应模块，各服务器模块包含一基板管理控制器，机柜管理控制器电性连接于该些服务器模块，电源供应模块电性连接于机柜管理控制器，并包含总数量N个电源供应单元，电源管理方法为基板管理控制器监控各服务器模块的一服务器开启信息，使上述多个服务器模块产生并传送出多个监控信号；接着机柜管理控制器接收该些监控信号，藉以获取该些服务器模块的服务器开启信息，据以运算出对应于该些服务器模块的一服务器开启数量，并依据服务器开启数量产生包含电源开启数量M个的控制信号；最后接收控制信号，藉以开启N个中的M个上述电源供应单元。其中，M不大于N，M、N均为大于或等于1的整数。
其中，上述机柜服务器***及其电源管理方法的附属技术手段的较佳实施例中，各服务器模块是在开启中时发送出该些监控信号。
藉由本发明所采用的机柜服务器***及其电源管理方法的主要技术手段后，由于是侦测服务器开机数量来选择控制开启电源供应单元的数量，因此可确实依据实际需要的用电量来启闭电源供应单元，进而可提高电源供应单元的转换效率，并可增加电源供应单元的使用寿命。
此外，由于可在服务器模块开启过程中即发送出监控信号，因此可自动地实时增加电源供应单元的开启数量，进而防止超出原电源供应单元数量的负荷，因而可省去管理人员管理上的麻烦。
本发明所采用的具体实施例，将藉由以下的实施例及图式作进一步的说明。
附图说明
图1为显示本发明较佳实施例的机柜服务器***的方块示意图；
图2为显示本发明较佳实施例的服务器与风扇控制板的方块示意图；以及
图3为显示本发明较佳实施例的电源管理方法的流程示意图。
组件标号说明：
1机柜服务器***
11服务器模块
111基板管理控制器
112输入输出板
113硬盘背板
114母板
12风扇控制板
121扩展器
122存储器
13机柜风扇控制板
14机柜管理控制器
15电源供应模块
151电源供应单元
100处理器模块
200电源转换模块
S1电力
S2电力
S3监控信号
S4控制信号
具体实施方式
由于本发明所提供的机柜服务器***，其组合实施方式不胜枚举，故在此不再一一赘述，仅列举一较佳实施例来加以具体说明。
请一并参阅图1至图3，图1为显示本发明较佳实施例的机柜服务器***的方块示意图，图2为显示本发明较佳实施例的服务器与风扇控制板的方块示意图，图3为显示本发明较佳实施例的电源管理方法的流程示意图，如图所示，机柜服务器***1(以下简称机柜服务器***1)包含多个服务器模块11(图中仅标示一个)、多个风扇控制板(FanControlBoard,FCB)12(图中仅标示一个)、多个机柜风扇控制板(RackFanControlBoard,RFCB)13(图中仅标示一个)、至少一机柜管理控制器(RackManagementController,RMC)14(本发明较佳实施例仅列举一个，实务上可为更多)以及多个电源供应模块15。
该些服务器模块11为一服务器，且各服务器模块11皆包含一基板管理控制器(BaseboardManagementController,BMC)111，另外，如图2所示，实际上服务器模块11更包含其他如输入输出板(I/OBoard)111、硬盘背板(HDDBP)112、母板(motherboard)113、蓄电池等软韧硬件的组件，且服务器模块11还电性连接于一处理模块100，此处理模块100例如是盒装处理器(ProcessorInaBox,PIB)，且处理模块100可整合于服务器模块11或是风扇控制板12，而由于此乃现有的技术，因此不再赘述。
该些风扇控制板12为经由处理器模块100通信连接于基板管理控制器111，并电性连接有电源转换模块(DCCanister)200，而此电源转换模块200例如可为配电板(PowerDistributionBoard,PDB)，且可整合于风扇控制板12或机柜风扇控制板13中。进一步来说，风扇控制板12是透过一智能平台管理接口(IntelligentPlatformManagementInterface,IPMI)通信连接于基板管理控制器111，但在其他实施例中可为无线通信连接，另外，风扇控制板12可包含有处理模块、扩展器(I/OExpander)121、如带电可擦可编程只读存储器(Electrically-ErasableProgrammableRead-OnlyMemory,EEPROM)的存储器122、传感器等硬件组件，并可藉由一通用异步收发传输器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,UART)通信连接于上述的输入输出板与硬盘背板，而此乃现有的技术，因此不再赘述。
