基于供电电网状态的计算机电力消耗管理制造技术

一种使由外部电网的电力总线(104)供应电力的计算机(102)的电力消耗适应于该电力总线(104)的可用电力的方法，其中计算机(102)具有被配置用于运行计算任务的处理器(106)，并且其中电力总线(104)是AC总线或DC总线，该方法包括以下步骤:a.在AC电力总线的情况下测量电力总线(104)上的频率F，或者在DC电力总线的情况下测量电力总线(104)上的电压U，从而获得指示来自电力总线(104)的电力供应水平的电力供应测量值(Ubus)；和b.基于所获得的电力供应测量值(Ubus)来调整处理器的计算任务运行，从而保持、增加或减少计算机的电力消耗。保持、增加或减少计算机的电力消耗。保持、增加或减少计算机的电力消耗。

【技术实现步骤摘要】
基于供电电网状态的计算机电力消耗管理


[0001]本公开总体上涉及数字电子计算机的供电领域。更具体地，重点在于使数字电子计算机消耗的电力与计算机可从外部电源获得的电力相匹配。
[0002]本公开的一个重要应用是管理数据中心中的服务器负载。

技术介绍

[0003]W.Qi等人于2019年在《伊朗科技》D辑第26卷第6期第3559
‑
3570页发表的文章“通过利用数据中心负载提供频率调节来实现绿色数据中心微电网(Towards green data center microgrids by leveraging data center loads in providing frequency regulation)”中提出了数据中心微电网的负载控制策略。在这种控制策略中，利用数据中心的计算服务器在处理延迟容忍任务方面的灵活性来控制数据中心的电力消耗，从而调节数据中心微电网的AC电力频率。
[0004]从第3564页开始，该控制策略在文章的第3节进行了解释，并由文章的图7示出：持续监控该数据中心微电网的公共耦合点处的AC电力频率，如果频率下降到低于参考频率太多，则关闭数据中心中的计算服务器以减少微电网上的负载。
[0005]这种已知的数据中心电力管理方案的唯一目的是将AC电力供应频率保持在正常工作频率(例如60Hz)附近的范围内。这是为了确保整个微电网的稳定性和安全性。
[0006]这种方案的缺点在于，对数据中心的计算服务器的性能有相当大的负面影响。事实上，每次出现电力短缺，整个服务器集群都会被关闭。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述，本公开的目的是提供一种改进的方法，使电网中的计算机、尤其是服务器的电力消耗适应于电网中变化的电力供应水平。
[0008]根据本公开，该目的通过一种使由外部电网的电力总线供应电力的数字电子计算机的电力消耗适应于可从该电力总线获得的瞬时电力的方法来实现，其中该数字电子计算机具有处理单元，该处理单元被配置用于运行计算任务，并且其中该电力总线是以电频率F提供AC电力的AC总线，或者是以电压U提供DC电力的DC总线，该方法包括以下步骤：a.在AC电力总线的情况下测量电力总线上的瞬时电频率F，或者在DC电力总线的情况下测量电力总线上的瞬时电压U，从而获得指示来自电力总线的电力供应的瞬时水平的电力供应测量值，以及b.基于所获得的电力供应测量值来调整处理单元的计算任务运行，从而保持、增加或减少计算机的电力消耗。
[0009]换句话说，计算机的处理单元运行任务的方式取决于外部电网的当前电力状态。根据来自外部电网的可用电力，处理单元将执行更多或更少的任务、更慢地运行任务或更快地运行任务。因此，可以更加精确和动态地调整电网上的IT负载。具体而言，可以通过增加或减少处理单元的任务运行来以小增量修改IT负载。
[0010]与上述文章的控制策略相反，本公开的方法遵循自下而上的方案。根据本公开，在
数据中心电网的情况下，每个计算服务器进行其自己的单独和独立的负载管理。换言之，负载控制任务是分布在所有不同的计算服务器上的。
[0011]根据本公开，是单独的计算机在监控外部电网的健康状况并相应地调整其消耗。如果电网有充足的可用电力，计算机会以最大能力运行其处理单元。另一方面，如果电网出现电力短缺，计算机会降低其处理单元的速度。
[0012]以下特征可以单独或相互结合地选择性实施:
[0013]‑
步骤b包括以下步骤b1：如果电力供应测量值下降至与处理单元当前运行的一个或多个任务相关联的预定降速阈值以下，则将较少的处理单元资源分配给相关联的一个或多个任务，以减少处理单元的电力消耗；
[0014]‑
在步骤b1中，随着电力供应测量值继续减小至该预定降速阈值以下，较少资源的该分配线性地增加；
[0015]‑
在步骤b中，如果电力供应测量值下降至与处理单元当前运行的一个或多个任务相关联的预定下限终止阈值，则终止相关联的一个或多个任务；
[0016]‑
在步骤a之后并且在步骤b之前，从所获得的电力供应测量值中导出电力供应水平指示符的步骤，该电力供应水平指示符指示来自电力总线的电力供应的瞬时水平，并且其中，在步骤b中，所导出的电力供应水平指示符被用作调整处理单元的计算任务运行的参考；
