CN112306209A - 一种服务器用分离式冗余电源供电电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路,包括:GPU模组;主板,其与所述GPU模组可分离式设置;第一供电电源,其通过第一供电线路连接所述GPU模组,能够为所述GPU模组供电;第二供电电源,其通过第二供电线路连接所述GPU模组,能够为GPU模组供电;第三供电电源,其通过第三供电线路连接所述主板,能够为所述主板供电,本发明还提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法,给出了冗余电源供电电路的控制方法,对供电线路的启动信号和功耗进行检测,能够控制电源供电电路满足GPU和主板用电需求和功耗要求。
Description
技术领域
本发明涉及服务器冗余电源供电技术领域,尤其涉及一种服务器用分离式冗余电源供电电路及其控制方法。
背景技术
随着AI、HPC、大数据等应用领域的飞速发展,对于计算性能的要求也越来越高,传统的CPU服务器难以满足新业务的性能需求,采用CPU、GPU、FPGA、ASIC等处理器组合而成的异构计算模式来进行数据训练或推理,逐渐成为主流。通常情况下搭配多颗GPU的异构服务器意味着高功耗,目前基于NVIDIATeslaA100的SXM4 GPU模块单颗最大功耗可达400W,需要54V PSU供电,庞大的功耗需求对供电***提出了挑战,高稳定性、低成本的供电***设计日趋重要。
目前主流的基于NVIDIA SXM4的应用***为基于NVIDIA HGX-2Next Baseboard的8GPU***,最大功耗可达4300W,通常情况下会采用54V风扇***进行散热,功耗约1200W以内,整个8GPU Board+散热***的功耗为5500W以内;Host为Intel Whitley平台的2路CPU***,整板功耗2000W以内,采用12V供电;目前基于NVIDIA SXM4的8GPU服务***整机功耗一般在7500W以内,常用的54V PSU最大功耗为3000W,需要3颗3000W 54V PSU才能满足单机功耗。按照PSU N+N冗余的设计原则,目前基于SXM4的8GPUAI服务器***需要6颗3000W 54VPSU。
如图1所示,现有基于SXM4的8GPUAI服务器供电***如图1所示,按照N+N冗余原则,整机供电***由6颗54V 3000WPSU组成。6颗54V PSU通过电源板将54V电供给GPU板上的8颗SXM4模块、风扇及其他设备,通过桥接板将54V电传递到主板上,主板上有54V转12V电源模块用来将54V电转化为12V电给主板各个设备。
现有方案中,整机采用3+354V 3000W PSU供电方案,具有以下缺点:
1、整机功耗实际在7500W以内采用6颗3000W PSU,同时主板上需要放置54V转12V电源模块,造成成本的极大增加;
2、现有54V转12V电源模块在S5状态下温度可达80度以上,这就要求在S5状态下风扇需要给该模块散热,增加本不必要的噪声和功耗;在开机后温度会更高,易对周围元件造成损害,对散热提出更大挑战。
发明内容
本发明提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路将GPU模组与主板分开,单独设置适用于主板能耗和供电电压的电源进行供电,降低了成本且减少了散热风险。
本发明还提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法,给出了冗余电源供电电路的控制方法,对供电线路的启动信号和功耗进行检测,能够控制电源供电电路满足GPU模组和主板用电需求和功耗要求。
本发明提供的技术方案为:
一种服务器用分离式冗余电源供电电路,包括:
一种服务器用分离式冗余电源供电电路,包括:
GPU模组;
主板,其与所述GPU模组可分离式设置;
第一供电电源,其通过第一供电线路连接所述GPU模组,能够为所述GPU模组供电;
第二供电电源,其通过第二供电线路连接所述GPU模组,能够为GPU模组供电;
第三供电电源,其通过第三供电线路连接所述主板,能够为所述主板供电。
优选的是,所述第一供电电源包括:
第一子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;
第二子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;
其中,所述第一子供电模块与所述第二子供电模块并联后,经所述第一供电线路输出54V电压信号。
优选的是,所述第二供电电源包括:
第三子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;
第四子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;
其中,所述第三子供电模块与所述第四子供电模块并联后,经所述第二供电线路输出54V电压信号。
优选的是,所述第三供电电源包括:
第五子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为12V,功耗为2000W;
第六子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为12V,功耗为2000W;
其中,所述第五子供电模块与所述第六子供电模块并联后,经过所述第三供电线路输出12V电压信号。
优选的是,还包括:
GPU板,其能够承载所述GPU模组;
桥接板,其设置在所述GPU板和所述主板之间,能够实现所述GPU模组与所述主板之间的通信连接;
第一电源背板,其与所述GPU板可分离式设置,能够承载第一供电电源;
第二电源背板,其与所述GPU板可分离式设置,能够承载所述第二供电电源;
第三电源背板,其与所述GPU板可分离式设置,能够承载所述第三供电电源。
优选的是,还包括:
