用于冷却电子机架的功率优化的热管理系统和方法技术方案

根据一个实施例，一种热管理系统包括安装在信息技术(IT)组件上的热电冷却(TEC)元件，其中元件汲取第一功率以冷却组件；负载传感器，用于感测由组件汲取的用以执行第一组操作的第二功率；用于感测组件的温度的温度传感器；以及控制器，用于基于负载传感器确定所汲取的第二功率是否已经改变，其中组件在汲取第二功率的同时执行第二组操作，并且响应于改变的第二功率，基于温度和提供给组件的功率调整提供给元件和组件的功率，使得组件继续执行第二组操作，同时汲取小于调整前汲取的功率的经调整的功率。调整的功率。调整的功率。

【技术实现步骤摘要】
用于冷却电子机架的功率优化的热管理系统和方法


[0001]本公开的实施例总体上涉及一种用于冷却电子机架的功率优化的热管理系统。

技术介绍

[0002]包括多个有源电子机架的数据中心的热管理对于确保在机架中操作的服务器和其他信息技术(IT)装置(例如，执行IT数据处理服务)的适当性能至关重要。然而，如果没有适当的热管理，机架内的热环境(例如，温度)可能会超过热操作阈值，这可能导致不利后果(例如，服务器故障等)。管理热环境的一种方法是使用冷却空气来冷却IT装置。冷却空气使用冷却单元进行再循环，冷却单元提取由冷却空气捕获的热量。一种常用的冷却单元是机房空调(CRAC)单元，它是一种吸入热废气并向数据中心提供冷却空气以维持数据中心的热环境的设备。CRAC是一种广泛应用于现有风冷数据中心的风冷单元，并且还有很多用于风冷数据中心的其他类型的解决方案。此外，大多数现有数据中心都是风冷的。
[0003]最近，数据中心已经部署了更多的高功率密度电子机架，其中更多的高密度芯片被更紧密地封装在一起以提供更多的处理功率。由于人工智能(AI)和基于云的服务的发展，情况更是如此，它们需要高性能和高功率密度的处理器，诸如控制处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)。冷却这些高功率密度的处理器对于保持电子机架的功率效率至关重要。例如，处理器汲取的电能被转换为热能，从而产生更高的核心温度。随着温度升高，泄漏电流(或功率泄漏)增加，因此可能降低处理器的整体功率效率。为了对抗高温以保持机架的功率效率，可以增加数据中心的冷却能力(例如，增加数据中心室中冷却空气的产生以从处理器吸取更多热量)。尽管可以保持芯片效率，但是由于将处理器保持在期望温度以保持芯片的功率效率需要过量的冷却功率，因此整个数据中心的功率效率可能会受到影响。
[0004]如本文所述，数据中心可以利用额外的冷却功率以通过减少或消除由于过高的核心温度引起的功率泄漏来保持芯片效率。为了实施这样的方案，数据中心可以从公共设施(例如，交流(AC)干线(mains，也称为电源))汲取必要的功率。然而，为了减少对AC线路的依赖并减少碳足迹，一些设施正在转向可再生电力系统，诸如将太阳辐射转换为直流(DC)电力的光伏(PV)系统。与可从中汲取额外功率的AC线路不同，可再生电力系统可提供有限(恒定)量的功率(例如，在有限时间内)，可用其为电气元件和冷却系统供电。

