專利名稱：一種云計算行業(yè)集中動態(tài)調整供電效率的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及云計算技術領域，具體地說是一種云計算行業(yè)集中動態(tài)調整供電效率的方法。
背景技術：
隨著云計算的發(fā)展，服務器數(shù)量和規(guī)模將呈直線趨勢增長。在當今社會提倡低碳、 環(huán)保、節(jié)能理念下，云計算數(shù)據(jù)中心無疑成為了耗電大戶。隨著業(yè)界電源技術的不斷發(fā)展， 當今電源效率最高已經(jīng)可以達到白金級(94%轉換效率)，基本到達了業(yè)界的最高水平，很難再從電源單體效率提升上去實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。下一步從如何在數(shù)據(jù)中心領域去進一步降低功耗，達到節(jié)能環(huán)保的目的，成為業(yè)界后續(xù)要重點攻關的課題。本專利主要是基于電源在不同負載率工作環(huán)境下，所對應的供電轉換效率不同這一規(guī)律，通過動態(tài)調整電源負載率，使其工作在高轉換效率負載環(huán)境下，以達到節(jié)能降耗的目的。目前業(yè)界在降低服務器功耗上，主要采用的技術手段是提高AC-DC和DC-DC兩級轉換效率來實現(xiàn)，但是由于電源效率特性的存在，及時采用高效率電源，如果服務器工作在輕負載環(huán)境下，也無法達到最終的高效省電目的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對云計算時代大規(guī)模數(shù)據(jù)中心高能耗現(xiàn)狀，去優(yōu)化供電設計， 以降低功耗，達到節(jié)能環(huán)保的目的提供一種云計算行業(yè)集中動態(tài)調整供電效率的方法。本發(fā)明的目的是按以下方式實現(xiàn)的，系統(tǒng)硬件包括電源模塊、一級電源背板、節(jié)點中板、二級電源板、管理背板和風扇接插板，其中一級電源背板通過電源線與節(jié)點中板連接，管理主板與管理背板插接在一起，管理背板連接在一級電源背板與節(jié)點中板之間，管理主板同時通過管理網(wǎng)絡交換機與計算節(jié)點連接傳送用電負載狀況，動態(tài)調整步驟如下
1)供電系統(tǒng)包括有4個電源模組，每個電源模組由4個1200W電源模塊匯總輸出12V 電源通過供電總線到各服務器節(jié)點中板節(jié)點中板通過二級電源板與計算節(jié)點連接，風扇通過風扇插接板與節(jié)點中板連接，
2)管理主板通過管理背板對一級電源背板進行管理，在一級電源背板上通過GPIO信號來控制每個電源模塊的Power ON或者通過電源的PMBUS指令來控制每個電源模塊的休眠喚醒，來動態(tài)調節(jié)整個系統(tǒng)的供電能力；
3)管理主板通過智能平臺管理總線IPMB管理網(wǎng)絡交換機對包括計算節(jié)點和節(jié)點中板組成的系統(tǒng)用電狀況進行偵測，當系統(tǒng)處于輕負載環(huán)境時，通過GPIO信號關閉四個電源模塊的一個或者通過PMBUS指令來使其中一個電源模塊休眠，只留其中三個電源模塊來對外輸出12V供電，這時每個電源模塊的負載率相比之前提高了三分之一，從而可以是電源工作在一個更高效率的負載區(qū)間，從而達到省電的目的；
4)為了預防用電系統(tǒng)壓力突增帶來的供電峰值，系統(tǒng)設計時要同時考慮電源的冗余和高可靠性，在云計算系統(tǒng)的集中供電設計上，每個電源模組采用的4個1200W電源模塊組成 3+1冗余保護，包括電源關閉或休眠時，都至少保證有三個電源模塊工作，以保證整個系統(tǒng)供電的高可靠。本發(fā)明的有益效果是基于電源在不同負載率工作環(huán)境下，所對應的供電轉換效率不同這一規(guī)律，通過動態(tài)調整電源負載率，使其工作在高轉換效率負載環(huán)境下，以達到節(jié)能降耗的目的。


圖1是系統(tǒng)供電效率測試曲線圖2是云計算系統(tǒng)節(jié)電服務器結構示意圖。
具體實施例方式參照說明書附圖對本發(fā)明的一種云計算行業(yè)集中動態(tài)調整供電效率的方法作以下詳細地說明。圖1所顯示的是在相同負載環(huán)境下，分別采用1個，2個、3個、4個1200W電源模塊來分別供電的情況下所做的整個系統(tǒng)供電效率測試曲線圖。以1200W作為滿負載工作環(huán)境，橫軸對應的是整個系統(tǒng)在負載分別為滿負載的(Γιοο%負載壓力，縱軸代表電源的轉換效率。例如，在橫軸為50%，及負載為600W時，對應四種不同電源配置時，單電源模塊的負載分別為600W, 300W, 200W, 150W,負載率分別為50%, 25%, 16. 7%, 12. 5%,由圖上可得，四種不同配置下，單個電源模塊的轉換效率分別為9296，91%, 86%, 80%。1、由此可見，在相同的功率輸出下，不同的電源負載率環(huán)境下，所對應的電源效率差值可以達到10%，甚至更高，這對整個系統(tǒng)甚至是整個機房的能耗降低將起到重大改進作用；
