專利名稱：檢測機柜外殼內加熱空氣再循環的方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及模擬(model)數據處理系統內的熱傳導的方法和系統。
背景技術：
通常將大型計算機系統合并成集中的數據中心，這可以比分別地管理許多分散的小型服務器較少出問題而且不那么昂貴。例如，機柜系統節約空間并且將服務器和基礎設施放置在管理員容易達到的地方。例如，當前可獲得的一些更小型服務器布局包括刀片服務器。刀片服務器例如IBM eServer BLADECENTER(IBM和BLADECENTER是國際商業機器公司，Armonk，紐約的注冊商標)是一種類型的機柜優化服務器，其消除了前代機柜服務器的許多復雜性。刀片服務器設計從超密集、低電壓、較少執行的服務器延伸到高性能、較低密度服務器，到包括一些刀片特征的私有化的、客制化的機柜解決方案。
由于機柜系統的緊致特性，各個服務器與其它硬件如外殼、電源、風扇和管理硬件一起共享熱分布。因此，監控和管理功耗和冷卻是重要的。因為在機柜系統內典型包含的大量元件，所以空氣流和加熱模式相當復雜。可以存在許多可能的熱問題來源，這加劇了故障的有害影響并且使維護過程復雜化。
美國專利6,889,908號描述一種通過將故障場景引入到裝備的流網絡模型中并確定哪個仿真故障預示匹配觀察溫度的一組預期溫度來診斷電子裝備中的熱異常的技術。一些實施方案接收與系統元件關聯的溫度讀數。溫度讀數取決于元件的空氣流和加熱模式。檢測溫度讀數與預期溫度之間的差異。然后，識別出與熱問題關聯的可能的空氣流和加熱模式。特別地，一些實施方案從系統外殼內的溫度傳感器收集溫度讀數并選擇與所收集的溫度讀數所描述的熱問題類似的熱問題根本原因關聯的故障場景。
加熱空氣的再循環是影響機柜式裝備的另一個問題。機柜系統典型地包含具有相互關聯的空氣流和加熱模式的許多元件。可以在機柜式裝備之間的開放區，例如在空槽位內和周圍誘發再循環。理想地，通過將空檔板用螺絲固定到機柜框架上擋住這些機柜開口。但是，如果空檔板脫落，那么由機柜式裝備內的風扇引起的壓力差可以使加熱廢氣經由缺少的板穿過機柜前進到裝備的前面，它也是從那里吸入的。加熱空氣可以再循環的另一種方法是，如果將機柜放置在墻壁附近，那么從機柜背面排出的空氣向前面偏轉或回流。
暖空氣的再循環可以使機柜式裝備經歷相當大的溫度增加。特別地，如果裝備在本來非常暖和的房間中工作，或者如果裝備內發生的熱量相當大，那么通過再循環暖空氣而引入到裝備的額外熱量可以使裝備超過熱閾值。這些高溫可能引起裝備關機或者需要將裝備從服務中去除。機柜式裝備的一些部分可能比其它部分經歷更多的再循環，這可能干擾熱問題的正確診斷。周圍室溫空氣和從機柜式裝備的背面排出的加熱空氣之間的差異容易地達到20-30℃或更大。如果這種加熱廢氣的一些重新進入裝備，那么它可以使裝備變得更暖。
因此，還需要對于數據處理系統例如機柜外殼內的熱分析的改進系統和方法。優選地，該系統和方法更完善地說明空氣的再循環，從而提高操作機柜外殼或其它數據處理系統的可靠性和效率。
發明內容
在一種實施方案中，創建電子系統的熱傳導模型并用來檢測加熱空氣到系統中的再循環。電子系統包括一個或多個發熱元件。在熱傳導模型中指定一個或多個再循環區，并且對應于該一個或多個再循環區，選擇一個或多個再循環溫度。使用熱傳導模型和該一個或多個選定的再循環溫度為電子系統計算第一預測溫度曲線。在電子系統中感測出實際溫度曲線。將實際溫度曲線與第一預測溫度曲線比較，以檢測加熱空氣可能的再循環。
