用于整机柜服务器的散热优化方法、装置、设备及其介质与流程

本发明涉及计算机领域，特别涉及一种用于整机柜服务器的散热优化方法、装置、设备及其存储介质。

背景技术

随着云计算、大数据、人工智能、物联网等行业的发展，对存储提出了很多苛刻的要求：更大的容量，更高的存储密度，更低廉的成本。对于传统的1-4u的服务器，存在cpu、内存、系统盘、散热以及服务器其他组件的物理空间限制，还存在服务器功耗的限制，在单个服务器里，能够集成的用于存储数据的存储盘非常有限。

目前常用的大型服务器有如下几种：

1)4u高密度存储型服务器(其中，“u”在服务器领域中特指机架式服务器厚度，是一种表示服务器外部尺寸的单位，是英文unit的缩略语，详细的尺寸由作为业界团体的美国电子工业协会(eia)所决定。厚度以.cm为基本单位。常见的服务器大小规格：1u＝4.45cm，2u＝8.9cm，3u＝4.45cm*3，4u＝4.45cm*4。)。在4u的物理空间内由4个24盘位存储模组和2个2盘位存储模组组成，一共可支持100块3.5寸物理存储盘。该服务器包括计算模组、供电模组、集中管理模组、散热模组和存储模组，其中：存储模组包括四个第一存储模组和两个第二存储模组，每个第一存储模组包括24个存盘位，形成24盘位存储模组，每个第二存储模组包括2个存盘位，形成2盘位存储模组。在该服务器中，计算模组、供电模组和管理模组占据了服务器的大量空间，增加了系统的整体功耗，存储模组可用空间受限。

2)一种高密度rack存储服务器。该rack存储服务器以3u高度为一个单元，每个单元由上往下分别为存储节点、计算节点，其中中间计算节点使用板载的控制器开关，通过1转4minisas线缆连接8块存储盘；主板通过pcie转接卡将主板的pcie信号连接到sas转接卡，sas转接卡将pcie信号转化为sas信号，通过minisas线缆连接到上下存储节点，在上下2u存储节点各有一个expander卡，将sas信号扩展为12个存储盘接口。该一种高密度rack存储服务器和现有技术相比，支持存储盘和主板热插拔运维，维护方便；整体结构具有远程管理功能，可实时读取节点功耗。但是，这种服务器依然是每3u一个单位，包含两个1u的存储节点和1个1u的计算节点。同时受限于功耗及空间等因素，导致集成度不高。

3)冷存储服务器。该冷存储服务器的硬件方面：冷存储服务器的背板采用供电隔离方案，对活动存储盘上电，空闲存储盘断电；空闲存储盘不产生功耗。软件方面：冷存储服务器工作时，同一时刻系统访问部分存储盘；存储盘忙闲比降低，存储盘忙闲比即为同一时刻活动存储盘数量占总存储盘数量的比例。读写策略方面：对于归档类的用途，同一时刻每个冷存储服务器的机柜部分系统用于写入，其它系统处于休眠或关机状态；系统忙闲比降低，系统忙闲比即为同一时刻活动系统占总系统的比例。该服务器对每一组存储盘采取单独电源设计，需要软件硬件同步。操作存储盘的时候，需要先打开电源，操作完成的时候，需要关闭电源。这样的设计，需要分不同的电源域，硬件设计复杂；需要软硬件同步，系统复杂度高；频繁关电上电，降低存储盘的寿命。

4)微软的pelican整机柜冷存服务器。该整机柜服务器实现了低功耗的存储盘调度方案，但是为了取消散热设计，专门设计了自然通风的风道设计，这样，存储盘密度受到影响，集成的存储盘数量较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于整机柜服务器的散热优化方法、装置、设备及其存储介质，可在保证散热效果的同时有效降低整机柜服务器的散热能耗。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种用于整机柜服务器的散热优化方法，其中，整机柜服务器包括多个存储盘和多个物理散热元件，多个存储盘被划分为多个存储盘组，每个存储盘组与至少一个物理散热元件对应，其中，在整机柜服务器中，同一时刻只有部分存储盘组进行读/写操作；

