TWI659297B - 系統電源管理方法及計算機系統 - Google Patents

Abstract

一種系統電源管理方法，應用於一計算機系統。所述方法取得複數個電源供應單元及複數個運算節點的功率輸出及功耗狀態，而間接取得附屬裝置的即時附屬功耗，據以持續更新附屬裝置的最大附屬功耗。當電源供應單元其中之一為異常，重新取得其餘的該些電源供應單元的剩餘最大輸出功率總和，並以剩餘最大輸出功率總和減去最大附屬功耗，作為該些運算節點的一第一節點功耗總和。最後，依據第一節點功耗總和，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為一第一節點功耗。

Description

系統電源管理方法及計算機系統

本發明有關於多電源供應單元的控制，特別是關於一種系統電源管理方法及應用該方法的計算機系統。

在伺服器系統或是高速運算主機中，通常會採用兩個以上電源供應單元構成的冗餘電源供應單元，來滿足電源供應的需求，使電源供應單元彼此互為備援電源。每一個電源供應單元都可以單獨供應完整的系統電功率消耗需求。例如系統最大的總電功率消耗為2200W時，則每一個電源供應單元都能提供2200W的最大輸出。當任一電源供應單元異常時，另一個電源供應單元也可以維持系統的正常運作。但是，若所有的電源供應單元都正常時，過高的冗餘電功率就會形成電源資源的浪費，如前述的例子中，就會有2200W的冗餘電力形成不必要的閒置。

針對上述問題，先前技術中是採用個別最大輸出功率較小的電源供應單元，使得多個電源供應單元的最大輸出功率總和等於或略大於系統電力消耗的最大值；每一個電源供應單元的個別最大輸出功率都可以被充分利用，使得電源資源不會被閒置。當個別電源供應單元出現異常時，系統就會使該電源供應單元離線不再供電，同時將系統運作模式切換為極低頻率模式（Ultra-Low Frequency Mode，ULFM），此時系統效能快速降低。然而，來自外界存取或要求提供服務所需的消耗電源不必然會同時降低，進而造成系統運作的不穩定。

鑑於上述問題，本發明提出一種系統電源管理方法以及應用該方法的計算機系統，可解決先前技術中冗餘電源瓦數的浪費或是降頻操作產生的問題。

本發明提出一種系統電源管理方法，包含下列步驟：取得複數個電源供應單元的一最大輸出功率總和。分別取得電源供應單元的一個別即時輸出功率以及複數個運算節點的一即時節點功耗，加總各個別即時輸出功率作為一即時輸出功率總和以及加總各該加總即時節點功耗作為一即時功耗總和，以即時輸出功率總和及即時功耗總和的一差值，作為一附屬裝置的即時附屬功耗。持續取得即時附屬功耗，以更新附屬裝置的一最大附屬功耗。偵測各電源供應單元是否異常。

當該些電源供應單元其中之一為異常，從其餘的該些電源供應單元取得一剩餘最大輸出功率總和；以剩餘最大輸出功率總和減去最大附屬功耗，作為該些運算節點的一第一節點功耗總和；以及依據該第一功耗總和，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為一第一節點功耗。

在本發明一或多個實施例中，更新最大附屬功耗的步驟包含：記錄附屬裝置的一第一即時附屬功耗以作為最大附屬功耗，並持續取得附屬裝置的一第二即時附屬功耗；以及比較第二即時附屬功耗以及最大附屬功耗，當第二即時附屬功耗大於最大附屬功耗，以第二即時附屬功耗取代最大附屬功耗。

在本發明一或多個實施例中，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為第一節點功耗的步驟包含：以第一節點功耗總和，平均分配給運算節點。

在本發明一或多個實施例中，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗的步驟包含：將該些運算節點分組為一主要群組及一次要群組；以及以第一節點功耗總和減去主要群組的即時節點功耗後，平均分配給次要群組。

在本發明一或多個實施例中，若偵測各電源供應單元已無異常狀態，停止調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗。

在本發明一或多個實施例中，當該些電源供應單元其中之一為異常之後，若即時輸出功率總和不大於剩餘最大輸出功率總和，則維持各運算節點的即時節點功耗。

在本發明一或多個實施例中，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗的步驟包含：將該些運算節點分組為一主要群組及一次要群組；以及判斷一電源控制模式是否被啟動。若電源控制模式被啟動，以第一節點功耗總和減去主要群組的該即時節點功耗後，平均分配給次要群組；若電源控制模式未被啟動，以第一節點功耗總和平均分配給主要群組以及次要群組。

在本發明一或多個實施例中，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗的步驟後還包含：在一預設時間區間取得附屬裝置的最大附屬功耗；於該預設時間區間後，判斷在預設時間區間的最大附屬功耗，是否小於在預設時間區間之前最大附屬功耗；根據判斷結果，依據預設時間區間的最大附屬功耗，取得一第二節點功耗總和；以及依據第二節點功耗總和，重新調整被調整的運算節點之功耗為一第二節點功耗。

