一种适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置与方法，通过设计PCIE转接板解决了主板PCIE总线3.3V和12V的电压电流的测量，搭建了测试环境并通过所设计的测量设备计算PCIE卡的功耗，同时结合多种环境下的加压方法，与系统下用命令读出的功耗值进行对比，实现多种环境下对PCIE卡功耗的掌握。本发明专利技术所提出的测试方法可在多种应用环境下使用，不受OS限制，能够实时掌握PCIE卡的功耗，且可实现跟软件读取进行对比，更清晰直观的展现PCIE卡功耗以及利用率情况，可普遍应用于选型测试以及兼容性测试中。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置与方法
本专利技术涉及信息
，特别涉及一种适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置与方法。
技术介绍
目前产品功耗及产品功耗性能比已经成为大客户选型入围测试的重要关注点和入门门槛，各厂家的竞争越来越激烈。CPU、硬盘、内存等部件厂商为优化功耗不断改进设计，对服务器整机来说，各部件功耗影响着整机散热及电源设计。PCIE卡主要是指PCIE总线接口的外插卡，比如显卡、GPU、网卡、HBA卡等。目前高端显卡和GPU的功耗最高可达250W，在配置多个GPU的服务器整机上为保证良好的散热效果，需要准确掌握这些PCIE卡的功耗值，然后通过设计仿真模型进行散热仿真测试，从而掌握大功耗PCIE卡对整机风道风流的影响以及是否满足散热规格；因此首先需要准确掌握PCIE卡的功耗。以显卡为例说明：一般小于75W的显卡，供电来自于PCIE总线上的3.3V和12V，因其是系统总线的结构，无法测量其电压电流值，因此现有技术中仅可以通过间接的方式得到显卡的功耗值，例如通过命令行的形式等。为了解决如上的技术问题，本专利技术通过设计PCIE转接板解决了主板PCIE总线3.3V和12V的电压电流的测量，搭建了测试环境并通过所设计的测量设备计算PCIE卡的功耗，同时结合多种环境下的加压方法，与系统下用命令读出的功耗值进行对比，实现多种环境下对PCIE卡功耗的掌握。
技术实现思路
更具体而言，为了解决如上的技术问题，本专利技术提出一种适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，包括：PCIE卡，所述PCIE卡为与PCIE总线接口插接式连接的外插卡，用于实现对应的功能作用；PCIE转接卡，所述PCIE转接卡连接在主板PCIE插槽上，且上述PCIE卡安装在该PCIE转接卡上以实现该PCIE卡与PCIE总线接口的插接式连接；数据采集与计算设备，所述数据采集与计算设备与PCIE转接卡电连接，通过采集PCIE转接卡传递过来的电信号并计算而得到PCIE卡的功耗；所述PCIE转接卡内部包括有基于欧姆定律设计实现的电信号采集电路，所述电信号采集电路能够采集得到用于计算PCIE卡功耗所需的电信号，并将电信号传递给数据采集与计算设备；所述数据采集与计算设备计算得到PCIE卡的功耗，并将该计算结果与系统下通过命令行形式直接获取的功耗值进行对比，以分析所述PCIE卡的功耗性能。较佳地，所述装置可以测量PCIE在3.3V与12V供电电压下的功耗，所述PCIE转接板中的电信号采集电路具体设计方式为：在3.3V和12V供电线路中串联一个精密电阻，并测量所述精密电阻两端的电压；较佳地，所述数据采集与计算设备获得12V及3.3V电路电压情况下精密电阻两端的电压值U1和U2，由于已知精密电阻的阻值，可以根据安培定律分别得出12V及3.3V电路电压下的电流值I1与I2，再根据瓦特定律计算出12V及3.3V电路电压下电路的功耗P1与P2，PCIE卡的总功耗为P1与P2之和；较佳地，数据采集与计算设备使用安捷伦数据采集仪，所述PCIE转接卡的电信号采集电路中所设置的精密电阻两端焊接连接线连接至数据采集与计算设备；较佳地，数据采集与计算设备连接在电脑上，并运行数据采集软件，数据采集软件界面包括有数据采集开关功能按钮、数据采集时间间隔设置功能按钮、12V及3.3V电路电压下电流电压显示功能框、12V及3.3V电路电压下功耗显示功能框及PCIE卡总功耗显示功能框；较佳地，数据采集软件在系统运行稳定后，重新开启一次再开始采集数据，按照所设定的采集数据的数据采集时间间隔，记录某一时间段内的12V电路及3.3V电路的平均电流、平均功耗、最大电流及最大功耗值，得到IDLE模式下的功耗所需的相关数值。