СТОЙКА С ФУНКЦИЕЙ КОМПЕНСАЦИИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ И СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ДЛЯ СЕРВЕРНОЙ СТОЙКИ
STAND WITH COMPENSATION FUNCTION FAN SPEED AND METHOD FOR SERVER STAND COMPENSATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к стойкам, и более конкретно относится к стойкам с компенсацией скорости вращения вентиляторов.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обычно серверная стойка может содержать множество разъемов под серверы для установки множества серверов. Более того, стенка с вентиляторами может быть установлена за серверной стойкой. Посредством стенки с вентиляторами обеспечивается рассеяние тепла, вырабатываемого во время работы множества серверов, от серверной стойки для обеспечения рассеяния тепла.
Стенка с вентиляторами содержит множество вентиляторов, и множество вентиляторов соответственно направлены на места, в которых устанавливают серверы, так что множество вентиляторов могут отводить тепло от множества серверов за пределы серверной стойки.
Однако множество серверов и соответствующих вентиляторов не контактируют друг с другом, между ними присутствует зазор. Поэтому вместо того чтобы рассеиваться наружу из серверной стойки посредством множества вентилятор, тепло от множества серверов проходит внутри серверной стойки через такой зазор.
Более того, за счет такого зазора между множеством серверов и вентиляторов, помимо того что тепло от передних серверов выталкивается наружу серверной стойки, во время работы множества вентиляторов проходящий вверху и внизу холодный воздух также выталкивается наружу серверной стойки. Такая компоновка приводит к потере общей эффективности рассеяния тепла из серверной стойки.
Из документа TW201417687 (A), озаглавленного «Rack server system and operating method thereof», известна система серверной стойки и способ ее эксплуатации. Система серверной стойки содержит контроллер серверной стойки, множество серверов, множество модулей вентиляторов и множество контроллеров вентиляторов. Контроллер серверной стойки содержит множество разных первых разъемов, и контроллеры вентиляторов подключены к первым разъемам независимо друг от друга. Каждый из контроллеров вентиляторов содержит множество разных вторых разъемов, и серверы подключены ко вторым разъемам независимо друг от друга. Контроллер серверной стойки получает информацию о размещении серверов внутри системы серверной стойки на основании разницы между первыми разъемами и разницы между вторыми разъемами.
Из документа TW201321943 (A), озаглавленного «Fan control system and method», также опубликованного под номером US2013126150 (A1), известна система управления вентилятором для осуществления управления скоростью вращения нескольких вентиляторов, которая содержит по меньшей мере первую материнскую плату с контроллером управления объединительной платой (BMC), по меньшей мере вторую материнскую плату без BMC, по меньшей мере температурные датчики для считывания температуры окружающей среды центра данных и панель управления вентиляторами (FCB). На основании определения, установлена ли BMC на материнской плате или нет, FCB считывает температуру материнской платы с первой материнской платы или считывает температуру окружающей среды центра данных для управления скоростью вращения соответствующих вентиляторов.
Из документа TW201222221 (A), озаглавленного «Rack server system», также опубликованного под номером TWI403884 (B), US2012136489 (A1), предоставлена система серверной стойки. Система серверной стойки содержит множество модулей серверов, множество модулей вентиляторов, сеть управления стойкой и модуль управления стойкой. Каждый из модулей серверов содержит контроллер управления объединительной платой (BMC) для отслеживания и управления рабочим состоянием соответствующего модуля сервера. Каждый из модулей вентиляторов содержит множество вентиляторов. Сеть управления стойкой подключена к BMC каждого модуля серверов. Модуль управления стойкой получает сведения о рабочем состоянии от BMC каждого модуля серверов через сеть управления стойкой для регулирования и управления модулями серверов и для управления скорость вращения модулей вентиляторов.
КРАТКОЕ РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной целью настоящего изобретения является предоставление стойки с компенсацией скорости вращения вентиляторов и способа компенсации скорости вращения вентиляторов для этой стойки, так чтобы во время работы вентиляторов в стойке происходило рассеяние тепла, за счет компенсации скорости вращения вентиляторов также происходит регулирование вентиляторов в соседней группе.
