TWI630325B

TWI630325B - 機櫃風扇控制方法及模組

Info

Publication number: TWI630325B
Application number: TW105133808A
Authority: TW
Inventors: 王博瑋
Original assignee: 神雲科技股份有限公司
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-07-21
Also published as: TW201816276A; US10284134B2; US20180115273A1

Abstract

一種機櫃風扇控制方法，藉由一機櫃風扇控制模組來實施，該模組適於控制多個分別對應一散熱區域的風扇組，並包括一機櫃管理控制器，及多個區域控制單元，該方法包含：每一區域控制單元從所連接的每一伺服器接收一溫度資料；每一區域控制單元偵測該機櫃管理控制器是否運作正常；對於每一區域控制單元而言，若偵測結果為運作正常，該區域控制單元所對應風扇組的轉速由該機櫃管理控制器來進行控制；若偵測結果為運作不正常，該區域控制單元即根據所接收到的溫度資料，來控制所對應風扇組的轉速，藉此實現兩段式風扇控制。

Description

機櫃風扇控制方法及模組

本發明是有關於一種控制方法及模組，特別是指一種機櫃風扇控制方法及模組。

一般而言，伺服器機櫃是透過配置於後側的多個風扇組運轉產生風流，以降低設置於各個風扇組所對應之散熱區域內的伺服器的溫度。該等風扇組的轉速由一機櫃管理控制器(Rack Management Controller，簡稱RMC)來控制，該機櫃管理控制器會收集該機櫃內的熱源(例如伺服器)的溫度或是其他散熱需求，來決定該等風扇組的轉速。

然而，當該機櫃管理控制器損壞，或在維護期間被移出機櫃的時候，將導致該等風扇組處於無主控狀態；針對此情況，現有的處理方式通常有以下作法。

第一，透過額外硬體電路，如脈寬調變控制電路來控制該等風扇組直接執行全速運轉，以保護伺服器的正常運作。然而風扇全速運轉不僅容易導致耗電量大幅增加、噪音超出標準，更恐造成風扇等耗材使用生命週期的損耗。

第二，透過額外硬體電路，如過熱保護線路(prochot)來限制伺服器的運算能力，並使該等風扇組均操作於一固定轉速，以減少耗電量並達到散熱的作用。但是如此一來，恐造成伺服器的效能降低。

因此，本發明的目的，即在提供一種可實現機櫃風扇中控控制，並在風扇組處於無主控狀態時，實現分區控制風扇運轉並無需降低伺服器效能的機櫃風扇控制方法，也就是，可實現動態切換機櫃風扇運轉中控控制及分區控制的機櫃風扇控制方法。

於是，本發明機櫃風扇控制方法，藉由一機櫃風扇控制模組來實施，該機櫃風扇控制模組適於控制多個個別地對應一散熱區域與至少一伺服器的風扇組，並包括一機櫃管理控制器，及多個分別對應該等風扇組的區域控制單元，每一區域控制單元連接所對應的風扇組、該機櫃管理控制器，及所對應風扇組對應的該至少一伺服器，且該機櫃風扇控制方法包含一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C)，及一步驟(D)。

該步驟(A)是每一區域控制單元從所連接的每一伺服器接收一溫度資料。

該步驟(B)是每一區域控制單元偵測該機櫃管理控制器是否運作正常。

該步驟(C)是對於每一區域控制單元而言，若該區域控制單元偵測出該機櫃管理控制器運作正常，該區域控制單元將所接收到的溫度資料發送至該機櫃管理控制器，以致該機櫃管理控制器至少根據來自該區域控制單元的溫度資料，透過該區域控制單元來控制該區域控制單元所對應的風扇組的轉速。

該步驟(D)是對於每一區域控制單元而言，若該區域控制單元偵測出該機櫃管理控制器運作不正常，該區域控制單元即根據所接收到的溫度資料，來控制所對應的風扇組的轉速。

再者，本發明的另一目的，即在提供一種機櫃風扇控制模組。

於是，本發明機櫃風扇控制模組，適於控制多個個別地對應一散熱區域與至少一伺服器的風扇組，並包含一機櫃管理控制器，及多個區域控制單元。

該等區域控制單元分別對應該等風扇組，每一區域控制單元連接所對應的風扇組、該機櫃管理控制器，並適於連接所對應風扇組對應的該至少一伺服器。

其中，每一區域控制單元從所連接的每一伺服器接收一溫度資料，且每一區域控制單元偵測該機櫃管理控制器是否運作正常，若偵測的結果為運作正常，該區域控制單元將所接收到的溫度資料發送至該機櫃管理控制器，以致該機櫃管理控制器至少根據來自該區域控制單元的溫度資料，透過該區域控制單元來控制該區域控制單元所對應的風扇組的轉速，若偵測的結果為運作不正常，該區域控制單元即根據所接收到的溫度資料，來控制所對應的風扇組的轉速。

