服务器电源保护装置的制作方法

【技术领域】

本发明是有关于一种电源保护装置，特别是指一种服务器电源保护装置。

背景技术：

现有服务器机柜包含多个服务器（或称服务器节点）及多个电源供应单元。每一电源供应单元经由一交流电源线接收一外部交流电源，并将其所接收到的电源供应予该等服务器。

在上述结构中，当一个或一部分电源供应单元损坏时，剩余正常工作的电源供应单元仍然能够维持对该等服务器的电源供应。然而，当任一个电源供应单元损坏（或该交流电源线被拔掉或损坏）而工作异常时，此时能正常供电的电源供应单元的数量减少，其可提供的总功率亦随之降低。若该等服务器的总功耗超过剩余正常电源供应单元可提供的总功率上限时，则可能因为正常电源供应单元的输出功率不足而导致该等服务器内的电路组件操作不稳定（例如，当机），甚至可能迫使多个服务器被强迫关机，进而使得储存于该等服务器内的数据受到毁损而影响该等服务器的稳定性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高服务器稳定性的服务器电源保护装置。

为解决上述技术，本发明服务器电源保护装置包含多个电源供应单元、多个服务器，及一微控制单元。

每一电源供应单元用以供应一输出电源。

每一服务器电连接该等电源供应单元以接收该等输出电源。

该微控制单元电连接该等电源供应单元及该等服务器，该微控制单元侦测该等服务器中运行的服务器数量，当侦测到的数量大于一最大供应值时，该微控制单元侦测该等电源供应单元是否正常运作，当该等电源供应单元中之至少一电源供应单元为不正常运作时，该微控制单元输出一降频通知至该等服务器中的至少一服务器，以致该至少一服务器根据该降频通知降低其内部组件的工作频率。

本发明另一要解决的技术问题是提供一种能够提高服务器稳定性的服务器电源保护装置。

为解决上述技术问题，本发明服务器电源保护装置包含多个电源供应单元、多个服务器，及一微控制单元。

每一电源供应单元用以供应一输出电源。

每一服务器电连接该等电源供应单元以接收该等输出电源。

该微控制单元电连接该等电源供应单元及该等服务器，该微控制单元侦测该等服务器中运行的服务器数量及该等电源供应单元是否正常运作，当侦测到该等电源供应单元中之至少一电源供应单元为不正常运作且侦测到运行的服务器数量大于一最大供应值时，该微控制单元输出一降频通知至该等服务器中的至少一服务器，以致该至少一服务器根据该降频通知降低其内部组件的工作频率。

相较于现有技术,本发明服务器电源保护装置借由该微控制单元侦测运行的服务器数量及侦测该等电源供应单元是否正常运作，并于侦测到的数量大于该最大供应值且该至少一电源供应单元为不正常运作时输出该降频通知至该至少一服务器，以致该至少一服务器降低其工作频率，从而保证当有任一电源供应单元为不正常运作时，仍正常运作的其他电源供应单元所提供的输出电源还足够仍在正常运作中的其他服务器继续正常运作，使得所有正在运行的服务器不会当机或被强迫关机，且也不需要将所有服务器同时进行降频，进而有效地提高该等服务器的效能及稳定性。

【附图说明】

本发明之其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一方块图，说明本发明服务器电源保护装置的一实施例。

【具体实施方式】

参阅图1，本发明服务器电源保护装置之实施例，适于设置于一服务器机柜（serverrack，图未示）。该服务器电源保护装置包含二个电源供应单元1、多个服务器2，及一微控制单元3。需注意的是，每一服务器2是该服务器机柜的一个节点（node）。该等电源供应单元1、该等服务器2，及该微控制单元3是分别插设在该服务器机柜的一背板（图未示）上。在其他实施例中，该等电源供应单元1的数量亦可为二个以上，但不限于此。

[第一实方式]

