一種高密度、節能刀片服務器系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高密度、節能刀片服務器系統，包括有計算模塊、信息交換模塊、系統電源管理模塊、以及電源模塊；其中，計算模塊包括有節點功率監控單元、連接節點功率監控單元的集中控制單元、連接集中控制單元的運算處理單元、連接運算處理單元的信息存儲單元、以及連接集中控制單元的節點電源管理單元；藉由系統電源管理模塊通過PMBus總線得到系統電源的功耗信息，并通過信息交換模塊傳送給各個節點，各節點上配置的節點電源模塊將系統的電源信息整理后，在通過PMBus總線傳送給計算單元的集中控制單元，實現節點與系統電源的統一管理，實現系統電源的狀態監控、功率讀取，節能控制，故障保護等功能。
【專利說明】一種高密度、節能刀片服務器系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于計算機服務器【技術領域】，涉及一種高密度、節能刀片服務器系統。
【背景技術】
[0002]Intel Node Manager是一個內嵌于英特爾服務器芯片組的功率管理技術。通過數據中心管理軟件配合，能夠實時監控服務器功耗，并在數據中心層面進行動態調整，從而實現提高數據中心機架密度，降低運維成本的目的。借助Node Manager技術可以測量服務器平臺的實際功耗，從PMBus電源處收集信息，從而提供實時的功耗數據并通過IPMI接口進行報告。同時可以將平臺功耗設置為限定目標功率，保持在該功耗限制下的最佳性能。通過IPMI接口從一個外部管理控制臺接收功耗管理策略，并通過動態調整CPU運行主頻，達到提聞性能功耗比的目的。
[0003]刀片服務器是指在標準高度的機架式機箱內可插裝多個卡式的服務器單元，是一種實現HAHD (HighAvaiMabiMityHighDensity,高可用高密度)的低成本服務器平臺，為特殊應用行業和高密度計算環境專門設計。刀片式服務器已經成為高性能計算集群的主流，在全球超級500強和國內100強超級計算機中，許多新增的集群系統都采用了刀片架構。由于采用刀片服務器可以極大減少所需外部線纜的數量，可以大大降低由于線纜連接故障帶來的隱患，提高系統可靠性。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種高密度、節能刀片服務器系統。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術方案為:
一種高密度、節能刀片服務器系統，包括有計算模塊、連接計算模塊的信息交換模塊、系統電源管理模塊、以及連接信息交換模塊的電源模塊；其中，計算模塊包括有節點功率監控單元、連接節點功率監控單元的集中控制單元、連接集中控制單元的運算處理單元、連接運算處理單元的信息存儲單元、以及連接集中控制單元的節點電源管理單元；藉由系統電源管理模塊通過PMBus總線得到系統電源的功耗信息，并通過信息交換模塊傳送給各個節點，各節點上配置的節點電源模塊將系統的電源信息整理后，在通過PMBus總線傳送給計算單元的集中控制單元，實現節點與系統電源的統一管理。
[0006]進一步地，所述集中控制單元用以負責對計算節點中的各部分的功耗信息進行收集；其中，集中控制單元通過PECI總線與運算處理單元連接，時時獲取運算單元的電壓以及溫度。
[0007]進一步地，所述信息存儲單元用來存儲運算單元處理的信息，通過SMBus總線將信息存儲單元的信息通過運算單元傳遞給集中控制單元。
[0008]進一步地，所述集中控制單元內設置有SM_linkO和SM_linkl兩條SM_link通路；其中，SM_linkO通路通過SMBus總線與節點電源管理單元連接，而SM_linkl通路通過PMBus與節點功率監控單元連接。[0009]進一步地，集中控制單元內還設置有I條SMBus通路，集中控制單元通過該SMBus通路連接I2C通訊單元，通過I2C通訊單元以獲得節點上基于I2C通訊芯片的信息。
