功率管理方法和系统

技术领域

本公开涉及一种用于计算系统的功率管理方法和系统。

背景技术

服务器系统可以包含不同类型和型号的服务器，尤其是如果服务器在不同时间被更新或者替换。一种可以考虑到不同的功率需求及其变化的功率管理系统和方法可以帮助提高服务器系统的效率以及可靠性。

发明内容

一方面，本公开提供一种功率管理方法，其包括：确定相当于计算节点的最大功率函数值；确定功率限额，其中功率限额是该计算节点的最小功耗值与最大功率函数值中的较大值，以及最大功率函数值是总功率与该计算节点的功率比的乘积；以及将功率限额分配给该计算节点。

可选的，该方法还可包括：确定系统域中多个计算节点的先后次序；以及按照先后次序，为多个计算节点分配各自的功率限额。可选的，该方法还可包括：以多个计算节点的各个最小功耗值的降序对该先后次序进行排序。

可选的，如果计算节点最小功耗值大致等于下一计算节点的最小功耗值，以及如果该计算节点的最大功耗值大于下一计算节点的最大功耗值，则在先后次序中将该计算节点排在下一计算节点之前。可选的，在确定对应计算节点的功率限额之后，确定相对于下一计算节点的总功率，其中下一计算节点在先后次序中紧排在该计算节点之后。

可选的，计算节点的功率比是计算节点的最大功耗值与待定计算节点的最大功耗总值的比率。可选的，总功率是相对于所有的待定计算节点而确定的。

可选的，在确定系统域中各个计算节点的功率限额之前，迭代更新总功率和功率比。可选的，随着每次迭代更新，总功率减小而功率比增大。

另一方面，本公开还提供了一种功率管理系统，其包括：功率控制器，该功率控制器被配置为：确定计算节点的最大功率函数值；确定功率限额，其中功率限额是该计算节点的最小功耗额与最大功率函数值中的较大值，以及最大功率函数值是总功率与该计算节点的功率比的乘积；以及将功率限额分配给该计算节点。

可选地，功率控制器还可被配置为：确定系统域中多个计算节点的先后次序；以及按照先后次序，为多个计算节点分配各自的功率限额。可选地，功率控制器还可被配置为：以多个计算节点的各个最小功耗值的降序来对先后次序进行排序。

可选地，功率控制器还可被配置为：如果计算节点最小功耗值大致等于下一计算节点的最小功耗值，以及如果该计算节点的最大功耗值大于下一个计算节点的最大功耗值，则在先后次序中，将该计算节点排在下一个计算节点之前。可选地，功率控制器还可被配置为：在确定针对计算节点的功率限额之后，确定相对于下一计算节点的总功率，其中下一计算节点在先后次序中紧排在计算节点之后。

可选地，功率控制器还可被配置为：计算节点的功率比是计算节点的最大功耗值与待定计算节点的最大功率总值的比率。可选地，功率控制器还可被配置为：总功率是相对于所有的待定计算节点而确定的。

可选地，功率管理控制器还可被配置为：在确定系统域中的各个计算节点的功率限额之前，迭代更新总功率和功率比。可选地，功率管理控制器还可被配置为：随着每次迭代更新，总功率减小而功率比增大。

附图说明

图1是根据本公开的一个实施例的功率管理系统的示意图。

图2是根据一个实施例的功率管理方法的示意图。

图3是图2的功率清单确认过程的示意图。

图4是图2的功率限额分配过程的示意图。

图5示出根据图2的方法分配功率限额的系统域的示例。

图6A至图6D示出根据图2的方法配置的系统域的示例。

具体实施方式

图1示出计算系统100。该计算系统包括多个计算节点140。例如，计算节点可以是诸如服务器的计算设备。计算系统的一个示例包括具有多个服务器的一个或多个服务器机架。计算系统被配置为使用从电源120汲取的电力进行操作。功率控制器110被配置为管理各个计算节点之间的功率分配。在某些情况下，计算系统可以包括不同类和/或型号的计算节点。在某个时刻，同一个计算系统中的各个计算节点可以具有不同的功率需求及能量效率。在一些情况下，一个或多个计算节点可以被升级、替换或添加到计算系统中，使得起初的功率管理配置不再是相对操作性能及能量效率最优的配置。在某些情况下，计算系统可以被设计成启动失败或进入故障状态，以避免发生过电流。当这种情况发生时，普通用户可能缺乏快速重置计算系统配置这方面的能力或者专业知识。

