[發(fā)明專利]融合邊緣計算的數(shù)據(jù)中心能耗管控系統(tǒng)、方法及控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210040323.8
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114063545B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂亮;程浙武
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波亮控信息科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 袁波

本發(fā)明涉及一種融合邊緣計算的數(shù)據(jù)中心能耗管控系統(tǒng)、方法及控制器，采用將數(shù)據(jù)中心進行分區(qū)，每個分區(qū)的冷卻系統(tǒng)對本系統(tǒng)分區(qū)內(nèi)的服務(wù)器進行降溫，本發(fā)明通過對每個系統(tǒng)分區(qū)設(shè)置邊緣控制模塊，計算生成分區(qū)冷量優(yōu)化調(diào)度策略同時，監(jiān)測、采集和控制系統(tǒng)分區(qū)內(nèi)的服務(wù)器和冷卻系統(tǒng)工作；并通過設(shè)置集中調(diào)度模塊計算服務(wù)器資源優(yōu)化調(diào)度策略和服務(wù)器功耗預(yù)測結(jié)果；將數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器計算調(diào)控和冷卻系統(tǒng)計算調(diào)控分開在邊緣控制模塊和集中調(diào)度模塊上進行，以此降低數(shù)據(jù)中心復(fù)雜的計算導(dǎo)致的延時，提升數(shù)據(jù)中心的冷卻效率和計算效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)中心能耗管理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種融合邊緣計算的數(shù)據(jù)中心能耗管控系統(tǒng)、方法及控制器。

背景技術(shù)

隨著云計算、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模不斷擴大以順應(yīng)“數(shù)字新基建”時代的要求，隨之而來的問題就是數(shù)據(jù)中心的能耗成本不斷增加。有實驗表明，數(shù)據(jù)中心機房的環(huán)境溫度每升高10℃，計算機設(shè)備的故障率就會增加一倍，為此，要降低數(shù)據(jù)中心的能耗，提高計算機設(shè)備的使用壽命，重點在于計算機設(shè)備的計算效率以及冷卻系統(tǒng)效率這兩個方面。

冷卻系統(tǒng)可實時提供冷風(fēng)帶走計算機設(shè)備工作產(chǎn)生的熱量，使數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)的環(huán)境溫度和濕度保持在規(guī)定范圍內(nèi)，這對數(shù)據(jù)中心的安全、穩(wěn)定、可靠運行具有關(guān)鍵的作用。

但是，現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)中心能耗管控采用集成式預(yù)測計算服務(wù)器的資源能耗和冷卻系統(tǒng)的溫度能耗，整個計算過程復(fù)雜且要耗費較長的時間，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心能耗預(yù)測管控存在較大的延時，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的冷卻效率和計算效率低，影響機房內(nèi)計算機設(shè)備的使用壽命。

實用新型內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是如何提升數(shù)據(jù)中心資源和能耗管控的計算效率，簡化計算過程，提升數(shù)據(jù)中心的工作效率。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種融合邊緣計算的數(shù)據(jù)中心能耗管控系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)中心包括M臺服務(wù)器和H個系統(tǒng)分區(qū)，每個所述系統(tǒng)分區(qū)包括至少1臺服務(wù)器和至少1個冷卻系統(tǒng)，所述能耗管控系統(tǒng)包括：

H個邊緣控制模塊，用于生成下一邊緣控制采樣周期的分區(qū)冷量優(yōu)化調(diào)度策略，所述邊緣控制模塊和所述系統(tǒng)分區(qū)一一對應(yīng)設(shè)置，所述邊緣控制模塊與對應(yīng)系統(tǒng)分區(qū)內(nèi)的服務(wù)器以及冷卻系統(tǒng)連接以采集服務(wù)器和冷卻系統(tǒng)的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；

集中調(diào)度模塊，與H個邊緣控制模塊連接以獲取數(shù)據(jù)中心當前時刻的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，用于生成下一集中調(diào)度采樣周期的服務(wù)器資源優(yōu)化調(diào)度策略和服務(wù)器功耗預(yù)測結(jié)果；

所述分區(qū)冷量優(yōu)化調(diào)度策略包括各冷卻系統(tǒng)分區(qū)的設(shè)定溫度和/或供風(fēng)量；每個所述邊緣控制模塊通過構(gòu)建冷卻系統(tǒng)能耗優(yōu)化模型求取在冷卻系統(tǒng)能耗最小時的分區(qū)冷量優(yōu)化調(diào)度策略；冷卻系統(tǒng)能耗優(yōu)化模型為：

式中，k為當前時刻，N_pc為邊緣控制預(yù)測周期數(shù)，l為第l個預(yù)測周期數(shù)，f_x為系統(tǒng)分區(qū)運行狀態(tài)變量x^(h)的狀態(tài)更新函數(shù)，x^(h)為系統(tǒng)分區(qū)h對應(yīng)的數(shù)據(jù)中心運行狀態(tài)變量，包括系統(tǒng)分區(qū)中各服務(wù)器的溫度T_s、冷卻系統(tǒng)的供冷溫度和供風(fēng)量M_h為系統(tǒng)分區(qū)h內(nèi)的服務(wù)器的數(shù)量，T_r,low和T_r,up分別為冷卻系統(tǒng)設(shè)定溫度的上限和下限，T_limit為服務(wù)器溫度的上限；T_r^(h)為系統(tǒng)分區(qū)h內(nèi)冷卻系統(tǒng)的設(shè)定溫度；T_s(k)為當前時刻的服務(wù)器的溫度；F_c(x^(h)(k),T_r^(h))為基于冷卻系統(tǒng)能耗預(yù)測模型，具體為：