[0010]進一步地，節點功率監控單元通過PMBus總線直接調整自身節點的供電電壓，并通過與信息交換模塊連接，以接收來自系統監控管理模塊發出的指令，根據指令執行相應的功耗控制。
[0011]進一步地，信息交換模塊用以負責將各計算節點上的功耗信息數據傳送到系統電源管理模塊上進行統一的分析，并將系統電源模塊上的控制指令發送至功耗需要調整的計算節點。
[0012]相較于現有技術，本發明一種高密度、節能刀片服務器系統藉由系統電源管理模塊(SMC)通過PMBUS得到系統電源的功耗信息，并通過交換模塊傳送給各個節點。各節點上配有節點電源模塊(BMC)，BMC將系統的電源信息整理后，在通過PMBUS傳送給PCH芯片，實現節點與系統電源的統一管理，可以實現系統電源的狀態監控、功率讀取，節能控制，故障保護等功能，更適用于高性能運算、電信及復雜的高性能商業應用領域，因而具有非常廣闊的發展前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明高密度、節能刀片服務器系統的系統架構圖示。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0015]如圖1所示，本發明一種高密度、節能刀片服務器系統包括有計算模塊、連接計算模塊的信息交換模塊、系統電源管理模塊、以及連接信息交換模塊的電源模塊；其中，計算模塊包有節點功率監控單元、連接節點功率監控單元的集中控制單元、連接集中控制單元的運算處理單元、連接運算處理單元的信息存儲單元、以及連接集中控制單元的節點電源管理單元；系統整體的功耗信息由系統電源管理模塊(SMC)通過PMBus得到系統電源的功耗信息，并通過交換模塊傳送給各個節點，各節點上配有節點電源模塊(BMC)，BMC將系統的電源信息整理后，在通過PMBus傳送給PCH芯片，實現節點與系統電源的統一管理。
[0016]節點功率監控單元和節點電源管理單元是計算節點中的主要節能管理環節，在每個計算模塊上，集中控制單元用來負責對計算節點中的各部分的功耗信息進行收集。其中:集中控制單元通過PECI總線與運算處理單元連接，時時獲取運算單元的電壓以及溫度；信息存儲單元用來存儲運算單元處理的信息，通過SMBus總線將信息存儲單元的信息通過運算單元傳遞給集中控制單元；集中管理模塊內設置有兩條SM_link通路，SM_linkO通路和SM_linkl通路，SM_linkO通路通過SMBus總線與節點電源管理單元連接,節點電源管理單元中主要存放實現定義的節點Power管理策略，其根據不同應用場景的需求提供時時調整節點供電的策略；SM_linkl通路通過PMBus與節點功率監控單元連接，節點功率監控單元根據系統電源管理模塊或節點電源管理單元的配置策略直接調整節點端5V和12V的供電。集中控制單元內還設置有I條SMBus通路，與I2C通訊單元連接，通過I2C通訊單元集中控制單元可以獲得節點上基于I2C通訊芯片的信息；集中控制單元的配置信息和控制模式可以根據整系統的需要進行具體的配置，相關配置數據是通過SPI總線存放在Flash存儲中。
[0017]節點功率監控單元一方面對內通過PMBus總線可以直接調整自身節點的供電電壓，另一方面對外通過標準網絡與系統中的信息交換模塊連接，以接收來自系統監控管理模塊發出的指令，根據指令執行相應的功耗控制策略。單節點內部功耗信息來自功率監控芯片A (如，NS的LM25066)，通過PMBUS與集中控制單元相連，取得節點的功耗信息，系統在功耗控制方式上將刀片每個節點的電源控制與系統的電源控制分別用不同的控制方式，最后兩種功耗信息將都會在節點的集中控制單元上(如:intel PCH芯片)匯總并做出相應的控制動作。