逻辑芯片,其分别连接所述第一子供电模块、所述第二子供电模块、所述第三子供电模块、所述第四子供电模块、所述第五子供电模块和所述第六子供电模块的在位信号和告警信号;
第一或门,其分别连接所述第一供电线路和所述第二供电线路并将供电启动信号传递给逻辑芯片;
第二或门,其连接所述第三供电线路,并将所述第三供电线路的启动信号传递给逻辑芯片。
一种服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法,包括:
启动服务器,并通过所述逻辑芯片对所述供电线路的启动信号进行采样获得采样信号;
若所述采样信号表达的均为通电状态,利用所述逻辑芯片对所述子供电模块的在位数量和告警数量进行检测;
当所述在位数量比所述告警数量至少多两个时,逻辑芯片控制GPU模组和主板正常开机;
当所述在位数量比所述告警数量少时,发出预警信号。
一种分离式冗余电源供电电路控制服务器,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法的步骤。
一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法的步骤。
一种分离式冗余电源供电电路控制***,其特征在于,包括如分离式冗余电源供电电路控制服务器。
本发明提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路将GPU模组与主板分开,单独设置适用于主板能耗和供电电压的电源进行供电,降低了成本且减少了散热风险。
本发明还提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法,给出了冗余电源供电电路的控制方法,对供电线路的启动信号和功耗进行检测,能够控制电源供电电路满足GPU模组和主板用电需求和功耗要求。
附图说明
图1为本发明所述的现有现有基于SXM4的8GPUAI服务器供电***冗余电路示意图。
图2为本发明所述的服务器用分离式冗余电源供电电路示意图。
图3为本发明所述的服务器用分离式冗余电源供电电路供电控制结构示意图。
图4为本发明所述的服务器用分离式冗余电源供电电路供电控制流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中”、“上”、“下”、“横”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图2所示,基于背景技术提出的技术问题,本发明提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路,包括:GPU板110、主板120、桥接板130、第一供电电源140、第二供电电源150和第三供电电源160。
其中,GPU板110用于承载GPU模组;主板120与所述GPU板可分离式设置,桥接板130设置在GPU板和主板之间,能够实现GPU模组与主板之间的通信连接;第一供电电源140通过第一供电线路连接GPU板110,能够为GPU模组供电;第二供电电源通过第二供电线路连接GPU板110,能够为GPU模组供电;第三供电电源160通过第三供电线路连接主板,能够为主板供电。
其中,第一供电电源140和第二供电电源150均可单独启动为GPU模组供电,将GPU板与主板分开,单独设置适用于主板能耗和供电电压的电源进行供电,降低了成本且减少了散热风险。
其中,第一供电电源140包括:第一子供电模块141和第二子供电模块142,第一子供电模块141为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;第二子供电模块142为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;其中,第一子供电模块141能够与第二子供电模块142并联后,输出54V电压信号,通过第一供电线路为GPU模组供电。
第二供电电源150包括:第三子供电模块151和第四子供电模块152,第三子供电模块151为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;第四子供电模块152为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;其中,第三子供电模块151能够与第四子供电模块152并联后,输出54V电压信号,通过第二供电线路为所述GPU模组供电。
第三供电电源160包括:第五子供电模块161和第六子供电模块162,第五子供电模块161为电源模块,且供电输出电压为12V,功耗为2000W;第六子供电模块162为电源模块,且供电输出电压为12V,功耗为2000W;
其中,第五子供电模块161能够与第六子供电模块162并联后,输出12V电压信号,通过所述第三供电线路为主板120供电。
在另一实施例中,GPU又称显示核心、视觉处理器、显示芯片,是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器,GPU模组包括多颗SXM4模块和风扇。
如图3所示,在另一实施例中,服务器用分离式冗余电源供电电路由逻辑芯片CPLD控制,其中:
逻辑芯片200分别连接第一子供电模块141、第二子供电模块142、第三子供电模块151、第四子供电模块152、第五子供电模块161和第六子供电模块162的在位信号和告警信号;第一或门210分别连接所述第一供电线路和所述第二供电线路并将供电启动信号传递给逻辑芯片200,第二或门220连接第三供电线路,并将所述第三供电线路的启动信号传递给逻辑芯片200。
如图4所示,本发明还提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法,包括:
步骤S110、启动服务器,并通过逻辑芯片200对供电线路的启动信号进行采样获得采样信号;
步骤S120、若采样信号表达的均为通电状态,利用逻辑芯片200对子供电模块的在位数量m和告警数量n进行检测;
当所述在位数量m比所述告警数量n至少多两个时,逻辑芯片控制GPU模组和主板正常开机;
