CN112065757A - 一种s5状态下服务器风扇智能调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，在S5状态下，BMC不参与风扇调控，由CPLD根据系统中其他智能设备的在位信号控制风扇状态；一个风扇对一个或多个智能设备进行散热，且所述CPLD根据各智能设备的散热需求转速百分比来控制风扇在相应转速下运行；当一个风扇对多个智能设备进行散热，该风扇的转速为多个智能设备的散热需求转速百分比总和；若该散热需求转速百分比总和大于100％，则该风扇转速为100％输出，且相邻风扇转速为该散热需求转速百分比总和减去100％后的两倍输出。本方案的完成，不仅解决了目前服务器产品中，风扇调控策略不完善，风扇功耗高，噪声大的问题，也为需要使用大量风扇进行散热的其他产品或系统提供了一种解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及智能服务器散热技术领域，尤其涉及一种S5状态下服务器风扇智能调控方法。
背景技术
随着服务器行业的日趋成熟，智能服务器产品逐步进入大众视野。紧跟而来的，服务器配套的智能设备使用也越来越广泛，如智能网卡，OCP卡，SmartNIC卡，GPU卡，Retimer卡，PCIE加速卡，AI加密卡等。然而，智能化必定会付出相应的代价。
通用服务器及其外设，在S5状态(S5状态为插入AC电源线后的状态)下完全不需要风扇进行散热。而智能设备的功耗很大，在S5状态下已然开始工作。若不考虑其散热方案，会影响到其正常工作，甚至给智能设备带来永久性损坏。
当前设计中，智能网卡，OCP卡，SmartNIC卡等已经大量应用于AI服务器，甚至通用服务器产品也开始引入这些智能设备。问题也开始显现，那就是没有完善的散热方案来保证这些智能设备的正常运行，智能设备经常因为温度过高而工作异常，这严重制约了智能服务器的开发。
图2为目前传统的服务器风扇调控方案。现有的服务器方案中，散热调控完全由BMC控制。BMC通过I2C采集分布于主板各处的温度Sensor，根据温度传感器的数值，将风扇PWM信号给到CPLD，由CPLD透传到风扇端调控风扇转速，进而调控整机箱的温度。当BMC不工作时，则由CPLD接管风扇控制，以固定速率，控制风扇转速。
传统的服务器风扇调控方案，存在以下问题。
首先，BMC启动过于缓慢并且容易挂死。BMC启动之前或BMC挂死之后，风扇转速由CPLD以固定转速进行控制，不仅增加服务器功耗，而且存在多个风扇同时转动造成的噪声过大问题。
其次，智能设备在S5状态下，已经开始工作，其产生的热量是非常可观的，这种情况下，是需要启动风扇进行散热的。此时BMC还未开始工作，无法进行调控，而且，通用服务器风扇调控方案中，S5状态下，BMC即便工作正常，也不会对风扇进行控制。
再次，BMC是根据整机箱温度，全局控制风扇转速。然而整机箱中，各测温点之间的虽然存在温差，但不会太大，因此所有风扇都会同时转动，不会存在某处测温点是常温，BMC就控制风扇不转动的情形，同时，有些智能设备并不存在温度Sensor，BMC无法有效识别，更无法针对性的对某个智能设备的热量高点进行散热。
最后，目前设计中，在S5状态下，CPLD会以固定转速控制所有风扇的转动，远远超过智能设备的散热需求，不仅增加了功耗，也增加了噪音。
目前，已经有客户反映，仅仅是因为服务器多插入一张智能卡后，S5状态下，风扇全部转动，噪声过高，增加了功耗，也严重影响了机房服务器的布局工作。
发明内容
本发明提供的一种技术方案是一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，应用在通用及AI服务器系统中。在S5状态下，使服务器风扇调控真正的智能化，做到哪里温度高，风扇吹哪里，而不是一视同仁，控制所有风扇以同一转速运行。从而解决传统的服务器散热方案中，风扇功耗过高，噪声过大的问题。
基于上述问题，本发明的技术方案是：一种S5状态下服务器风扇智能调控方法。
BMC作为服务器的管理者，其主控地位是不可动摇的。因此，在S0状态下，服务器散热调控方案不会改变，保持原控制方案。
首先，在逻辑编辑器，尤其是CPLD的UFM中，会维护一张查找表，查找表包括：各智能设备对应风扇及各智能设备的散热需求转速百分比。
在S5状态下，由于BMC不参与风扇调控，因此CPLD会负责风扇方案的实现。目前设计中，数据存储卡或云数据卡或智能设备的在位情况(OCP，SmartNIC等智能设备的在位信号)会连接至CPLD，因此CPLD会识别到其在位，而普通PCIE Slot是否存在智能设备，则是PCH通过LPC总线通知CPLD。基于目前的硬件方案架构，CPLD完全可以知晓所有智能设备的在位情况。
基于目前的硬件架构，仅需根据散热策略，修改CPLD代码，使CPLD不再机械式的统一控制所有风扇转动来实现散热，而且能够智能的识别高热量所在点，并针对性的控制其对应风扇转速，进而低功耗，低噪音的完成散热工作。
具体的，
在S5状态下，BMC不参与风扇调控，由CPLD根据系统中其他智能设备的在位信号控制风扇状态；一个风扇对一个或多个智能设备进行散热，且CPLD根据各智能设备的散热需求转速百分比来控制风扇在相应转速下运行。
当一个风扇对多个智能设备进行散热，该风扇的转速为多个智能设备的散热需求转速百分比总和；若多个智能设备的散热需求转速百分比总和小于100％，则该风扇转速为该散热需求转速百分比总和。若该散热需求转速百分比总和大于100％，则该风扇转速为100％输出，且相邻风扇转速为该散热需求转速百分比总和减去100％后的两倍输出。
在BMC正常运行之后，BMC监控到各个智能设备附近的温度值，BMC会通过I2C发送给CPLD；CPLD根据温度值与风扇转速对应关系调整对应风扇的转速，并刷新UFM中的数据。
其中，上述方案中的技术术语解释如下：
CPLD:Complex Programmable Logic Device，为复杂可编程逻辑器件。
BMC:Baseboard Management Controller，用于服务器主板的管理。
UFM:CPLD中提供给用户使用的Flash区域，可以用来存储一些重要信息，CPLD断电后，数据不会丢失。
