专利名称：一种刀片式服务器系统及其散热方法
技术领域：
本发明涉及计算机技术领域，具体是涉及一种刀片式服务器系统及其散 热方法。
技术背景目前，刀片式服务器系统作为服务器中的新星，应网络纵深发展、用户集群管理及不断扩展的需求而诞生，是一种高可用高密度(HAHD， High Availability High Density)的低成本服务器平台。刀片式服务器系统所具有的 高计算密度、优化部署、方便管理、资源共享、高性价比等明显优势，已使 其成为服务器发展的主要方向。刀片式服务器系统的特点就是在狭小的空间内安装大量的刀片服务器。 随着系统功耗的不断提高，在与刀片式服务器系统的处理能力、能源利用率 等关系密切的散热问题上，给刀片式服务器系统提出了严峻挑战。可以说， 刀片式服务器系统发展的一个最大瓶颈就是散热问题。在保证刀片式服务器系统处理能力的前提下，系统电热量一般无法大幅 度降低。但通过合理的散热设计，可以使刀片式服务器系统具有较好的散热 性能，从而提高系统的能源利用率和处理能力。已有刀片式服务器系统的散热设计中， 一种常见的方案是采用风冷技术， 即在刀片式服务器系统中设置风扇模块，并设置相应的风道，刀片式服务器 系统中的所有刀片服务器都通过所设置的风扇模块及相应的风道进行静态地 散热。图1所示的刀片式服务器系统中有十个刀片服务器，设置了两个风扇 模块，并在两个风扇模块的中间位置设置了一个风道，刀片式服务器系统运 行时，就可以通过这两个风扇模块和一个风道对所有的刀片服务器进行散热。 刀片式服务器系统的散热原理则如图2所示。上述设计方案虽然能够对刀片式服务器系统中的各个刀片服务器进行散 热，但散热效果并不很理想
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的问题在于提供一种刀片式服务器系统，以 提高刀片式服务器系统的散热效率。本发明同时还提出了一种刀片式服务器系统的散热方法。 为解决上述问题，本发明提供了以下技术方案本发明的一种刀片式服务器系统，所述刀片式服务器系统中包括刀片服 务器、管理模块、用于刀片服务器散热的风扇模块及风道，所述刀片式服务 器系统中进一步设有与刀片服务器对应的风道隔板，且所述风道隔板位于风 道的靠近刀片服务器侧，其中，管理模块，用于确定各个刀片服务器的运行情况，以及根据运行情况控制各个刀片服务器所对应的风道隔板打开或关闭；风道隔板，用于根据管理模块的指示打开或关闭本风道隔板。 所述刀片式服务器系统中进一步设有温度采集模块，用于采集各刀片服务器的温度，以及将所采集到的温度信息发送给所述管理模块；所述管理模块，进一步用于根据得到的温度信息确定处于运行状态的各 个刀片服务器的风道隔板的打开角度，以及将打开角度指示给相应的风道隔 板；所述风道隔板，进一步用于根据管理模块的指示将本风道隔板开启相应 的角度。所述管理模块，确定温度最高的刀片服务器所对应的风道隔板为全部打 开，根据其余温度与最高温度的关系确定其余温度的刀片服务器所对应的风 道隔板的打开角度，以及将所确定的打开角度指示给相应的风道隔板。所述管理模块，进一步用于获取各个处于运行状态的刀片服务器的功耗， 并根据得到的功耗信息确定所述刀片服务器的风道隔板的打开角度，以及将 打开角度指示给相应的风道隔板；所述风道隔板，进一步用于根据管理模块的指示将本风道隔板开启相应 的角度。所述管理模块，确定功耗最高的刀片服务器所对应的风道隔板为全部打
开，根据其余功耗与最高功耗的关系确定其余功耗的刀片服务器所对应的风 道隔板的打开角度，以及将所确定的打开角度指示给相应的风道隔板。所述风道隔板设置在刀片式服务器系统的机箱上，或者设置在各个刀片 服务器上。
所述风道隔板包括驱动电机和隔板，且驱动电机根据管理模块的指示打 开或关闭隔板。
