伺服器的製作方法
2023-09-23 16:04:25 1
專利名稱：伺服器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種伺服器，尤其涉及一種具有主電源供應裝置和冗餘電源供應裝置 的高效率伺服器。
背景技術：
在伺服器系統設計中，高效率已經成為必然的趨勢。各家伺服器廠商也爭相打出 節能減排的品牌口號，例如滿足拯救氣候(climate saver)等標準的口號。但是，在設計時 就確實需要滿足這樣的標準，所以想盡辦法來提高效率。現有技術中有一大部分的伺服器 都是選用冗餘電源設計，即伺服器在開機時，主電源供應裝置與冗餘電源供應裝置會同時 運作，用於防範其中之一損壞時，使用另一個作為備源機制。基於上述，如何在冗餘電源現有的狀況下提高伺服器系統的效率呢？這對本領域 的技術人員是個很好的課題。由於電源的效率曲線是有基本規則的(如圖1所示)，在服務 器系統處於輕載(即80%負載)時，伺服器系統的效率會下降 至大約88%左右，而在伺服器系統處於中載(即50%負載)時，伺服器系統的效率會最高 且大約為92%左右。然而，基於冗餘電源設計，在伺服器系統處於輕載的狀況下，由於主電 源供應裝置與冗餘電源供應裝置這兩個電源會產生分流，從而使得這兩個電源的負載會更 輕，進而導致伺服器系統的效率會更低。
發明內容
本發明提供一種伺服器，其可以有效地解決現有技術所涉及的問題。本發明提供一種伺服器，其包括伺服器系統、主電源供應裝置、冗餘電源供應裝 置、電源管理控制器，以及負載檢測單元。電源管理控制器連接主電源供應裝置，用以在服 務器開機時，輸出第一控制信號以控制主電源供應裝置運作，從而讓主電源供應裝置提供 第一輸出電壓給伺服器系統。負載檢測單元連接主電源供應裝置與冗餘電源供應裝置，用 以接收並檢測所述第一輸出電壓是否低於一預設電壓，並據以輸出第二控制信號以控制冗 餘電源供應裝置是否運作，從而決定冗餘電源供應裝置是否提供第二輸出電壓給伺服器系 統。在本發明的一實施例中，所述第一控制信號為低電位。在本發明的一實施例中，負載檢測單元包括比較器。比較器的正輸入端用以接收 所述第一輸出電壓，比較器的負輸入端用以接收所述預設電壓，而比較器的輸出端則用以 輸出所述第二控制信號。在本發明的一實施例中，當所述第一輸出電壓高於所述預設電壓時，比較器的輸 出端輸出高電位的第二控制信號，用於控制冗餘電源供應裝置停止運作。在本發明的一實施例中，當所述第一輸出電壓低於所述預設電壓時，比較器的輸 出端輸出低電位的第二控制信號，用於控制冗餘電源供應裝置運作，從而讓冗餘電源供應 裝置提供所述第二輸出電壓給伺服器系統。
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在本發明的一實施例中，當所述第一輸出電壓高於所述預設電壓時，表示伺服器 系統處於輕載或中載。另外，當所述第一輸出電壓低於所述預設電壓時，表示伺服器系統處
於重載。基於上述可知，本發明主要是通過負載檢測單元來檢測主電源供應裝置所提供的 輸出電壓以獲知伺服器系統的負載狀態。當負載檢測單元檢測出伺服器系統處於重載時， 則致使冗餘電源供應裝置提供輸出電壓給伺服器系統，並當負載檢測單元檢測出伺服器系 統處於輕載或中載時，則致使冗餘電源供應裝置停止運作。如此一來，主電源供應裝置與冗 餘電源供應裝置這兩個電源在伺服器系統處於輕載時並不會產生分流，從而可以提升服務 器系統的效率。應了解的是，上述一般描述及以下具體實施例僅為例示性及闡釋性的，其並不能 限制本發明所欲主張的範圍。
圖；
圖1為伺服器選用冗餘電源設計的輸出電壓對應伺服器系統的負載-效率的示意
圖2為本發明一實施例的伺服器的方塊圖； 圖3為本發明一實施例的負載檢測單元的電路圖。 主要元件符號說明
200 伺服器 203:主電源供應裝置 207:電源管理控制器 301 比較器 Voutl 第一輸出電壓 Vout2 第二輸出電壓
201 伺服器系統 205 冗餘電源供應裝置 209 負載檢測單元 CSl 第一控制信號 CS2 第二控制信號 PV:預設電壓