在本發明一或多個實施例中，偵測各該電源供應單元是否異常的步驟包含： 以各電源供應單元持續發出狀態正常訊號；以及當狀態正常訊號中斷，判斷電源供應單元為異常。

在本發明一或多個實施例中，偵測各該電源供應單元是否異常的步驟包含：在電源供應單元發生異常時，電源供應單元發出一警示訊息，於接收警示訊息後判斷電源供應單元為異常。

本發明還提出一種計算機系統，執行系統電源管理系統。所述計算機系統包含複數個電源供應單元、複數個運算節點、至少一附屬裝置以及一管理控制裝置。該些電源供應單元分別用以提供一電力，且各電源供應單元分別具有一個別最大輸出功率，而加總為一最大輸出功率總和，且各電源供應單元可回報一個別即時功率輸出，而加總為一即時功率輸出總和。該些運算節點分別提供一運算功能，該些運算節點分別自該些電源供應單元取得電力，各運算節點可分別回報一即時消耗功率，而加總為一即時功耗總和。附屬裝置由該些電源供應單元取得電力，且附屬裝置具有一即時附屬功耗及一最大附屬功耗。管理控制裝置用以連接並控制該些電源供應單元及該些運算節點，並且取得最大輸出功率總和、即時輸出功率總和以及即時功耗總和；其中，管理控制裝置依據即時功率輸出總和以及即時功耗總和的一差值，得到即時附屬功耗，並以即時附屬功耗的變化，持續更新最大附屬功耗。

其中，當管理控制裝置偵測該些電源供應單元其中之一為異常，管理控制裝置從其餘的該些電源供應單元取得一剩餘最大輸出功率總和，以剩餘最大輸出功率總和減去最大附屬功耗，作為該些運算節點的一第一節點功耗總和，依據一第一節點功耗總和，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為一第一節點功耗。

在本發明一或多個實施例中，管理控制裝置記錄該附屬裝置的一第一即時附屬功耗以作為該最大附屬功耗，並持續取得該附屬裝置的一第二即時附屬功耗，該管理控制裝置更比較第二即時附屬功耗以及最大附屬功耗，當第二即時附屬功耗大於最大附屬功耗，以第二即時附屬功耗取代最大附屬功耗。

在本發明一或多個實施例中，管理控制裝置以第一節點功耗總和，平均分配給運算節點。

在本發明一或多個實施例中，該些運算節點分組為一主要群組及一次要群組，管理控制裝置以第一節點功耗總和減去主要群組的該即時節點功耗後，平均分配給次要群組。

在本發明一或多個實施例中，若偵測各電源供應單元已無異常狀態，管理控制裝置停止調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗。

在本發明一或多個實施例中，當該些電源供應單元其中之一為異常，且即時輸出功率總和不大於該剩餘最大輸出功率總和，管理控制裝置維持各運算節點的即時節點功耗。

在本發明一或多個實施例中，該些運算節分組為一主要群組及一次要群組，且管理控制裝置判斷一電源控制模式是否被啟動；若電源控制模式被啟動，管理控制裝置以第一節點功耗總和減去主要群組的即時節點功耗後，平均分配給次要群組；若電源控制模式未被啟動，管理控制裝置以第一節點功耗總和平均分配給主要群組以及次要群組。

在本發明一或多個實施例中，於調降該些運算節點至少其中之一的功耗為第一節點功耗後，管理控制裝置在一預設時間區間，取得附屬裝置的最大附屬功耗；於預設時間區間後，管理控制裝置判斷在預設時間區間的最大附屬功耗，是否小於在預設時間區間之前的最大附屬功耗；根據判斷結果，管理控制裝置依據預設時間區間的最大附屬功耗，取得一第二節點功耗總和，並且依據第二節點功耗總和，調整被調整的運算節點之功耗為一第二節點功耗。

在本發明一或多個實施例中，各電源供應單元持續發出一狀態正常訊號，當狀態正常訊號中斷，管理控制裝置判斷電源供應單元為異常。

在本發明一或多個實施例中，在各電源供應單元發生異常時，電源供應單元發出一警示訊息，管理控制裝置於接收警示訊息後判斷電源供應單元為異常。

依據本發明之系統電源管理方法以及計算機系統，計算機系統中的電源供應狀態、電源功耗狀態，都被即時偵測並記錄。因此，當電源供應單元異常時，可以精準快速地估算需要功耗調整值，並且選擇性地針對負載較輕的運算節點降低容許功耗，而維持其他運算節點的容許功耗。因此，計算機系統的整體運算效能，可以在停用異常的電源供應單元之後，仍然盡可能地維持系統效能，而有助於計算機系統的穩定。

請參閱圖1所示，為本發明第一實施例所提供的一種計算機系統100之電路方塊圖，執行系統電源管理方法。所述計算機系統100包含一管理控制裝置110（Chassis Management Control，CMC）、複數個運算節點120、複數個電源供應單元130（Power Supply Unit，PSU）以及至少一個附屬裝置140。

