高密度服务器电源控制系统及其方法

摘要

本发明涉及一种高密度服务器(High Density Server)电源控制系统及其方法，应用于具有多个服务器的一种高性能计算(High-Performance Computing，HPC)系统中，用以控制对这些服务器的电源供应。利用一微控制器控制系统中这些服务器主机板的电源开关，使系统在同一时段内，仅有一个服务器主机板进行开机程序，有效降低电源供应的最大负载量。

权利要求

1.一种高密度服务器电源控制系统，其特征在于，设于具有多个服务器的高性能计算系统中以控制对所述服务器的电源供应，该电源控制系统至少包含：多个服务器主机板，为相同硬件规格且彼此相互独立运作的服务器系统，每个该服务器主机板至少具有一基本输入输出系统、一电源开关及一基板管理控制器，其中该电源开关供切换该服务器主机板的供应电源，该基板管理控制器依据该基本输入输出系统的一控制信息发出一状态指令；

一电源供应单元，连接每个该服务器主机板的该电源开关，以供应各个该服务器主机板的电源，且该电源供应单元仅提供至多一个该服务器主机板进行开机所需的最大用电量；以及一微控制器，连接所述基板管理控制器以接收所述状态指令，并依据所述状态指令判断出所述服务器主机板的用电需求，以控制所述电源开关的切换。

2.根据权利要求1所述的高密度服务器电源控制系统，其特征在于，该状态指令由该基板管理控制器透过一智能平台管理总线传递至该微控制器，该状态指令包含：该服务器主机板正在进行开机、该服务器主机板已完成开机并开始运作、以及该服务器主机板将进行关机。

3.根据权利要求2所述的高密度服务器电源控制系统，其特征在于，当该状态指令为该服务器主机板正在进行开机，则该微控制器控制该服务器主机板的该电源开关接通电源，且保持其它发出开机要求的每一个所述服务器主机板的该电源开关为关。

4.根据权利要求2所述的高密度服务器电源控制系统，其特征在于，当该状态指令为该服务器主机板已完成开机并开始运作，则该微控制器保持所述电源开关接通电源，且控制其中一个发出开机要求但尚未开机的所述服务器主机板的该电源开关接通电源。

5.根据权利要求1所述的高密度服务器电源控制系统，其特征在于，当该状态指令为该服务器主机板将进行关机，则该微控制器控制所述电源开关切断电源。

6.一种高密度服务器电源控制方法，其特征在于，至少包含下列步骤：

多个服务器主机板向一微控制器发出开机要求；

判断是否有其中一个该服务器主机板正在进行开机；

控制其它发出开机要求的服务器主机板等待开机；

该服务器主机板已开机完成并通知该微控制器；

判断是否有其它该服务器主机板正在等待开机；

对其中一个等待开机的该服务器主机板供电并进行开机；

其中该判断是否有其中一个该服务器主机板正在进行开机的步骤及该判断是否有其它该服务器主机板正在等待开机的步骤，是由该微控制器接收该服务器主机板的一基板管理控制器发出的一状态指令来判断。

7.根据权利要求6所述的高密度服务器电源控制方法，其特征在于，所述多个服务器主机板为相同硬件规格且彼此相互独立运作的服务器系统。

8.根据权利要求6所述的高密度服务器电源控制方法，其特征在于，控制其它服务器主机板等待开机的步骤，是由该微控制器保持其它发出开机要求的每一个所述服务器主机板的一电源开关为关。

9.根据权利要求8所述的高密度服务器电源控制方法，其特征在于，对一个等待开机的该服务器主机板供电并进行开机的步骤，是透过该微控制器控制该服务器主机板的该电源开关接通电源，以供电给该服务器主机板进行开机。

说明书

高密度服务器电源控制系统及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高密度服务器(High Density Server)电源控制系统及其方法，特别是涉及应用于一高性能计算(High-Performance Computing，HPC)系统中以控制电源供应的一种电源控制系统与方法。

背景技术

[0002] 高密度服务器系统(High Density server system)是指一机箱中有多个独立服务器主机板所组成，其每个服务器主机板上的中央处理单元(CPU)、风扇等元件，均共享同一电源。如图1所示，已知的高密度服务器的系统电源10，是由一个电源供应单元20，经由每一个服务器主机板11～1n上的电源开关111～1n1，从而供应服务器主机板11～1n的运转电源。若多块服务器主机板由使用者同时开机，服务器主机板11～1n上的所有元件、芯片等均需供电，并进行开机测试，因此几乎是在某一时间点全部供电，电源供应单元20必须提供服务器主机板11～1n上的所有元件、芯片等的开机供电及开机测试所需的电源，对于系统瞬间电源消耗很大。 因此，在已知的高密度服务器系统设计时，必须考虑到所有服务器主机板11～1n瞬间全部同时供电的耗电量，而设计出大功耗的电源供应器，但是实际上系统正常运作时并不需要耗用如此大的功耗，于是形成设计上的技术难点及成本的增加，也违反节能的目标。 因此，已知技术必须改善。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提出一种高密度服务器电源控制系统及其方法，利用将系统主机板电源线路经过一微控制器作控制，令其不让系统所有主机板同时开机，避免多块服务器主机板由使用者同时开机时，必须瞬间提供服务器主机板上的所有元件、芯片等的开机供电及开机测试所需的高耗电量。 如此可以有效降低电源供应器设计难度，也可减少设计成本，符合环保节能的要求。