本發明的功效在於：該機櫃管理控制器在運作正常時控制該等風扇組運轉，運作不正常時，則自動切換為由每一區域控制單元分別獨立控制所對應的風扇組運轉，藉此達成兩段式的風扇控制，並可在缺乏該機櫃管理控制器主控的情況下，實現風扇組的分區獨立控制。

11‧‧‧機櫃管理控制器

20‧‧‧散熱區域

21‧‧‧區域控制單元

211‧‧‧背板處理器

22‧‧‧伺服器

221‧‧‧基板管理控制器

222‧‧‧溫度偵測器

23‧‧‧伺服器

231‧‧‧基板管理控制器

232‧‧‧溫度偵測器

24‧‧‧風扇組

30‧‧‧散熱區域

31‧‧‧區域控制單元

311‧‧‧背板處理器

32‧‧‧伺服器

321‧‧‧基板管理控制器

322‧‧‧溫度偵測器

33‧‧‧伺服器

331‧‧‧基板管理控制器

332‧‧‧溫度偵測器

34‧‧‧風扇組

1~5‧‧‧步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明本發明機櫃風扇控制模組的一實施例；及圖2是一流程圖，說明本發明機櫃風扇控制方法的一實施例。

參閱圖1，本發明機櫃風扇控制模組的一實施例，適於設置於一伺服器機櫃(圖未示出)，該機櫃包括多個分別對應一散熱區域的風扇組，及多個分別設置在該等風扇組所對應的散熱區域的伺服器。

其中，每一風扇組包括複數顆風扇，且任一風扇組所對應散熱區域內的伺服器數目可為一個、也可為兩個、三個或更多，例如圖1中設置在該散熱區域20的伺服器22、23，及設置在該散熱區域30中的伺服器32、33，且每一伺服器包括一用於監控該伺服器運作情況的基板管理控制器，及一用於偵測並產生對應該伺服器所在位置區域的溫度資料的溫度偵測器。該基板管理控制器監控供電狀況、作業系統狀態等等伺服器運作資訊，並連接該溫度偵測器以收集該溫度偵測器所產生的該溫度資料，如圖1中的該伺服器22的基板管理控制器221連接該溫度偵測器222以接收其所產生的溫度資料，而該伺服器23的基板管理控制器231連接該溫度偵測器232以接收其所產生的溫度資料。

該機櫃風扇控制模組適於控制該等風扇組24、34運轉產生風流，以降低設置於每一風扇組所對應的散熱區域的伺服器的溫度，例如該風扇組24可對該散熱區域20產生風流，以降低設置於該散熱區域20的伺服器22、23的溫度。同樣地，該風扇組34可對該散熱區域30產生風流，以降低設置於該散熱區域30的伺服器32、33的溫度。在本實施例中，該機櫃風扇控制模組包含一機櫃管理控制器(Rack Management Controller，簡稱RMC)11，亦即可執行中控控制的主控，及多個區域控制單元21、31。

該機櫃管理控制器11可被設置於該機櫃，並統一監控管理該機櫃內的伺服器、電源供應單元(Power Supply Unit，PSU)、風扇控制板，風扇等元件的運作情形。

該等區域控制單元21、31分別對應該等風扇組24、34地被設置於該機櫃，在本實施例中，每一區域控制單元21、31為一設置在所對應風扇組24、34所對應的散熱區域20、30的機櫃背板(backplane)，且每一區域控制單元21、31包括一背板處理器211、311，該背板處理器211、311直接連接或透過一風扇控制器板上的一轉速控制器連接所對應的風扇組24、34、該機櫃管理控制器11，及每一設置於所對應風扇組24、34對應的散熱區域20、30的伺服器22、23的基板管理控制器221、231。在本實施例中，每一背板處理器211、311連接的伺服器數目為複數，例如該背板處理器211連接該伺服器22的基板管理控制器221、及該伺服器23的基板管理控制器231；該背板處理器311連接該伺服器32的基板管理控制器321、及該伺服器33的基板管理控制器331。

參閱圖2，本發明機櫃風扇控制方法的一實施例是在圖1 所示的該機櫃風扇控制模組中執行。以下詳細說明該實施例的各個步驟。

在步驟1，每一區域控制單元21、31的背板處理器211、311從所連接的每一伺服器22、23、32、33接收一溫度資料。以圖1中的背板處理器211為例，該背板處理器211從所連接的該伺服器22的基板管理控制器221及該伺服器23的基板管理控制器231個別接收溫度資料，而且該背板處理器211可以週期性地，例如每秒一次，向該伺服器22、該伺服器23個別取得溫度資料。