较佳地，在操作系统下运行对应的加压测试软件，数据采集软件在系统运行稳定后，重新开启一次再开始采集数据，按照所设定的采集数据的数据采集时间间隔，记录某一时间段内的12V电路及3.3V电路的平均电流、平均功耗、最大电流及最大功耗值，得到运行加压测试软件下的加压模式下的功耗所需的相关数值。较佳地，所述操作系统为Windows操作系统或者Linux操作系统，且在Windows操作系统下运行的加压测试软件为Furmark，在Linux操作系统下运行的加压测试软件为CUDA。此外，本专利技术还基于如上所述的适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，实现了对应的测量PCIE卡功耗的方法，包括如下步骤：步骤1、设计实现内部包括有基于欧姆定律设计实现的电信号采集电路的PCIE转接卡，将所述PCIE转接卡连接在主板PCIE插槽上，并将PCIE卡安装在该PCIE转接卡上；所述电信号采集电路能够采集得到用于计算PCIE卡功耗所需的电信号，并将电信号传递给数据采集与计算设备；电信号采集电路具体设计方式为：在供电线路中串联一个精密电阻，并测量所述精密电阻两端的电压；步骤2、设置数据采集与计算设备，并将所述数据采集与计算设备与PCIE转接卡电连接；步骤3、将数据采集与计算设备连接到电脑上，并运行数据采集软件，数据采集软件在系统运行稳定后，重新开启一次再开始采集数据，按照所设定的采集数据的数据采集时间间隔，记录某一时间段内的12V电路及3.3V电路的平均电流、平均功耗、最大电流及最大功耗值，得到IDLE模式下的功耗所需的相关数值；步骤4、在操作系统下运行对应的加压测试软件，数据采集软件在系统运行稳定后，重新开启一次再开始采集数据，按照所设定的采集数据的数据采集时间间隔，记录某一时间段内的12V电路及3.3V电路的平均电流、平均功耗、最大电流及最大功耗值，得到运行加压测试软件下的加压模式下的功耗所需的相关数值；步骤5、所述数据采集与计算设备计算得到PCIE卡的功耗，并将该计算结果与系统下通过命令行形式直接获取的功耗值进行对比，以分析所述PCIE卡的功耗性能。较佳地，所述操作系统为Windows操作系统，且在Windows操作系统下运行的加压测试软件为Furmark，在Windows操作系统下通过命令行形式直接获取功耗值的方式如下：用管理员权限运行MSDOS，进入到C:\ProgramFiles\NVIDIACorporation\NVSMI文件夹，使用nvidia-smi命令查看显卡温度以及功耗。较佳地，所述操作系统为Linux操作系统，且在Linux操作系统下运行的加压测试软件为CUDA，在Linux操作系统下通过命令行形式直接获取功耗值的方式如下：进入/root/NVIDIA_CUDA-8.0_Samples/5_Simulations/nbody目录，执行make命令生成可执行文件；然后运行./nbody-benchmark-device＝0-numbodies＝10000000命令对显卡加压；另开启命令行界面，运行nvidia-smi命令读取显卡温度功耗值。本专利技术利用自行设计的PCIE转接板，借助安捷伦数据采集仪以及数据采集软件实现实际测量显卡的功耗的办法，可在多种应用环境下使用，不受OS限制，能够实时掌握显卡的功耗。此外，本专利技术测试方法可实现跟软件读取进行对比，更清晰直观的展现显卡功耗以及利用率情况，可普遍应用于选型测试以及兼容性测试中；本专利技术专利不仅适用于显卡，同样适用于其他PCIE转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，其特征在于，包括：PCIE卡，所述PCIE卡为与PCIE总线接口插接式连接的外插卡，用于实现对应的功能作用；PCIE转接卡，所述PCIE转接卡连接在主板PCIE插槽上，且上述PCIE卡安装在该PCIE转接卡上以实现该PCIE卡与PCIE总线接口的插接式连接；数据采集与计算设备，所述数据采集与计算设备与PCIE转接卡电连接，通过采集PCIE转接卡传递过来的电信号并计算而得到PCIE卡的功耗；其中，所述PCIE转接卡内部包括有基于欧姆定律设计实现的电信号采集电路，所述电信号采集电路能够采集得到用于计算PCIE卡功耗所需的电信号，并将电信号传递给数据采集与计算设备；其中，所述数据采集与计算设备计算得到PCIE卡的功耗，并将该计算结果与系统下通过命令行形式直接获取的功耗值进行对比，以分析所述PCIE卡的功耗性能。

