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TW201329690A - 伺服器機櫃系統與其電源管理方法 - Google Patents

伺服器機櫃系統與其電源管理方法 Download PDF

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TW201329690A TW101100984A TW101100984A TW201329690A TW 201329690 A TW201329690 A TW 201329690A TW 101100984 A TW101100984 A TW 101100984A TW 101100984 A TW101100984 A TW 101100984A TW 201329690 A TW201329690 A TW 201329690A
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Abstract

伺服器機櫃系統包括：複數個電源供應器；一監控電路，監控該些電源供應器；一機櫃管理控制器，監控該些電源供應器；以及複數個伺服器節點。當該監控電路及/或該機櫃管理控制器監控到該些電源供應器中之至少一電源供應器無法輸出一正常電壓時，該些伺服器節點之一運作狀態被降低或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。

Description

伺服器機櫃系統與其電源管理方法
本揭露是有關於一種伺服器機櫃系統與其電源管理方法。
刀鋒型伺服器已廣泛地應用。將為數眾多的刀鋒型伺服器集合在機櫃系統中，稱為伺服器機櫃系統(rack server system)，可提升操作便利性。
在伺服器機櫃系統中之各刀鋒型伺服器可視為一台功能完整的電腦。換言之，各個刀鋒型伺服器除了設置核心電路(例如包括中央處理器、主機板、隨機存取記憶體及硬碟等)，更配置諸如電源供應器及散熱裝置等週邊裝置。
萬一發生市電不穩定或是伺服器機櫃系統內部的電源供應器(power supply)故障，將可能導致伺服器的操作不穩定(比如當機)，甚至可能迫使伺服器被強迫關機，進而甚至可能使得儲存於伺服器內的寶貴資料受到毀損。
故而，本案提出一種伺服器機櫃系統及其電源負載方法，當發生市電不穩定或是伺服器機櫃系統內部的電源供應器故障時，其將伺服器以低效能狀態運作以維持伺服器機櫃系統的正常運作，或是將某(某些)伺服器關機以維持其他伺服器的正常運作。
本揭露實施例係有關於一種伺服器機櫃系統與其電源管理方法，當發生電源不穩定或是電源供應器故障時，其降低伺服器節點的運作狀態(以降低伺服器節點的耗電)或是將伺服器節點強制關機。
根據本揭露之一實施例，提出一種伺服器機櫃系統，包括：複數個電源供應器；一監控電路，監控該些電源供應器；一機櫃管理控制器，監控該些電源供應器；以及複數個伺服器節點。當該監控電路及/或該機櫃管理控制器監控到該些電源供應器中之至少一電源供應器無法輸出一正常電壓時，該些伺服器節點之一運作狀態被降低或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。
根據本揭露之另一實施例，提出一種伺服器機櫃系統之電源管理方法，該伺服器機櫃系統包括一監控電路、一機櫃管理控制器與複數個伺服器節點。該伺服器機櫃系統之電源管理方法包括：如果該監控電路監控到無法輸出一正常電壓的至少一電源供應器的一第一數量超過一第一門檻值，則回應於該監控電路之一監控結果，降低該些伺服器節點之一運作狀態或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機；如果該監控電路監控到無法輸出一正常電壓的至少一電源供應器的該第一數量並未超過該第一門檻值，則由該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的一第二數量是否超過一第二門檻值；以及如果該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的該第二數量超過該第二門檻值，則回應於該機櫃管理控制器之一判斷結果，降低該些伺服器節點之該運作狀態或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。