每一电源供应单元1用以供应一输出电源，且具有一存在接脚（presentpin）。在此实施例中，每一电源供应单元1可以是一交流/直流电源供应单元，每一电源供应单元1经由一交流电源线（图未示）接收一外部交流电源ac，且将该交流电源ac转换成直流且适合于该服务器机柜的该输出电源。该交流电源ac，例如为市电。

每一服务器2电连接该等电源供应单元1以接收该等输出电源，并于每一服务器2正常运作时，每一服务器2将所接收的该等输出电源转换成一运作电源以供其正常运作，每一服务器2不正常运作时，则不将该等输出电源转换成该运作电源，且每一服务器2具有至少一个侦测接脚。在此实施例中，每一服务器2包括一电连接该微控制单元3的基板管理控制器21（baseboardmanagementcontroller，bmc），及一耦接该基板管理控制器21的中央处理器22（centralprocessingunit，cpu）。每一服务器2是具有二个侦测接脚，每一侦测接脚，例如为电连接该微控制单元3的一通用型输入输出（generalpurposeinputandoutput，gpio）以作为供该微控制单元3判定每一服务器2是否正常运作的侦测接脚。于每一服务器2中，借由一连接该等侦测接脚的侦测电路(图未示)，且透过该等侦测接脚中的第一个侦测接脚来产生第一个侦测信号gpio_0，透过该等侦测接脚中的第二个侦测接脚来产生第二个侦测信号gpio_1，由该第一个侦测信号gpio_0及该第二个侦测信号gpio_1组成一组侦测信号。该侦测电路在对应的服务器2正常运作时，接收对应的服务器2其所接收所转换出的该运作电源来分别控制该等侦测接脚以产生对应的该第一个侦测信号及该第二个侦测信号，相反的，该侦测电路在对应的服务器2不正常运作时，对应的服务器2不转换并提供该运作电源，因此该侦测电路没有接收到该运作电源而无法运作，进而使该侦测电路不控制该等侦测接脚产生对应的该等第一个侦测信号及第二个侦测信号。在另一实施例中，每一服务器2是具有一个侦测接脚，及一与该侦测接脚相连接的侦测电路(图未示)。每一服务器2正常运作时，每一服务器2将其所转换的该运作电源供给对应的该侦测电路以触发对应的该侦测电路控制对应的该侦测接脚产生对应的该侦测信号，而在每一服务器2不正常运作时，对应的该侦测电路没有接收到该运作电源而无法运作，进而使对应的该侦测电路不控制对应的该侦测接脚产生对应的该侦测信号。在另一实施例中，每一服务器2包括该基板管理控制器（bmc）21，及该中央处理器（cpu）22。该基板管理控制器21周期性的监控该中央处理器22的运行状态，每一服务器2是具有一组侦测接脚，每一组侦测接脚，例如为一电连接该微控制单元3与该基板管理控制器21的集成电路总线(inter-integratedcircuitbus，i²cbus)。每一服务器2正常运作时，对应的该中央处理器22接收该运作电源而运行，对应的该基板管理控制器21根据该中央处理器22的运行状态且透过该集成电路总线传送所产生的侦测信号至该微控制单元3。

该微控制单元3电连接该等电源供应单元1之该等存在接脚及该等服务器2之该等侦测接脚。该微控制单元3定期地，例如每一秒，根据每一侦测接脚所产生的每一侦测信号来侦测该等服务器2中运行的服务器2数量，当侦测到的该等服务器2中运行的服务器2数量大于一最大供应值时，触发该微控制单元3定期地侦测该等电源供应单元1是否正常运作。需说明的是，在此实施例中，该最大供应值可为一预定值，且该预定值，例如，等于二，但不限于此。该最大供应值也可随一供电比例或一总预设输出功率的改变而变化，该供电比例为该等电源供应单元1中正常运作的电源供应单元1的数量与所有该等电源供应单元1的数量的比例，及一表示该等电源供应单元1中正常运作的电源供应单元1的默认输出功率之和的总预设输出功率与一表示所有电源供应单元1的默认输出功率之和的原始预设输出功率的比例的二者其中之一。该总默认输出功率为该等电源供应单元1中正常运作的电源供应单元1的默认输出功率的和。