2、本發(fā)明就是結合上述實測和分析原理，在服務器產品上去做供電優(yōu)化和改進。以下Smart Rack服務器為例
USmart Rack的供電系統(tǒng)共有4個電源模組組成，每個電源模組由4個1200W電源模塊匯總輸出12V供電總線到各服務器節(jié)點。供電拓撲如下所示
2、在一級電源背板上通過GPIO信號來控制每個電源模塊的PowerON或者通過電源的 PMBUS指令來控制每個電源模塊的休眠喚醒，來動態(tài)調節(jié)整個系統(tǒng)的供電能力；
3、當系統(tǒng)處于輕負載環(huán)境時，通過GPIO信號關閉四個電源模塊的一個或者通過PMBUS 指令來使其中一個電源模塊休眠，只留其中三個電源模塊來對外輸出12V供電，這時每個電源模塊的負載率相比之前提高了三分之一，從而可以是電源工作在一個更高效率的負載區(qū)間，從而達到省電的目的；
4、為了預防系統(tǒng)壓力突增帶來的供電峰值，系統(tǒng)設計時要同時考慮電源的冗余和高可靠。在Smart Rack的供電設計上，每個電源模組采用的4個1200W電源模塊可以組成3+1 冗余保護，無論在任何情況下(包括電源關閉或休眠)，都至少保證有三個電源模塊工作，以保證整個系統(tǒng)供電的高可靠。以上只是針對Smart Rack產品來舉例說明該發(fā)明專利，但并不局限于該專利應用范圍。該專利可應用于一切系統(tǒng)級集中供電環(huán)境下，通過動態(tài)調整電源負載率以間接提升電源轉換效率從而達到降低功耗目的的應用場合。 除說明書所述的技術特征外，均為本專業(yè)技術人員的已知技術。
權利要求
1 一種云計算行業(yè)集中動態(tài)調整供電效率的方法，其特征在于系統(tǒng)硬件包括電源模塊、一級電源背板、節(jié)點中板、二級電源板、管理背板和風扇接插板，其中一級電源背板通過電源線與節(jié)點中板連接，管理主板與管理背板插接在一起，管理背板連接在一級電源背板與節(jié)點中板之間，管理主板同時通過管理網(wǎng)絡交換機與計算節(jié)點連接傳送用電負載狀況， 動態(tài)調整步驟如下1)供電系統(tǒng)包括有4個電源模組，每個電源模組由4個1200W電源模塊匯總輸出12V 電源通過供電總線到各服務器節(jié)點中板節(jié)點中板通過二級電源板與計算節(jié)點連接，風扇通過風扇插接板與節(jié)點中板連接；2)管理主板通過管理背板對一級電源背板進行管理，在一級電源背板上通過GPIO信號來控制每個電源模塊的Power ON或者通過電源的PMBUS指令來控制每個電源模塊的休眠喚醒，來動態(tài)調節(jié)整個系統(tǒng)的供電能力；3)管理主板通過智能平臺管理總線IPMB管理網(wǎng)絡交換機對包括計算節(jié)點和節(jié)點中板組成的系統(tǒng)用電狀況進行偵測，當系統(tǒng)處于輕負載環(huán)境時，通過GPIO信號關閉四個電源模塊的一個或者通過PMBUS指令來使其中一個電源模塊休眠，只留其中三個電源模塊來對外輸出12V供電，這時每個電源模塊的負載率相比之前提高了三分之一，電源工作在一個更高效率的負載區(qū)間，從而達到省電的目的；4)為了預防用電系統(tǒng)壓力突增帶來的供電峰值，系統(tǒng)設計時要同時考慮電源的冗余和高可靠性，在云計算系統(tǒng)的集中供電設計上，每個電源模組采用的4個1200W電源模塊組成 3+1冗余保護，包括電源關閉或休眠時，都至少保證有三個電源模塊工作，以保證整個系統(tǒng)供電的高可靠。
全文摘要
本發(fā)明提供一種云計算行業(yè)集中動態(tài)調整供電效率的方法，系統(tǒng)硬件包括電源模塊、一級電源背板、節(jié)點中板、二級電源板、管理背板和風扇接插板，其中一級電源背板通過電源線與節(jié)點中板連接，管理主板與管理背板插接在一起，管理背板連接在一級電源背板與節(jié)點中板之間，管理主板同時通過管理網(wǎng)絡交換機與計算節(jié)點連接傳送用電負載狀況，管理主板通過智能平臺管理總線IPMB管理網(wǎng)絡交換機對包括計算節(jié)點和節(jié)點中板組成的系統(tǒng)用電狀況進行偵測，當系統(tǒng)處于輕負載環(huán)境時，通過GPIO信號關閉四個電源模塊的一個或者通過PMBUS指令來使其中一個電源模塊休眠，只留其中三個電源模塊來對外輸出12V供電，這時每個電源模塊的負載率相比之前提高了三分之一，電源工作在一個更高效率的負載區(qū)間，從而達到省電的目的。
文檔編號G06F1/32GK102541248SQ20121004045
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權日2012年2月22日
發(fā)明者孫波 申請人:浪潮電子信息產業(yè)股份有限公司