【技术特征摘要】
1.一种适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，其特征在于，包括：PCIE卡，所述PCIE卡为与PCIE总线接口插接式连接的外插卡，用于实现对应的功能作用；PCIE转接卡，所述PCIE转接卡连接在主板PCIE插槽上，且上述PCIE卡安装在该PCIE转接卡上以实现该PCIE卡与PCIE总线接口的插接式连接；数据采集与计算设备，所述数据采集与计算设备与PCIE转接卡电连接，通过采集PCIE转接卡传递过来的电信号并计算而得到PCIE卡的功耗；其中，所述PCIE转接卡内部包括有基于欧姆定律设计实现的电信号采集电路，所述电信号采集电路能够采集得到用于计算PCIE卡功耗所需的电信号，并将电信号传递给数据采集与计算设备；其中，所述数据采集与计算设备计算得到PCIE卡的功耗，并将该计算结果与系统下通过命令行形式直接获取的功耗值进行对比，以分析所述PCIE卡的功耗性能。2.如权利要求1所述的适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，其特征在于，所述装置可以测量PCIE卡在3.3V与12V供电电压下的功耗，所述PCIE转接板中的电信号采集电路具体设计方式为：在3.3V和12V供电线路中串联一个精密电阻，并测量所述精密电阻两端的电压。3.如权利要求2所述的适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，其特征在于，所述数据采集与计算设备获得12V及3.3V电路电压情况下精密电阻两端的电压值U1和U2，由于已知精密电阻的阻值，可以根据安培定律分别得出12V及3.3V电路电压下的电流值I1与I2，再根据瓦特定律计算出12V及3.3V电路电压下电路的功耗P1与P2，PCIE卡的总功耗为P1与P2之和。4.如权利要求3所述的适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，其特征在于，数据采集与计算设备使用安捷伦数据采集仪，所述PCIE转接卡的电信号采集电路中所设置的精密电阻两端焊接连接线连接至数据采集与计算设备。5.如权利要求4所述的适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，其特征在于，数据采集与计算设备连接在电脑上，并运行数据采集软件，数据采集软件界面包括有数据采集开关功能按钮、数据采集时间间隔设置功能按钮、12V及3.3V电路电压下电流电压显示功能框、12V及3.3V电路电压下功耗显示功能框及PCIE卡总功耗显示功能框。6.如权利要求5所述的适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，其特征在于，数据采集软件在系统运行稳定后，重新开启一次再开始采集数据，按照所设定的采集数据的数据采集时间间隔，记录某一时间段内的12V电路及3.3V电路的平均电流、平均功耗、最大电流及最大功耗值，得到IDLE模式下的功耗所需的相关数值。7.如权利要求5所述的适用于多种环境下测量PCIE卡功耗的装置，其特征在于，在操作系统下运行对应的加压测试软件，数据采集软件在系统运行稳定后，重新开启一次再开始采集数据，按照所设定的采集数据的数据采集时间间隔，记录某一时间段内的12V电路及3.3V电路的平均电流、平均功耗、最大电流及最大功耗值，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：段春焕，
申请(专利权)人：郑州云海信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41