為了對本案之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
現請參考第1圖，其顯示根據本案實施例之伺服器機櫃系統之功能方塊圖。本案實施例之伺服器機櫃系統100包括：多個電源供應器(power supply,PSU)110、電源分配板(power distribution board,PDB)120、機櫃管理控制器(rack management controller,RMC)130、背板控制器(backplane controller)140、多個背板141與機櫃150。電源分配板120具有監控電路121。機櫃150包括多個伺服器節點(server node)151，或者說，伺服器節點151乃是滑入至機櫃150內而插入至背板141上。在本案說明書中，伺服器節點151例如包括：中央處理器(CPU)、南北橋、作業系統等。原則上，伺服器節點151乃是指一個可以獨立運作的節點。
電源供應器110可以是交流(AC)/直流(DC)電源供應器。在此實施例中，電源供應器110將輸入電源AC轉換成適合於機櫃150之電壓。輸入電源AC比如可以為市電。
電源分配板120接收由所有電源供應器110所轉換出的輸出電壓以進行電源分配。電源分配板120中的監控電路121可即時監控所有電源供應器110的操作狀態。如果監控電路121監控到無法輸出正常電壓的電源供應器110的數量超過門檻值，則監控電路121會輸出指示信號給背板控制器140，以將所有或一部份的伺服器節點151的運作狀態由正常運作狀態降低為低負載運作狀態以降低伺服器節點的耗電(比如但不受限於，將伺服器節點151中的CPU降頻)，或者是將至少一伺服器節點151強制關機。其細節將於底下詳述之。在本案說明書中，電源供應器110無法輸出所需電壓的原因可能是因為(1)輸入電源AC發生不穩定/故障或者是(2)電源供應器110的本身故障。
機櫃管理控制器130耦接至電源分配板120。機櫃管理控制器130亦會讀取所有電源供應器110的狀態訊號。如果機櫃管理控制器130判斷無法輸出正常電壓的電源供應器110的數量持續超過門檻值甚至更惡化，則機櫃管理控制器130會設定背板控制器140，以將所有或一部份的伺服器節點151的運作狀態由正常運作狀態降低為低負載運作狀態，或者是將至少一伺服器節點151強制關機。
背板控制器140控制背板141。如上述，如果發生電源供應器110無法供應正常電壓，則監控電路121及/或機櫃管理控制器130會通知背板控制器140，背板控制器140控制背板141以將所有或一部份的伺服器節點151的運作狀態由正常運作狀態降低為低負載運作狀態，或者是將至少一伺服器節點151強制關機。通常來講，一個背板141對應至一個伺服器節點。
現請參考第2圖，其顯示根據第1圖之伺服器機櫃系統100之電源管理方法之流程圖。於步驟210中，監控電路121監控到無法輸出正常電壓的電源供應器110的數量超過門檻值(PSU_failT1)，則監控電路121設定背板控制器(步驟220)。在第2圖中，符號PSU_fail代表的是無法輸出正常電壓的電源供應器110的數量。門檻值T1則可依設計者需求/經驗而設定。比如，如果伺服器機櫃系統屬於輕負載，則門檻值T1可設得較高，也就是說，輕負載伺服器機櫃系統可以允許較多的電源供應器無法輸出正常電壓，因為輕負載伺服器機櫃系統在此狀況下仍有可能維持正常操作。相反地，如果伺服器機櫃系統屬於重負載，則門檻值T1可設得較低，也就是說，重負載伺服器機櫃系統無法允許太多的電源供應器無法輸出正常電壓，因為重負載伺服器機櫃系統在此狀況下很可能會面臨整個系統被強迫關機的可能性。
於步驟220中，監控電路設定背板控制器。比如，監控電路輸出一通知信號給背板控制器。回應於此通知信號，背板控制器設定相關的跳線(jumper)。其方式比如為，監控電路輸出通知信號給背板控制器，以將背板控制器上的某一訊號線拉低。回應於相關的跳線被設定，背板141會控制其相關的伺服器節點。比如，所有背板141控制所有或一部份的伺服器節點151的運作被降低(比如，其CPU被降頻)，如步驟230所示。或者，回應於跳線被設定，背板141控制至少一伺服器節點151被強制關機，如步驟240所示。
