JP6663970B2 - システム電源管理方法及び計算機システム - Google Patents
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Description
各電源供給ユニットは、単独で完全なシステム電力消費の需要を供給できる。例えばシステムの最大の総電力消費量が2200Wの時、各電源供給ユニットは2200Wの最大出力を提供できる。いずれかの電源供給ユニットに異常があった時、別の電源供給ユニットでもシステムの正常な運転を維持させることができる。ただし、全ての電源供給ユニットが正常な時、高すぎる冗長電力は電源資源の無駄となってしまうため、前に述べた例のように2200Wの冗長電力が不必要なアイドリング状態を形成していた。
個々の電源供給ユニットに異常が現れた時、システムは、該電源供給ユニットをオフラインさせて電力を供給し、同時にシステム運転モードを極低周波モード(Ultra−Low Frequency Mode、ULFM)に切り換える。この時システムのパフォーマンスは速やかに低下する。しかしながら、外部からのアクセス又はサービス提供要求に必要な消費電源は、必ず同時に低下するわけではなく、従ってシステム運転の不安定が生じていた。
図1に示すシステムチップセット124及びその構成は例示に過ぎず、実施形態を限定するものではなく、CPU122とその他の素子との間のI/Oタスクの処理に用いる回路チップはシステムチップセット124である。
前記個々の最大出力電力は、電源供給ユニット130が出力できる電力の最大値である。これら電源供給ユニット130の個々の最大出力電力の集計は、最大出力電力の総和であり、これら電源供給ユニット130のリアルタイム出力電力の集計がリアルタイム出力電力の総和である。
例えば、よく見られる計算機システム100は、電力が同じ2個の電源供給ユニット130が設けられ、計算機システム100の最大消費電力が3000Wとすると、市場上から取得できる電源供給ユニット130の個々の最大出力電力が1200W、1600W、2000Wの3種類がある時、個々の最大出力電力が1600Wの電源供給ユニット130は選択され、最大出力電力の総和を3200Wにさせ、計算機システム100の最大消費電力3000Wよりやや大きい。このように電源供給ユニット130の配置は、計算機システム100の最大消費電力3000Wを満たすことができる以外に、電源供給ユニット130の配置にオーバーデザイン(over−design)が現れないようにさせることもできる。
留意すべき点は、時に個々のハードディスクドライブ又はファンが演算ノード120内に直接設けられ、或いは演算ノード120のバスに直接接続して、演算ノード120から電力を取得し、この時これらハードディスクドライブ或いはファンが演算ノード120の一部に属し、付属装置140にならない。本実施例において、付属装置140は、各演算ノード120から独立したハードディスクドライブアレイ及びファンアレイの組み合わせを例として説明を行う。
シャーシ管理コントローラ110は、リアルタイム出力電力の総和とリアルタイム消費電力の総和の差に基づき、リアルタイム付属消費電力が得られる。すなわち、リアルタイム出力電力の総和とリアルタイム消費電力の総和の差が、リアルタイム付属消費電力である。シャーシ管理コントローラ110は、リアルタイム付属消費電力を引き続き取得でき、またリアルタイム付属消費電力の変化により最大付属消費電力を引き続き更新する。
同時に、PMBusインターフェースを介して接続し、各電源供給ユニット130が出力正常信号(PW_OK)をシャーシ管理コントローラ110に継続して発させ、出力正常信号(PW_OK)が中断した場合、シャーシ管理コントローラ110は、電源供給ユニット130に異常と判断させることができる。
各電源供給ユニット130の個々の最大出力電力を取得した後、シャーシ管理コントローラ110は、集計計算を通じて全ての電源供給ユニット130の最大出力電力の総和を取得でき、また数値をシャーシ管理コントローラ110のバッファ記憶装置の記憶アドレス内に書き込ませる。同様に、各電源供給ユニット130の個々のリアルタイム出力電力を取得した後、シャーシ管理コントローラ110は、集計計算を通じて全ての電源供給ユニット130のリアルタイム出力電力の総和を取得して別のバッファアドレス内に書き込ませることができる。
前記のように、シャーシ管理コントローラ110がPMBusで各演算ノード120のボード管理コントローラ124bに接続して、リアルタイムノード消費電力及び許容消費電力を取得し、従ってこれらリアルタイム消費電力を集計することで、複数の演算ノード120のリアルタイム消費電力の総和を得る。
