一種利用電容兼顧ac電源成本與cpu性能的設計方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種服務器供電領域，具體地說是一種利用電容兼顧AC電源成本與 CHJ性能的設計方法。
【背景技術】
[0002] 伴隨云計算的快速發展，信息化已經逐漸普及到人們日常生活的各個行業，人們 對網絡數據量的需求也越來越大。尤其在互聯網行業，數據中心作為海量數據儲存和服務 的平臺，對數據中心機房的服務器數量需求也越來越大。往往一座大型數據中心建設完成， 服務器的數量會數以十萬計來部署。
[0003] 電源作為服務器正常工作的基石，其功率的大小往往取決于服務器系統功耗；且 電源的功率越高，成本越高(功率增加一倍，成本也相應增加約一倍)。通常，在服務器工作 時，并不是所有時間都工作在超負荷條件下(如：CPU的Turbo boost功能打開。即：CPU處 于超頻工作狀態，單位時間處理數據量會變大)。若電源功率規格依照服務器系統超負荷時 的瞬時功耗來選型，會導致整個服務器成本的大幅上升。若選用功率規格較小的電源，在瞬 間功率超出電源最大輸出功率，存在過功率保護的風險。
[0004] 如何能夠在不影響CPU的睿頻加速性能的前提下，選用功率較小的電源給服務器 系統供電是目前急需解決的技術問題。
[0005]
【發明內容】
本發明的技術任務是針對以上不足之處，提供一種結構簡單、生產成本低、能夠滿足在 不影響CPU的睿頻加速的前提下，選用功率較小的電源給服務器系統供電的利用電容兼顧 AC電源成本與CPU性能的設計方法。
[0006] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種利用電容兼顧AC電源成本與 CPU性能的設計方法，步驟如下： (1) 確定CPU做睿頻加速動作時，系統最大瞬時功耗Pmax ; (2) 根據系統功耗的預估值，選擇一個功率為P。的PSU，其中，P /Pmax ; (3) 確定電容的規格，耐壓值選擇16V，電容值可按照如下公式： 其中：1表示充電電流，h表示起始時刻，
12表示充電終止時刻，U i表示電容的初始電 壓即0V，4表示電容的充滿電壓即12V ; (4) 根據步驟（3)中確定的電容值、耐壓值及充電時間即可選擇合適的電容模組； (5 )以上參數確定后，將所選型的電容模組加在程序存儲單元的DC輸出與CPU VR輸入 端的鏈路之間。
[0007] 作為優選，所述充電終止時刻是根據睿頻加速動作持續的時間來確定的。
[0008] 本發明的一種利用電容兼顧AC電源成本與CPU性能的設計方法和現有技術相比， 具有以下有益效果： (1) 采用電容擺放在服務器主板CPU VR的輸入供電端，利用電容的快速實現大功率充 電和放電的特性； (2) 在CPU VR的12V輸入端存在大容量電容模組；當CPU的瞬間功耗過高，系統功耗 超過程序存儲單元的最大輸出功率P。時，由電容模組來提供瞬時能量； (3) 通過引入電容模組來提供CPU做睿頻加速動作短時間所需的能量，可在不影響CPU 性能的情況下，選擇輸出功率較低的程序存儲單元，降低了程序存儲單元的成本，增強了服 務器的性價比。
[0009] 由此可見，本發明具有設計合理、結構簡單、使用方便、節省成本的特點，因而，具 有很好的推廣使用價值。
【附圖說明】
[0010] 下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0011] 附圖1為通用服務器主板系統的結構示意圖； 附圖2為CPU做睿頻加速即turbo boost動作時的功率波形圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0013] 實施例1 一種利用電容兼顧AC電源成本與CPU性能的設計方法，步驟如下： (1) 確定CPU做睿頻加速（turbo boost)動作時，系統最大瞬時功耗Pmax ; (2) 根據系統功耗的預估值，選擇一個功率為P。的PSU，其中，P /Pmax ; (3) 確定電容的規格，耐壓值選擇16V，電容值可按照如下公式：
