风扇控制器、计算机系统及配置风扇控制器的方法技术方案

本发明专利技术公开一种风扇控制器、计算机系统及配置风扇控制器的方法，用以控制具有多个计算机节点的计算机系统中的风扇模块。每个计算机节点具有服务处理器。风扇控制器包含从属模块，接收来自每个服务处理器的风扇速度命令。风扇速度产生器耦接至从属模块，以及风扇模块的子集。风扇速度产生器接收来自从属模块的风扇速度命令，以及来自风扇模块的子集的风扇速度输出。风扇速度产生器是配置以将风扇速度命令输出至子集中的每一风扇模块。令输出至子集中的每一风扇模块。令输出至子集中的每一风扇模块。

【技术实现步骤摘要】
风扇控制器、计算机系统及配置风扇控制器的方法


[0001]本公开大致涉及最佳化计算机系统中的热效能(thermal performance)的系 统及方法。更具体而言，本公开的态样涉及一种专用的硬件控制器，控制多 节点(multi
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node)系统的风扇群组中的风扇。

技术介绍

[0002]计算机系统(例如桌上型计算机、刀锋服务器、机架型服务器
…
等)被大量 地部署于各种应用中。像是网络为基系统(network based system)、数据中心或 高密度有限元素(high
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density finite element)情境之类的高需求应用，可扩展计 算系统的硬件的运作限制，致使在运作期间产生过剩热(excess heat)。举例来 说，服务器的硬盘、安装在服务器中的存储器模块，及服务器的处理器
…
等， 运作于高容量，可产生过剩热。个别组件所产生的热通常会被驱散，以防止 对个别组件造成损伤或是效能退化(performance degradation)。举例来说，过剩 热可使脆弱的电子设备的互连线路熔化，或可对这些电子设备的基板 (substrate)造成损伤。
[0003]在计算机系统的典型的多服务器机箱部署中，可以滑动部件(sled)的形式 插入多个服务器单元。每个滑动部件本质上是一个独立的服务器节点，具有 处理器、存储器装置及其他组件。每个服务器节点亦包含像是基板管理控制 器(baseboard management controller；BMC)之类的处理器，监控滑动部件的物 理状态，像是电源及冷却(cooling)。分离在整个机箱的控制器，即机箱管理控 制器(chassis management controller；CMC)，负责像是整个机箱的电源及温度 管理的功能。机箱中的风扇群组匹配每个节点，藉此由各自的节点BMC所控 制，以提供所需的冷却。一或多个BMC将所请求的风扇速度回报给CMC， 而CMC设定一或多个风扇的速度，以提供所需的冷却。然而，出于温度管理 的目的而在CMC及BMC之间所传递的讯息数量可变得过剩，削减了其他讯 息可用的整体带宽。此外，由于CMC通常是通用的处理器，必须被固件所编 程，因此可能不具有充足的处理速度以适当地处理来自多节点机箱中的BMC 的所有请求。
[0004]图1A展示具有多节点机箱12的计算机系统10(现有技术)。机箱12是 一种实体结构，包含允许插入具有不同的计算机组件的各种滑动部件的定位 特性(registration features)。在本范例中，机箱12具有一系列节点14、节点16 及节点18，每个节点具有主电路板，主电路板被带有像是处理器、存储装置、 网络接口卡及诸如此类的组件的滑动部件所支持。节点14、节点16及节点 18分别具有BMC，像是BMC 24、BMC 26及BMC 28。BMC 24、BMC 26 及BMC 28耦接至集成电路间(Inter
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Integrated Circuit；I2C)总线30。机箱12 亦包含机箱管理控制器(CMC)32，通过I2C总线30接收来自BMC 24、BMC 26及BMC 28的风扇控制指令。
[0005]机箱12亦具有包含复杂可编程逻辑装置(complex programmable logicdevice；CPLD)36的风扇板34，以将命令信号发送给机箱12的风扇。CPLD 36亦耦接至I2C总线30，并接收来自CMC 32的风扇速度指令。CPLD 36控 制一系列风扇40、风扇42、风扇44、风扇46及
风扇48的风扇速度。在本范 例中，像是风扇40及风扇42之类的某些风扇，实体地匹配节点14，主要以 冷却节点14的组件。风扇40
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48是藉由调控CPLD 36所产生的脉宽调制(pulsewidth modulation；PWM)信号的频率所控制。风扇40、风扇42、风扇44、风 扇46及风扇48分别发送速度信号给CPLD 36，CPLD 36以每分钟转数 (revolutions per minute；RPM)反映风扇的实际速度。CMC 32以从CPLD 36所 接收到的RPM数据，监控每个风扇40、风扇42、风扇44、风扇46及风扇 48的实际速度。
[0006]BMC 24、BMC 26及BMC 28分别基于所欲冷却的节点14、节点16及 节点18，提供PWM值给CMC 32。有个问题是热低效率(thermal inefficiency)， 因为响应于其中一个BMC请求较高的风扇速度，只有某些风扇可提供较高 的冷却水准。剩余的风扇保持在低转速，因为响应于来自其中一个BMC的单 一PWM命令，CPLD 36仅改变某些风扇。
[0007]举例来说，当节点14过热时，对应的BMC 24会发送命令以提升风扇40 及风扇42的速度，以协助为节点14散热。若节点16并未过热，则将使风扇 44维持在相同的速度，于是风扇44将具有与风扇40及风扇42不同的速度。 由于风扇40及风扇42的速度较高，气流将聚集在节点14中，致使像是节点 16之类的邻近节点的温度上升。此气流的不平衡可包括像是节点16之类的 其他节点的运作。
[0008]热插拔(hot
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swapping)风扇是更密集的风扇配置中的另一个重要议题。由 于极大化运作时间是重要的，理想上是节点能在替换故障风扇的同时继续运 作。此热插拔程序允许节点在移除与替换特定风扇的同时继续运作。图1B展 示当风扇44不在运作中且需要被插拔的情况下的计算机系统10(现有技术)。 当像是风扇44之类的风扇停止运作，机箱12的所有其他运作中的风扇速度 会增加到极大，以补偿减少的气流，防止整个系统过热的情况。当风扇44被 替换时，在插拔程序的期间，运作中的风扇40、风扇42、风扇46及风扇48 所产生的强烈气流导致风扇44的位置中的强烈逆向气流。其他风扇所导致的 强烈逆向气流可能会妨碍热插拔风扇启动，也就妨碍了热插拔风扇的运作。
[0009]因此，在其他的需求中，需要一种专用的、基于硬件的风扇控制器，控制 多节点机箱内的风扇运作，以减少BMC与CMC之间的流量。更进一步需要 一种专用的、基于硬件的风扇控制器，最佳化多个节点之间的冷却。更进一 步需要一种风扇控制器，在风扇进行热插拔的期间，极小化逆向气流，以允 许热插拔风扇开始运作。