在另一種實施方案中，在機柜外殼中檢測再循環。機柜外殼內的溫度傳感器用來感測或測量實際溫度。在機柜外殼的計算機模型中定義一個或多個再循環區，使得可以模擬機柜外殼內的熱傳導，包括在該一個或多個再循環區的加熱空氣再循環的效果，以預測在機柜外殼內的各個位置的溫度。將預測溫度的位置映射到放置在機柜外殼內的溫度傳感器的位置。將預測溫度與實際溫度比較，以檢測加熱空氣的再循環。
在又一種實施方案中，機器可訪問介質包含指令，當由機器執行這些指令時，使機器執行這里所描述的操作。
圖1是機柜服務器系統的部分切去透射圖。
圖2是說明外殼內的空氣流和再循環的機柜服務器系統的部分切去透視圖。
圖3是說明再循環區的實例的機柜服務器系統的部分切去透視圖。
圖4是說明由加熱空氣的再循環引起的溫度梯度的機柜服務器系統的透視圖。
圖5是檢測和分析機柜系統中的再循環的系統的示意圖。
圖6是描述檢測機柜系統內的再循環的方法的流程圖。
圖7是可以配置用于模擬機柜系統內的熱傳導的計算機系統的示意圖。
具體實施例方式
本發明提供用于表征電子系統內的加熱模式尤其是用于檢測和分析加熱空氣的再循環的效果的系統和方法。本發明可以與具有發熱部件的廣泛電子系統一起使用。本發明的實施方案與可以容納大量部件的機柜式服務器系統(“機柜系統”)結合時特別有用。許多部件產生熱或者影響貫穿機柜系統的熱傳導。因此，下面在該點上廣泛地討論機柜系統。但是，機柜系統的討論并不打算將本發明的范圍局限于涉及機柜系統的應用。
范圍廣泛的機柜系統可以從本發明中受益。例如，本發明適用的一個機柜系統可以包括安裝在機柜中的單個服務器。這種機柜系統可能具有許多內部部件例如CPU、存儲器DIMM等，并且典型地用格柵在正面覆蓋，以便為了冷卻的目的允許空氣進入。可選地，機柜系統可以包括安裝有多個服務器刀片的刀片機架。每個服務器刀片典型地包括一些部件比如CPU、存儲器等，并且各個服務器刀片可以具有允許冷卻空氣進入的格柵或其它開口。但是，刀片機架在正面典型地不包括格柵，因為這會妨礙服務器刀片的插入和移除。本發明將適用于對本領域技術人員顯而易見的許多其它機柜系統。
圖1是假想機柜系統10的部分切去透視圖。因為可以從本發明中受益的廣泛的機柜系統，在概念上描繪的機柜系統10并不打算指定任何特定的制造、型號或種類。假想機柜系統10包括外殼11，其容納許多部件如服務器12、通風口14、管理控制器模塊15、電源模塊16、鼓風機17，以及開關模塊18。外殼11包括任選的格柵19。外殼11可以容納共享公共的管理控制器、電源模塊、鼓風機和開關模塊的多個服務器12。在許多實施方案中，連接器可以將服務器12與支撐模塊連接，以減少布線需求并便于服務器12的安裝和移除。例如，每個服務器12可以經由開關模塊18與千兆以太網連接。外殼11可以不需要將電纜直接連接到每個服務器而將服務器12連接到以太網。
外殼11也可以提供熱插拔部件，以允許例如將一個服務器安裝到空槽位中同時其它服務器繼續工作。在幾種實施方案中，外殼11也包括與服務器連接的一個或多個磁盤驅動器、硬盤驅動器、光盤(CD)驅動器以及數字多功能光盤(DVD)驅動器。驅動器可以便于操作系統和其它應用程序在服務器12上的安裝。
服務器12可以包括具有硬盤驅動器和存儲器以服務一個或多個公共或獨立網絡的單或多處理器服務器。在所顯示的實施方案中，服務器12是熱插拔刀片服務器。服務器12包括通風口14以便于強迫空氣進入和排出，以去除由機柜系統10的部件產生的熱量。特別地，鼓風機17可以從外殼正面吸入空氣穿過服務器12，并且通過鼓風機17的背面或外殼背面排出空氣。
可以將溫度傳感器放置在遍及外殼11的各個位置。可以將溫度傳感器與管理控制器15連接，以監控遍及外殼11的不同位置處的溫度。管理控制器15可以包括熱分析軟件、固件以及/或者狀態機，以分析由遍及外殼11的溫度傳感器檢測的溫度，并且可以包括存儲器以存儲描述機柜系統10的拓撲的數據。特別地，管理控制器15保持機柜系統10的拓撲，比如部件容量、部件之間空氣通路的互連，以及每個部件的屬性，例如包括部件如服務器12、空服務器槽位、通風口14、管理模塊15、電源模塊16、鼓風機17和開關模塊18的空氣流阻抗。管理控制器15還可以保持關于溫度傳感器的位置的拓撲。