在步驟2，每一區域控制單元21、31的背板處理器211、311定期地，例如每一秒，偵測該機櫃管理控制器11是否運作正常。在本實施例中，該背板處理器211、311具有一電連接該機櫃管理控制器11的偵測腳位，例如為一通用型輸入輸出(GPIO)的存在腳位(present pin)，該背板處理器211、311根據透過該偵測腳位所產生的一偵測信號，來判斷該機櫃管理控制器11是否運作正常。例如該偵測腳位所偵測到的該偵測信號為邏輯1時，該背板處理器211、311判斷該機櫃管理控制器11為運作不正常，可能是壞損、未正常插置(未正常電連接)，或被移出該機櫃，該偵測腳位所偵測到的該偵測信號為邏輯0時，該背板處理器211、311判斷該機櫃管理控制器11為運作正常。

偵測該機櫃管理控制器11是否運作正常的方式不限於上述，可有其他的實施態樣，例如每一區域控制單元21、31的背板處理器211、311發送一詢問訊息給該機櫃管理控制器11，每一區域控制單元21、31的背板處理器211、311判斷在一預定期間內是否接收到一來自該機櫃管理控制器11的對應該詢問訊息的回覆訊息，以判斷該機櫃管理控制器11是否運作正常，若接收到來自該機櫃管理控制器11的回覆訊息，該背板處理器211、311判斷其運作正常，反之則判斷其運作不正常。

在步驟3，對於每一區域控制單元21、31而言，若該區域控制單元21、31的背板處理器211、311偵測出該機櫃管理控制器11運作正常，該區域控制單元21、31的背板處理器211、311將所接收到的溫度資料發送至該機櫃管理控制器11。

在步驟4，該機櫃管理控制器11至少根據來自該區域控制單元21、31的溫度資料，透過該區域控制單元21、31的背板處理器211、311，來控制該區域控制單元21、31的背板處理器211、311所對應的風扇組24、34的轉速。

舉例來說，該區域控制單元21的背板處理器211若判斷該機櫃管理控制器11運作正常，便將該區域控制單元21所對應散熱區域20的溫度資料(包括來自該伺服器22及伺服器23的溫度資料)發送至該機櫃管理控制器11。當該機櫃管理控制器11接收到該區域控制單元21的溫度資料時，即據以執行一熱運算(thermal algorithm)，並依運算的結果發出一帶有一特定轉速的資訊的風扇控制命令至該區域控制單元21的背板處理器211，以透過該背板處理器211來傳送該風扇控制命令至所對應的風扇組24，使所對應的風扇組24以該特定轉速進行運轉。

在其他的實施態樣中，該機櫃管理控制器11還能根據來自分別對應兩相鄰散熱區域20、30的兩區域控制單元21、31的溫度資料，來控制該兩相鄰散熱區域20、30的至少其中一者所對應的風扇組24、34的轉速。舉例而言，該機櫃管理控制器11接收來自該區域控制單元21的背板處理器211所發送的溫度資料、以及接收來自該區域控制單元31的背板處理器311所發送的溫度資料，並當該機櫃管理控制器11判斷出兩區域控制單元21、31所對應的散熱區域20、30為相鄰的兩散熱區域，且在該區域控制單元21所對應散熱區域20對應的該伺服器22及該伺服器23溫度較高時，除了根據該背板處理器211所發送的溫度資料來調整該區域控制單元21所對應的風扇組24的轉速之外，還根據該背板處理器211與該背板處理器311所發送的溫度資料來調整該區域控制單元31所對應的風扇組34的轉速，來加強該散熱區域30的散熱，藉此同時幫助該散熱區域20的散熱。

因此，該機櫃管理控制器11可從每一區域控制單元21、31接收該區域控制單元21、31所對應散熱區域20、30的溫度資料，並個別地根據該散熱區域20的溫度資料對風扇組24進行控制、根據該散熱區域30的溫度資料對風扇組34進行控制，也因為該機櫃管理控制器11會收集到所有區域控制單元21、31的溫度資料，並比對各區域控制單元21、31的相鄰關係，因此也可以統整兩相鄰散熱區域20、30的溫度資料，來對該兩相鄰散熱區域20、30所對應的兩風扇組24、34的轉速做整合性的調整，故可達到有效益的風扇控制。因此在該機櫃管理控制器11運作正常時，該機櫃管理控制器11會具有監控及管理所有風扇組24、34的主控權。

在步驟5，對於每一區域控制單元21、31而言，若該區域控制單元21、31的背板處理器211、311偵測出該機櫃管理控制器11運作不正常，該區域控制單元21、31的背板處理器211、311即根據所接收到的溫度資料，來控制所對應的風扇組24、34的轉速。