PCIE：peripheral component interconnect express，是一种高速串行计算机扩展总线标准，Intel新平台的CPU，包含64条PCIE Lane，分为16个x4 PCIE Port，可以支持16个NVME硬盘。
S5状态：服务器中，插入AC电源线后的状态。
S0状态：服务器中，按下Power Button，DC上电后的状态。
LPC：原名叫Low pin count Bus，是用于把低带宽设备连接到CPU上。
本发明的优点是：基于原有的服务器硬件架构，无需修改任何硬件方案。将所有智能设备与风扇的对应关系以及对散热的需求，整合成查找表，并固化在CPLD的UFM中。CPLD通过识别智能设备的在位情况后，在查找表中确定对应风扇及其转速，单独控制对应风扇转动，而不再使用传统风扇控制方案中控制所有风扇转动的方式。在满足散热需求的情况下，降低了服务器功耗及噪声，提高了产品竞争力，提升了客户体验。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本方案的智能风扇调控方案原理图；
图2为传统服务器风扇控制方案原理图；
具体实施方式
实施例：
首先，在CPLD的UFM中，会维护一张查找表，查找表格式如下；
其次，在S5状态下，CPLD会检测OCP卡及SmartNIC卡的在位情况，以及通过解析LPC总线协议，确认PCIE Slot上，PCIE设备的在位情况，并依据查找表中的对应关系，控制对应风扇的转动。例如，若PCIE1 Slot存在智能设备，CPLD仅控制“风扇2”以40％转速转动，而其他风扇不会转动。
再次，若CPLD检测到同一个风扇对应的多个智能设备在位，其散热转速需求分别为A，B，C……，若∑(A,B,C……)>100，则对应风扇转速设定为100％，相邻风扇转速设定为2*(∑(A,B,C……)-100)。例如，表中“OCP”与“PCIE0”都是使用“风扇3”进行散热，其散热需求为110％，这时，CPLD会控制“风扇3”以100％转速运行，同时控制“风扇2”以20％转速运行。
最后，由于PCIE Slot插入的智能设备不确定，因此，在BMC正常运行之后，BMC监控到的各个智能设备附近的温度值，会通过I2C发送给CPLD；CPLD会根据温度值与风扇转速对应关系，调整对应风扇的转速，并刷新UFM中的数据，实现风扇转速的自动校准。
本发明实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，在S5状态下，BMC不参与风扇调控，由逻辑编辑器根据系统中其他智能设备的在位信号控制风扇状态；其特征在于：一个风扇对一个或多个智能设备进行散热，且所述逻辑编辑器根据各智能设备的散热需求转速百分比来控制风扇在相应转速下运行；
当一个风扇对多个智能设备进行散热，该风扇的转速为多个智能设备的散热需求转速百分比总和；若该散热需求转速百分比总和大于100％，则该风扇转速为100％输出，且相邻风扇转速为该散热需求转速百分比总和减去100％后的两倍输出。
2.根据权利要求1所述的一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，其特征在于：一个风扇对多个智能设备进行散热，若多个智能设备的散热需求转速百分比总和小于100％，则该风扇转速为该散热需求转速百分比总和。
3.根据权利要求1所述的一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，其特征在于：所述逻辑变器器包括复杂可编程逻辑变器器，即CPLD。
4.根据权利要求3所述的一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，其特征在于：在S5状态下，所述CPLD检测数据存储卡或云数据卡对应智能设备的在位情况。OCP卡及SmartNIC卡的在位情况，以及通过解析LPC总线协议确认PCIE Slot上，PCIE对应智能设备的在位情况。
5.根据权利要求4所述的一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，其特征在于：所述CPLD检测OCP卡及SmartNIC卡的在位情况，以及通过解析LPC总线协议确认PCIE Slot上，PCIE对应智能设备的在位情况。
6.根据权利要求1所述的一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，其特征在于：在所述CPLD的UFM中，会维护一张查找表，所述查找表包括：各智能设备对应风扇及各智能设备的散热需求转速百分比。
7.根据权利要求1所述的一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，其特征在于：在BMC正常运行之后，BMC监控到各个智能设备附近的温度值，BMC会通过I2C发送给CPLD；CPLD根据温度值与风扇转速对应关系调整对应风扇的转速，并刷新UFM中的数据。
8.根据权利要求1所述的一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，其特征在于：所述S5状态为插入AC电源线后的状态。
9.根据权利要求1所述的一种S5状态下服务器风扇智能调控方法，其特征在于：BMC作为服务器的管理者，在S0状态下，服务器由BMC控制风扇散热调控方案。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115993881A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-04-21 | 新华三信息技术有限公司 | 风扇调速策略确定方法、装置、电子设备及存储介质 |
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2020
- 2020-07-29 CN CN202010745738.6A patent/CN112065757A/zh not_active Withdrawn
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