在一些實施方案中，管理控制器15通過監測影響系統拓撲以及空氣流和加熱模式的部件改變來保持更新的系統拓撲。在其它實施方案中，當進行這些改變時，服務提供商可以手工輸入對拓撲的改變。
仍然參考圖1，可以使用方法如流網絡建模來模擬機柜系統10中的熱傳導的一些方面如各個部件的空氣流阻抗，以計算對應于整個系統的空氣流阻抗的單個值。總的系統空氣流阻抗與全部空氣流動設備如鼓風機17的系統級特性曲線的交點可以確定遍及整個系統的壓降。可以從系統的壓降以及部件的各個阻抗確定與部件關聯的空氣流速率和壓降。
當模擬熱傳導時也可以考慮可能的故障場景。故障場景可以包括一個或多個通風口的阻塞、其余服務器中的一個或多個處理器的過熱、取走通風蓋以進行維護，以及可以影響機柜系統10中的空氣流和加熱模式的其它事件。也可以響應于系統拓撲中的改變而更新這些故障場景。例如，當從機柜系統10中移走一個服務器12以及更新系統拓撲時，可以識別與空閑出的服務器槽位相關的故障場景。
當檢測到熱問題時，管理控制器15可以分析來自外殼11中的溫度傳感器的溫度讀數，以確定熱問題的根源或根本原因。將外殼11內的溫度和/或溫度梯度與故障場景的溫度和/或溫度梯度比較，以確定熱問題的可能原因。然后，可以將具有大部分類似溫度和/或溫度梯度的故障場景識別為熱問題的可能原因。
但是，已知的模擬熱傳導的技術不能認出、識別，以及說明機柜系統中加熱空氣的再循環的效果。加熱空氣的再循環可以顯著影響機柜系統內的加熱模式。因此，本發明的一些方面涉及檢測和分析加熱空氣的再循環。圖2是描繪外殼32內的空氣流和再循環的機柜系統30的概念切去視圖。將外殼32支撐在地板34上或者在與墻壁36相鄰的裝備機柜(沒有顯示)中。周圍空氣從正面44在箭頭38的方向上進入外殼32，并且在背面40退出外殼32。一般地以42表示機柜系統30的切去部分，其暴露出機柜系統30內部的一部分。將幾個溫度傳感器48、50、52和54放置在機柜系統30中。可以關于圖2中所示的“x”、“y”和“z”軸標示溫度傳感器48、50、52和54的位置。
作為例子，在外殼32周圍標示了幾個可能的再循環通路(“路徑”)58、60、62、64和66。當從背面40退出外殼32的空氣在正面44再次進入外殼32時，可能發生再循環。如所示，在機柜系統30靠近墻壁、地板或其它邊界的情況下，可能發生再循環。路徑62接近地板34。路徑66沿著墻壁36。路徑64靠近墻壁36和地板34在外殼32下方經過。再循環甚至可能在某種程度上發生在遠離地板、墻壁或者其它邊界的位置。例如，路徑60指示沿著距離墻壁36最遠的外殼32一側的空氣再循環。
“再循環區”可以定義為空氣具有返回到機柜系統的通常空氣流路徑中的上游點的可能性的區域或位置。圖3是說明一些再循環區72、74、76和78的示例位置和構造的機柜系統70的部分切去透視圖。為了直觀，在圖3中將再循環區72、74、76和78的每個描繪為陰影。機柜系統70包括具有正面82、頂面84和側面86的外殼71。再循環區72顯示為沿著左上正面82，接近正面82和頂面84的邊緣。再循環區72通常是平面邊界，加熱空氣可以通過它再次進入外殼71。再循環區74通常也是在正面82上的平面邊界，加熱空氣可以通過它再次進入外殼71。如虛線所示的，再循環區74在等同于區域72的交集處與再循環區72重疊。換句話說，可以將區域72看作區域74的子集。