根据本公开的一个实施例，功率管理系统包括功率控制器110，其被配置为在计算系统100或系统域中执行功率管理方法，其中计算系统或系统域包括多个计算节点140。计算节点被配置为从电源120汲取电力。功率管理系统可以包括存储器114，该存储器114被配置为存储与每个计算节点140的功耗或功率需求相关的数据。功率管理系统被配置为执行如下所述的功率管理方法200。

图2示出根据本公开的实施例的方法。在一些示例中，功率控制器被配置为，响应于系统域中的一个或多个计算节点被重置或者被连接到交流电源而执行功率限额分配方法。功率限额指的是，在任何负载条件下允许计算节点提取的最大功率。一方面，功率控制器可以被配置为，在各个计算节点被完全通电开启290之前，响应于节点初始化和/或功率清单确认过程的进行220而执行功率限额分配过程240。在另一方面，功率控制器可以被配置为，在不中断计算系统的操作下，进行功率清单确认过程220和/或一个或多个功率限额的动态分配240。在又一方面，功率控制器可以被配置为，基于功率清单数据220为系统域中的所有计算节点执行功率额限的分配240，从而为所有计算节点分配足够的功率，以致无需专门技术人员干预即可完全通电开启或运行。计算系统可以被配置为响应于计算系统中的变更而执行节点初始化和/或功率清单确认过程220。在一些示例中，功率控制器可以响应于系统域中计算节点的数量的改变而实现功率限额分配的自动重置或者动态重置。这可以包括一个或多个计算节点发生故障的情况。这可以包括一个或多个计算节点被添加到计算系统的情况。在一些示例中，功率控制器可以响应于与操作性能和/或功率需求相关的参数的改变而自动重置功率限额的分配。功率控制器可以被配置为，响应于总功率的改变，确定系统域中的计算节点的相应功率限额。例如，如果电源的其中一个供电单元发生故障，或系统域有了新添加的电源，电源控制器被配置为相应地重置功率限额的分配。

参照图3，作为功率清单确认过程的一部分，功率控制器被配置为确定可用于整个系统域的总功率库(TPB)。总功率库可以包括要在所有计算节点之间共享的功率，以及计算系统中其他设备所需的功率。

功率清单确认过程包括确定系统域中的计算节点的功率相关参数226。各个计算节点可以与对应的功率相关参数相关联。功率相关参数的示例包括最小功耗值(P

如图4所示，功率控制器被配置为确定先后次序242。先后次序指的是，给计算节点一个接一个地分配各自的功率限额时，所根据的顺序。换言之，功率控制器被配置为根据先后次序来确定各个计算节点的功率限额。先后次序可以是基于系统域中多个计算节点各自的最小功耗值的降序。功率控制器被配置为从系统域中具有最大的最小功耗值的计算节点开始，依次确定各个计算节点的功率限额。最后一个被分配功率限额的计算节点将是在系统域中具有最小的最小功耗值的计算节点。如果两个计算节点具有相同的最小功耗值，则将优先给具有较高最大功耗值的计算节点分配功率限额。

功率控制器还被配置为确定可用的总功率(TP)244。可用于所有计算节点的总功率可以是总功率库的主要部分。功率控制器被配置为响应于总功率库发生改变而执行功率清单确认过程。根据本公开的实施例，总功率被动态地更新。为了简明起见，本文将已经分配了功率限额的计算节点称为已定计算节点，而将未被分配功率限额的计算节点称为待定计算节点。作为示例，这里描述了将新的计算节点添加到两个现有的计算节点的情况。在功率限额分配序列的开始，待定计算节点包括所有三个计算节点。功率控制器被配置为确定功率限额PC1并将该功率限额PC1分配给第一计算节点，其中功率限额PC1基于总功率TP1。在下一步骤，第一计算节点被认为是已定计算节点，而第二计算节点和第三计算节点被认为是待定计算节点。现在为第二计算节点确定的功率限额PC2基于对应待定计算节点可用的总功率TP2。相似地，分配给剩余的待定计算节点的功率限额PC3是基于对应这一步骤的可用的总功率TP3。因此，可以理解，功率控制器被配置为在将功率限额分配给同一系统域中的多个计算节点的整个过程中，响应于动态变化的总功率来确定相应的功率限额。功率管理方法包括动态确定总功率。换言之，功率管理方法包括在功率限额分配过程的每次迭代中确定待定计算节点可用的总功率，其中，每次迭代将功率限额分配给系统域中的多个计算节点之一。

功率管理方法包括确定相对于系统域中的多个计算节点之一的功率比246。在一些实施例中，与计算节点相对应的功率比是该计算节点的最大功耗值P

功率管理方法还包括确定系统域中计算节点的功率限额(PPCn)，其中功率限额是计算节点的最小功耗值(P

方程1：

在将功率限额分配给一个计算节点后，功率控制器被配置为，针对先后次序中的下一个计算节点迭代分配功率限额。在此迭代中，将对应待定计算节点而更新总功率和最大功耗总值。功率限额分配过程可以被配置为继续分配直到系统域中的所有计算节点已经被分配了相应的功率限额为止。