技术实现思路

[0005]在第一方面，提供一种用于电子机架的热管理系统，所述热管理系统包括：
[0006]安装到所述电子机架的信息技术(IT)组件上的热电冷却(TEC)元件，其中所述TEC元件和所述IT组件电耦接到电源，其中所述TEC元件从所述电源汲取第一输入功率以冷却所述IT组件；
[0007]负载传感器，其被布置为感测由所述IT组件从所述电源汲取的用以执行第一组操作的第二输入功率；
[0008]温度传感器，其被布置为感测所述IT组件的温度；以及
[0009]控制器，其被配置为
[0010]基于所述负载传感器确定所述IT组件汲取的所述第二输入功率是否已经改变，其中所述IT组件在汲取改变的第二输入功率的同时执行第二组操作，以及
[0011]响应于所述改变的第二输入功率，基于所述温度和所述改变的第二输入功率调整分别由所述TEC元件和所述IT组件汲取的所述第一输入功率和所述改变的第二输入功率，
[0012]其中，所述IT组件在汲取小于所述改变的第二输入功率的经调整的第二输入功率的同时继续执行所述第二组操作。
[0013]在第二方面，提供一种用于冷却信息技术(IT)组件的方法，所述方法包括：
[0014]确定由正在执行一组操作的有源IT组件从电源汲取的第一输入功率，其中耦接到所述IT组件的是从所述电源汲取第二输入功率以冷却所述有源IT组件的热电冷却(TEC)元件；
[0015]从温度传感器接收所述IT组件的温度读数；
[0016]基于所述温度读数和所述第一输入功率确定是否调整所述第一输入功率和所述第二输入功率；以及
[0017]响应于确定调整所述第一输入功率和所述第二输入功率，调整分别由所述IT组件和所述TEC元件汲取的所述第一输入功率和所述第二输入功率，使得所述IT组件在汲取小于所述第一输入功率的经调整的第一输入功率的同时继续执行所述一组操作。
[0018]在第三方面，提供一种非暂时性机器可读介质，具有存储在其中的指令，所述指令当由处理器执行时使所述处理器执行上述第二方面所述的方法的操作。
[0019]在第四方面，提供一种用于冷却信息技术(IT)组件的装置，包括：
[0020]至少一个处理器；以及
[0021]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0022]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述第二方面所述的方法的操作。
[0023]在第五发面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时使得所述处理器执行上述第二方面所述的方法的操作。
附图说明
[0024]在附图的图中通过示例而非限制性的方式示出了实施例，其中相同的附图标记表示相似的元件。需要说明的是，对本公开的“一个”或“一种”实施例的引用不一定是指同一实施例，而是指至少一个实施例。此外，为了简洁和减少图的总数，可以使用给定的图来说明一个以上实施例的特征，并且对于给定的实施例，并非需要图中的所有元件。
[0025]图1是示出根据一个实施例的TEC元件(或TEC设备)的示例的框图。
[0026]图2是示出根据一个实施例的包括用于冷却信息技术(IT)组件的TEC元件的热管理冷却系统的示例的框图。
[0027]图3是示出根据一个实施例的用于在TEC元件和IT组件之间分配优化功率的方法的流程图。
[0028]图4是示出根据一个实施例的功率优化曲线图。
[0029]图5是示出根据一个实施例的用于在TEC元件和IT组件之间分配优化功率的另一
方法的流程图。
[0030]图6是示出根据一个实施例的电子机架的示例。
具体实施方式
[0031]现在参照附图解释本公开的几个实施例。当给定实施例中描述的组件的形状、相对位置和其他实施例没有明确定义时，本文公开的范围不仅限于所示出的组件，其仅用于说明的目的。此外，虽然阐述了许多细节，但应当理解，一些实施例可以在没有这些细节的情况下实践。在其他情况下，没有详细示出众所周知的电路、结构和技术，以免对本说明书的理解造成混淆。此外，除非有明显相反的含义，否则本文列出的所有范围均被视为包括各个范围的端点。
[0032]说明书中对“一个实施例”或“一种实施例”的提及是指结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包括在本公开的至少一个实施例中。说明书中不同地方出现的短语“在一个(种)实施例中”不一定均指同一实施例。
[0033]本公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电子机架的热管理系统，所述热管理系统包括：安装到所述电子机架的信息技术(IT)组件上的热电冷却(TEC)元件，其中所述TEC元件和所述IT组件电耦接到电源，其中所述TEC元件从所述电源汲取第一输入功率以冷却所述IT组件；负载传感器，其被布置为感测由所述IT组件从所述电源汲取的用以执行第一组操作的第二输入功率；温度传感器，其被布置为感测所述IT组件的温度；以及控制器，其被配置为基于所述负载传感器确定所述IT组件汲取的所述第二输入功率是否已经改变，其中所述IT组件在汲取改变的第二输入功率的同时执行第二组操作，以及响应于所述改变的第二输入功率，基于所述温度和所述改变的第二输入功率调整分别由所述TEC元件和所述IT组件汲取的所述第一输入功率和所述改变的第二输入功率，其中，所述IT组件在汲取小于所述改变的第二输入功率的经调整的第二输入功率的同时继续执行所述第二组操作。2.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，所述电源是包括PV板的光伏(PV)系统，所述PV板被布置成将太阳辐射转换成用于所述IT组件和所述TEC元件的输出功率。3.根据权利要求1或2所述的热管理系统，其中所述TEC元件和所述IT组件并联电耦接到所述电源，其中所述冷却系统进一步包括耦接在所述电源和所述TEC元件之间的功率调整设备，其中，所述控制器通过向所述功率调整设备发送控制信号来调整所述第一输入功率和所述第二输入功率以将汲取的第一经调整的输入功率提供给所述TEC元件。4.根据权利要求3所述的热管理系统，其中，所述第二输入功率的调整响应于所述功率调整设备向所述TEC元件提供所述第一经调整的输入功率并且与所述第一输入功率的调整成反比。5.根据权利要求3所述的热管理系统，其中，所述功率调整设备是可调电阻设备或功率开关设备。6.根据权利要求1或2所述的热管理系统，其中，所述控制器被配置为通过使用所述改变的第二输入功率在将输入功率值与温度阈值相关联的数据结构中执行表查找来确定在执行所述第二组操作时所述IT组件运行所处的温度阈值，其中所述控制器基于与所述改变的第二输入功率相关联的温度阈值与由所述温度传感器感测的温度之间的差来调整所述第一输入功率和所述改变的第二输入功率。7.一种用于冷却信息技术(IT)组件的方法，所述方法包括：确定由正在执行一组操作的有源IT组件从电源汲取的第一输入功率，其中耦接到所述IT组件的是从所述电源汲取第二输入功率以冷却所述有源IT组件的热电冷却(TEC)元件；从温度传感器接收所述IT组件的温度读数；基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：高天翼，
申请(专利权)人：百度美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：