根據一些實施方案，可以分別模擬重疊的區域72和74，以預測逐漸增大的空氣再循環量的效果。雖然區域72和74沿著正面82的左上延伸到正面82下方的各種距離，但是可以任選地將再循環區定義在正面82上的任何位置。例如，區域76沿著正面的右側，在正面82與側面86的交匯處。區域78沿著相同的交匯，但覆蓋正面82的更大部分。并且，區域78與區域76重疊，如虛線所示。也可以任選地在底部、側面、頂部或可能地在機柜系統70的內部區域中定義再循環區。但是，最優選的再循環區沿著正面邊緣，因為大部分的再循環空氣將傾向于沿著這些邊緣進入外殼。
在一些實施方案中，再循環可以導致跨越再循環區的溫度梯度。例如，圖4是描繪各種溫度梯度的機柜系統90的透視圖。將外殼92至少部分地支撐在地板94上或者在裝備機柜中，并放置成與墻壁96相鄰。空氣可以從外殼92的背面98再循環到正面108。在正面108上顯示定性的溫度分布100，以指示再循環空氣溫度如何分布。如所示，觀察到的溫度在左側較高，地板94和墻壁96在這些地方的附近相交并提供更可能的再循環路徑。溫度朝向與墻壁96相對的一面110降低，在那里在外殼92周圍有更多的空間供空氣散開而不是再循環。虛線105表示作為參考的室溫。如所示，雖然溫度沿著正面108在遠離墻壁96的方向上降低，但是溫度分布100中的溫度通常比室溫高。這表示遠離墻壁96也可以發生一些再循環，以及即使低水平的再循環，例如在位置103，也可以引起進入外殼92的空氣的溫度升高。
圖5是檢測和分析機柜系統115中的再循環的系統的示意圖。機柜系統115容納發熱部件138和溫度傳感器140。計算機120包括軟件122、處理器124和存儲器126，并且產生輸出132。計算機120接收溫度讀數并處理來自溫度傳感器140的溫度信號125，以計算包括在輸出132中的至少一個“實際溫度曲線134”。實際溫度曲線134是包括每個溫度傳感器(TS)的實際溫度(Ta)和位置(x，y，z)信息的數據集。可以任選地將實際溫度曲線134直觀表示為圖表、曲線、數據列表，或其它直觀表示。也可以將實際溫度曲線134存儲在存儲器127中供計算機120進一步處理。
機柜系統115的熱傳導模型126通過計算機120中的軟件122創建，并且可以保存在存儲器127中，如虛線129所示。軟件122可以包括產生模型126的模擬機柜系統115中的熱傳導的熱分析軟件和固件。用戶可以經由可包括鍵盤、定點設備和LCD顯示器的用戶外圍設備130輸入和定義熱傳導模型126的一些方面。熱傳導模型126可以包括熱傳導、空氣流特性和部件138的其它參數。
一個或多個再循環溫度142輸入到模型120。再循環溫度142是為了在機柜系統115的一個或多個再循環區模擬而選擇的假設的可變溫度值。再循環溫度142可以由用戶選擇并且使用用戶外圍設備130輸入到計算機120。作為選擇，計算機120可以例如通過下面描述的重復過程產生模擬的再循環溫度。因為再循環涉及加熱空氣的再次進入，所以通常選擇再循環溫度高于參考溫度，例如機柜系統115周圍的環境空氣，或者機柜系統115所處的平均室溫。可以在運行模型126之前將再循環溫度存儲在存儲器127中。
然后計算機120基于輸入的再循環溫度142運行熱傳導模型并且輸出相應的“預測溫度曲線”136。預測溫度曲線136是包括預測溫度(Tp)以及與溫度傳感器140的位置相對應的位置(x，y，z)信息的數據集。因此，預測溫度曲線136是基于模型126和輸入到模型126的再循環溫度142，映射到溫度傳感器140的位置的溫度預測。可以將實際溫度曲線134與預測溫度曲線136比較以檢測再循環。