其中：I表示充電電流，h表示起始時刻，12表示充電終止時刻(根據睿頻加速動作持續 的時間來確定的)，仏表示電容的初始電壓即0V，1]2表示電容的充滿電壓即12V ; (4) 根據步驟（3)中確定的電容值、耐壓值及充電時間即可選擇合適的電容模組； (5) 以上參數確定后，如附圖1所示，將所選型的電容模組加在程序存儲單元（PSU)的 DC輸出與CPU VR輸入端的鏈路之間。
[0014] 具體工作過程：當CPU啟動turbo boost功能后，會有短暫的瞬時高功耗。此時， 電容可瞬間提供CPU做turbo boost動作所需要的能量；當該動作停止后，超級電容會在充 放電控制單元的控制下，快速充滿能量，以滿足CPU在下一次做turbo boost動作所需要的 瞬時能量。
[0015] 如附圖1所示，AC是電通過PSU轉換為低壓直流電給主板供電；在主板的CPU VR 輸入端(輸入電壓為12V)放置一個電容模組，以實現PSU的DC輸出先經超級電容模組儲能、 濾波后，再輸入到CPU VR輸入端，經VR轉換給CPU供電。
[0016] 如附圖2所示，當CPU在做turbo boost動作時，實時功耗的變化波形。其中，Pmax 表示做turbo boost動作時的瞬時功耗值；P。表示PSU的最大輸出功率；P i表示CPU的TDP (Thermal Design Power)，即：在滿足CPU散熱條件允許下的CPU功耗。
[0017] 為防止PSU觸發過功率保護，同時又需要沿用輸出功率為PO的PSU (以控制PSU 的成本）；在PSU的DC輸出至CPU VR的供電鏈路之間添加一個電容模組。
[0018] 當服務器系統上電后，CPU開啟turbo boost動作，使得系統整體的功耗超出PSU 的最大輸出功率匕。此時，電容模組會在很短的時間，為CPU做turbo boost工作提供能量， 從而防止PSU因瞬時功率超出最大輸出功率P。，觸發過功率保護。當turbo boost動作停 止后，系統會在短時間內給超級電容充電，使得快速充滿能量。實現兼顧采用較低功率PSU 來滿足CPU做turbo boost動作時的供電需求。很好的解決AC電源成本與CPU性能的矛 盾。
[0019] 上述【具體實施方式】僅是本發明的具體個案，本發明的專利保護范圍包括但不限于 上述【具體實施方式】，任何符合本發明的權利要求書的且任何所屬技術領域的普通技術人員 對其所做的適當變化或替換，皆應落入本發明的專利保護范圍。
[0020] 除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。
【主權項】
1. 一種利用電容兼顧AC電源成本與CPU性能的設計方法，其特征在于：步驟如下： (1) 確定CPU做睿頻加速動作時，系統最大瞬時功耗Pmax ; (2) 根據系統功耗的預估值，選擇一個功率為P。的PSU，其中，P /Pmax ; (3) 確定電容的規格，耐壓值選擇16V，電容值可按照如下公式：其中：1表示充電電流，h表示起始時刻，12表示充電終止時刻，U i表示電容的初始電 壓即0V，4表示電容的充滿電壓即12V ; (4) 根據步驟（3)中確定的電容值、耐壓值及充電時間即可選擇合適的電容模組； (5 )以上參數確定后，將所選型的電容模組加在程序存儲單元的DC輸出與CPU VR輸入 端的鏈路之間。2. 根據權利要求1所述的一種利用電容兼顧AC電源成本與CPU性能的設計方法，其特 征在于：所述充電終止時刻是根據睿頻加速動作持續的時間來確定的。
【專利摘要】本發明公開了一種利用電容兼顧AC電源成本與CPU性能的設計方法，屬于服務器供電領域，本發明要解決的技術問題為如何能夠在不影響CPU的睿頻加速性能的前提下，選用功率較小的電源給服務器系統供電。技術方案為：步驟如下：（1）確定CPU做睿頻加速動作時，系統最大瞬時功耗Pmax；（2）根據系統功耗的預估值，選擇一個功率為P0的PSU，其中，P0<Pmax。
【IPC分類】G06F1/26
【公開號】CN105159428
【申請號】CN201510533684
【發明人】羅嗣恒
【申請人】浪潮電子信息產業股份有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月27日