本发明的一种刀片式服务器系统的散热方法，刀片式服务器系统通过自 身的风扇模块及风道为各个刀片服务器散热，在刀片式服务器系统中设置与 刀片服务器对应的风道隔板，且所述风道隔板位于风道的靠近刀片服务器侧；该方法还包括a. 刀片式服务器系统确定各个刀片服务器的运行情况；b. 刀片式服务器系统控制处于运行状态的刀片服务器所对应的风道隔 板处于打开状态，并控制处于未运行状态的刀片服务器所对应的风道隔板处 于关闭状态。该方法可以进一步包括在刀片式服务器系统中设置用于采集各个刀片 服务器温度的温度釆集模块；步骤b中，所述刀片式服务器系统控制处于运行状态的刀片服务器所对 应的风道隔板处于打开状态，进一步包括刀片式服务器系统根据温度采集 模块所采集到的温度，控制所述刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度。步骤b中，所述刀片式服务器系统控制处于运行状态的刀片服务器所对 应的风道隔板处于打开状态，进一步包括刀片式服务器系统根据所述刀片 服务器的功耗，控制所述刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度。本发明方案通过在刀片式服务器系统中设置风道隔板，使得能够根据各 个刀片服务器的运行情况来合理地动态使用有限的风道，从而提高了刀片式 服务器系统的散热效率，降低了系统功耗。本发明方案所增加的风道隔板很容易实现。且在风道隔板由隔板及驱动 电机组成的情况下，其中的驱动电机很便宜，成本很低，几乎不需要增加成 本，即可提高刀片式服务器系统的散热效率。另，本发明还进一步提出了根据温度或功耗进行控制的实现方案，从而 进一步提高了刀片式服务器系统的散热效率。且根据温度进行控制的实施方 式，只需要增加一个温度采集模块，即可进一步提高刀片式服务器系统的散 热效率，而增加温度釆集模块是非常容易实现的，而且成本很低。本发明方 案根据功耗进行控制的实施方式，同样可以达到进一步提高刀片式服务器系 统的散热效率的效果。
图1为已有刀片式服务器系统的结构示意图 图2为图1所示刀片式服务器系统的散热示意图； 图3为本发明刀片式服务器系统的结构示意图； 图4为本发明刀片式服务器系统中增加的风道隔板的结构示意图； 图5为本发明刀片式服务器系统中增加的风道隔板条的结构示意图； 图6为本发明的方法实现流程图； 图7为已有刀片式服务器系统的风路图； 图8为本发明刀片式服务器系统的风路图。
具体实施方式
由于目前利用风冷技术的刀片式服务器系统中包括风扇模块以及风道， 所有的刀片服务器都通过其中的风扇模块及风道进行静态地散热，并且这种 刀片式服务器系统中，每个刀片服务器不管是否工作，刀片式服务器系统都 会为其散热，显然这样浪费了有限的风道资源，因此，本发明方案的主要思 想是，在风道的靠近刀片服务器侧设置与刀片服务器对应的风道隔板，并根 据刀片式服务器系统中每个刀片服务器的运行情况对相应的风道隔板的开/ 关进行控制。显然，关闭某些刀片服务器所对应的风道隔板，可以加大其他 刀片服务器所对应的风道隔板中流通的风的风速，从而可以加快散热。下面结合附图及具体实施例对本发明方案作进一步详细的描述。本发明方案的刀片式服务器系统中，可以有一个风扇模块，也可以有多 个风扇模块，其具体实现都完全相同。因此，为方便描述，下面以包括两个 风扇模块及一个风道的刀片式服务器系统为例。本实施例的刀片式服务器系统的结构如图3所示。图3所示的刀片式服 务器系统中包括十个刀片服务器，以及用于控制这些刀片服务器的管理模块，
还包括与每个刀片服务器对应的风道隔板。这些风道隔板具体设置在风道的 靠近刀片服务器侧，且具体可以设置在刀片式服务器系统的机箱上，也可以 设置在刀片式服务器系统的每个刀片服务器上。基于图3所示的结构，刀片式服务器系统中的管理模块确定本刀片式服 务器系统中的各个刀片服务器的运行情况，并根据该运行情况控制各个刀片 服务器所对应的风道隔板打开或关闭。具体来说，该管理模块在确定本刀片 式服务器系统中有刀片服务器进入运行状态时，通知该刀片服务器所对应的 风道隔板打开；在确定有刀片服务器迸入关闭状态时，通知该刀片服务器所 对应的风道隔板关闭。刀片式服务器系统中的风道隔板在收到管理模块的打开隔板的通知后， 打开本隔板，以及在收到管理模块的关闭隔板的通知后，关闭本隔板。为节约风道资源，可以设置风道隔板在正常状态下处于关闭状态。相应地，管理模块还可以在某个刀片服务器进入运行状态，并通知该刀 片服务器所对应的风道隔板打开隔板后，继续监控该刀片服务器，如果该刀 片服务器由运行状态转为停止状态，则通知该刀片服务器所对应的风道隔板 关闭隔板；否则，继续进行监控。另外，本发明所设置的风道隔板具体可以如图4所示，即风道隔板由一 个驱动电机和一个隔板组成，其中，该驱动电机可以是磁服电机，也可以是 其它电机。