上述方法包括以下步骤：

如果检测到存储盘组处于工作状态，则使得与所述存储盘组对应的物理散热元件均处于工作状态；

如果检测到所述存储盘组处于非工作状态，则在第一条件下停止与所述存储盘对应的所有物理散热元件的工作，在第二条件下使得与处于工作状态的其他存储盘组对应的物理散热元件保持工作状态，其中

所述第一条件为与所述存储盘组对应的所有所述物理散热元件仅与所述存储盘组对应，或者为与所述存储盘组对应的所述物理散热元件中存在与所述其他存储盘组对应的物理散热元件并且所述其他存储盘组均处于非工作状态，

所述第二条件为与所述存储盘组对应的物理散热元件中存在与处于工作状态的其他存储盘组对应的物理散热元件。

在一示范例中，上述步骤使得与存储盘组对应的物理散热元件均处于工作状态包括：

保持与所述存储盘组对应的物理散热元件中已经处于工作状态的物理散热元件的工作状态，使得与所述存储盘组对应的物理散热元件中处于非工作状态的物理散热元件开始工作。

在另一示范例中，多个存储盘组组成多个存储盘群，存储盘群之间相互独立工作，并且，在每个存储盘群中，同一时刻只有一个存储盘组进行读/写操作，并且每个存储盘组包括至少一个用于存储数据的存储盘、至少一个用于备份数据的存储盘和至少一个用于数据纠错和恢复的存储盘。

在另一示范例中，整机柜服务器还包括至少一个交换机、至少两个计算节点和多个存储扩展卡，每个计算节点包含处理器、内存和存储操作系统的系统盘，并且每个计算节点能够通过交换机和存储扩展卡访问整机柜服务器包括的多个存储盘。

在另一示范例中，所述整机柜服务器还包括一个计算节点和多个存储扩展卡，每个所述计算节点包含处理器、内存和系统存储盘，并且每个所述计算节点能够通过所述存储扩展卡访问所述整机柜服务器包括的所述多个存储盘。

在另一示范例中，物理散热元件为安置在整机柜服务器中的电风扇。

本发明的实施方式还公开了一种用于整机柜服务器的散热优化装置，其中，整机柜服务器包括多个存储盘和多个物理散热元件，多个存储盘被划分为多个存储盘组，每个存储盘组与至少一个物理散热元件对应，其中，在整机柜服务器中，同一时刻只有部分存储盘组进行读/写操作；

上述散热优化装置包括：

检测单元，用于检测存储盘组的工作状态；

控制单元，用于在所述检测单元检测到所述存储盘组处于工作状态时，使得与所述存储盘组对应的物理散热元件均处于工作状态；

停止单元，用于在所述检测单元检测到所述存储盘组处于非工作状态时，在第一条件下停止与所述存储盘对应的所有物理散热元件的工作；

保持单元，用于在所述检测单元检测到所述存储盘组处于非工作状态时，在第二条件下使得与处于工作状态的其他存储盘组对应的物理散热元件保持工作状态，其中

所述第一条件为与所述存储盘组对应的所有所述物理散热元件仅与所述存储盘组对应，或者为与所述存储盘组对应的所述物理散热元件中存在与所述其他存储盘组对应的物理散热元件并且所述其他存储盘组均处于非工作状态，

所述第二条件为与所述存储盘组对应的物理散热元件中存在与处于工作状态的其他存储盘组对应的物理散热元件。

在一示范例中，控制单元保持与所述存储盘组对应的物理散热元件中已经处于工作状态的物理散热元件的工作状态，使得与所述存储盘组对应的物理散热元件中处于非工作状态的物理散热元件开始工作。

在另一示范例中，所述多个存储盘组组成多个存储盘群，所述存储盘群之间相互独立工作，并且，在每个所述存储盘群中，同一时刻只有一个所述存储盘组进行读/写操作，并且每个所述存储盘组包括至少一个用于存储数据的存储盘、至少一个用于备份数据的存储盘和至少一个用于数据纠错和恢复的存储盘；并且