於步驟210中，如果監控電路121監控到無法輸出正常電壓的電源供應器110的數量(PSU_fail)並未超過門檻值T1，則由機櫃管理控制器(RMC)判斷無法輸出正常電壓的電源供應器110的數量(PSU_fail)是否超過門檻值T2，如步驟250所示。門檻值T2的設定也可以有關於伺服器機櫃系統的負載情況。門檻值T2比如可以高於或等於門檻值T1。如果步驟250的判斷結果為否，則代表此時的所有電源供應器的供電情況足以使得伺服器機櫃系統100的運作不致落於不正常情況，則流程回至步驟210。相反地，如果步驟250的判斷結果為是，則代表機櫃管理控制器判斷電源供應器無法輸出正常電壓的數量可能更加惡化，則流程接續至步驟260。
於步驟260中，機櫃管理控制器設定背板控制器。比如，機櫃管理控制器設定背板控制器的方式可以不透過跳線的設定。機櫃管理控制器送出訊號至背板控制器上的積體電路(IC)，回應於此，IC的設定值被改變，使得相關背板進行相對應的操作。同樣地，在機櫃管理控制器設定背板控制器(步驟260)後，可以降低所有或一部份的伺服器節點的運作(步驟230)或是強迫至少一伺服器節點關機(步驟240)。
步驟250~260的用意在於，另外再設定一個門檻值，如果監控電路並未偵測到有電源供應器無法輸出正常電壓，透過步驟250~260來由機櫃管理控制器來監控/判斷是否有電源供應器無法輸出正常電壓，以可降低伺服器節點的運作或是將伺服器節點強迫關機。至於回應於機櫃管理控制器的判斷結果，伺服器節點的降頻程度或被強迫關機的伺服器節點數量則由設計者依經驗/需求而定。
此外，於步驟210中，如果監控電路判斷無法輸出正常電壓的電源供應器110的數量超過門檻值(PSU_failT1)，則機櫃管理控制器亦可判斷無法輸出正常電壓的電源供應器110的數量是否超過門檻值T3(PSU_failT3)，如步驟270。門檻值T3的設定也可以有關於伺服器機櫃系統的負載情況。門檻值T3比如可以高於或等於門檻值T1，或者是可以高於或等於門檻值T2。
步驟270的用意在於，在於當電源供應器無法輸出正常電壓的情況更加惡化，透過步驟270~280可更進一步降低伺服器節點的運作或是將更多的伺服器節點強迫關機。
上述實施例乃是應用於單一輸入電源。本案另一實施例之伺服器機櫃系統則可應用於雙輸入電源或多重輸入電源。
第3圖顯示根據本案另一實施例之伺服器機櫃系統之功能方塊圖。本案另一實施例之伺服器機櫃系統300包括：多個電源供應器310、電源分配板320、機櫃管理控制器330、背板控制器340、多個背板341與機櫃350。電源分配板320具有監控電路321。機櫃350包括多個伺服器節點351。
該些電源供應器310之一部份接收第一輸入電源AC1，而其餘的則接收第二輸入電源AC2。第一輸入電源AC1比如可以為市電，而第二輸入電源AC2則比如可以是其他種類的電源(比如為太陽能/汽電共生等)。
第3圖之操作原則上相同或相似於第1圖之操作，故其細節在此不重述。
由上述可知，於本案上述兩個實施例中，如果偵測到電源供應器無法輸出正常電壓的數量超過門檻值，則將伺服器節點降頻或是將伺服器節點強迫關機。如此，可以避免整個伺服器機櫃系統被強迫關機。
綜上所述，雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、300．．．伺服器機櫃系統
110、310．．．電源供應器
120、320．．．電源分配板
130、330．．．機櫃管理控制器
140、340．．．背板控制器
141、341．．．背板
150、350．．．機櫃
121、321．．．監控電路
151、351．．．伺服器節點
210~280．．．步驟
第1圖顯示根據本案一實施例之伺服器機櫃系統之功能方塊圖。
第2圖顯示第1圖之伺服器機櫃系統之電源管理方法之流程圖。
第3圖顯示根據本案另一實施例之伺服器機櫃系統之功能方塊圖。
210~280．．．步驟