技术实现思路

[0010]“实施例”一词及类似的用语，例如实作、配置、态样、范例、选项，意图 广泛地指代本专利技术及以下权利要求的所有申请标的。包含这些词汇的陈述不 应被理解为限制在此所述的申请标的或限制以下的权利要求的含义或范围。 在此所涵盖的本公开的实施例，是由以下的权利要求而非本
技术实现思路
所限定。 本
技术实现思路
是本公开的各方面的高阶综述，并且介绍了一些概念，这些概念 在以下实施方式的段落中会进一步描述。本
技术实现思路
并不旨在标识出所请求 的申请标的的必要特征，也不旨在单独用于决定所请求的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硬件的风扇控制器，用以控制计算机系统中的多个风扇模块，该计算机系统包含多个计算机节点，每一计算机节点具有服务处理器，该基于硬件的风扇控制器包括：从属模块，接收来自每一服务处理器的风扇速度命令；以及风扇速度产生器，耦接至该从属模块及该多个风扇模块的子集，该风扇速度产生器接收来自该从属模块的风扇速度命令，及来自所述风扇模块的该子集的风扇速度输出，其中该风扇速度产生器是配置以输出风扇速度至该子集中的每一风扇模块。2.如权利要求1所述的基于硬件的风扇控制器，其中该服务处理器为基板管理控制器(baseboard management controller)；以及其中该计算机系统包含机箱管理控制器，该机箱管理控制器经由系统总线耦接至该基板管理控制器。3.如权利要求1所述的基于硬件的风扇控制器，其中该风扇速度产生器是配置在正常模式中，由所接收到来自每一服务处理器的风扇速度命令，决定该多个风扇模块的该子集的该风扇速度；其中该风扇速度产生器是配置在热插拔模式中，基于从所述风扇模块的该子集中的每一风扇模块所接收到的风扇速度输出，决定所述风扇模块的该子集中的每一风扇模块的该风扇速度。4.如权利要求1所述的基于硬件的风扇控制器，其中该多个节点的第一子集对应于该多个风扇模块的该子集，其中该从属模块是第一从属模块，且该风扇速度产生器是第一风扇速度产生器，其中该多个节点的第二子集对应于该多个风扇模块的第二子集，以及其中该基于硬件的风扇控制器还包括：第二从属模块，接收来自每一所述服务处理器的风扇速度命令；以及第二风扇速度产生器，耦接至该第二从属模块及该多个风扇模块的该第二子集，该第二风扇速度产生器接收来自该第二从属模块的风扇速度命令，及来自该多个风扇模块的该第二子集的风扇速度输出，其中该第二风扇速度产生器是配置以输出该风扇速度至该多个风扇模块的该第二子集中的每一风扇模块。5.一种计算机系统，包括：机箱，包含多个风扇模块；专用的基于硬件的风扇控制器，耦接至该多个风扇模块；系统总线，耦接至该专用的基于硬件的风扇控制器；以及多个滑动部件(sled)，每一滑动部件具有服务处理器，该服务处理器经由该系统总线耦接至该基于硬件...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宪阳，张英哲，陈奕安，曾钰棠，
申请(专利权)人：广达电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：