[0004] 为了实现上述目的，本发明提出一种高密度服务器(High Density Server)电源控制系统，设于具有多个服务器的高性能计算(High-PerformanceComputing，HPC)系统中以控制对所述服务器的电源供应，该电源控制系统至少包含：多个服务器主机板，每个该服务器主机板至少具有一基本输入输出系统(BIOS)、一电源开关及一基板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)，其中该电源开关是供切换该服务器主机板的供应电源，该基板管理控制器是依据该基本输入输出系统(BIOS)的一控制信息发出一状态指令；一电源供应单元，连接每个该服务器主机板的该电源开关，以供应各个该服务器主机板的电源，且仅提供至多一个该服务器主机板进行开机所需的最大用电量；以及一微控制器，连接所述基板管理控制器(BMC)以接收所述状态指令，并依据所述状态指令判断出所述服务器主机板的用电需求，以控制所述电源开关的切换。 其中，所述服务器主机板为相同硬件规格的服务器系统，且彼此相互独立运作。 该状态指令由该基板管理控制器透过一智能平台管理总线(IntelligentPlatform Management Bus，IPMB)传递至该微控制器，包含该服务器主机板正在进行开机、该服务器主机板已完成开机并开始运作、以及该服务器主机板将进行关机等状态指令。 而微控制器即依据所述状态指令判断出所述服务器主机板的用电需求，以切换所述电源开关与电源供应单元的连通与否，控制并分配所述服务器主机板的供电。

[0005] 为了实现上述目的，本发明还提出一种高密度服务器电源控制方法，至少包含下列步骤：(a)多个服务器主机板向一微控制器发出开机要求；(b)判断是否有其中一个该服务器主机板正在进行开机；(c)控制其它发出开机要求的服务器主机板等待开机；(d)该服务器主机板已开机完成并通知该微控制器；(e)判断是否有其它该服务器主机板正在等待开机；以及(f)对其中一个等待开机的该服务器主机板供电并进行开机。 其中该判断是否有其中一个该服务器主机板正在进行开机的步骤及该判断是否有其它该服务器主机板正在等待开机的步骤，是由该微控制器接收该服务器主机板的一基板管理控制器发出的一状态指令来判断。

[0006] 本发明的高密度服务器电源控制系统及其方法，可将多个服务器系统主机板的电源线路，经过一微控制器作控制，令其不让系统中所有的服务器主机板同时开机，如此可以有效控制电源供应的负载量，降低电源供应器设计的难度，也可减少设计成本，并符合节能环保的要求。 再者，高密度服务器电源控制系统会依据目前可用资源来(已开机主机板)加以分配计算，并将顺序开机后的资源加入计算，所以能够让主机板依序开机而不会影响客户应用。

附图说明

[0007] 为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

[0008] 图1为已知的高密度服务器的系统电源的方块图；

[0009] 图2为本发明的高密度服务器电源控制系统的示意图；以及

[0010] 图3为本发明的高密度服务器电源控制方法的步骤流程图。

[0011] 【主要元件符号说明】

[0012] 10：高密度服务器

[0013] 11～1n：服务器主机板

[0014] 111～1n1：电源开关

[0015] 20：电源供应单元

[0016] 100：电源控制系统

[0017] 101～10n：服务器主机板

[0018] 1011～10n1：电源开关

[0019] 1012～10n2：基本输入输出系统(BIOS)

[0020] 1013～10n3：基板管理控制器(BMC)

[0021] 110：微控制器

[0022] 120：电源供应单元

[0023] 200～250：方法步骤

具体实施方式

[0024] 本发明为一种高密度服务器(High Density Server)电源控制系统及其方法，应用于具有多个服务器的一种高性能计算(High-Performance Computing，HPC)系统中，用以控制对这些服务器的电源供应。 为使本发明更浅显易懂，以下将以应用本发明技术的较佳实施例，配合图标范例予以详细说明。 然此附图及详细说明并非用以限定本发明所揭露的技术及各种更动与润饰。