该隔板能够在驱动电机的带动下进行开关。驱动电机则在管理模 块的控制下打开/关闭隔板。且该隔板具体可以是中间具有一个转轴的门，当 该门在转轴的控制下，与隔板的其它固定部分平行时，该隔板被关闭；当该 门与隔板的其它固定部分成一角度时，该隔板被打开，显然，如果该角度为 90度，则隔板被完全打开。当然，如果是设置在机箱上，则可以将所有的风 道隔板设置为一个风道隔板条，具体如图5所示，并且每个刀片服务器对应 一个风道隔板。上述方案主要是根据各个刀片服务器的运行与否来控制刀片服务器所对 应的风道隔板的开/关。本发明在上述方案的基础上，还进一步提供了根据刀 片服务器的运行情况控制风道隔板的开启角度的方案。下面对该方案进行详 细描述。
本发明提出的控制风道隔板的开启角度的方案，具体有两种实施方式， 一种方式是直接根据各个刀片服务器的温度进行控制；由于刀片服务器的功 耗与温度成正比，功耗越高，温度也就越高，因此，另一种方式是根据各个 刀片服务器的功耗进行控制。如果是根据温度进行控制，则首先需要为刀片式服务器系统中的每个刀 片服务器进一步设置相应的温度采集模块，该温度采集模块通常可以是传感 器。该温度采集模块将采集到的温度信息发送给管理模块。管理模块则进一步根据得到的温度信息确定各个处于运行状态的刀片服 务器的风道隔板的开启角度。具体来说，管理模块可以控制温度最高的刀片 服务器所对应的风道隔板为全部打开，并控制其余刀片服务器所对应的风道 隔板打开一定的角度。在具体实现时，即为管理模块向温度最高的刀片服务 器所对应的风道隔板发送全部打开的信号，向其余刀片服务器所对应的风道 隔板发送打开特定角度所对应的信号。并且，在确定其余刀片服务器的风道隔板的打开角度时，可以设刀片服 务器的温度每低于一定值，则该刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度减小一定的角度，比如，刀片服务器的温度每低于当前最高温度rc，该刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度减小3度。该计算如公式(1)所示。打开角度=90—3X (Tmax—Tn) (1) 举例来说，温度采集模块采集了十个刀片服务器的温度，分别为Tl、 T2、……、TIO，其中，T1为50。C， T2为46。C、 T3为48。C，……，并将这些温度信息发送给管理模块。假设管理模块确定出其中的Tl为当前的温度最 大值Tmax，因此，刀片服务器1所对应的风道隔板应为全开，管理模块向刀 片服务器1所对应的风道隔板发送全部打开的信号，并根据公式(1)计算其 余各个刀片服务器的打开角度，由公式(l)计算得到，刀片服务器2所对应 的打开角度为90—3X (50—46) =78，刀片服务器3所对应的打开角度为 90—3X (50_48) =84,类似地可得出其余刀片服务器的打开角度，并根据 所计算出的打开角度向各个刀片服务器所对应的风道隔板发送打开相应角度 的信号。当然，上述公式(1)只是本发明的一种较佳实施例，也可以根据需要设 置其他的打开角度计算方案。上述对根据温度调整各个刀片服务器的风道隔板的打开角度的实现方案 进行了描述，下面再对根据各个刀片服务器的功耗调整风道隔板的打开角度 的实现方案进行描述。由于刀片式服务器系统中的管理模块可以得到每个刀片服务器的功耗， 因此可以由管理模块直接获取每个处于运行状态的刀片服务器的功耗，并根 据得到的功耗信息确定各个刀片服务器的风道隔板的开启角度。具体来说， 管理模块可以控制功耗最高的刀片服务器所对应的风道隔板为全部打开，并 控制其余刀片服务器所对应的风道隔板打开一定的角度。在具体实现时，即 为管理模块向功耗最高的刀片服务器所对应的风道隔板发送全部打开的信 号，向其余刀片服务器所对应的风道隔板发送打开特定角度所对应的信号。并且，在确定其余刀片服务器的风道隔板的打开角度时，可以设刀片服 务器的功耗每低于一定值，则该刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度减 小一定的角度。比如，刀片服务器的功耗每低于当前最高功耗5W，则该刀片 服务器所对应的风道隔板的打开角度减小1度。