因此，當該機櫃管理控制器11運作不正常時，即由各區域控制單元21、31的背板處理器211、311各自獨立控管所對應的風扇組24、34。例如該區域控制單元21的背板處理器211根據所在散熱區域20的溫度資料(該伺服器22的溫度資料、該伺服器23的溫度資料)，來執行一熱運算，並根據熱運算結果發送一控制命令至所對應的風扇組24來控制其風扇轉速。類似地，該區域控制單元31的背板處理器311根據所在散熱區域30的溫度資料(包括接收來自該伺服器32的溫度資料及該伺服器33的溫度資料)來進行熱運算，並據以控制其所對應的風扇組34的轉速。因此，各區域控制單元21、31所在散熱區域20、30的風扇組24、34的轉速可能存在有個別的差異，而且各區域控制單元21、31所執行的該熱運算的演算法可與該機櫃管理控制器11所執行者不同。

綜上說明可知，本發明機櫃風扇控制方法，藉由該機櫃管理控制器11在運作正常時控制每一風扇組24、34運轉，運作不正常時，則由每一區域控制單元21、31控制所對應的風扇組24、34運轉，以此達成兩段式的風扇控制。該機櫃管理控制器11可根據每一散熱區域20、30的溫度資料，亦可根據兩相鄰散熱區域20、30的溫度資料來控制每一風扇組24、34運轉。而在缺乏該機櫃管理控制器11主控的情況下，每一區域控制單元21、31的背板控制器211、311即對所對應的風扇組24、34進行分區獨立管控，如此當該機櫃管理控制器11損壞，或在維護期間被移出機櫃的時候，可不需透過額外硬體電路來控制所有風扇組以全速運轉或以一固定轉速運轉，並可更有效益地進行風扇控制，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims

一種機櫃風扇控制方法，藉由一機櫃風扇控制模組來實施，該機櫃風扇控制模組適於控制多個個別地對應一散熱區域與至少一伺服器的風扇組，並包括一機櫃管理控制器，及多個分別對應該等風扇組的區域控制單元，每一區域控制單元連接所對應的風扇組、該機櫃管理控制器，及所對應風扇組對應的該至少一伺服器，每一區域控制單元包括一背板處理器，該背板處理器具有一電連接該機櫃管理控制器的偵測腳位，且該機櫃風扇控制方法包含以下步驟：(A)每一區域控制單元從所連接的每一伺服器接收一溫度資料；(B)每一區域控制單元偵測該機櫃管理控制器是否運作正常，其中該區域控制單元的背板處理器根據透過該偵測腳位所產生的一偵測信號，來判斷該機櫃管理控制器是否運作正常；(C)對於每一區域控制單元而言，若該區域控制單元偵測出該機櫃管理控制器運作正常，該區域控制單元將所接收到的溫度資料發送至該機櫃管理控制器，以致該機櫃管理控制器至少根據來自該區域控制單元的溫度資料，透過該區域控制單元來控制該區域控制單元所對應的風扇組的轉速；及(D)對於每一區域控制單元而言，若該區域控制單元偵測出該機櫃管理控制器運作不正常，該區域控制單元即根據所接收到的溫度資料，來控制所對應的風扇組的轉速。
如請求項第1項所述的機櫃風扇控制方法，其中，在該步驟(C)中，該機櫃管理控制器還根據來自分別對應兩相鄰散熱區域的兩區域控制單元的溫度資料，來控制該兩相鄰散熱區域的至少其中一者所對應的風扇組的轉速。
一種機櫃風扇控制模組，適於控制多個個別地對應一散熱區域與至少一伺服器的風扇組，並包含：一機櫃管理控制器；及多個區域控制單元，分別對應該等風扇組，每一區域控制單元連接所對應的風扇組、該機櫃管理控制器，及所對應風扇組對應的該至少一伺服器，且每一區域控制單元包括一背板處理器，該背板處理器具有一電連接該機櫃管理控制器的偵測腳位；其中，每一區域控制單元從所連接的每一伺服器接收一溫度資料，且每一區域控制單元的背板處理器根據透過該偵測腳位所產生的一偵測信號來偵測該機櫃管理控制器是否運作正常，若偵測的結果為運作正常，該區域控制單元將所接收到的溫度資料發送至該機櫃管理控制器，以致該機櫃管理控制器至少根據來自該區域控制單元的溫度資料，透過該區域控制單元來控制該區域控制單元所對應的風扇組的轉速，若偵測的結果為運作不正常，該區域控制單元即根據所接收到的溫度資料，來控制所對應的風扇組的轉速。
如請求項第3項所述的機櫃風扇控制模組，其中，該機櫃管理控制器還根據來自分別對應兩相鄰散熱區域的兩區域控制單元的溫度資料，來控制該兩相鄰散熱區域的至少其中一者所對應的風扇組的轉速。