Для достижения указанной выше цели множество серверов и множество вентиляторов в стойке группируют во множество групп. Каждый сервер соответственно определяет температурное состояние и вычисляет необходимую скорость вращения вентиляторов, которая будет передана на вентиляторы, принадлежащие одной группе, так чтобы вентиляторы, принадлежащие этой же группе, работали в соответствии с необходимой скоростью вращения вентиляторов. Контроллер управления стойкой извлекает значения скорости вращения вентиляторов от серверов в группе и вычисляет компенсационное значение в соответствии с извлеченными значениями скорости вращения вентиляторов. Наконец контроллер управления стойкой отправляет компенсационное значение вентиляторам в соседней группе, чтобы вентиляторы в соседней группе работали в соответствии с компенсационным значением.
Один технический эффект настоящего изобретения по сравнению с уровнем техники заключается в том, что когда серверы определяют необходимость рассеяния тепла, помимо активации вентиляторов, принадлежащих этой же группе, для непосредственного выталкивания тепла от серверов наружу стойки, вентиляторы, принадлежащие соседней группе, также активируются для создания компенсации скорости вращения вентиляторов для выталкивания проходящего внутри стойки тепла за пределы стойки. Таким образом, стойка согласно настоящему изобретению, в которой используется способ компенсации скорости вращения вентиляторов согласно настоящему изобретению, обеспечивает лучший эффект рассеяния тепла по сравнению со стойками, в которых используются только вентиляторы одной группы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 показан вид в перспективе стойки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан вид сбоку стойки в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 показана схема подключения серверов в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 показана схема подключения вентилятора в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 показана схема подключения вентилятора в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6 показана блок-схема управления в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 показана блок-схема компенсации в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 8 показана схема сравнения скорости вращения вентиляторов в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
Ниже описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на графические материалы.
На фиг. 1 и фиг. 2 показан вид в перспективе и вид сбоку стойки в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Согласно настоящему изобретению предоставлена стойка с функцией компенсации скорости вращения вентиляторов (далее стойка 1). Стойка 1 содержит множество разъемов под серверы для установки множества серверов 2. Стенка с вентиляторами расположена позади стойки 1, стенка с вентиляторами состоит из множества вентиляторов 3.
Согласно изобретению стойка 1 делит множество серверов 2 и множество вентиляторов 3 на множество групп, например на первую группу 11, вторую группу 12 и третью группу 13 согласно фиг. 2. Необходимо отметить, что объем настоящего изобретения не ограничен такой компоновкой. Группы 11-13 соответственно включают множество серверов 2 и множество вентиляторов 3. Множество вентиляторов 3 соответственно расположены сразу за множеством серверов 2 той же группы. Таким образом, во время работы вентиляторов 3 тепло, вырабатываемое множеством серверов 2 в той же группе, выталкивается из стойки 1.
Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 2, первая группа 11 включает первую группу серверов 21 и первую группу вентиляторов 31, расположенных сразу за первой группой серверов 21. Вторая группа 12 включает вторую группу серверов 22 и вторую группу вентиляторов 32, расположенных сразу за второй группой серверов 22. Третья группа 13 включает третью группу серверов 23 и третью группу вентиляторов 33, расположенных сразу за третьей группой серверов 23, и т. д.
Рассмотрим в качестве примера первую группу 11. Если один из серверов 21, принадлежащих первой группе, определяет, что есть необходимость в рассеянии тепла, на первую группу вентиляторов 31, принадлежащих этой же группе (в данном примере первой группе 11), отправляется управляющая команда. Первая группа вентиляторов 31 работает в соответствии с управляющей командой для обеспечения рассеяния тепла от первой группы серверов 21. В частности, управляющая команда может содержать скорость вращения вентиляторов, необходимую для первой группы серверов 21, и первая группа серверов 21, главным образом, отправляет управляющую команду на контроллер вентилятора (не показан) в стенке с вентиляторами. Таким образом, контроллер вентилятора осуществляет управление первой группой вентиляторов 31 с тем, чтобы первая группа вентиляторов 31 работала в соответствии со скоростью вращения вентиляторов, зарегистрированной в управляющей команде, для обеспечения рассеяния тепла, необходимого для первой группы серверов 21.
Как было указано выше, в нормальных условиях работы множество серверов 2 осуществляют управление только множеством вентиляторов 3 в той же группе и не могут осуществлять управление вентиляторов 3 других групп.