该计算如公式(2)所示。打开角度二90— (Pmax—Pn) /5 (2) 当然，上述公式(2)也只是本发明的一个较佳实施例，也可以根据需要设置其他的打开角度计算方案。根据上述公式(2)，管理模块即可得出每个刀片服务器的风道隔板的打开角度。之后，再向各个风道隔板发送相应的信号即可。在刀片式服务器系统中设置了与每个刀片服务器对应的风道隔板之后，本发明方法的实现流程如图6所示。风道隔板的具体设置如前所述，这里不再赘述。该实现流程具体对应以下步骤步骤601、刀片式服务器系统确定各个刀片服务器的运行情况。步骤602、刀片式服务器系统控制处于运行状态的刀片服务器所对应的风道隔板处于打开状态，并控制处于未运行状态的刀片服务器所对应的风道隔板处于关闭状态。以上即为本发明方法的实现流程。为保证风道资源被充分利用，还可以根据刀片服务器的运行情况控制风
道隔板的开启角度，即在上述步骤602中，刀片式服务器系统在控制处于运 行状态的刀片服务器所对应的风道隔板处于打开状态时，具体可以根据各个 刀片服务器的温度或者功耗来确定各个刀片服务器所对应的风道隔板的打开 角度，并控制这些风道隔板打开相应的角度。如果是根据温度来确定各个刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度，则需要在刀片式服务器系统中增加温度采集模块。之后，在上述步骤602中， 刀片式服务器系统在控制处于运行状态的刀片服务器所对应的风道隔板处于 打开状态时，可以进一步根据温度采集模块通过采集这些刀片服务器而得到 的的温度，来控制这些刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度。该控制具 体可以是通过向这些风道隔板发送所需打开角度所对应的信号实现。且刀片式服务器系统在控制处于运行状态的刀片服务器所对应的风道隔 板的打开角度时，具体可以是设定当前温度最高的刀片服务器所对应的风道 隔板的打开角度为90度，其它刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度则根 据上述公式(1)计算得到。当然，这只是一个较佳实施例，也可以通过其它 类似算法得到其它风道隔板的打开角度。如果是根据功耗来确定各个刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度， 则可以直接由刀片式服务器系统获取各个刀片服务器的功耗，且在上述步骤 602中，刀片式服务器系统在控制处于运行状态的刀片服务器所对应的风道 隔板处于打开状态时，可以进一步通过获取这些刀片服务器的功耗，来控制 这些刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度。该控制同样可以是通过向这 些风道隔板发送所需打开角度所对应的信号实现。刀片式服务器系统在控制处于运行状态的刀片服务器所对应的风道隔板 的打开角度时，具体可以是设定当前功耗最大的刀片服务器所对应的风道隔 板的打开角度为卯度，其它刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度则根据 上述公式(2)计算得到。同样，这只是一个较佳实施例，也可以通过其它类 似算法得到其它风道隔板的打开角度。由图7可以看出，已有的刀片式服务器系统由于不管刀片服务器是否运 行，都对其进行散热，通过运行状态的刀片服务器的风与未运行的刀片服务 器的风一样，因此对处于运行状态的刀片服务器的散热效果一般。而由图8
则可以看出，本发明方案通过在刀片式服务器系统中设置风道隔板，使得未 运行的刀片服务器中不会有风通过，从而加大了通过运行状态的刀片服务器 的风的风速，进而使得处于运行状态的刀片服务器具有更好的散热效果。以上所述仅为本发明方案的较佳实现方式，并不用以限定本发明的保护 范围。
权利要求
1. 一种刀片式服务器系统，所述刀片式服务器系统中包括刀片服务器、管理模块、用于刀片服务器散热的风扇模块及风道，其特征在于，所述刀片式服务器系统中进一步设有与刀片服务器对应的风道隔板，且所述风道隔板位于风道的靠近刀片服务器侧，其中，管理模块，用于确定各个刀片服务器的运行情况，以及根据运行情况控制各个刀片服务器所对应的风道隔板打开或关闭；风道隔板，用于根据管理模块的指示打开或关闭本风道隔板。