如圖1所示，複數個運算節點120分別提供一運算功能，以執行計算機系統100之一或複數個服務。各運算節點120分別電性連接於管理控制裝置110，以供管理控制裝置110統合操作管理，以分配工作處理程序以及運算節點120之間的系統資源調度。

如圖1所示，各運算節點120電性連接至各電源供應單元130，以取得電力；運算節點120通常為一主機板以及容置主機板的電腦機殼結構，而可抽換於計算機系統100的機殼。運算節點120包含中央處理器122、系統晶片組124、記憶體126以及必要的匯流排。前述的匯流排包含但不限定於SMBus（System Management Bus，系統管理匯流排）、PMBus（Power Management Bus，電源管理匯流排）以及PECI（Platform Environmental Control Interface，平台環境控制介面）。

圖1所示的系統晶片組124組成為一範例，包含路徑控制器124a（control hub）、主機板管理控制器124b（board management control，BMC）以及邏輯晶片124c（logic IC）；路徑控制器124a可為南橋晶片與北橋晶片之組合、平台路徑控制器（platform control hub，PCH）、記憶體控制器（Memory Controller Hub，MCH）、I/O路徑控制器（I/O control hub，ICH）、AMD Fusion Controller Hub等。圖1所示之系統晶片組124及其組成僅為範例，非用以限定實施方式，大致上只要用於處理中央處理器122與其他元件之間I/O作業之電路晶片皆為系統晶片組124。

如圖1所示，運算節點120透過SMBus、PMBus以及其他協定的匯流排電性連接於管理控制裝置110，以透過管理控制裝置110對外進行連接。同時，管理控制裝置110的控制運算節點120，以調度系統資源的應用。

於一具體實施例中，計算機系統100同時執行多個服務程式，而每一服務程式分別由一組運算節點120群組執行，每一群組包含一或多個運算節點120。

如圖1所示，複數個電源供應單元130分別用以提供電力，且各電源供應單元130分別具有一個別最大輸出功率。各電源供應單元130可透過PMBus回報其個別最大輸出功率、個別即時功率輸出以及狀態正常訊號（PW_OK）給管理控制裝置110，前述訊息也可以透過PMBus進一步轉發給各運算節點120的系統晶片組124。所述個別最大輸出功率為電源供應單元130所能輸出的功率最大值。該些電源供應單元130的個別最大輸出功率的加總為一最大輸出功率總和，而該些電源供應單元130的即時輸出功率加總為一即時功率輸出總和。

於一理想狀態下，最大輸出功率總和等於計算機系統100的最大功耗；實際的系統設計中，由於可由市場直接取得的電源供應單元130通常為固定規格，而非針對計算機系統100的功耗進行客製化，因此最大輸出功率總和通常是略大於計算機系統100的最大功耗，以利於系統設計。舉例而言，常見的計算機系統100會設置兩個功率相同的電源供應單元130，當計算機系統100的最大功耗是3000W，而市場上可以取得的電源供應單元130的個別最大輸出功率有1200W、1600W、2000W三種時，則個別最大輸出功率是1600W的電源供應單元130會被選用，使得最大輸出功率總和為3200W，略大於計算機系統100的最大功耗3000W。如此一來，電源供應單元130的配置可以滿足計算機系統100的最大功耗3000W，又不會使得電源供應單元130的配置出現過度設計（over-design）。

如圖1所示，附屬裝置140由該些電源供應單元130取得電力，且附屬裝置140具有一即時附屬功耗及一最大附屬功耗。於計算機系統100中，管理控制裝置110通常無法直接由各種匯流排取得附屬裝置140的即時附屬功耗及最大附屬功耗。

在計算機系統100中，不屬於管理控制裝置110以及運算節點120的部份即為附屬裝置140。常見的附屬裝置140有硬碟機陣列、風扇陣列、可移除式儲存媒體讀取裝置、電腦匯流排插卡（PCI Express card, PCIe card）等，或前述裝置的任意組合，透過電腦匯流排插槽（PCI Express slot，PCIe slot）連接於一電路板，再透過一連接介面連接到管理控制裝置110。需注意的是，有時候個別的硬碟機或風扇會直接設置於運算節點120中，或是直接連接於運算節點120的匯流排並由運算節點120取得電力，此時這些硬碟機或風扇就屬於運算節點120的一部分，而不是附屬裝置140。在本實施例中，附屬裝置140以獨立於各運算節點120之外的硬碟機陣列及風扇陣列的組合為範例進行說明。

如圖1所示，管理控制裝置110用以連接並控制電源供應單元130及運算節點120，並且取得最大輸出功率總和、即時輸出功率總和以及即時功耗總和。管理控制裝置110依據即時功率輸出總和以及即時功耗總和的一差值，得到即時附屬功耗，亦即，即時功率輸出總和以及即時功耗總和的差值即為即時附屬功耗。管理控制裝置110可持續取得即時附屬功耗，並以即時附屬功耗的變化，持續更新最大附屬功耗。