На фиг. 3 показана схема подключения серверов согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 3, стойка 1 дополнительно содержит контроллер 4 управления стойкой (RMC) для подключения ко всем серверам 2 в стойке 1. В частности, множество серверов 2 соответственно содержат контроллеры управления объединительной платой (BMC). RMC 4 соединен и выполнен с возможностью обмена данными с множеством BMC 21 соответственно для сбора данных от множества серверов 2 и отправки команд на серверы 2.
Когда необходимо рассеяние тепла от серверов 2, внутренние BMC 20 главным образом используют для генерирования и отправки управляющих команд. Так как RMC 4 может обмениваться данным с этими BMC 20, RMC 4 знает, какой BMC 20 отправляет управляющую команду, а также ему известно содержание управляющей команды, например скорость вращения вентиляторов. В соответствии с настоящим изобретением для выполнения компенсации скорости вращения вентиляторов стойка 1 использует RMC 4, и RMC 4 вычисляет необходимой значение компенсации скорости вращения вентиляторов в соответствии с содержимым управляющих команд.
В частности, на основании вычисленной скорости вращения вентиляторов RMC 4 осуществляет управление вентиляторами в соседней группе сервера 2, который отправляет управляющие команды для работы. Согласно варианту осуществления на фиг. 2, если любой из серверов 22 второй группы отправляет управляющие команды, RMC 4 отправляет вычисленную скорость вращения вентиляторов на первую группу вентиляторов 31 в первой группе 11 и третью группу вентиляторов 33 в третьей группе 13. Первая группа вентиляторов 31 и третья группа вентиляторов 33 обеспечивает компенсированное рассеяние тепла для второй группы серверов 22.
На фиг. 4 показана схема подключения вентиляторов согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4 показана группа 5 серверов и группа 6 вентилятор в той же группе. Группа 5 серверов состоит из n серверов, т. е. из первого сервера 51, второго сервера 52,..., n-го сервер 5n. Группа 6 вентиляторов расположена сразу за группой 5 серверов и состоит из m вентиляторов, т. е. из первого вентилятора 61, второго вентилятора 62,..., m-го вентилятора 6m.
Как показано на фиг. 4, когда первый сервер 51 определяет необходимость рассеяния тепла, первый контроллер 511 управления объединительной платой первого сервера 51 используют для вычисления и отправки первого выходного значения V1 скорости вращения вентиляторов на множество вентиляторов 61-6m. Когда второй сервер 52 определяет необходимость рассеяния тепла, второй контроллер 511 управления объединительной платой второго сервера 52 используют для вычисления и отправки второго выходного значения скорости вращения вентиляторов V2 на множество вентиляторов 61-6m. Когда n-й сервер 5n определяет необходимость рассеяния тепла, n-й контроллер 5n1 управления объединительной платой n-го сервера 5n используют для вычисления и отправки n-го выходного значения Vn скорости вращения вентиляторов на множество вентиляторов 61-6m и т. д.
Когда множество вентиляторов 61-6m и множество серверов 51-5n принадлежат одной группе, множество вентиляторов 61-6m работают в соответствии с выходными значениями V1-Vn скорости вращения вентиляторов для обеспечения рассеяния тепла от множества серверов 51-5n, принадлежащих этой же группе, таким образом, снижая температуру множества серверов 51-5n до безопасного диапазона температур. При этом множество вентиляторов 61-6m получают компенсационное значение Vc вентиляторов от RMC 4. Для компенсации рассеяния тепла серверов, принадлежащих соседней группе, расположенной рядом с группой 5 серверов, RMC 4 генерирует компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов. Для выполнения компенсации рассеяния тепла для серверов, принадлежащих соседней группе, множество вентиляторов 61-6m работают в соответствии с компенсационным значением Vc вентиляторов после получения компенсационного значения Vc скорости вращения вентиляторов от RMC 4.
Согласно другому варианту осуществления стойка 1 дополнительно содержит множество компараторов 7 скорости вращения вентиляторов, соответственно подключенных к множеству серверов 2 и множеству вентиляторов 3, принадлежащих одной группе, и подключенных к RMC 4. Основной задачей компараторов 7 скорости вращения вентиляторов является обеспечение работы вентиляторов 3 на максимальной скорости вращения вентиляторов.