具體實施例方式現將詳細參考本發明的實施例，在附圖中說明所述實施例。另外，凡可能之處，在 附圖及實施例中使用相同標號的元件/構件/符號代表相同或類似部分。圖2為本發明一實施例的伺服器200的方塊圖。如圖2所示，伺服器200包括服 務器系統201、主電源供應裝置203、冗餘電源供應裝置205、電源管理控制器207，以及負載 檢測單元209。電源管理控制器207連接主電源供應裝置203，用以在伺服器200開機時， 輸出低電位的第一控制信號CSl以控制主電源供應裝置203運作，從而讓主電源供應裝置 203提供第一輸出電壓Voutl給伺服器系統201。換言之，只要伺服器200 —開機，電源管 理控制器207就會發出低電位的第一控制信號CSl以控制主電源供應裝置203運作，從而 讓主電源供應裝置203提供第一輸出電壓Voutl(—般為12V)給伺服器系統201。另外，負載檢測單元209連接主電源供應裝置203與冗餘電源供應裝置205，用以 接收並檢測主電源供應裝置203所輸出的第一輸出電壓Voutl是否低於預設電壓PV (本實 施例是以圖1為基準而設定預設電壓PV為11. 6V，上述預設電壓PV將於下文中介紹)，並 據以輸出第二控制信號CS2以控制冗餘電源供應裝置205是否運作，從而決定冗餘電源供應裝置205是否提供第二輸出電壓Vout2給伺服器系統201。更清楚來說，圖3為本發明一實施例的負載檢測單元209的電路圖。如圖1 圖3 所示，負載檢測單元209可由比較器301所構成，但並不限制於此。其中，比較器301的正 輸入端(+)用以接收主電源供應裝置203所輸出的第一輸出電壓Voutl、比較器301的負輸 入端㈠用以接收預設電壓PV，而比較器301的輸出端則用以輸出第二控制信號CS2。如圖1所述，其縱軸所表示的是主電源供應裝置203所輸出的第一輸出電壓 Voutl，而橫軸所表示的是伺服器系統201的負載_效率。由圖1中可以清楚看出，當服務 器系統201處於輕載(light load)且負載越輕時，主電源供應裝置203所輸出的第一輸出 電壓Voutl會偏高，例如伺服器系統201處於20%負載時，主電源供應裝置203所輸出的第 一輸出電壓Voutl為12. 2V。另外，當伺服器系統201處於中載(middle load)時，主電源供應裝置203所輸出 的第一輸出電壓Voutl大約會維持在12V左右，例如伺服器系統201處於50%負載時，主電 源供應裝置203所輸出的第一輸出電壓Voutl大約為11. 9V。再者，當伺服器系統201處 於重載(heavy load)且負載越重時，主電源供應裝置203所輸出的第一輸出電壓Voutl會 偏低，例如伺服器系統201處於80%負載時，主電源供應裝置203所輸出的第一輸出電壓 Voutl為11. 6V，這也就是為何要將預設電壓PV設計為11. 6V的緣故。綜上所述，主電源供應裝置203所輸出的第一輸出電壓Voutl會隨著伺服器系統 201的負載狀態改變而發生細微的改變。因此，只要通過負載檢測單元209來檢測主電源供 應裝置203所輸出的第一輸出電壓Voutl，即可得知伺服器系統201當下的負載狀態為輕 載、中載，或者重載。然而，本發明並不限制於此三種分類而已，一切可視實際設計需求再將 伺服器系統201的負載狀態細分更多，但以下內容僅大致以伺服器系統201的負載狀態為 輕載、中載，或者重載為例來做說明。在本實施例中，當主電源供應裝置203所輸出的第一輸出電壓Voutl高於預設電 壓PV時，表示伺服器系統201此時處於輕載或中載。如此一來，比較器301的輸出端會輸 出高電位的第二控制信號CS2，用於控制冗餘電源供應裝置205停止運作。換言之，冗餘電 源供應裝置205並不會在伺服器系統201處於輕載或中載時運作，且此時只有主電源供應 裝置203在運作而已。由此可知，當伺服器系統201處於輕載時，由於主電源供應裝置203 與冗餘電源供應裝置205這兩個電源此時並不會產生分流，所以這兩個電源的負載就不會 更輕，從而使得伺服器系統201的效率得以由88%略微提升(最佳可以提升至92% )。另外，當主電源供應裝置203所輸出的第一輸出電壓Voutl低於預設電壓PV時， 表示伺服器系統201此時處於重載。如此一來，比較器301的輸出端會輸出低電位的第二 控制信號CS2，用於控制冗餘電源供應裝置205運作，從而讓冗餘電源供應裝置205提供第 二輸出電壓Vout2(例如為12V)給伺服器系統201。