[0017]‑
步骤b包括以下步骤b1：如果电力供应水平指示符下降至与处理单元当前运行的一个或多个任务相关联的预定降速阈值以下，则将较少的处理单元资源分配给相关联的一个或多个任务，以减少处理单元的电力消耗；
[0018]‑
在步骤b1中，随着电力供应水平指示符继续减小至该预定降速阈值以下，较少资源的该分配线性地增加；
[0019]‑
在步骤b中，如果电力供应水平指示符下降至与处理单元当前运行的一个或多个任务相关联的预定下限终止阈值，则终止相关联的一个或多个任务；
[0020]‑
数字电子计算机包括用于管理由处理单元运行的计算任务的任务管理器，并且步骤b至少部分地由该任务管理器执行；、
[0021]‑
电力总线是DC总线，数字电子计算机的电力供应链包括DC电力供应单元，DC电力供应单元的输入侧电连接至DC电力总线，电压传感器布置在DC电力供应单元的输入侧，并且电压传感器适于执行该方法中的步骤a。
[0022]本公开还涉及一种管理数据中心中的电力消耗的方法，该数据中心包括多个计算服务器和向计算服务器供应电力的电力总线，其中，根据如上详述的方法来调整每个计算服务器的电力消耗。
[0023]可选地，在该电力消耗管理方法中，步骤a被实施为中央测量操作，并且所获得的电力供应测量值被传输到每个计算服务器，以用作调整计算服务器的电力消耗的基础。
附图说明
[0024]现在将参照附图详细描述本公开的优选实施例，附图中:
[0025]图1是根据本公开的第一数据中心及其相关电源的框图。
[0026]图2是根据本公开的第二数据中心及其相关电源的框图。
[0027]图3示出了两组电力曲线，示出了根据本公开如何调整位于数据中心的计算服务器的CPU的电力消耗。
具体实施方式
[0028]图1示出了根据本公开的第一数据中心100。
[0029]通常，数据中心100是IT设施，其向付费客户提供比如数据存储、数据处理及计算的IT服务。
[0030]数据中心100包括多个计算服务器102和向计算服务器102供应电力的电力总线104。计算服务器102处理不同的IT服务。
[0031]图1中仅示出了两个服务器，标记为“服务器1”和“服务器i”，但是实际上数据中心100可以包含数千个服务器102。
[0032]服务器102都是数字电子计算机。由此，每个服务器102包括处理单元106。
[0033]通常，处理单元106是服务器的中央处理单元或CPU。然而，其也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使由外部电网的电力总线(104)供应电力的数字电子计算机(102)的电力消耗适应于可从所述电力总线(104)获得的瞬时电力的方法，其中，所述数字电子计算机(102)具有处理单元(106)，所述处理单元(106)被配置用于运行计算任务(T1
‑
T3)，并且其中，所述电力总线(104)是以电频率F提供AC电力的AC总线，或者是以电压U提供DC电力的DC总线，所述方法包括以下步骤:a.在AC电力总线的情况下测量所述电力总线(104)上的瞬时电频率F，或者在DC电力总线的情况下测量所述电力总线(104)上的瞬时电压U，从而获得指示来自所述电力总线(104)的电力供应的瞬时水平的电力供应测量值(Ubus)；和b.基于所获得的电力供应测量值(Ubus)来调整所述处理单元的计算任务运行，从而保持、增加或减少计算机的电力消耗。2.根据前述权利要求所述的方法，其中，步骤b包括以下步骤:b1.如果所述电力供应测量值(Ubus)下降至与所述处理单元(106)当前运行的一个或多个任务(T1
‑
T3)相关联的预定降速阈值(Uth
j
)以下，则将较少的处理单元资源分配给相关联的一个或多个任务(T1
‑
T3)以减少处理单元的电力消耗。3.根据前述权利要求所述的方法，其中，在步骤b1中，随着所述电力供应测量值(Ubus)继续减小至所述预定降速阈值(Uth
j
)以下，较少资源的所述分配线性地增加。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b中，如果所述电力供应测量值(Ubus)下降至与所述处理单元(106)当前运行的一个或多个任务(T1
‑
T3)相关联的预定下限终止阈值(Uend
j
)，则终止相关联的所述一个或多个任务(T1
‑
T3)。5.根据权利要求1所述的方法，还包括在步骤a之后并且在步骤b之前，从所获得的电力供应测量值(Ubus)中导出电力供应水平指示符(SOG)的步骤，所述电力供应水平指示符(SOG)指示来自所述电力总线(104)的电力供应的瞬时电平，并且其中，在步骤b中，所导出的所述电力供应水平指示符(SOG)被用作调整所述处理单元(106)的计算任务运行的参...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：DC系统有限公司，
类型：发明
国别省市：