详细来说，该微控制单元3储存一查找表例如，下表1，其仅列出该查找表中的一小部分。该查找表含有多组侦测信号，及多个分别对应该多组侦测信号的对应标识符，每一对应标识符相关于该等服务器2中的一对应者（例如，对应标识符node1代表该等服务器2中的第一个服务器），每一组侦测信号包括该等服务器2中之一对应者之该等侦测接脚所产生的该等第一个及第二个侦测信号gpio_0、gpio_1。

表1：

当任一服务器2插设在该服务器机柜的该背板上且运行时，对应该任一服务器2之该等侦测接脚分别产生该等侦测信号，使得该微控制单元3得以根据该等侦测信号及该查找表来得到该等服务器2中运行的服务器2数量。举例来说，当仅第一个服务器2插设在该服务器机柜的该背板上且运行时，该第一个服务器2之该等侦测接脚产生皆为逻辑0的该等第一个及第二个侦测信号gpio_0、gpio_1作为第一组侦测信号，使得该微控制单元3得以根据该第一组侦测信号自该查找表中查得该第一组侦测信号是对应于该对应标识符node1，进而得知目前该第一个服务器2在运行，且该等服务器2中运行的服务器2数量等于一。接着，当第二个服务器2也插设在该服务器机柜的该背板上且运行时，该第二个服务器2之该等侦测接脚分别产生为逻辑0与逻辑1的该等第一个及第二个侦测信号gpio_0、gpio_1作为第二组侦测信号，使得该微控制单元3得以根据该第二组侦测信号自该查找表中查得该第二组侦测信号是对应于一对应标识符node2，进而该微控制单元3得知目前除了该第一个服务器2在运行外，该第二个服务器2也在运行，此时该等服务器2中运行的服务器2数量等于二，但不限于此。当侦测到的服务器2数量小于该最大供应值时，该微控制单元3不会定期地侦测该等电源供应单元1是否正常运作。当侦测到的数量大于该最大供应值时，该微控制单元3定期地侦测该等电源供应单元1是否正常运作，且其细节将于底下详述。

在此实施例中，该微控制单元3是透过一电源管理总线pmbus（powermanagementbus）去侦测该等电源供应单元1是否正常运作。举例来说，该电源管理总线pmbus会管理所有电源供应单元1的供电状态，当该电源管理总线pmbus监控到该等电源供应单元1中之至少一电源供应单元1未输出该输出电源时，则该电源管理总线pmbus发出至少一警示信号给该微控制单元3，以致该微控制单元3根据该至少一警示信号侦测出该至少一电源供应单元1为不正常运作。此外，该微控制单元3还可同时根据每一电源供应单元1之该存在接脚所产生的一存在信号来侦测每一电源供应单元1是否被正确设置，例如，当该存在信号为逻辑1时，该微控制单元3判断对应的该电源供应单元1为正确设置，反之，当该存在信号为逻辑0时，该微控制单元3判断对应的该电源供应单元1为不正确设置。当该微控制单元3侦测出该等电源供应单元1中之该至少一电源供应单元1未输出该输出电源，及该等电源供应单元1中之该至少一电源供应单元1未被正确设置中的至少一者时，该微控制单元3据以侦测出该至少一电源供应单元1为不正常运作。需说明的是，在此实施例中，电源供应单元1无法输出该输出电源的原因可能是因为：(1)该交流电源ac发生不稳定；(2)提供该交流电源ac的该交流电源线被拔掉或损坏；或(3)电源供应单元1本身损坏故障。