換言之，當伺服器系統201處於重載時，主電源供應裝置203與冗餘電源供應裝置 205這兩個電源此時會分別提供第一輸出電壓Voutl與第二輸出電壓Vout2給伺服器系統 201。也因如此，由於主電源供應裝置203與冗餘電源供應裝置205這兩個電源此時會產生 分流，所以這兩個電源的負載就會變的更輕(理想上希望可以設計成50%負載)，從而使得 伺服器系統201的效率得以提升至92%。經由上述實施例的解說過後，本發明最終的目的就是要將伺服器中的每一個電源的負載控制在最接近50%負載的負載點。如此一來，即可使得伺服器系統201的效率維持 在最高效率。綜上所述，本發明主要是通過負載檢測單元來檢測主電源供應裝置所提供的輸出 電壓以獲知伺服器系統的負載狀態。當負載檢測單元檢測出伺服器系統處於重載時，則致 使冗餘電源供應裝置提供輸出電壓給伺服器系統，並當負載檢測單元檢測出伺服器系統處 於輕載或中載時，則致使冗餘電源供應裝置停止運作。如此一來，主電源供應裝置與冗餘電 源供應裝置這兩個電源的負載得以被控制在最接近50%負載的負載點，從而讓伺服器系統 201的效率維持在最高效率。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其進行限制， 儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依 然可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修 改後的技術方案脫離本發明技術方案的精神和範圍。
權利要求
一種伺服器，其特徵在於，包括一伺服器系統；一主電源供應裝置；一冗餘電源供應裝置；一電源管理控制器，連接所述主電源供應裝置，用以在所述伺服器開機時，輸出一第一控制信號以控制所述主電源供應裝置運作，從而讓所述主電源供應裝置提供一第一輸出電壓給所述伺服器系統；以及一負載檢測單元，連接所述主電源供應裝置與所述冗餘電源供應裝置，用以接收並檢測所述第一輸出電壓是否低於一預設電壓，並據以輸出一第二控制信號以控制所述冗餘電源供應裝置是否運作，從而決定所述冗餘電源供應裝置是否提供一第二輸出電壓給所述伺服器系統。
2.根據權利要求1所述的伺服器，其特徵在於，所述第一控制信號為一低電位。
3.根據權利要求1所述的伺服器，其特徵在於，所述負載檢測單元包括一比較器，其正輸入端用以接收所述第一輸出電壓，其負輸入端用以接收所述預設電 壓，而其輸出端則用以輸出所述第二控制信號。
4.根據權利要求3所述的伺服器，其特徵在於，當所述第一輸出電壓高於所述預設電 壓時，所述比較器的輸出端輸出高電位的所述第二控制信號，用於控制所述冗餘電源供應 裝置停止運作。
5.根據權利要求3所述的伺服器，其特徵在於，當所述第一輸出電壓低於所述預設電 壓時，所述比較器的輸出端輸出低電位的所述第二控制信號，用於控制所述冗餘電源供應 裝置運作，從而讓所述冗餘電源供應裝置提供所述第二輸出電壓給所述伺服器系統。
6.根據權利要求3所述的伺服器，其特徵在於，當所述第一輸出電壓高於所述預設電 壓時，表示所述伺服器系統處於輕載或中載。
7.根據權利要求3所述的伺服器，其特徵在於，當所述第一輸出電壓低於所述預設電 壓時，表示所述伺服器系統處於重載。
全文摘要
本發明公開了一種伺服器，其包括伺服器系統、主電源供應裝置、冗餘電源供應裝置、電源管理控制器，以及負載檢測單元。電源管理控制器連接主電源供應裝置，用以在伺服器開機時，輸出低電位的第一控制信號以控制主電源供應裝置運作，從而讓主電源供應裝置提供第一輸出電壓給伺服器系統。負載檢測單元連接主電源供應裝置與冗餘電源供應裝置，用以接收並檢測所述第一輸出電壓是否低於一預設電壓，並據以輸出第二控制信號以控制冗餘電源供應裝置是否運作，從而決定冗餘電源供應裝置是否提供第二輸出電壓給伺服器系統。
文檔編號G06F1/26GK101923378SQ200910146680
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月11日 優先權日2009年6月11日
發明者夏春華, 範文綱 申請人:英業達股份有限公司