參閱圖2及圖3所示，為本發明第一實施例之系統電源管理方法的流程圖。

如圖1及圖2所示，計算機系統100於開機後，首先透過管理控制裝置110進行功率參數偵測階段，如步驟Step 110所示。於此階段中，主要的目的是要取得跟功率輸出以及功耗相關的參數。

如圖1及圖3所示，步驟Step 110中，管理控制裝置110取得的參數如下所述。以下敘述的順序，不代表對各參數的取得順序進行限制，該些參數的取得順序可以任意變化。

管理控制裝置110透過PMBus可以取得電源供應單元130的電源資訊，包括軟硬體規格以及即時的運作狀態。因此，管理控制裝置110可以取得複數個電源供應單元130的個別最大輸出功率以及個別即時輸出功率，如步驟Step 112所示。同時，藉由PMBus介面進行連接，讓各電源供應單元130持續發出狀態正常訊號（PW_OK）給管理控制裝置110， 若狀態正常訊號（PW_OK）中斷，則管理控制裝置110可判斷電源供應單元130為異常。

前述步驟Step 112中，偵測電源供應單元130的個別最大輸出功率的作業，可以是計算機系統100於開機時的初始化步驟的一部分。在系統開機初始化過程中，電源供應單元130可傳送電源資訊（包括軟硬體規格以及即時的運作狀態）給管理控制裝置110，使得管理控制裝置110在開機時就取得每一個電源供應單元130的個別最大輸出功率。取得每一個電源供應單元130的個別最大輸出功率之後，管理控制裝置110即可透過加總計算取得所有電源供應單元130的最大輸出功率總和，並將數值寫入管理控制裝置110的緩衝儲存的一儲存位址中。同樣地，取得每一個電源供應單元130的個別即時輸出功率之後，管理控制裝置110即可透過加總計算取得所有電源供應單元130的即時輸出功率總和，寫入另一緩衝位址中。

再參閱圖1及圖3所示，同樣透過PMBus或其他匯流排的連接，管理控制裝置110取得各運算節點120的運作狀態，包括各運算節點120的即時節點功耗，如步驟Step 114。如前所述，管理控制裝置110以PMBus連接於各運算節點120的主機板管理控制器124b，取得即時節點功耗以及容許功耗，從而加總該些即時功耗以得到複數個運算節點120的即時功耗總和。

運算節點120的容許功耗不必然等於運算節點120之硬體規格之最大功耗，此一容許功耗可設定為比最大功耗來得小。

參閱圖1以及圖3所示，取得前述數值之後，管理控制裝置110再計算該些電源供應單元130的即時輸出功率總和以及該些運算節點120的即時功耗總和的一差值，以取得附屬裝置140的即時附屬功耗，如步驟Step 116。

參閱圖1及圖3所示，管理控制裝置110持續取得附屬裝置140的即時附屬功耗，以更新附屬裝置140的一最大附屬功耗，如步驟Step 118。

管理控制裝置110以緩衝儲存來記錄附屬裝置140的最大附屬功耗。更新附屬裝置140的最大附屬功耗的方式為，管理控制裝置110記錄一第一即時附屬功耗作為最大附屬功耗，並記錄於緩衝儲存。接著，管理控制裝置110持續取得附屬裝置140的一第二即時附屬功耗。接著管理控制裝置110比較附屬裝置140的一第二即時附屬功耗以及已記錄於緩衝儲存的最大附屬功耗。當第二即時附屬功耗大於已記錄的最大附屬功耗，管理控制裝置110以第二即時附屬功耗取代已記錄的最大附屬功耗，而更新最大附屬功耗。若第二即時附屬功耗不大於緩衝儲存中記錄的最大附屬功耗，則維持緩衝儲存中記錄的數值作為附屬裝置140的最大附屬功耗。

參閱圖1及圖2所示，於相關參數取得之後，管理控制裝置110開始監控該些電源供應單元130的運作，從而偵測各電源供應單元130是否發生異常，如步驟Step 120所示。

如圖1以及圖2所示，電源供應單元130本身會進行自我監控，而在其輸出或輸入發生異常狀態時，例如，輸出不穩定或輸出功率無法提昇，此時電源供應單元130可針對異常狀態產生介面接腳的訊號變化。管理控制裝置110則透過PMBus或其他匯流排與電源供應單元130的連接，依據介面接腳的訊號變化，偵測各電源供應單元130是否異常，如步驟Step120所示。