所述整机柜服务器还包括至少一个存储交换机、至少两个计算节点和多个存储扩展卡，每个所述计算节点包含处理器、内存和系统存储盘，并且每个所述计算节点能够通过所述存储交换机和存储扩展卡访问所述整机柜服务器包括的所述多个存储盘，或者

所述整机柜服务器还包括一个计算节点和多个存储扩展卡，每个所述计算节点包含处理器、内存和系统存储盘，并且每个所述计算节点能够通过所述存储扩展卡访问所述整机柜服务器包括的所述多个存储盘。

在另一示范例中，物理散热元件为安置在整机柜服务器中的电风扇。

本发明的实施方式还公开了一种设备，该设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，处理器被配置为执行指令以实施上述实施方式所公开的用于整机柜服务器的散热优化方法。

本发明的实施方式还公开了一种使用计算机程序编码的非易失性计算机介质，其中，计算机程序包括指令，当指令被一个以上的计算机执行时，指令使得一个以上的计算机执行上述实施方式所公开的用于整机柜服务器的散热优化方法。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

通过将划分的存储盘组与实际的物理散热元件对应，并仅在存储盘组进行读/写操作时使得与之对应的物理散热元件工作，能够在保证散热效果的同时有效降低整机柜服务器的散热能耗。

进一步地，限制存储盘群中同一时刻只有一个存储盘组进行读/写操作，能够控制整机柜服务器的局部散热范围，进一步降低存储盘功耗和散热功耗。

进一步地，在整机柜服务器中统一部署计算模组、管理模组，能够给存储盘留出更多的可用空间，提高存储盘的安置密度。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的用于整机柜服务器的散热优化方法的流程示意图。

图2是本发明的整机柜服务器中的存储盘组成的存储盘阵列的示意图。

图3是本发明的整机柜服务器中的各存储盘组与对应物理散热单元的示意图。

图4(a)是本发明的整机柜服务器的存储盘阵列被划分为多个存储盘群的示意图，图4(b)是存储盘群被划分为多个存储盘组的示意图，图4(c)是存储盘组包含多个存储盘的示意图。

图5是本发明的一示范例的整机柜服务器系统架构图。

图6是根据本发明第二实施方式的用于整机柜服务器的散热优化装置的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种用于整机柜服务器的散热优化方法。图1是该方法的流程示意图。

具体地，本发明各实施方式所提及的整机柜服务器包括多个存储盘和多个物理散热元件，多个存储盘组成存储盘阵列，并被划分为多个存储盘组，每个存储盘组与至少一个物理散热元件对应，其中，在整机柜服务器中，同一时刻只有部分存储盘组进行读/写操作。例如，在一示范例中，存储盘为磁盘，磁盘组成的磁盘阵列如图1所示，图2示出了该存储盘阵列被划分为多个磁盘组1，每个磁盘组具有对应的物理散热元件2(可以包括多个物理散射元件，图示仅示出了一个)。其中，磁盘调度器用于对磁盘的工作进行调度。

如图1所示，该用于整机柜服务器的散热优化方法包括以下步骤：

在步骤101中，检测存储盘组是否处于工作状态。

如果检测结果为是，则进入步骤102；否则，进入步骤103。

在步骤102中，使得与存储盘组对应的物理散热元件均处于工作状态。具体地，保持与存储盘组对应的物理散热元件中已经处于工作状态的物理散热元件的工作状态，使得与存储盘组对应的物理散热元件中处于非工作状态的物理散热元件开始工作。

值得注意的是，此处与存储盘组对应的物理散热元件可以包含一个物理散热元件，也可以包含多个物理散热元件。

在步骤103中，判断当前的状态为满足第一条件还是满足第二条件。

如果判断结果为满足第一条件，则执行步骤104；如果判断结果为满足第二条件，则执行步骤105。

其中，第一条件为与存储盘组对应的所有物理散热元件仅与存储盘组对应，或者为与存储盘组对应的物理散热元件中存在与其他存储盘组对应的物理散热元件并且其他存储盘组均处于非工作状态，第二条件为与存储盘组对应的物理散热元件中存在与处于工作状态的其他存储盘组对应的物理散热元件。