第2リアルタイム付属消費電力が記録済みの最大付属消費電力より大きい場合、シャーシ管理コントローラ110は、第2リアルタイム付属消費電力で記録済みの最大付属消費電力を代替することで、最大付属消費電力を更新させる。第2リアルタイム付属消費電力がバッファ記憶装置内に記録されている最大付属消費電力より小さい場合、バッファ記憶装置内に記録されている数値を付属装置140の最大付属消費電力として維持する。
出力正常信号(PW_OK)が中断した場合、シャーシ管理コントローラ110は、電源供給ユニット130に異常が生じたと判断する。他の実施例において、PMbus内のデータピン及びクロックピンを通じて状態を検出でき、各電源供給ユニット130が出力正常信号を引き続き発し、シャーシ管理コントローラ110はPMBusのデータピン及びクロックピンを通じて電源供給ユニット130で出力正常信号を受信する。上記異常検出方法も同時に使用できる。
前記異常イベントは、電源供給ユニット130過熱(Over Temperature)、過電圧(Over Voltage)、低電圧(Under Voltage)(例:商用電源が低すぎる)、過電流(Over Current)、ファン故障(Fan fault)等が挙げられる。
こうして、本発明に係る計算機システム100は、電源供給に障害が現れた時、一部の演算ノード120のみがアンダークロックされるため、システム全体の運転パフォーマンスが、速やかに低下されることがないため、計算機システム100の一時的な安定運転に役立つ。
メイングループ及びサブグループのグループ化原則は、平均負荷によって区分することができる。平均負荷が重い演算ノード120aは、メイングループの一部に分類でき、平均負荷が軽い演算ノード120bをサブグループの一部とすることもできる。例えば、1つのファイルサーバーにおいて、ユーザがファイルをアクセスするために用いられる演算ノード120aをメイングループに分類し、ユーザアカウント情報を管理するために用いられる演算ノード120bをサブグループに分類できる。
シャーシ管理コントローラ110は、またリアルタイム付属消費電力を引き続き取得して付属装置140の最大付属消費電力を更新する。ステップStep210は、実施例1のステップStep110とほぼ同じであるため、以下この説明を省略する。
予め設定された時間間隔Tの後、新しい平衡状態に達し、ファンの運転状態を1つの新しい平衡状態に達させ、一般的にはファンの運転状態は、30分間(1800秒)後に熱平衡状態に達することができる。この時、付属装置140の最大付属消費電力が低下し、電源供給ユニット130に余った出力電力があって演算ノード120に分配させることができる。具体的な計時フローは、ステップStep262〜ステップStep268に示す通り、図8のサイクルの通りである。
次に、シャーシ管理コントローラ110は、ステップStep224bに示す通り、第1ノード消費電力の総和をメイングループ及びサブグループの演算ノード120に均等に分配させてこれら演算ノード120の第1ノード消費電力とする。最後にフローを終了する。
110 シャーシ管理コントローラ
120、120a、120b 演算ノード
122 CPU
124 システムチップセット
124a コントローラハブ
124b ボード管理コントローラ
124c ロジックIC
126 メモリ
130 電源供給ユニット
140 付属装置
Step110〜Step292 ステップ
Claims (20)
- 複数の電源供給ユニットの最大出力電力の総和を取得するステップと、
各々電源供給ユニットの個々のリアルタイム出力電力及び複数の演算ノードのリアルタイムノード消費電力を取得し、各前記個々のリアルタイム出力電力を集計してリアルタイム出力電力の総和とするステップと、
各前記集計したリアルタイムノード消費電力を集計してリアルタイム消費電力の総和とし、前記リアルタイム出力電力の総和と前記リアルタイム消費電力の総和の差を付属装置のリアルタイム付属消費電力とするステップと、
前記リアルタイム付属消費電力を引き続き取得することで、前記付属装置の最大付属消費電力を更新するステップと、
各前記電源供給ユニットの異常の有無を検出するステップと、
前記電源供給ユニットのうちのいずれかが異常になった際、他の前記電源供給ユニットから残った最大出力電力の総和を取得するステップと、
前記残った最大出力電力の総和から前記最大付属消費電力を差し引いて、前記演算ノードの第1ノード消費電力の総和とするステップと、
前記第1ノード消費電力の総和に基づき、前記演算ノードの少なくともいずれか一つの消費電力を第1ノード消費電力に引き下げるステップと、を含むことを特徴とする、