圖6是描述檢測機柜系統內再循環的方法的流程圖。在步驟150中首先根據系統設計者組裝機柜系統。在步驟152中將溫度傳感器放置在遍及機柜系統的位置，并且可能與計算機連接。通常，溫度傳感器位于已安裝裝備內預先指定的位置，但是可能增加手工安裝的傳感器，只要將它們的位置作為輸入提供到計算機，例如通過將位置輸入到分析軟件中。在步驟154中計算機接收遍及機柜系統的不同位置處的溫度，并且在步驟155中計算實際溫度曲線(ATP)。計算機監控實際溫度，并且連續不斷地檢查以確定警報條件是否出現。例如，在步驟156中計算機可能監控接收的任何實際溫度是否超過某個設定點(SP)。
如果在步驟156中激活設定點或其它警報條件，計算機開始在PTP子例程157中計算一個或多個預測溫度曲線(PTP)。將再循環溫度輸入到計算機，并且計算機運行模型以計算n個預測溫度曲線，其中“n”是任意正數。例如，在步驟158中將第一組一個或多個再循環溫度輸入到計算機。在步驟160中計算機運行模型并且計算第一組再循環溫度的PTP。在步驟161中，計算機計算PTP與ATP之間的偏差。如在步驟162中確定的，計算機可能任意執行子例程157的重復過程，改變在再循環區模擬的溫度或溫度分布，直到在步驟162中，計算機已經計算出ATP與第n個PTP之間的偏差。已知的數學算法例如最小二乘分析可用于計算偏差。用戶或系統設計者可以根據模擬的機柜系統選擇最佳算法。重復次數“n”可以固定或可變。算法自身可以重復選擇適當的輸入溫度以便識別產生與TAP偏差最小的PTP的輸入溫度和/或一個或多個其它輸入條件。最終，本發明的主要目的并不是識別再循環流的理論溫度，而是識別不期望級別的再循環正在發生。
在可選FTP子例程164中，計算機執行引入備用故障場景并且將再循環效果從模擬過程中排除的重復，以確定實際溫度是否與備用故障場景更一致。在FTP子例程164的步驟166中，選擇故障場景來模擬。在步驟168中，計算故障相關的溫度曲線(FTP)。FTP是包括預測溫度以及與機柜系統中溫度傳感器的位置相對應的位置(x，y，z)信息的數據集。在步驟170中，計算機計算FTP與ATP之間的偏差。步驟172基于模擬的備用故障場景的數目確定將執行FTP子例程164的多少次重復。在一些實施方案中，可以同時模擬再循環和備用故障場景。例如，分析可以嘗試在再循環熱空氣存在的情況下診斷阻塞的進風口。
在步驟174中，計算機比較在PTP子例程157和可選的FTP子例程164中計算的各種偏差。在一些實施方案中，計算機選擇具有最小偏差的PTP-換句話說，與ATP比較最接近的PTP-因此，最好地描述機柜系統內實際溫度的PTP。在其它實施方案中，計算的偏差可能都大，指示沒有PTP充分描述機柜系統內的實際情況。例如，如果在FTP子例程164的步驟168中計算的偏差小于在PTP子例程157的步驟160中計算的偏差，則計算機可以確定在步驟166中選擇的備用故障場景的一個或多個更準確地描述機柜系統內的實際情況。在步驟178中例如通過識別具有最低偏差的PTP和/或ATP進行這種確定。
如果在步驟178中指示再循環或備用故障場景的一個，計算機可以確定是否已經達到臨界條件。例如，如果PTP或FTP描述顯著再循環的高可能性，或者如果接收的實際溫度高得危險，那么計算機可以激活安全系統。安全系統可能包括步驟例如發出警報聲音、停止機柜系統的至少一部分，以及提示用戶評定再循環問題。那時，計算機可能例如通過顯示實際溫度曲線和可能描述機柜系統中情況的預測溫度曲線，以及可能指示機柜系統中問題根源的任何備用故障場景來通知用戶相關信息。
本發明的另一個有益用處在于識別溫度傳感器例如熱電偶何時給出不正確的讀數。如果特定溫度傳感器正在給出與特定場景例如再循環或故障場景一致的溫度讀數，但是模型指示正常空氣流動型式的上游和/或下游的溫度讀數與特定溫度讀數不一致，那么模型可以識別哪個溫度傳感器可能需要維護或替換。
