[發明專利]一種實現RACK機柜服務器系統12V壓降的補償方法

在審

• 申請號: 201510360142.3
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104978003A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 廖明超
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: G06F1/26
• 分類號: G06F1/26;G06F13/40
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 姜明

技術領域

本發明涉及服務器RACK供電領域，尤其涉及一種實現RACK機柜服務器系統12V壓降的補償方法。

背景技術

隨著互聯網的快速發展，云計算時代的到來，用戶對服務器定制化的需求越來越多。針對用戶不同的需求，所對應的服務器的形態（包含：塔式服務器、機架服務器、刀片服務器、rack機柜產品等）及配置也各有不同。當前rack機柜產品正在成為數據中心服務器的主力產品。隨著單節點的形態會越來越多，計算性能越來越高隨之帶來功耗越來越高；這樣，就會在銅排12V的電流越來越大，損耗隨之增加；在單節點輸入端的12V也會產生較大壓降，損耗會加大，影響節點穩定性。而且，當前只能預先提高12V的電壓，沒有補償機制。

發明內容

為解決以上問題，本發明從RACK供電架構上分析，提出一種實現RACK機柜服務器系統12V壓降的補償方法。

在現有RACK機柜中供電拓撲結構中，機柜PSU和節點除了銅排連接供電外，并無其他鏈接或者通信，這樣就會造成PSU輸出的電壓由銅排傳導到節點之間的壓降沒有補償；12V的壓降過大，可能會造成節點供電電壓過低，影響系統的穩定性。本方法是利用RACK機柜中的節點來監控電源的PMBus總線，并和機柜的PSU進行通信，將節點上的當前輸入電壓通過PMBus回饋給PSU；當PSU接收到當前節點上的電壓信號后，會根據所接收到電壓值來自動調節自身的輸出電壓；補償PSU輸出和節點輸入的壓差，使節點輸入電壓在一個穩定可靠的范圍內。

節點電源輸入的熱插拔控制器具有PMBus監控功能，在PSU和節點之間增加一條用于PSU和節點通信的PMBus總線。

節點電壓監控單元把實時監控的電壓通過PMBUS總線傳給PSU，PSU再根據當前節點輸入端的電壓進行自動調整自身的輸出電壓。

PSU可以作為PMBus的主設備以間隔時間通過PMBus去訪問節點的熱插拔控制器來獲取當前節點的輸入電壓。

該方法的基本原理如下：

當RACK機柜中有功耗特別高的節點時（如GPU節點），其所需要的電流就回變大，電流在銅排上傳導就會在節點的輸入端和電源輸出端產生較大的壓降。同時，銅排的損耗也會增加。這樣就需要引入電壓補償機制（當前RACK機柜中無補償機制），來提高系統的穩定性。

當前，在RACK機柜中，管理鏈路基本都使用PMBUS/I2C進行通信和管理。因此，只需要管理軟件層上增加節點到電源的PMBUS鏈路實現二者的通信。節點電壓監控單元（帶PMBUS的熱插拔控制芯片）把實時監控的電壓通過PMBUS總線傳給PSU，PSU再根據當前節點輸入端的電壓進行自動調整自身的輸出電壓。以此來補償由于銅排傳導帶來的損耗，使節點輸入端的電壓在高功耗狀態下時其輸入端的電壓保持穩定，提高整機柜的可靠性。

附圖說明

圖1是本發明的供電結構示意圖。

具體實施方式

為清楚的說明該設計方法的實現情況，結合附圖來作進一步說明。

如圖1所示，在PSU和節點之間增加一條PMBus總線，節點通過PMBus總線將采集到節點輸入電壓通過PMBus總線發給PSU，PSU收到節點發來的電壓值自動調節自身的輸出，實現PSU輸出電壓的動態補償。由于銅排傳導導致PSU輸出和節點輸入的壓差，使節點輸入電壓在一個穩定可靠的范圍內。從而，增強系統的供電穩定性。

實現步驟具體如下：

1）、節點電源輸入的熱插拔控制器需要具有PMBus監控功能；

2）、在RACK拓撲結構中增加一條用于PSU和節點通信的PMBus總線；

3）、PSU需要被設計成輸出電壓可以用PMBus總線進行動態的調節；

4）、PSU可以作為PMBus的主設備以合適的間隔時間（該時間可以以實際系統需要而定）通過PMBus去訪問節點的熱插拔控制器來獲取當前節點的輸入電壓；

5）、PSU根據讀取到的電壓值進行自動調節輸出電壓，來滿足節點端需要的電壓值，這樣一來就實現動態補償節點端輸入電壓。

綜上所述，通過PSU和節點建立一條PMBus總線，AC電壓可以實時的獲取節點輸入電壓的狀態，根據其狀態調節自身的輸出來匹配節點輸入電壓，從而達到動態調節補償二者之間的壓差。