在步骤104中，停止与存储盘对应的所有物理散热元件的工作。此后，结束本流程。

在步骤105中，使得与处于工作状态的其他存储盘组对应的物理散热元件保持工作状态。此后，结束本流程。

可以理解，在本发明各实施方式中，存储盘指可以存储数据的任何盘，如磁盘、光盘、各种硬盘。与存储盘组对应的物理散热元件可以是一个，也可以是多个，并且，同一个物理散热元件可以对应多个存储盘组。优选地，本发明中的物理散热元件为安置在整机柜服务器中的电风扇。此外，物理散热元件也可以是其他的散热器件，例如，装有冷却液的循环冷却系统等，故在此不做限制。

此外，在一优选例中，为了降低整个服务器的功耗，可以对存储盘组的工作数量进行控制，例如，在整机柜服务器中，多个存储盘组组成多个存储盘群，存储盘群之间相互独立工作，并且，在每个存储盘群中，同一时刻只有一个存储盘组进行读/写操作，并且每个存储盘组包括至少一个用于存储数据的存储盘、至少一个用于备份数据的存储盘和至少一个用于数据纠错和恢复的存储盘。如图4(a)所示，整机柜服务器中的存储盘被划分为多个存储盘群3，如图4(b)所示，每个存储盘群被划分为多个存储盘组1，如图(c)所示，每个存储盘组1(图中的两列立方体)包含多个存储盘4(图中最小的立方体)。值得注意的是，存储盘群的划分可以根据网卡进行划分，不同网卡对应的存储盘群彼此之间独立进行存储任务。

如此，通过限制存储盘群中同一时刻只有一个存储盘组进行读/写操作，能够控制整机柜服务器的局部散热范围，进一步降低存储盘功耗和散热功耗。

此外，为了减少存储盘以外的功能模组对整机柜服务器空间的占用和减少整机柜服务器的功耗，在本发明的一示范例中对整机柜服务器包含的这些模块进行设置，具体地，设置整机柜服务器还包括至少一个交换机、至少两个计算节点和多个存储扩展卡，每个计算节点包含处理器、内存和存储操作系统的系统盘，并且每个计算节点能够通过交换机和存储扩展卡访问整机柜服务器包括的多个存储盘。例如，如图5所示，整机柜服务器包含两个计算节点、一个交换机、多个存储扩展卡和多个磁盘，计算节点能够通过交换机和各级存储扩展卡来访问各磁盘。

此外，也可以设置整机柜服务器只包括一个计算节点和多个存储扩展卡，每个计算节点包含处理器、内存和系统存储盘，并且每个计算节点能够通过所述存储扩展卡访问整机柜服务器包括的多个存储盘。

如此，通过在整机柜服务器中统一部署计算模组、管理模组，能够给存储盘留出更多的可用空间，提高存储盘的安置密度。

下面以具体的示范例来说明本发明的整机柜服务器中的物理散热单元的工作流程：

假如，与存储盘组a1对应的物理散热元件为(b1，b2和b3)，与存储盘组a2对应的物理散热元件为(b4和b5)，与存储盘组a3对应的物理散热元件为(b1，b2和b6)，则当存储盘组a1开始工作后，需检测存储盘组a3是否处于工作状态，如果处于工作状态，只需控制b3开始工作，而保持b1和b2的工作状态，如果a3不处于工作状态，则需要控制b1，b2和b3均开始工作。同理，当a1结束工作时，需要检测到a3是否处于工作状态，如果a3不处于工作状态，则停止b1，b2和b3的工作，如果检测到a3处于工作状态，则仅停止b3的工作，保持b1和b2的工作状态。对于a2，由于与a2对应的物理散热单元均不对应其他存储盘组，因此，当a2开始和结束工作时，可以直接使得b4和b5开始工作或者结束工作。