應當認識到，本發明可以采取完全硬件實施方案、完全軟件實施方案，或者包含硬件和軟件元素的實施方案的形式。在特定實施方案中，包括方法的實施方案，本發明可以在包括但不局限于固件、常駐軟件和微碼的軟件中實現。
此外，本發明可以采取可從計算機可讀介質訪問、提供由計算機或任何指令執行系統使用或者與計算機或任何指令執行系統連接的程序代碼的計算機程序產品的形式。為了該描述，計算機可用或計算機可讀介質可以是可以包含、存儲、通信、傳播或傳送由指令執行系統、裝置或設備使用或與其連接的程序的任何裝置。
介質可以是電子、磁性、光學、電磁、紅外或半導體系統(或者裝置或設備)或者傳播介質。計算機可讀介質的實例包括半導體或固態存儲器、磁帶、可移除計算機磁盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、硬磁盤和光盤。光盤的當前實例包括壓縮盤-只讀存儲器(CD-ROM)、壓縮盤-讀/寫(CD-R/W)和DVD。
適合于存儲和/或執行程序代碼的數據處理系統將包括直接或通過系統總線間接連接到存儲元件的至少一個處理器。存儲元件可以包括在程序代碼的實際執行期間使用的局部存儲器、大容量存儲器以及提供至少一些存儲代碼的臨時存儲以便減少代碼在執行期間必須從大容量存儲器中取回的次數的高速緩沖存儲器。
輸入/輸出或I/O設備(包括但不局限于鍵盤、顯示器、定點設備等)可以直接或通過插入的I/O控制器連接到系統。網絡適配器也可以連接到系統以使得數據處理系統變得能夠通過插入的私有或公共網絡連接到其它數據處理系統或者遠程打印機或存儲設備。調制解調器、電纜調制解調器和以太網卡僅是當前可用類型網絡適配器的一些。
為了說明，圖7是根據本發明實施方案可以配置用于模擬機柜系統內的熱傳導的計算機系統220的示意圖。計算機系統220可以是常規計算機系統220形式的通用計算設備。通常，計算機系統220包括處理單元221、系統存儲器222以及連接包括系統存儲器222到處理單元221的各種系統部件的系統總線223。系統總線223可以是幾種類型總線結構的任何一種，包括存儲器總線或存儲控制器、外圍總線和使用多種總線體系結構的任何一種的局部總線。系統存儲器包括只讀存儲器(ROM)224和隨機存取存儲器(RAM)225。基本輸入/輸出系統(BIOS)226，包含例如在啟動期間幫助在計算機系統220內元件之間傳送信息的基本例程，存儲在ROM 224中。
計算機系統220還包括用于從硬盤227中讀出和寫入硬盤227中的硬盤驅動器235，用于從可移除磁盤229中讀出或寫入可移除磁盤229中的磁盤驅動器228，以及從可移除光盤231例如CD-R、CD-RW、DV-R或DV-RW中讀出或寫入可移除光盤231中的光盤驅動器230。硬盤驅動器235、磁盤驅動器228和光盤驅動器230分別由硬盤驅動器接口232、磁盤驅動器接口233和光盤驅動器接口234連接到系統總線223。雖然這里描述的實例環境使用硬盤227、可移除磁盤229和可移除光盤231，但是本領域技術人員應當理解，可以存儲可由計算機訪問的其它類型的計算機可讀介質，例如盒式磁帶、閃存卡、數字視頻光盤、Bernoulli盒式磁帶、RAM、ROM、USB驅動器等也可以在實例操作環境中使用。驅動器及其相關計算機可讀介質提供計算機系統220的計算機可執行指令、數據結構、程序模塊和其它數據的非易失性存儲。例如，可以將操作系統240和應用程序236存儲在計算機系統220的RAM 225和/或硬盤227中。應用程序236可以包括模擬熱傳導以檢測和描述機柜系統中的再循環的熱分析軟件和固件。