当所述在位数量m比所述告警数量n少时,发出预警信号。
具体的说,在本实施例中采用2+254V PSU冗余,主板采用1+112V PSU冗余,整机上电与冗余判断流程,在按下开机键后,CPLD采样54V_PSU_PWR_OK和12V_PSU_PWR_OK,当同时为高时才能继续上电逻辑;由于主板是1+112VPSU冗余,当12V_PSU_PWR_OK为高时,说明至少有1个PSU已经正常起电,可以满足主板2000W功耗,此时只需判断54V PSU是否满足功耗要求即可;CPLD采样54V PSU在位信号数量m与告警信号数量n,当m-n≥2时,CPLD正常发出POWER_EN信号,使能开机;当m-n<2时,CPLD驱动机箱前面板LED灯闪烁,告警54V PSU不满足GPU板功耗。
在另一实施例中,本发明还提供了一种分离式冗余电源供电电路控制服务器,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法的步骤。
在另一实施例中,本发明还提供了一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法的步骤。
在另一实施例中,本发明还提供了一种分离式冗余电源供电电路控制***,其特征在于,包括如分离式冗余电源供电电路控制服务器。
本发明提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路将GPU板与主板分开,单独设置适用于主板能耗和供电电压的电源进行供电,降低了成本且减少了散热风险。
本发明还提供了一种服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法,给出了冗余电源供电电路的控制方法,对供电线路的启动信号和功耗进行检测,能够控制电源供电电路满足GPU和主板用电需求和功耗要求。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种服务器用分离式冗余电源供电电路,其特征在于,包括:
GPU模组;
主板,其与所述GPU模组可分离式设置;
第一供电电源,其通过第一供电线路连接所述GPU模组,能够为所述GPU模组供电;
第二供电电源,其通过第二供电线路连接所述GPU模组,能够为GPU模组供电;
第三供电电源,其通过第三供电线路连接所述主板,能够为所述主板供电。
2.根据权利要求1所述的服务器用分离式冗余电源供电电路,其特征在于,所述第一供电电源包括:
第一子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;
第二子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;
其中,所述第一子供电模块与所述第二子供电模块并联后,经所述第一供电线路输出54V电压信号。
3.根据权利要求2所述的服务器用分离式冗余电源供电电路,其特征在于,所述第二供电电源包括:
第三子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;
第四子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为54V,功耗为3000W;
其中,所述第三子供电模块与所述第四子供电模块并联后,经所述第二供电线路输出54V电压信号。
4.根据权利要求3中任一项所述的服务器用分离式冗余电源供电电路,其特征在于,所述第三供电电源包括:
第五子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为12V,功耗为2000W;
第六子供电模块,其为电源模块,且供电输出电压为12V,功耗为2000W;
其中,所述第五子供电模块与所述第六子供电模块并联后,经过所述第三供电线路输出12V电压信号。
5.根据权利要求4所述的服务器用分离式冗余电源供电电路,其特征在于,还包括:
GPU板,其能够承载所述GPU模组;
桥接板,其设置在所述GPU板和所述主板之间,能够实现所述GPU模组与所述主板之间的通信连接;
第一电源背板,其与所述GPU板可分离式设置,能够承载第一供电电源;
第二电源背板,其与所述GPU板可分离式设置,能够承载所述第二供电电源;
第三电源背板,其与所述GPU板可分离式设置,能够承载所述第三供电电源。
6.根据权利要求5所述的服务器用分离式冗余电源供电电路,其特征在于,还包括:
逻辑芯片,其分别连接所述第一子供电模块、所述第二子供电模块、所述第三子供电模块、所述第四子供电模块、所述第五子供电模块和所述第六子供电模块的在位信号和告警信号;
第一或门,其分别连接所述第一供电线路和所述第二供电线路并将供电启动信号传递给逻辑芯片;
第二或门,其连接所述第三供电线路,并将所述第三供电线路的启动信号传递给逻辑芯片。
7.一种服务器用分离式冗余电源供电电路控制方法,使用如权利要求1-6中任一项所述的服务器用分离式冗余电源供电电路,其特征在于,包括:
启动服务器,并通过所述逻辑芯片对所述供电线路的启动信号进行采样获得采样信号;
若所述采样信号表达的均为通电状态,利用所述逻辑芯片对所述子供电模块的在位数量和告警数量进行检测;
当所述在位数量比所述告警数量至少多两个时,逻辑芯片控制GPU模组和主板正常开机;
当所述在位数量比所述告警数量少时,发出预警信号。
8.一种分离式冗余电源供电电路控制服务器,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现权利要求7所述方法的步骤。
9.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现权利要求7所述方法的步骤。
10.一种分离式冗余电源供电电路控制***,其特征在于,包括如权利要求8所述的服务器。
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