システム電源管理方法。 - 前記最大付属消費電力を更新するステップは、前記付属装置の第1リアルタイム付属消費電力を記録して前記最大付属消費電力とし、また前記付属装置の第2リアルタイム付属消費電力を引き続き取得することと、前記第2リアルタイム付属消費電力と前記最大付属消費電力を比較し、前記第2リアルタイム付属消費電力が前記最大付属消費電力より大きくなった際、前記第2リアルタイム付属消費電力で前記最大付属消費電力を代替することと、を含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム電源管理方法。
- 前記演算ノードの少なくともいずれか一つの消費電力を前記第1ノード消費電力に引き下げるステップは、前記第1ノード消費電力の総和を前記演算ノードに均等に分配させることを含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム電源管理方法。
- 前記演算ノードの少なくともいずれか一つの消費電力を前記第1ノード消費電力に引き下げるステップは、前記演算ノードをメイングループ及びサブグループにグループ化することと、前記第1ノード消費電力の総和から前記メイングループのリアルタイムノード消費電力を差し引いた後、前記サブグループに均等に分配させることと、を含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム電源管理方法。
- 各前記電源供給ユニットに異常状態がないことを検出した場合、前記演算ノードの少なくともいずれか一つの消費電力を前記第1ノード消費電力に引き下げることを停止することを特徴とする、請求項1に記載のシステム電源管理方法。
- 前記電源供給ユニットのうちのいずれかに異常があった後、前記リアルタイム出力電力の総和は、前記残った最大出力電力の総和より小さくなった場合、各前記演算ノードの前記リアルタイムノード消費電力を維持することを特徴とする、請求項1に記載のシステム電源管理方法。
- 前記演算ノードの少なくともいずれか一つの消費電力を前記第1ノード消費電力に引き下げるステップは、前記演算ノードをメイングループ及びサブグループにグループ化することと、電源制御モードが起動されたかどうかを判断することと、前記電源制御モードが起動された場合、前記第1ノード消費電力の総和から前記メイングループの前記リアルタイムノード消費電力を差し引いた後、前記サブグループに均等に分配させることと、前記電源制御モードか起動されていなかった場合、前記第1ノード消費電力の総和を前記メイングループ及び前記サブグループに均等に分配させることと、を含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム電源管理方法。
- 前記演算ノードの少なくともいずれか一つの消費電力を前記第1ノード消費電力に引き下げるステップは、予め設定された時間間隔に前記付属装置の最大付属消費電力を取得することと、前記予め設定された時間間隔の後に前記予め設定された時間間隔の前記最大付属消費電力が予め設定された時間間隔前の前記最大付属消費電力より小さいかどうかを判断することと、判断結果に基づき、前記予め設定された時間間隔の前記最大付属消費電力により、第2ノード消費電力の総和を取得することと、前記第2ノード消費電力の総和に基づき、前記第1ノード消費電力に引き下げた前記演算ノードの消費電力を第2ノード消費電力に調整することと、を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム電源管理方法。
- 各前記電源供給ユニットの異常の有無を検出するステップは、各前記電源供給ユニットで出力正常信号を発すことと、前記出力正常信号が中断した場合、前記電源供給ユニットに異常と判断させることと、を含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム電源管理方法。
- 各前記電源供給ユニットの異常の有無を検出するステップは、前記電源供給ユニットに異常が起きた時、前記電源供給ユニットは警告メッセージを発し、前記警告メッセージを受信した後、前記電源供給ユニットに異常と判断させることを含むことを特徴とする、請求項1に記載のシステム電源管理方法。
- 各々電力を供給するために用いられ、かつ各電源供給ユニットが個々の最大出力電力を各々有することで、それを集計して最大出力電力の総和とし、また各前記電源供給ユニットが個々のリアルタイム出力電力をフィードバックでき、それを集計してリアルタイム出力電力の総和とする複数の電源供給ユニットと、
各々演算機能を提供し、各々前記電源供給ユニットから前記電力を取得し、かつ各々リアルタイム消費電力をフィードバックでき、それを集計してリアルタイム消費電力の総和とする演算ノードと、