用戶可以通過輸入設備例如鍵盤255和鼠標242將命令和信息輸入到計算機系統220中。其它輸入設備(沒有顯示)可以包括麥克風、鐵筆、游戲板、觸摸板、衛星電視天線、掃描儀等。這些和其它輸入設備經常通過連接到系統總線223的USB(通用串行總線)246連接到處理單元222，但是可以由其它接口例如串行端口接口、并行端口、游戲端口等連接。顯示設備247也可以經由接口例如視頻適配器248連接到系統總線223。除了顯示器之外，個人計算機典型地包括其它外圍輸出設備(沒有顯示)，例如揚聲器和打印機。
計算機系統220可以使用到一個或多個遠程計算機249的邏輯連接在聯網環境中操作。遠程計算機249可以是另一臺個人計算機、服務器、客戶端、路由器、網絡PC、對等設備、大型機、個人數字助理、因特網連接的移動電話或其它公共網絡節點。雖然遠程計算機249典型地包括上面關于計算機系統220描述的許多或全部元件，僅存儲設備250在圖7中說明。在圖中描繪的邏輯連接包括局域網(LAN)251和廣域網(WAN)252。這種聯網環境在辦公室、企業范圍的計算機網絡、內聯網和因特網中是常見的。此外，遍及模擬的機柜系統而分布的溫度傳感器可以經由LAN 251、WAN 252或其它邏輯連接而連接到計算機系統220。
當在LAN聯網環境中使用時，計算機系統220經常通過網絡接口或適配器253連接到局域網251。當在WAN聯網環境中使用時，計算機系統220典型地包括調制解調器254或在WAN 252例如因特網上建立高速通信的其它裝置。可能內置或外置的調制解調器254經由USB接口246連接到系統總線223。在聯網環境中，可以將關于計算機系統220描述的程序模塊或其部分存儲在遠程存儲設備250中。應當理解，顯示的網絡連接是示范性的并且可以使用在計算機之間建立通信鏈路的其它方法。
程序模塊可以存儲在硬盤227、光盤231、ROM 224、RAM 225或甚至磁盤229上。程序模塊可以包括操作系統240和用于模擬機柜系統中熱傳導的應用程序236的部分。可以包括系統設計者參數數據庫238，其可以包含如由系統設計者指定的模擬機柜系統中熱傳導的參數和程序。也可以包括用戶偏好數據庫239，其可以包含如由計算機系統220的最終用戶指定的模擬具體機柜系統的參數。例如，用戶可以輸入關于機柜系統設計、具體部件位置、溫度傳感器位置、再循環溫度等的信息。
本發明的方面可以應用程序236的形式實現。應用程序236通常包括用于模擬機柜系統內熱傳導的計算機可執行指令。應用程序236可以由系統設計者參數數據庫238和/或用戶偏好數據庫239提供信息或與其相關聯。例如，系統設計者數據庫可以包括關于機柜系統部件的參數，例如它們的位置和熱傳導特性。用戶偏好數據庫239也可以包括關于機柜系統部件的信息，并且可以由用戶更新以說明機柜系統配置的變化。
圖7中顯示的描述實例并不暗示著體系結構限制。例如，本領域技術人員將理解，可以在其它計算機系統配置中實現模擬熱傳導、檢測并評定再循環等的方法，包括機柜系統或刀片服務器系統、多處理器系統、基于微處理器或可編程消費電子設備、網絡個人計算機、小型機、大型計算機等。本發明也可以在分布式計算環境中實踐，其中任務由通過通信網絡連接的遠程處理設備執行。在分布式計算環境中，程序模塊可以位于本地和遠程存儲設備中。
如這里權利要求和說明書中使用的術語“包括”、“包含”和“具有”將認為指示可以包括沒有指定的其它元件的開放組。術語“一”、“一個”以及單詞的單數形式將看作包括相同單詞的復數形式，使得術語意味著提供一個或多個某物。術語“一個”或“單個”可以用來表示指定一個且僅一個某物。類似地，當指定具體數目的事物時可以使用其它具體整數值，例如“二”。術語“優選地”、“優選的”、“優選”、“可選地”、“可能”以及類似術語用來表示所指項目、條件或步驟是本發明的可選(非必需)特征。