Claims (14)

  1. 一種伺服器機櫃系統，包括：複數個電源供應器；一監控電路，監控該些電源供應器；一機櫃管理控制器，監控該些電源供應器；以及複數個伺服器節點；其中，當該監控電路及/或該機櫃管理控制器監控到該些電源供應器中之至少一電源供應器無法輸出一正常電壓時，該些伺服器節點之一運作狀態被降低或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器機櫃系統，其中，如果該監控電路監控到無法輸出一正常電壓的至少一電源供應器的一第一數量超過一第一門檻值，該監控電路設定一背板控制器，該背板控制器控制複數個背板，以由該些背板降低該些伺服器節點之該運作狀態或該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之伺服器機櫃系統，其中，如果該第一數量並未超過該第一門檻值，該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的一第二數量是否超過一第二門檻值；以及如果該機櫃管理控制器判斷該第二數量超過該第二門檻值，則該機櫃管理控制器設定一背板控制器，該背板控制器控制複數個背板，以由該些背板降低該些伺服器節點之該運作狀態或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器機櫃系統，更包括：如果該第一數量超過該第一門檻值，該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的一第三數量是否超過一第三門檻值；以及如果該第三數量超過該第三門檻值，該機櫃管理控制器設定一背板控制器，該背板控制器控制複數個背板，以由該些背板降低該些伺服器節點之該運作狀態或將該些伺服器節點之至少一伺服器節點強迫關機。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之伺服器機櫃系統，其中，該第一門檻值與該第二門檻值的設定有關於該伺服器機櫃系統之一負載情況。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之伺服器機櫃系統，其中，該第三門檻值的設定有關於該伺服器機櫃系統之一負載情況。
  7. 一種伺服器機櫃系統之電源管理方法，該伺服器機櫃系統包括一監控電路、一機櫃管理控制器與複數個伺服器節點，該伺服器機櫃系統之電源管理方法包括：如果該監控電路監控到無法輸出一正常電壓的至少一電源供應器的一第一數量超過一第一門檻值，則回應於該監控電路之一監控結果，降低該些伺服器節點之一運作狀態或將該些伺服器節點之至少一伺服器節點強迫關機；如果該監控電路監控到無法輸出一正常電壓的至少一電源供應器的該第一數量並未超過該第一門檻值，則由該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的一第二數量是否超過一第二門檻值；以及如果該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的該第二數量超過該第二門檻值，則回應於該機櫃管理控制器之一判斷結果，降低該些伺服器節點之該運作狀態或將該些伺服器節點之至少一伺服器節點強迫關機。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之伺服器機櫃系統之電源管理方法，其中，如果該監控電路監控到無法輸出該正常電壓的至少一電源供應器的該第一數量超過該第一門檻值，該監控電路設定一背板控制器；以及該背板控制器控制複數個背板，以由該些背板降低該些伺服器節點之該運作狀態或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之伺服器機櫃系統之電源管理方法，其中，該監控電路發出一通知信號給該背板控制器以設定該背板控制器中之至少一跳線。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之伺服器機櫃系統之電源管理方法，其中，如果該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的該第二數量超過該第二門檻值，則該機櫃管理控制器設定一背板控制器；以及該背板控制器控制複數個背板，以由該些背板降低該些伺服器節點之該運作狀態或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之伺服器機櫃系統之電源管理方法，更包括：如果該監控電路監控到無法輸出一正常電壓的至少一電源供應器的該第一數量超過該第一門檻值，該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的一第三數量是否超過一第三門檻值；以及如果該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的該第三數量超過該第三門檻值，則回應於該機櫃管理控制器之該判斷結果，降低該些伺服器節點之該運作狀態或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之伺服器機櫃系統之電源管理方法，其中，如果該機櫃管理控制器判斷無法輸出該正常電壓的該些電源供應器的該第三數量超過該第三門檻值，則該機櫃管理控制器設定一背板控制器；以及該背板控制器控制複數個背板，以由該些背板降低該些伺服器節點之該運作狀態或將該些伺服器節點中之至少一伺服器節點強迫關機。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之伺服器機櫃系統之電源管理方法，其中，該第一門檻值與該第二門檻值的設定有關於該伺服器機櫃系統之一負載情況。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之伺服器機櫃系統之電源管理方法，其中，該第三門檻值的設定有關於該伺服器機櫃系統之一負載情況。
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