如前所述，其中一種偵測異常的方式是管理控制裝置110透過PMBus的其中一個閒置腳位發出狀態詢問訊號，由各電源供應單元130發出狀態正常訊號（PW_OK）進行回應，管理控制裝置110則透過PMBus的個閒置腳位由電源供應單元130接收狀態正常訊號（PW_OK）。當狀態正常訊號（PW_OK）中斷，則管理控制裝置110判斷電源供應單元130發生異常。於另一實施例中，可透過PMbus中的資料腳位及時脈腳位偵測狀態，各電源供應單元130持續發出狀態正常訊號，管理控制裝置110透過PMBus的資料腳位及時脈腳位由電源供應單元130接收狀態正常訊號。上述偵測異常的方式亦可同時使用。

另一種偵測異常的方式是對電源供應單元130進行可程式化設定。在電源供應單元130發生異常時，電源供應單元130透過PMBus發出一PMBus Alert作為一警示訊息給管理控制裝置110，管理控制裝置110於接收警示訊息判斷電源供應單元130為異常。前述異常的事件包含電源供應單元130過熱（Over Temperature）、電壓過高（Over Voltage）、電壓過低（Under Voltage）（例如：市電過低）、電流過高（Over Current），風扇異常（Fan fault）等。

如圖1及圖2所示，當該些電源供應單元130其中之一為異常，管理控制裝置110就會從其餘的電源供應單元130取得一剩餘最大輸出功率總和；接著管理控制裝置110以剩餘最大輸出功率總和減去最大附屬功耗，作為該些運算節點120的一第一節點消耗總和，如步驟Step 130所示。

如圖1及圖2所示，最後，管理控制裝置110依據第一節點功耗總和，調降該些運算節點120至少其中之一的功耗為一第一節點功耗，如步驟Step 140所示。

該些運算節點120至少其中之一的功耗，是依據電源供應單元130的最大輸出功率總和的變化而被調降為第一節點功耗，使得調整後的計算機系統100最大功耗，不會大於剩餘最大輸出功率總和。當被調降的運算節點120的數量為複數個時，則依據平均分配功耗。亦即，第一節點功耗總和減去其他的該些運算節點120的即時節點功耗之後，平均分配給被調降的運算節點120。

上述的調整，盡可能地估算運算節點120還可以利用的輸出功率，而差異性地針對特定一個或一個群組的運算節點120進行功耗的調降，以使得電源供應單元130的剩餘最大輸出功率總和仍然可以滿足計算機系統100的需求，同時盡可能讓一部分的運算節點120維持原有的運算效能。

亦即，本案精確地，僅針對特定運算節點120進行調降，而不是一次將所有的運算節點120都調整到低能耗模式，因此可以盡可能地維持系統效能。特別是原本負載就比較重的部份（例如提供檔案伺服器的運算節點120）仍可以維持原有的功耗模式，而次要系統（例如利用率較低的使用者帳號管理服務）則被選擇性地開啟功耗限制模式。如此一來，基於本發明的計算機系統100，在電源供應出現障礙時，只有部分的運算節點120被降頻操作，因此系統整體運作效能不會快速被降低，而有助於計算機系統100暫時性地穩定運作。

請參閱圖4所示，為本發明第二實施例所提供的一種計算機系統100之電路方塊圖，執行系統電源管理方法。於第二實施例的計算機系統100大致與第一實施例所示者相同，差異在於第二實施例的運算節點120a、120b進一步被分組，以利於精確的電源管理。

如圖4所示，複數個運算節點120a、120b被分組為主要群組以及次要群組。主要群組包含至少一運算節點120a，次要群組也包含至少一運算節點120b。圖4中的主要群組以及次要群組分別包含一運算節點120a、120b僅為例示，實際上主要群組以及次要群組可以分別包含複數個運算節點120a、120b。主要群組以及次要群組的分組原則，可以依據平均負載來區分。平均負載較重的運算節點120a可以分類為主要群組的一部分，平均負載較輕的運算節點120b可以作為次要群組的一部分。例如，在一個檔案伺服器中，用於提供使用者進行檔案存取的運算節點120a分類為主要群組，而用於管理使用者帳號資訊的運算節點120b可以分類為次要群組。

參閱圖5至圖9所示，為本發明第二實施例之系統電源管理方法的流程圖。

如圖5所示，第二實施例同樣先以管理控制裝置110執行功率參數偵測階段，如步驟Step 210所示。

於步驟Step 210中，管理控制裝置110先取得複數個電源供應單元130的一最大輸出功率總和。接著管理控制裝置110取得電源供應單元130的即時輸出功率總和以及運算節點120a、120b的即時功耗總和，而以即時輸出功率總和及即時功耗總和的一差值，作為一附屬裝置140的即時附屬功耗。管理控制裝置110又持續取得即時附屬功耗，以更新附屬裝置140的一最大附屬功耗。步驟Step 210大致與第一實施例的步驟Step 110相同，以下不再贅述。