雖然已經關于有限數目的實施方案描述了本發明，但是受益于該公開內容的領域中的技術人員將理解，可以設計不背離這里公開的本發明范圍的其它實施方案。因此，本發明的范圍應當僅由附加權利要求限制。
權利要求
1.一種方法，包括創建電子系統的熱傳導模型，電子系統包括一個或多個發熱元件；在熱傳導模型中指定一個或多個再循環區；對應于該一個或多個再循環區，選擇一個或多個再循環溫度；使用熱傳導模型和該一個或多個選定的再循環溫度為電子系統計算第一預測溫度曲線；在電子系統中感測出實際溫度曲線；以及將實際溫度曲線與第一預測溫度曲線比較，以檢測可能的再循環。
2.根據權利要求1的方法，其中第一溫度曲線包括與電子系統內指定位置相對應的位置數據。
3.根據權利要求2的方法，其中位置數據標識位于電子系統內的溫度傳感器的位置，溫度傳感器用于感測實際溫度曲線。
4.根據權利要求1的方法，還包括對應于一個或多個再循環區，選擇其它再循環溫度；使用熱傳導模型和該選定的其它再循環溫度為電子系統計算第二預測溫度曲線；將實際溫度曲線與第一和第二預測溫度曲線比較；以及確定第一溫度曲線還是第二溫度曲線與實際溫度曲線更接近地對應。
5.根據權利要求4的方法，還包括計算第一預測溫度曲線與實際溫度曲線之間的第一偏差；計算第二預測溫度曲線與實際溫度曲線之間的第二偏差；以及比較第一偏差和第二偏差。
6.根據權利要求4的方法，其中其它再循環溫度基本上等于空氣溫度。
7.根據權利要求1的方法，其中該一個或多個再循環溫度高于周圍空氣溫度。
8.根據權利要求1的方法，其中該一個或多個再循環區對應于電子系統的一個或多個邊界處的位置。
9.根據權利要求1的方法，其中再循環區在電子系統外殼的底部、側面和頂部的一個或多個上。
10.根據權利要求1的方法，其中一個或多個再循環區重疊。
11.根據權利要求1的方法，其中計算第一預測溫度曲線的步驟與感測實際溫度曲線的步驟同時執行。
12.一種檢測機柜外殼內再循環的方法，包括在機柜外殼內提供溫度傳感器；使用溫度傳感器感測實際溫度；在機柜外殼內定義一個或多個再循環區；模擬機柜外殼內的熱傳導，包括在該一個或多個再循環區的再循環的效果，以預測機柜外殼內各個位置的溫度；將預測溫度的位置映射到放置在機柜外殼內的溫度傳感器的位置；以及將預測溫度與實際溫度比較，以檢測可能的再循環。
13.根據權利要求12的方法，還包括模擬機柜外殼內的熱傳導，排除在該一個或多個再循環區的再循環的效果；以及確定實際溫度與當包括再循環效果時預測的溫度更接近地對應還是與排除再循環效果時預測的溫度更接近地對應。
14.根據權利要求12的方法，其中該一個或多個再循環區包括多個重疊的再循環區。
15.根據權利要求12的方法，還包括選擇用于在再循環區模擬的多個不同溫度；以及模擬機柜外殼內的熱傳導，包括多個不同溫度的效果。
16.根據權利要求12的方法，還包括模擬跨越該一個或多個再循環區的至少一個溫度梯度。
17.一種包括用于實現根據權利要求1-16中任何一個的方法中步驟的裝置的系統。
全文摘要
本發明公開一種檢測機柜服務器系統內的再循環的系統和方法。為機柜服務器系統構造熱傳導模型。指定再循環區，并且輸入再循環區處的假設再循環溫度。熱傳導模型預測機柜服務器系統中其它位置的溫度，并且計算預測溫度曲線。感測機柜服務器系統中的實際溫度，并且也產生實際溫度曲線。將實際溫度曲線與預測溫度曲線比較以檢測可能的再循環。
文檔編號F24F11/00GK101089779SQ20071010507
公開日2007年12月19日 申請日期2007年5月22日 優先權日2006年6月15日
發明者托馬斯·M.·布萊德里奇, 安琪拉·B.·達爾頓, 理查德·E.·哈伯, 威廉·J.·皮亞扎 申請人:國際商業機器公司