前記電源供給ユニットから前記電力を取得し、リアルタイム付属消費電力及び最大付属消費電力を有する付属装置と、
前記電源供給ユニット及び前記演算ノードに接続すると共に制御し、かつ前記最大出力電力の総和、前記リアルタイム出力電力の総和及び前記リアルタイム消費電力の総和を取得し、前記リアルタイム出力電力の総和とリアルタイム消費電力の総和の差により、前記リアルタイム付属消費電力を取得し、また前記リアルタイム付属消費電力の変化により、前記最大付属消費電力を継続して更新するシャーシ管理コントローラと、を含む計算機システムにおいて、
前記シャーシ管理コントローラは、前記電源供給ユニットのうちのいずれかが異常となると検出した際、他の前記電源供給ユニットから残った最大出力電力の総和を取得し、前記残った最大出力電力の総和から前記最大付属消費電力を差し引いて、前記演算ノードの第1ノード消費電力の総和とし、前記第1ノード消費電力の総和に基づき、前記演算ノードの少なくともいずれか一つの消費電力を第1ノード消費電力に引き下げることを特徴とする、
計算機システム。 - 前記シャーシ管理コントローラは、前記最大付属消費電力とするため、前記付属装置の第1リアルタイム付属消費電力を記録し、また前記付属装置の第2リアルタイム付属消費電力を引き続き取得し、かつ前記シャーシ管理コントローラが更に前記第2リアルタイム付属消費電力と前記最大付属消費電力を比較し、前記第2リアルタイム付属消費電力は前記最大付属消費電力より大きくなった際、前記第2リアルタイム付属消費電力で前記最大付属消費電力を代替することを特徴とする、請求項11に記載の計算機システム。
- 前記シャーシ管理コントローラは、前記第1ノード消費電力の総和を前記演算ノードに均等に分配させることを特徴とする、請求項11に記載の計算機システム。
- 前記演算ノードは、メイングループ及びサブグループにグループ化され、前記シャーシ管理コントローラが前記第1ノード消費電力の総和から前記メイングループのリアルタイムノード消費電力を差し引いた後、前記サブグループに均等に分配させることを特徴とする、請求項11に記載の計算機システム。
- 各前記電源供給ユニットに異常な状態がなかったと検出した際、前記シャーシ管理コントローラは前記演算ノードの少なくともいずれか一つの消費電力を前記第1ノード消費電力に引き下げることを停止することを特徴とする、請求項11に記載の計算機システム。
- 前記電源供給ユニットのうちのいずれかが異常となり、かつ前記リアルタイム出力電力の総和が前記残った最大出力電力の総和より小さくなった場合、前記シャーシ管理コントローラは各前記演算ノードのリアルタイムノード消費電力を維持することを特徴とする、請求項11に記載の計算機システム。
- 前記演算ノードは、メイングループ及びサブグループにグループ化され、かつ前記シャーシ管理コントローラは電源制御モードが起動されたかどうかを判断し、電源制御モードが起動されていた場合、前期シャーシ管理コントローラは前記第1ノード消費電力の総和から前記メイングループのリアルタイムノード消費電力を差し引いた後、前記サブグループに均等に分配し、前記電源制御モードが起動されていなかった場合、前期シャーシ管理コントローラは前記第1ノード消費電力の総和を前記メイングループ及び前記サブグループに均等に分配させることを特徴とする、請求項11に記載の計算機システム。
- 前記演算ノードの少なくともいずれか一つの消費電力を前記第1ノード消費電力に引き下げた後、前記シャーシ管理コントローラは予め設定された時間間隔に前記付属装置の前記最大付属消費電力を取得し、前記予め設定された時間間隔の後に前記シャーシ管理コントローラは前記予め設定された時間間隔の前記最大付属消費電力が前記予め設定された時間間隔前の前記最大付属消費電力より小さいかどうかを判断し、判断結果に基づき、前記シャーシ管理コントローラは前記予め設定された時間間隔の前記最大付属消費電力により、第2ノード消費電力の総和を取得し、かつ前記第2ノード消費電力の総和に基づき、前記第1ノード消費電力に引き下げた演算ノードの消費電力を第2ノード消費電力に調整することを特徴とする、請求項11に記載の計算機システム。
- 各前記電源供給ユニットが出力正常信号を引き続き発し、前記出力正常信号が中断した場合、前記シャーシ管理コントローラは前記電源供給ユニットを異常と判断することを特徴とする、請求項11に記載の計算機システム。
- 各前記電源供給ユニットに異常が起きた時、前記電源供給ユニットが警告メッセージを発し、前記シャーシ管理コントローラは前記警告メッセージを受信した後、前記電源供給ユニットに異常と判断させることを特徴とする、請求項11に記載の計算機システム。
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