如圖5所示，於相關參數取得之後，管理控制裝置110開始偵測些電源供應單元130的運作，從而偵測各電源供應單元130是否異常，如步驟Step 220所示。

參閱圖5及圖6所示，若偵測各電源供應單元130已無異常狀態，則管理控制裝置110進一步確認是否有啟用容許功耗限制設定，亦即是否已經有運算節點120的功耗被調降第一即時節點功耗，若有，則解除容許功耗限制設定，亦即管理控制裝置110停止調降運算節點120至少其中之一的功耗為第一節點功耗，並結束流程，如步驟Step 221以及步驟Step 223所示。

如圖5所示，當該些電源供應單元130其中之一為異常，管理控制裝置110取得其餘的電源供應單元130的剩餘最大輸出功率總和，並判斷即時輸出功率總和是否大於剩餘最大輸出功率總和，如步驟Step 222所示。

如圖5及圖6所示，若即時輸出功率總和不大於剩餘最大輸出功率總和，則系統維持正常運作，亦即則維持各運算節點120的功耗，亦即不進行調降運算節點120功耗的功耗限制設定，如步驟Step 225所示，並結束流程。

如圖5所示，若即時輸出功率總和大於剩餘最大輸出功率總和，則進一步判斷一電源控制模式是否被啟動，如步驟Step 224所示。電源控制模式通常以計算機系統100之BIOS中的一設定位址記錄，若設定位址數值為TRUE，則電源控制模式被啟動，若設定位址數值為FALSE，則電源控制模式未啟動。

如圖5所示，若電源控制模式被啟動時，管理控制裝置110以電源供應單元130的剩餘最大輸出功率總和減去附屬裝置140的最大附屬功耗，以重新取得該些運算節點120a, 120b的第一節點功耗總和，如步驟Step 230所示。

於步驟Step 230中，主要群組的運算節點120之功耗不作調整，管理控制模組110以第一節點功耗總和減去主要群組的即時節點功耗後，平均分配給次要群組的每一運算節點120。

如圖5所示，最後，管理控制裝置110依據第一節點功耗總和，對次要群組的運算節點120設定第一節點功耗，調降次要群組的功耗為第一節點功耗，如步驟Step 240所示。通常的作法是，以第一節點功耗總和減去主要群組的運算節點120的容許功耗後，平均分配給次要群組的運算節點120，以作為該第一節點功耗。

附屬裝置140的最大附屬功耗，例如硬碟機陣列或風扇陣列的功耗，是會隨著運算節點120的即時節點功耗下降而跟著下降。也就是說，當一或複數個運算節點120的功耗被調降為第一節點功耗之後，附屬裝置140的最大附屬功耗，實際上也會跟著下降。

因此，本發明更包含一功率釋放流程，用以將被保留給附屬裝置140的功耗，釋放出來提供給運算節點120。

請參閱圖7所示，為本發明實施例的系統電源管理方法中的功率釋放流程，其步驟說明如下。

如圖7所示，於步驟Step 240之後，管理控制裝置110先記錄容許功耗限制已經被設定並啟用，如步驟Step 250所示。

如圖7以及圖8所示，於運算節點120b的功率被調降為第一節點功耗之後，亦即設定容許功耗限制之後，管理控制裝置110啟動一計時作業，以一預設時間區間T開始倒數計時，等待預設時間區間T後再進行下一步驟，如步驟Step 260所示。

參閱圖7及圖8所示，於一具體實施例中，附屬裝置140包含至少一風扇，而需等待預設時間區間T後再進行下一步驟的理由在於至少部分的運算節點120的功耗被調降為第一節點功耗之後，這些被調整的運算節點120發熱量降低，計算機系統100內部的溫度會開始重新平衡。大約於預設時間區間T後會到達新的平衡狀態，使得風扇的運作狀態到達一個新的平衡狀態，一般而言，風扇的運作狀態在30分鐘（1800秒）後可到達熱平衡狀態。此時，附屬裝置140的最大附屬功耗會下降，使得電源供應單元130的有多餘的輸出功率可以分配給運算節點120。具體的計時流程如圖8之迴圈，如步驟Step 262至步驟Step 268所示。

如圖7所示，接著管理控制裝置110再次執行功率參數偵測，取得附屬裝置140在預設時間區間T中的最大附屬功耗，如步驟Step 270所示。

如圖7所示，然後，於預設時間區間T後，管理控制裝置110判斷在預設時間區間T的最大附屬功耗，是否小於在預設時間區間T之前最大附屬功耗，亦即，判斷於預設時間區間T後，附屬裝置140的最大附屬功耗是否下降，如步驟Step 280所示。

如圖7所示，根據判斷結果，預設時間區間T的最大附屬功耗，若小於預設時間區間T之前最大附屬功耗，代表電源供應單元130的有多餘的輸出功率可以重新分配給運算節點120。此時，管理控制裝置110依據預設時間區間T的最大附屬功耗，取得一第二節點功耗總和，如步驟Step 290所示。

如圖7所示，然後，依據第二節點功耗總和，管理控制裝置110重新調整次要群組的運算節點120之功耗為第二節點功耗，如步驟Step 292所示。然後，管理控制裝置110記錄新的功耗限制已經被設定並啟用，如步驟Step 294所示。之後，流程回到步驟Step 260，再度啟動啟計時作業。