当该等电源供应单元1中之该至少一电源供应单元1为不正常运作时，该微控制单元3输出一降频通知至该等服务器2中的至少一服务器2各自所对应之该基板管理控制器21，以致该至少一服务器2各自所对应之该基板管理控制器21于接收到该降频通知时，根据该降频通知产生并传送一降频指令至该中央处理器22，以降低其所对应之该中央处理器22的工作频率。如此一来，借由对该至少一服务器2各自所对应之该基板管理控制器21所对应之该中央处理器22的工作频率进行调降来达到降低该至少一服务器2功耗的目的，从而保证当有任一电源供应单元1为不正常运作时，所有正在运行的服务器2不会当机或被强迫关机，使得储存于该等服务器2内的数据不会毁损或丢失，进而有效地提高该等服务器2的稳定性。当用户替换掉不正常运作的电源供应单元1后，该微控制单元3会输出一恢复指令给该等服务器2，以致该等服务器2恢复到全速运行的状态。

[第二实施方式]

本发明服务器电源保护装置可以该第二实施方式进行服务器电源保护。在此实施方式中，该微控制单元3侦测运行的服务器2数量及侦测该等电源供应单元1是否正常运作的顺序可任意改变。

详细来说，在此实施方式中，该微控制单元3侦测该等服务器2中运行的服务器2数量及侦测该等电源供应单元1是否正常运作。当该微控制单元3侦测到该至少一电源供应单元1为不正常运作时，该微控制单元3根据该供电比例及该总预设输出功率二者其中之一来取得对应的一新的最大供应值作为该最大供应值。在此实施方式中，当该微控制单元3根据该供电比例来取得对应的该新的最大供应值时，该微控制单元3是根据仍在正常运作之电源供应单元1的数量与所有电源供应单元1的数量的比例作为该供电比例（所有电源供应单元1的数量可为开机时该微控制单元3就先侦测而取得，或是预存于该微控制单元3中的一可读取内存内），并根据该供电比例进行计算或是查表来取得对应的该新的最大供应值（该新的最大供应值代表目前电力能提供正常稳定运作的服务器2数量）。当该微控制单元3根据该总默认输出功率来取得对应的该新的最大供应值时，该微控制单元3是取得各个仍在正常运作之电源供应单元1的一默认输出功率进行加总计算来得到该总预设输出功率（该微控制单元3可以在开机时，透过该电源管理总线pmbus取得每一电源供应单元1的该默认输出功率，然后储存于该微控制单元3中的该可读取内存内，待需要使用时再取出来使用，也可以是该微控制单元3侦测到其中一电源供应单元1为不正常运作时，再透过该电源管理总线pmbus逐一取得仍正常运作的电源供应单元1的该默认输出功率），该微控制单元3再根据该总预设输出功率进行计算来取得对应的该新的最大供应值。

接着，该微控制单元3将该最大供应值（即，该新的最大供应值）与该运行的服务器2数量进行比较，当该运行的服务器2数量超过该最大供应值时，该微控制单元3输出该降频通知至该等服务器2中的至少一服务器2，以致该至少一服务器2根据该降频通知降低其内部组件的工作频率。如此，也可保证当有任一电源供应单元1为不正常运作时，仍正常运作的其他电源供应单元1所提供的输出电源还足够仍在正常运作中的其他服务器2继续正常运作，使得所有正在运行的服务器2不会当机或被强迫关机，使得储存于该等服务器2内的数据不会毁损或丢失，且也不需要将所有服务器2同时进行降频，进而有效地提高该等服务器2的效能及稳定性。

需注意的是，在其他实施例中，可以对本实施例做出以下修改：(1)省略该微控制单元3；及(2)由该等服务器2中的一主服务器2的一主基板管理控制器21直接透过该电源管理总线pmbus来直接侦测该等电源供应单元1是否正常运作，并于该至少一电源供应单元1为不正常运作时，该主基板管理控制器21输出该降频指令至其余基板管理控制器21，以调降每一中央处理器22的工作频率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。