[0018]系統整體的功耗信息由系統電源管理模塊(SMC)通過PMBUS得到系統電源的功耗信息，并通過信息交換模塊傳送給各個節點。各節點上配有節點電源模塊(BMC)，節點電源模塊BMC將系統的電源信息整理后，在通過PMBUS傳送給集中控制單元，實現節點與系統電源的統一管理。可以實現系統電源的狀態監控、功率讀取，節能控制，故障保護等功能。
[0019]信息交換模塊作為系統中各節點信息傳送的中樞，負責將各計算節點上的功耗信息數據傳送到系統電源管理模塊上進行統一的分析，并將系統電源模塊上的控制指令發送到功耗需要調整的計算節點。電源模塊一般采用N+1或N+N的冗余架構設計，為整個系統提供穩定、持續的供電保障，同時系統電源管理模塊還可以通過對系統中所有節點實際產生功耗數據的分析來對電源模塊動態進行打開或關閉，當系統電源管理模塊檢測到前端節點產生功耗小于電源模塊整體最大提供電量時，會發命令給電源模塊，讓電源模塊關閉，而當系統電源管理模塊檢測到前端所有節點產生功耗大于目前電源提供電量并且系統中存在尚未使用的電源模塊時，會開啟電源模塊，整個電源的開啟或關閉操作都是動態、時時并且根據實際需求量進行調整，以此來節省整系統的功耗。
[0020]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種高密度、節能刀片服務器系統，其特征在于:包括有計算模塊、連接計算模塊的信息交換模塊、系統電源管理模塊、以及連接信息交換模塊的電源模塊；其中，計算模塊包括有節點功率監控單元、連接節點功率監控單元的集中控制單元、連接集中控制單元的運算處理單元、連接運算處理單元的信息存儲單元、以及連接集中控制單元的節點電源管理單元；藉由系統電源管理模塊通過PMBus總線得到系統電源的功耗信息，并通過信息交換模塊傳送給各個節點，各節點上配置的節點電源模塊將系統的電源信息整理后，在通過PMBus總線傳送給計算單元的集中控制單元，實現節點與系統電源的統一管理。
2.根據權利要求1所述高密度、節能刀片服務器系統，其特征在于:所述集中控制單元用以負責對計算節點中的各部分的功耗信息進行收集；其中，集中控制單元通過PECI總線與運算處理單元連接，時時獲取運算單元的電壓以及溫度。
3.根據權利要求2所述高密度、節能刀片服務器系統，其特征在于:所述信息存儲單元用來存儲運算單元處理的信息，通過SMBus總線將信息存儲單元的信息通過運算單元傳遞給集中控制單兀。
4.根據權利要求3所述高密度、節能刀片服務器系統，其特征在于:所述集中控制單元內設置有SM_linkO和SM_linkl兩條SM_link通路；其中，SM_linkO通路通過SMBus總線與節點電源管理單元連接，而SM_linkl通路通過PMBus與節點功率監控單元連接。
5.根據權利要求4所述高密度、節能刀片服務器系統，其特征在于:集中控制單元內還設置有I條SMBus通路，集中控制單元通過該SMBus通路連接I2C通訊單元，通過I2C通訊單元以獲得節點上基于I2C通訊芯片的信息。
6.根據權利要求5所述高密度、節能刀片服務器系統，其特征在于:節點功率監控單元通過PMBus總線直接調整自身節點的供電電壓，并通過與信息交換模塊連接，以接收來自系統監控管理模塊發出的指令，根據指令執行相應的功耗控制。
7.根據權利要求6所述高密度、節能刀片服務器系統，其特征在于:信息交換模塊用以負責將各計算節點上的功耗信息數據傳送到系統電源管理模塊上進行統一的分析，并將系統電源模塊上的控制指令發送至功耗需要調整的計算節點。
【文檔編號】G06F1/28GK103984394SQ201410191594
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月8日 優先權日:2014年5月8日
【發明者】王磊, 王守昊 申請人:浪潮電子信息產業股份有限公司