以下进一步描述功率管理系统和方法的示例以帮助理解。图5示出具有四个具有各自功率参数的计算节点的计算系统。在此示例中，要给四个计算节点分配的总功率(TP)为1757瓦(Watts,W)。计算节点A的P

各个计算节点的功率限额是根据先后次序而确定的。例如，待定计算节点A的功率限额被设定为第一值和第二值中的较大值。在此示例中的第一值是计算节点A的P

顺着先后次序确定下一计算节点C的功率限额，通过减去已分配给计算节点A的功率限额，动态更新总功率。因此，相对于下一计算节点C的总功率为1157W–500w＝657W。功率比也相对于剩余的待定计算节点C和B被动态更新。也就是说，在这时，计算节点A既已被分配了功率限额，最大功耗总值的计算就不包括计算节点A的最大功耗值。对应下一计算节点C的功率比约为0.556，以及相应的最大功率函数值＝0.556×657＝365.3W。功率控制器被配置为，将最小功耗值(400W)与最大功率函数值(365.3W)进行比较，并选择两者中的较大值作为计算节点C的功率限额。因此，计算节点C被分配400W的功率限额。

图6A至图6D示出如服务器系统之类的计算系统可以如何被配置以使得其功率管理配置可以适合于具有不同计算节点数量的系统。图6A示出仅一个计算节点将被供电的情况。这种情况可以在计算节点的初始化时以及在执行功率清单确认过程中被检测到。由于仅要启动一个计算节点，功率比为1，可以将2000W的总功率分配给该计算节点。

图6B示出同一个计算系统，但是在执行功率清单确认过程中，功率控制器确定两个计算节点(即计算节点D和计算节点A)将要进入操作状态。功率控制器确定计算节点的先后次序，其中确定计算节点D将于计算节点A之前被分配功率限额。这是基于计算节点D的最小功耗值高于计算节点A的最小功率。功率控制器被配置为，在确定系统域中各个计算节点的功率限额之前，迭代更新总功率和功率比。因此，用于确定计算节点A的功率限额的总功率和功率比是更新后的总功率和更新后的功率比。也就是说，在每次迭代中(也对应于先后次序中的各个计算节点)，为一个计算节点确定功率限额。功率控制器被配置为使得每次迭代更新时，总功率减小而功率比增大。如图所示，所有分配的功率限额的总和不大于所有计算节点共同可用的原始总功率(在任何分配之前的总功率)。

图6C示出同一个计算系统，其中，另一个计算节点C将要进入操作状态。参照图6C，根据先后次序，功率控制器在确定计算节点A的功率限额的步骤中，当前的总功率是1300W，而不是图6B所示的1000W。这是因为原始的2000W总功率已减去已分配给计算节点D的功率限额(700W)。当计算节点B要进入操作状态时，总功率同样地并且动态地被更新。如图所示，功率控制器被配置为，在分配功率限额给处于先后次序中较先的计算节点时，也考虑到处于先后次序中较后的计算节点。先后次序的排序不取决于哪个计算节点首先被耦合到计算系统，而是取决于所有计算节点各自的功率相关参数。以这种方式，即使最后加入系统域的计算节点也可以被分配到所需功率限额，该所需功率限额是足以让该计算节点操作的功率限额。

图6D示出同一个计算系统，其中又一个计算节点B将要进入操作状态。使用根据本公开的实施例的方法，可以分配功率限额使得每个计算节点分配足以让该计算节点操作的功率限额，无论该计算节点在启动(供电)次序中的先后位置，也无论该计算节点是何时被添加到计算系统中的。还可以理解的是，使用本文公开的功率管理方法，所有计算节点的总功率需求不超过系统域可用的总功率。同时，功率比也被动态地更新，使得功率比增加。

如本文所用，除非另有明确说明，否则单数“一”及“一个”可以解释为包括复数“一个或多个”。

已经出于说明及描述的目的呈现本公开，但是并不旨在穷举或限制。许多修改及变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择及描述示例实施例是为了解释原理及实际应用，并且使本领域普通技术人员能够理解本公开的各种实施例，其具有适合于预期的特定用途的各种修改。

因此，尽管这里已经参考附图描述说明性示例实施例，但是应该理解，该描述不是限制性的，并且本领域技术人员可以在其中实现各种其他变化及修改而不脱离本公开的范围或精神。