參閱圖5以及圖9所示，若步驟Step 224中，若電源控制模式沒有被啟動，管理控制裝置110仍然會執行運算節點120的功耗調整。此時，管理控制裝置110計算第一節點功耗總和，亦即以剩餘最大輸出功率總和減去附屬裝置140的最大附屬功耗，而取得一第一節點功耗總和，如步驟Step 224a所示。接著，管理控制裝置110以第一節點功耗總和平均分配給主要群組以及次要群組的運算節點120，而作為該些運算節點120的第一節點功耗，如步驟Step 224b所示。最後，結束流程。

計算機系統100中的電源供應狀態、電源功耗狀態，都被即時偵測並記錄。因此，當電源供應單元130異常時，計算機系統100可以精準快速地估算需要功耗調整值，並且選擇性地針對負載較輕的運算節點120/120b降低節點功耗，而維持其他運算節點120/120a的節點功耗。因此，計算機系統100的整體運算效能，可以在停用異常的電源供應單元之後，仍然盡可能地維持系統效能，而有助於計算機系統的系統穩定。

100‧‧‧計算機系統

110‧‧‧管理控制裝置

120,120a,120b‧‧‧運算節點

122‧‧‧中央處理器

124‧‧‧系統晶片組

124a‧‧‧路徑控制器

124b‧‧‧主機板管理控制器

124c‧‧‧邏輯晶片

126‧‧‧記憶體

130‧‧‧電源供應單元

140‧‧‧附屬裝置

Step 110~Step 292‧‧‧步驟

[圖1]為本發明第一實施例之計算機系統的電路方塊圖。 [圖2]及[圖3]為本發明第一實施例之系統電源管理方法的流程圖。 [圖4]為本發明第二實施例之計算機系統的電路方塊圖。 [圖5]至[圖9]為本發明第二實施例之系統電源管理方法的流程圖。

Claims (20)