На фиг. 5 показана схема подключения вентиляторов согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. По сравнению с вариантом осуществления, показанным на фиг. 4, вариант осуществления согласно фиг. 5 дополнительно содержит указанные выше компараторы 7 скорости вращения вентиляторов. Компаратор 7 скорости вращения вентиляторов подключен ко всем серверам 51-5n, принадлежащим группе 5 серверов, ко всем вентиляторам 61-6m, принадлежащим группе 6 вентиляторов, и к RMC 4. Когда множество серверов 51-5n определяет необходимость рассеяния тепла и вычисляет соответственно первое выходное значение V1 скорости вращения вентиляторов, второе выходное значение V2 скорости вращения вентиляторов,..., n-е выходное значение скорости вращения вентиляторов, контроллеры управления объединительной платой 511, 521,..., 5n1 используют для отправки этих значений на компаратор 7 скорости вращения вентиляторов. Компаратор 7 скорости вращения вентиляторов сравнивает эти выходные значения V1-Vn скорости вращения вентиляторов, выбирает максимальное выходное значение скорости вращения вентиляторов в качестве установленного значения Vm скорости вращения вентиляторов и выдает установленное значение Vm скорости вращения вентиляторов в группу 6 вентиляторов. Таким образом, для удовлетворения необходимости рассеяния тепла от множества серверов 51-5n вентиляторы 61-6m работают в соответствии с установленным значением Vm скорости вращения вентиляторов.
Во время работы группы 6 вентиляторов RMC 4 вычисляет и генерирует компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов для группы с целью осуществления управления вентиляторами, принадлежащими соседней группе, для выполнения компенсации. Если другая группа серверов (не показана), которая является соседней для группы 5 серверов, также выполняет рассеяние тепла, RMC 4 также вычисляет и генерирует компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов и отправляет это значение на компаратор 7 скорости вращения вентиляторов. В таком случае компаратор 7 скорости вращения вентиляторов осуществляет сравнение выходных значений V1-Vn скорости вращения вентиляторов и компенсационного значения Vc скорости вращения вентиляторов и выбирает наибольшее из них в качестве установленного значения Vm скорости вращения вентиляторов.
Например, если первое выходное значение V1 скорости вращения вентиляторов составляет 50%, второе выходное значение V2 скорости вращения вентиляторов составляет 30%, а выходное значение Vn скорости вращения вентиляторов составляет 40%, компаратор 7 скорости вращения вентиляторов осуществляет сравнение этих значений и после определения принимает первое выходное значение V1 скорости вращения вентиляторов в качестве установленного значения Vm скорости вращения вентиляторов, выдает вентиляторам 61-6m команду работать при 50% скорости вращения вентиляторов. Согласно другому примеру, если компаратор 7 скорости вращения вентиляторов одновременно получает компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов от RMC 4 и компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов составляет 75%, компаратор 7 скорости вращения вентиляторов осуществляет сравнение этих значений и меняет установленное значение Vm скорости вращения вентиляторов на компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов и выдает на вентиляторы 61-6m команду работать при 75% скорости вращения вентиляторов. Таким образом, вентиляторы 61-6m способны обеспечивать рассеяние тепла для серверов 51-5n, принадлежащих одой группе, а также обеспечивать компенсацию рассеяния тепла для серверов, принадлежащих соседней группе.
На фиг. 6 показана блок-схема управления в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. При рассмотрении фиг. 6 необходимо пользоваться фиг. 1 и фиг. 2, на которых показана стойка 1. Сначала для определения внутренней температуры (этап S10) каждый сервер 2 соответственно использует контроллер 20 управления объединительной платой. Температура в этом варианте осуществления может представлять собой температуру материнской платы, ЦП, памяти, жесткого диска или любую другую температуру.
Когда контроллеры 20 управления объединительной платой определяют необходимость рассеяния тепла, соответственно они вычисляют и генерируют указанные выше выходные значения скорости вращения вентиляторов (этап S12). В этом варианте осуществления эти контроллеры 20 управления объединительной платой выполняют запись таблицы отображения скорости вращения вентиляторов. Используя таблицу отображения скорости вращения вентиляторов происходит преобразование текущей температуры в скорость вращения вентиляторов 3, принадлежащих этой же группе. Согласно другому варианту осуществления эти контроллеры 20 управления объединительной платой могут соответственно иметь алгоритм вычисления необходимой скорости вращения вентиляторов в соответствии с определенными температурами посредством алгоритмов. Эти конфигурации не ограничивают объем настоящего изобретения.