本发明通过将划分的存储盘组与实际的物理散热元件对应，并仅在存储盘组进行读/写操作时使得与之对应的物理散热元件工作，能够在保证散热效果的同时有效降低整机柜服务器的散热能耗。

本发明的第二实施方式公开了一种用于整机柜服务器的散热优化装置。

具体地，整机柜服务器包括多个存储盘和多个物理散热元件，多个存储盘被划分为多个存储盘组，每个存储盘组与至少一个物理散热元件对应，其中，在整机柜服务器中，同一时刻只有部分存储盘组进行读/写操作。如图6所示，该散热优化装置包括：

检测单元，用于检测存储盘组的工作状态；

控制单元，用于在检测单元检测到存储盘组处于工作状态时，使得与存储盘组对应的物理散热元件均处于工作状态；

停止单元，用于在检测单元检测到存储盘组处于非工作状态时，在第一条件下停止与存储盘对应的所有物理散热元件的工作；

保持单元，用于在检测单元检测到存储盘组处于非工作状态时，在第二条件下使得与处于工作状态的其他存储盘组对应的物理散热元件保持工作状态。其中第一条件为与存储盘组对应的所有物理散热元件仅与存储盘组对应，或者为与存储盘组对应的物理散热元件中存在与其他存储盘组对应的物理散热元件并且其他存储盘组均处于非工作状态，第二条件为与存储盘组对应的物理散热元件中存在与处于工作状态的其他存储盘组对应的物理散热元件。

在一示范例中，控制单元保持与存储盘组对应的物理散热元件中已经处于工作状态的物理散热元件的工作状态，使得与存储盘组对应的物理散热元件中处于非工作状态的物理散热元件开始工作。

在另一示范例中，整机柜服务器的多个存储盘组组成多个存储盘群，存储盘群之间相互独立工作，并且，在每个存储盘群中，同一时刻只有一个存储盘组进行读/写操作，并且每个存储盘组包括至少一个用于存储数据的存储盘、至少一个用于备份数据的存储盘和至少一个用于数据纠错和恢复的存储盘；并且整机柜服务器还包括至少一个交换机、至少两个计算节点和多个存储扩展卡，每个计算节点包含处理器、内存和存储操作系统的系统存储盘，并且每个计算节点能够通过交换机和存储扩展卡访问整机柜服务器包括的多个存储盘。

在另一优选例中，整机柜服务器的多个存储盘组组成多个存储盘群，存储盘群之间相互独立工作，并且，在每个存储盘群中，同一时刻只有一个存储盘组进行读/写操作，并且每个存储盘组包括至少一个用于存储数据的存储盘、至少一个用于备份数据的存储盘和至少一个用于数据纠错和恢复的存储盘；并且整机柜服务器还包括一个计算节点和多个存储扩展卡，每个计算节点包含处理器、内存和系统存储盘，并且每个计算节点能够通过存储扩展卡访问所述整机柜服务器包括的多个存储盘。

优选地，物理散热元件为安置在整机柜服务器中的电风扇。

本发明通过将划分的存储盘组与实际的物理散热元件对应，并仅在存储盘组进行读/写操作时使得与之对应的物理散热元件工作，能够在保证散热效果的同时有效降低整机柜服务器的散热能耗。

第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明的第三实施方式公开了一种设备，该设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，处理器被配置为执行指令以实施上述实施方式公开的用于整机柜服务器的散热优化方法。

可以理解，该设备可以是整机柜服务器中的某个设备或者模块，也可以是外置的管理物理散热元件工作的计算机设备。

本发明的第四实施方式公开了一种使用计算机程序编码的非易失性计算机存储介质，其中，计算机程序包括指令，当指令被一个以上的计算机执行时，指令使得一个以上的计算机执行上述实施方式公开的用于整机柜服务器的散热优化方法。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(programmablearraylogic，简称“pal”)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称“ram”)、可编程只读存储器(programmablereadonlymemory，简称“prom”)、只读存储器(read-onlymemory，简称“rom”)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammablerom，简称“eeprom”)、存储盘、光盘、数字通用光盘(digitalversatiledisc，简称“dvd”)等等。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。