1. 一種系統電源管理方法，包含： 取得複數個電源供應單元的一最大輸出功率總和； 分別取得該些電源供應單元的一個別即時輸出功率以及複數個運算節點的一即時節點功耗，加總各該個別即時輸出功率作為一即時輸出功率總和以及加總各該加總即時節點功耗作為一即時功耗總和，以該即時輸出功率總和及該即時功耗總和的一差值，作為一附屬裝置的一即時附屬功耗； 持續取得該即時附屬功耗，以更新該附屬裝置的一最大附屬功耗； 偵測各該電源供應單元是否異常； 當該些電源供應單元其中之一為異常，從其餘的該些電源供應單元取得一剩餘最大輸出功率總和； 以該剩餘最大輸出功率總和減去該最大附屬功耗，作為該些運算節點的一第一節點功耗總和；以及 依據該第一節點功耗總和，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為一第一節點功耗。
2. 如申請專利範圍第1項所述的系統電源管理方法，其中，更新該最大附屬功耗的步驟包含： 記錄該附屬裝置的一第一即時附屬功耗以作為該最大附屬功耗，並持續取得該附屬裝置的一第二即時附屬功耗；以及 比較該第二即時附屬功耗以及該最大附屬功耗，當該第二即時附屬功耗大於該最大附屬功耗，以該第二即時附屬功耗取代該最大附屬功耗。
3. 如申請專利範圍第1項所述的系統電源管理方法，其中，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗的步驟包含： 以該第一節點功耗總和平均分配給該些運算節點。
4. 如申請專利範圍第1項所述的系統電源管理方法，其中，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗的步驟包含： 將該些運算節點分組為一主要群組及一次要群組；以及 以該第一節點功耗總和減去該主要群組的該即時節點功耗後，平均分配給該次要群組。
5. 如申請專利範圍第1項所述的系統電源管理方法，其中，若偵測各該電源供應單元已無異常狀態，停止調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗。
6. 如申請專利範圍第1項所述的系統電源管理方法，其中，當該些電源供應單元其中之一為異常之後，若該即時輸出功率總和不大於該剩餘最大輸出功率總和，則維持各該運算節點的該即時節點功耗。
7. 如申請專利範圍第1項所述的系統電源管理方法，其中，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗的步驟包含： 將該些運算節點分組為一主要群組及一次要群組； 判斷一電源控制模式是否被啟動； 若該電源控制模式被啟動，以該第一節點功耗總和減去該主要群組的該即時節點功耗後，平均分配給該次要群組；以及 若該電源控制模式未被啟動，以該第一節點功耗總和平均分配給該主要群組以及該次要群組。
8. 如申請專利範圍第1項所述的系統電源管理方法，其中，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗的步驟後還包含： 在一預設時間區間，取得該附屬裝置的該最大附屬功耗； 於該預設時間區間後，判斷在該預設時間區間的該最大附屬功耗，是否小於在該預設時間區間之前的該最大附屬功耗； 根據判斷結果，依據該預設時間區間的該最大附屬功耗，取得一第二節點功耗總和；以及 依據該第二節點功耗總和，調整該被調整的運算節點之功耗為一第二節點功耗。
9. 如申請專利範圍第1項所述的系統電源管理方法，其中，偵測各該電源供應單元是否異常的步驟包含： 接收各該電源供應單元持續發出一狀態正常訊號；以及 當該狀態正常訊號中斷，判斷該電源供應單元為異常。
10. 如申請專利範圍第1項所述的系統電源管理方法，其中，偵測各該電源供應單元是否異常的步驟包含： 在該電源供應單元發生異常時，該電源供應單元發出一警示訊息，於接收該警示訊息後判斷該電源供應單元為異常。
11. 一種計算機系統，包含： 複數個電源供應單元，分別用以提供一電力，且各該電源供應單元分別具有一個別最大輸出功率，而加總為一最大輸出功率總和，且各該電源供應單元可回報一個別即時功率輸出，而加總為一即時功率輸出總和； 複數個運算節點，分別提供一運算功能，該些運算節點分別自該些電源供應單元取得該電力，且各該運算節點可分別回報一即時節點功耗，而加總為一即時功耗總和； 一附屬裝置，由該些電源供應單元取得該電力，且該附屬裝置具有一即時附屬功耗及一最大附屬功耗；以及 一管理控制裝置，用以連接並控制該些電源供應單元及該些運算節點，並且取得該最大輸出功率總和、該即時輸出功率總和以及該即時功耗總和；其中，該管理控制裝置依據該即時功率輸出總和以及該即時功耗總和的一差值，得到該即時附屬功耗，並根據該即時附屬功耗的變化，持續更新該最大附屬功耗； 其中，當該管理控制裝置偵測該些電源供應單元其中之一為異常，該管理控制裝置從其餘的該些電源供應單元取得一剩餘最大輸出功率總和，並以該剩餘最大輸出功率總和減去該最大附屬功耗，作為該些運算節點的一第一節點功耗總和；依據該第一節點功耗總和，調降該些運算節點至少其中之一的功耗為一第一節點功耗。
12. 如申請專利範圍第11項所述的計算機系統，其中，該管理控制裝置記錄該附屬裝置的一第一即時附屬功耗以作為該最大附屬功耗，並持續取得該附屬裝置的一第二即時附屬功耗，且該管理控制裝置更比較該第二即時附屬功耗以及該最大附屬功耗，當該第二即時附屬功耗大於該最大附屬功耗，以該第二即時附屬功耗取代該最大附屬功耗。
13. 如申請專利範圍第11項所述的計算機系統，其中，該管理控制裝置以該第一節點功耗總和平均分配給該些運算節點。
14. 如申請專利範圍第11項所述的計算機系統，其中，該些運算節點分組為一主要群組及一次要群組，該管理控制裝置以該第一節點功耗總和減去主要群組的該即時節點功耗後，平均分配給該次要群組。
15. 如申請專利範圍第11項所述的計算機系統，其中，若偵測各該電源供應單元已無異常狀態，該管理控制裝置停止調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗。
16. 如申請專利範圍第11項所述的計算機系統，其中，當該些電源供應單元其中之一為異常，且該即時輸出功率總和不大於該剩餘最大輸出功率總和，該管理控制裝置維持各該運算節點的該即時節點功耗。
17. 如申請專利範圍第11項所述的計算機系統，其中，該些運算節點分組為一主要群組及一次要群組，且該管理控制裝置判斷一電源控制模式是否被啟動； 若該電源控制模式被啟動，該管理控制裝置以以該第一節點功耗總和減去該主要群組的該即時節點功耗後，平均分配給該次要群組；以及 若該電源控制模式未被啟動，該管理控制裝置以該第一節點功耗總和平均分配給該主要群組以及該次要群組。
18. 如申請專利範圍第11項所述的計算機系統，其中，於調降該些運算節點至少其中之一的功耗為該第一節點功耗後，該管理控制裝置在一預設時間區間，取得該附屬裝置的該最大附屬功耗；於該預設時間區間後，該管理控制裝置判斷在該預設時間區間的該最大附屬功耗，是否小於在該預設時間區間之前的該最大附屬功耗；根據判斷結果，該管理控制裝置依據該預設時間區間的該最大附屬功耗，取得一第二節點功耗總和，並且依據該第二節點功耗總和，調整該被調整的運算節點之功耗為一第二節點功耗。
19. 如申請專利範圍第11項所述的計算機系統，其中，各該電源供應單元持續發出一狀態正常訊號，當該狀態正常訊號中斷，該管理控制裝置判斷該電源供應單元為異常。
20. 如申請專利範圍第11項所述的計算機系統，其中，在各該電源供應單元為異常，該電源供應單元發出一警示訊息，該管理控制裝置於接收該警示訊息後判斷該電源供應單元為異常。