机柜风扇控制板13通信连接于该些风扇控制板12，具体来说，其藉由一I2C(Inter-IntegratedCircuit)接口通信连接于风扇控制板12，此外，机柜风扇控制板13可包含一处理模块(图未示)，此处理模块例如可为一微控制器(MicroControlUnit,MCU)，但不限于此，任何具有处理功能的电路皆不脱离本发明的范围。另外，机柜风扇控制板13可更包含如带电可擦可编程只读存储器、传感器等硬件组件，此乃属于现有的技术，因此不再赘述。
机柜管理控制器14通信连接于该些机柜风扇控制板13，具体来说，机柜管理控制器14透过通用异步收发传输器而通信连接于该些机柜风扇控制板13，且机柜管理控制器14可包含处理器(如微控制器)、存储模块(如现有的内存)、传感器等硬件组件，而由于此乃现有的技术，因此不再予以赘述。
电源供应模块15包含总数量N个电源供应单元(PowerSupplyUnit,PSU)151，并且电性连接于机柜管理控制器14，其中，N为大于或等于1的整数，举例来说，本发明较佳实施例中，N为6，而在其他实施例中可为10，但不限于此。在此值得一提的是，本发明较佳实施例中，机柜管理控制器14的存储模块可存储有服务器模块11的物理实***置、识别名称、网络地址以及耗电量等信息，并且同时也存储有电源供应模块15的物理实***置、识别名称、网络地址与供电量等信息。
其中，本发明实际运作中，该些服务器模块11所具有的基板管理控制器111可监控各服务器模块11的一服务器开启信息，使上述多个服务器模块11产生并传送出多个监控信号S3，而上述服务器开启信息可包含各服务器模块11的物理实***置、识别名称、网络地址以及所需耗电量，也就是说，监控信号S3中即包含前述的服务器开启信息。此外，在此需要一提的是，该些服务器模块11经由风扇控制板12与机柜风扇控制板13传送出监控信号S3，也就是说，监控信号S3会经由风扇控制板12与机柜风扇控制板13，而在监控信号S3转发的过程中，风扇控制板12与机柜风扇控制板13的处理模块可对监控信号S3进行一处理程序，且此处理程序可为编码、译码的转译等程序，进而符合各接口的通讯协议，但本发明较佳实施例仍定义为监控信号S3。
机柜管理控制器14接收该些监控信号S3后，获取该些服务器模块11的服务器开启信息，据以运算出对应于该些服务器模块11的一服务器开启数量，并依据服务器开启数量产生一包含电源开启数量M个的控制信号S4，其中，M为大于或等于1的整数，也就是说，机柜管理控制器14的处理模块可依据服务器开启信息而得知哪些服务器模块11需要开启、已开启或需要关闭，进而运算出最后服务器开启数量，而机柜管理控制器14可依据此服务器开启数量再运算出需要开启多少电源供应模块15，其中，在本发明较佳实施例中，是假定有M个电源供应模块15需要被开启，因此其为产生并传送出包含电源开启数量M个的控制信号S4。
电源供应模块15在接收控制信号S4后，开启N个电源供应单元151中的M个上述电源供应单元151，也就是说，M不大于N，而未开启的电源供应单元151的数量定义为P个，P为大于或等于0的整数，进一步来说，如下表所示，由于本发明较佳实施例的N为6或10，而N＝M+P，因此其为视实务状况调整M的数量与P的数量。此外，在其他实施例中，下表的实务状况可预先存储于机柜管理控制器14的存储模块中，也就是可为预设，但在本发明较佳实施例中为不预设而是依照实际状况来自动控制调整。
N＝6 N＝10
状况一(M+P) 3+3 3+7
状况二(M+P) 4+2 4+6
状况三(M+P) 5+1 3+7
状况四(M+P) 6+0 10+0
另外，如上表所述，状况一可假设为有21台至40台服务器模块11开启的状况下，状况二可假设为有41台至60台服务器模块11开启的状况下，状况三则可为61台至80台服务器模块11开启的状况下，状况四则可设定为其他状况，为视实务设计而定，而以上表的服务器模块11开启状况的电量控制(throttlingsetting)如下表所示：
启用电量 备用电量
状况一 6000 4800
状况二 8000 6400
状况三 10000 8000
状况四 10000 8000
其中，上述数据的单位可为现有一般使用的供电量单位，例如瓦特，且其同样是藉由机柜管理控制器14来控制，以防止服务器模块11在数据大量处理下造成多余电力的消耗，而启用电量即为M个电源供应单元151的提供总电量，备用电量则是P个电源供应单元151的提供总电量。此外，上述P个电源供应单元151除了可以关闭的形式存在外，也可处于开启的状态，但P个电源供应单元151与服务器模块11断开而无法将电力提供至服务器模块11，其可藉由晶体管开关选择性地导通或断开。