2. 根据权利要求1所述的刀片式服务器系统，其特征在于，所述刀片式 服务器系统中进一步设有温度采集模块，用于采集各刀片服务器的温度，以 及将所采集到的温度信息发送给所述管理模块；所述管理模块，进一步用于根据得到的温度信息确定处于运行状态的各 个刀片服务器的风道隔板的打开角度，以及将打开角度指示给相应的风道隔 板；所述风道隔板，进一步用于根据管理模块的指示将本风道隔板开启相应 的角度。
3. 根据权利要求2所述的刀片式服务器系统，其特征在于， 所述管理模块，确定温度最高的刀片服务器所对应的风道隔板为全部打开，根据其余温度与最高温度的关系确定其余温度的刀片服务器所对应的风 道隔板的打开角度，以及将所确定的打开角度指示给相应的风道隔板。
4. 根据权利要求1所述的刀片式服务器系统，其特征在于， 所述管理模块，进一步用于获取各个处于运行状态的刀片服务器的功耗，并根据得到的功耗信息确定所述刀片服务器的风道隔板的打开角度，以及将 打开角度指示给相应的风道隔板；所述风道隔板，进一步用于根据管理模块的指示将本风道隔板开启相应 的角度。
5. 根据权利要求4所述的刀片式服务器系统，其特征在于， 所述管理模块，确定功耗最高的刀片服务器所对应的风道隔板为全部打开，根据其余功耗与最高功耗的关系确定其余功耗的刀片服务器所对应的风 道隔板的打开角度，以及将所确定的打开角度指示给相应的风道隔板。
6. 根据权利要求1至5中任意一项所述的刀片式服务器系统，其特征在 于，所述风道隔板设置在刀片式服务器系统的机箱上，或者设置在各个刀片 服务器上。
7. 根据权利要求1至5中任意一项所述的刀片式服务器系统，其特征在 于，所述风道隔板包括驱动电机和隔板，且驱动电机根据管理模块的指示打 开或关闭隔板。
8. —种刀片式服务器系统的散热方法，刀片式服务器系统通过自身的风扇模块及风道为各个刀片服务器散热，其特征在于，在刀片式服务器系统中 设置与刀片服务器对应的风道隔板，且所述风道隔板位于风道的靠近刀片服务器侧；该方法还包括a. 刀片式服务器系统确定各个刀片服务器的运行情况；b. 刀片式服务器系统控制处于运行状态的刀片服务器所对应的风道隔板处于打开状态，并控制处于未运行状态的刀片服务器所对应的风道隔板处 于关闭状态。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括在刀 片式服务器系统中设置用于釆集各个刀片服务器温度的温度采集模块；步骤b中，所述刀片式服务器系统控制处于运行状态的刀片服务器所对 应的风道隔板处于打开状态，进一步包括刀片式服务器系统根据温度采集 模块所采集到的温度，控制所述刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度。
10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤b中，所述刀片式 服务器系统控制处于运行状态的刀片服务器所对应的风道隔板处于打开状 态，进一步包括刀片式服务器系统根据所述刀片服务器的功耗，控制所述 刀片服务器所对应的风道隔板的打开角度。
全文摘要
本发明公开了一种刀片式服务器系统，所述刀片式服务器系统中包括刀片服务器、管理模块、用于刀片服务器散热的风扇模块及风道，所述刀片式服务器系统中进一步设有与刀片服务器对应的风道隔板，且所述风道隔板位于风道的靠近刀片服务器侧，其中，管理模块，用于确定各个刀片服务器的运行情况，以及根据运行情况控制各个刀片服务器所对应的风道隔板打开或关闭；风道隔板，用于根据管理模块的指示打开或关闭本风道隔板。本发明同时还公开了一种刀片式服务器系统的散热方法。本发明方案解决了原有刀片式服务器系统散热效果不理想的问题。本发明方案能够根据各刀片服务器的运行情况来合理地动态使用有限的风道，提高了系统的散热效率，降低了系统功耗。
文档编号G06F1/20GK101211205SQ200610169648
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年12月26日
发明者川 陈, 陈良龙 申请人:联想(北京)有限公司