После этапа S12 эти контроллеры 20 управления объединительной платой соответственно выдают выходные значения скорости вращения вентиляторов (этап S14). Согласно этому варианту осуществления эти контроллеры 20 управления объединительной платой выдают выходные значения скорости вращения вентиляторов на вентиляторы 3 (или контроллер вентилятора), принадлежащие этой же группе. Согласно другому варианту осуществления эти контроллеры 20 управления объединительной платой выдают выходные значения скорости вращения вентиляторов на компаратор 7 скорости вращения вентиляторов, принадлежащий этой же группе. Эти конфигурации не ограничивают объем настоящего изобретения.
На фиг. 7 показана блок-схема компенсации в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Сначала RMC 4 в стойке 1 получает любое из множества выходных значений скорости вращения вентиляторов (этап S20). RMC 4 может непосредственно извлекать выходное значение скорости вращения вентиляторов непосредственно из серверов 2 или из вентиляторов 3. Эти конфигурации не ограничивают объем настоящего изобретения.
Сначала RMC 4 определяет, какая группа соответствует серверу, который выдает выходное значение скорости вращения вентиляторов (этап S22), а затем вычисляет компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов в соответствии с выходным значением скорости вращения вентиляторов. Согласно этому варианту осуществления RMC 4 может выполнять запись другой таблицы отображения скорости вращения вентиляторов. Используя таблицу, RMC 4 преобразует выходное значение скорости вращения вентиляторов в компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов. Согласно другому варианту осуществления RMC 4 может иметь другой алгоритм вычисления необходимого компенсационного значения Vc скорости вращения вентиляторов в реальном времени посредством этого алгоритма. Эти конфигурации не ограничивают объем настоящего изобретения.
Наконец RMC 4 выдает компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов на множество вентиляторов 3, принадлежащих соседней группе (этап S26), для того чтобы множество вентиляторов 3, принадлежащих соседней группе, работали в соответствии с компенсационным значением Vc скорости вращения вентиляторов для обеспечения компенсации рассеяния тепла. Согласно другому варианту осуществления RMC 4 выдает компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов на компаратор 7 скорости вращения вентиляторов, принадлежащий соседней группе. Эти конфигурации не ограничивают объем настоящего изобретения.
На фиг. 8 показана схема сравнения скорости вращения вентиляторов согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Блок-схема на фиг. 8 поясняет этапы генерирования компаратором 7 скорости вращения вентиляторов установленного значения Vm скорости вращения вентиляторов. Сначала компаратор 7 скорости вращения вентиляторов извлекает множество выходных значений скорости вращения вентиляторов из множества серверов 2, принадлежащих той же группе (этап S30). При этом происходит определение, было ли получено компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов из RMC 4 (этап S32).
Если компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов не было получено, в качестве установленного значения Vm скорости вращения вентиляторов компаратор 7 скорости вращения вентиляторов выбирает максимальное значение среди множества выходных значений скорости вращения вентиляторов (этап S34). В противном случае, если компенсационное значение Vc скорости вращения вентиляторов было получено, в качестве установленного значения Vm скорости вращения вентиляторов компаратор 7 скорости вращения вентиляторов выбирает максимальное значение среди множества выходных значений скорости вращения вентиляторов и компенсационного значения Vc скорости вращения вентиляторов (этап S36). Наконец компаратор 7 скорости вращения вентиляторов выдает установленное значение Vm скорости вращения вентиляторов на множество вентиляторов, принадлежащих этой же группе (этап S38), таким образом, чтобы множество вентиляторов работали в соответствии с установленным значением Vm скорости вращения вентиляторов.
После этих этапов компаратор 7 скорости вращения вентиляторов определяет, была ли прервана система в стойке 1 (этап S40). Перед прерыванием системы этапы S30–S38 выполняют циклически для осуществления управления вентиляторами 3 для рассеяния тепла от множества серверов, принадлежащих той же группе, а также для компенсации рассеяния тепла для множества серверов, принадлежащих соседней группе.
Приведенное выше описание вариантов осуществления настоящего изобретения было представлено исключительно в иллюстративных и описательных целях Они не должны рассматриваться как исчерпывающие или ограничивающие настоящее изобретение раскрытыми формами. Соответственно специалисты в данной области техники смогут осуществить модификации и изменения. Дополнительно приведенное выше раскрытие не ограничивает настоящее изобретение. Объем настоящего изобретения определен прилагаемой формулой изобретения.