较佳地，各服务器模块11是在开启中时发送出该些监控信号S3，具体来说，本发明定义的开启中是指服务器模块11本身仍为关机状态，而在尖峰时刻时开启而进入开机检查状态(仅进入BIOS的设定程序等开机检查过程)的时段。因此本发明较佳实施例中，可实时因应服务器模块11的实时开启而随时调整电源供应单元151的开启数量，以防止超出原电源供应单元数量的负荷。
此外，被开启的电源供应单元151所提供的电力会经由机柜管理控制器14与机柜风扇控制板13传送至电源转换模块200，使得电源转换模块200转换电力(例如是380V转换为12V、3.5V等)，并将转换后的电力经处理器模块100传送至服务器模块11。
另外，请参阅图3，图3为显示本发明较佳实施例的电源管理方法的流程示意图，如图3所示，本发明较佳实施例的电源管理方法步骤包含：
步骤S101：基板管理控制器111监控各服务器模块11的一服务器开启信息，使该些服务器模块11产生并传送出多个监控信号S3；
步骤S102：机柜管理控制器14接收该些监控信号S3，藉以获取该些服务器模块11的服务器开启信息，据以运算出对应于该些服务器模块11的一服务器开启数量，并依据服务器开启数量产生包含电源开启数量M个的控制信号S4；以及
步骤S103：接收控制信号S4，藉以开启总数量N个中的电源开启数量M个电源供应单元151。
综合以上所述，本发明的精神在于侦测服务器开机数量来选择控制开启电源供应单元的数量，因此可确实依据实际需要的用电量来启闭电源供应单元，进而可提高电源供应单元的转换效率，并可增加电源供应单元的使用寿命。此外，由于也可自动地实时调整电源供应单元的开启数量，因此可确实省去管理人员的管理麻烦，进而增加管理效率。
藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求书的范畴内。

Claims (4)

1.一种机柜服务器***，其特征是，该***包含：
多个服务器模块，各服务器模块具有一基板管理控制器，藉以监控各服务器模块的一服务器开启信息，使上述多个服务器模块产生并传送出多个监控信号；
至少一机柜管理控制器，其电性连接于该基板管理控制器，用于接收该些监控信号，藉以获取该些服务器模块的该服务器开启信息，据以运算出对应于该些服务器模块的一服务器开启数量，并依据该服务器开启数量产生一包含电源开启数量M个的控制信号；以及
一电源供应模块，其包含总数量N个电源供应单元，并且电性连接于该机柜管理控制器，藉以在接收该控制信号后，开启N个中的M个上述电源供应单元；
多个风扇控制板，其透过一智能平台管理接口电性连接于该些服务器模块的该基板管理控制器；以及
多个机柜风扇控制板，其透过一透过一I2C接口电性连接于该些风扇控制板，并透过一通用异步收发传输器通信连接于该机柜管理控制器；
其中，该些服务器模块通过将该监控信号经由该些风扇控制板与该些机柜风扇控制板传送至该机柜管理控制器，且M不大于N，M、N均为大于或等于1的整数。
2.如权利要求1所述的机柜服务器***，其特征是，各服务器模块是在开启中时发送出该些监控信号。
3.一种电源管理方法，其应用于一机柜服务器***，该机柜服务器***包含多个服务器模块、至少一机柜管理控制器以及一电源供应模块，各服务器模块包含一基板管理控制器，该机柜管理控制器电性连接于该些服务器模块，该电源供应模块电性连接于该机柜管理控制器，并包含总数量N个电源供应单元，其特征是，该电源管理方法包含以下步骤：
(a)该基板管理控制器监控各服务器模块的一服务器开启信息，使上述多个服务器模块产生并传送出多个监控信号；
(b)该机柜管理控制器接收该些监控信号，藉以获取该些服务器模块的该服务器开启信息，据以运算出对应于该些服务器模块的一服务器开启数量，并依据该服务器开启数量产生该包含电源开启数量M个的控制信号；以及
(c)接收该控制信号，藉以开启N个中的M个上述电源供应单元；
其中，M不大于N，M、N均为大于或等于1的整数。
4.如权利要求3所述的电源管理方法，其特征是，各服务器模块是在开启中时发送出该些监控信号。
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Application publication date: 20160622

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