[0025] 配合参照图2，为本发明的高密度服务器电源控制系统的示意图。 如图所示，本发明的高密度服务器电源控制系统100至少包含：多个服务器主机板101～10n、一电源供应单元120、以及一微控制器110。 服务器主机板101～10n为相同硬件规格的服务器系统，且能彼此相互独立运作，而每个服务器主机板10n，都至少具有一基本输入输出系统(BIOS)10n2、一电源开关10n1及一基板管理控制器(BMC)10n3，其中电源开关1011～10n1供切换服务器主机板101～10n的供应电源，基板管理控制器1013～10n3是依据基本输入输出系统1012～10n2的一控制信息发出一状态指令。电源供应单元120连接每个服务器主机板101～10n的电源开关1011～10n1，以供应各个服务器主机板
101～10n的电源。 此电源供应单元120可以透过变量定义一最大可同时开机的主机板数量，例如一块、两块、三块或四块，可以依据电源设计要求的最大电量限制及每一主机板最大瞬间耗电来决定系统中可同时开机的主机板数。 微控制器110连接基板管理控制器1013～10n3以接收所述状态指令，并依据所述状态指令判断出服务器主机板101～
10n的用电需求，以控制电源开关1011～10n1的切换，切换电源开关1011～10n1与电源供应单元120的连通与否，控制并分配服务器主机板101～10n的供电。

[0026] 其中，该控制信息是指每个服务器主机板10n的基本输入输出系统10n2对基板管理控制器10n3发出的一智能平台管理接口(Intelligent PlatformManagement Interface，IPMI)信息。 而基板管理控制器1013～10n3所发出的状态指令，是透过一智能平台管理总线(Intelligent Platform Management Bus，IPMB)传递至微控制器110，且状态指令包含：服务器主机板10n正在进行开机、服务器主机板10n已完成开机并开始运作、以及服务器主机板10n将进行关机。 故假设当微控制器110接收到的状态指令为服务器主机板101正在进行开机，则微控制器110控制服务器主机板101的电源开关1011接通电源，且保持其它发出开机要求的每一个服务器主机板102～10n的电源开关1021～10n1为关。
假设当微控制器110接收到的状态指令为服务器主机板101～102已完成开机并开始运作，则微控制器110保持电源开关1011～1021接通电源，且控制其中一个发出开机要求但尚未开机的服务器主机板103的电源开关1031接通电源。 假设当微控制器110接收到的状态指令为服务器主机板104将进行关机，则微控制器110控制服务器主机板104的电源开关1041切断电源。

[0027] 接下来，配合参照图3，为本发明的高密度服务器电源控制方法的步骤流程图。如图所示，本发明的高密度服务器电源控制方法，首先，多个服务器主机板101～10n向一微控制器110发出开机要求(步骤200)。 接着，微控制器110判断是否有其中一个服务器主机板正在进行开机(步骤210)。 若步骤210中，判断为有一个服务器主机板101此时正在进行开机程序，则控制其它发出开机要求的服务器主机板102～10n等待开机(步骤220)；但若步骤210中判断没有任何服务器主机板此时正在进行开机程序，则直接进行步骤240。 在步骤220后，待服务器主机板101完成开机程序，则服务器主机板101已开机完成并通知微控制器110(步骤230)。接着，判断是否有其它服务器主机板正在等待开机(步骤240)。 若步骤240中，仍有其它服务器主机板102～10n正在等待开机，则对其中一个等待开机的服务器主机板102供电并进行开机(步骤250)，然后在回到步骤
210去判断是否有其中一个服务器主机板正在进行开机；但若步骤240中，已无其它服务器主机板正在等待开机，即表示所有的发出开机要求的服务器主机板101～10n，均已依此步骤流程完成开机程序，因此结束本发明方法的步骤流程。

[0028] 其中，前述的判断步骤210及步骤240，是由微控制器110接收服务器主机板101～10n的基板管理控制器1012～10n2发出的一状态指令来判断，其是由基板管理控制器1012～10n2透过一智能平台管理总线(Intelligent PlatformManagement Bus，IPMB)传递至微控制器110。前述步骤220控制其它发出开机要求的服务器主机板102～10n等待开机，是由微控制器110保持其它发出开机要求的每一个服务器主机板102～10n的一电源开关1021～10n1为关。 前述步骤250对其中一个等待开机的服务器主机板10n供电并进行开机，是透过微控制器110控制服务器主机板10n的电源开关10n1接通电源供应单元120的电源，以供电给服务器主机板10n进行开机。

[0029] 如此，通过本发明的高密度服务器电源控制系统及其方法，即可将多个服务器系统主机板的电源线路，经过一微控制器作控制，令其不让系统中所有的服务器主机板同时开机，如此可以有效控制电源供应的负载量，降低电源供应器设计的难度，也可减少设计成本，并符合节能环保的要求。 再者，高密度服务器电源控制系统会依据目前可用资源来(已开机主机板)加以分配计算，并将顺序开机后的资源加入计算，所以能够让主机板依序开机而不会影响客户应用。

[0030] 虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何在本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。