风扇调速方法、装置及电子设备与流程

本公开涉及散热控制技术领域，尤其是涉及一种风扇调速方法、装置及电子设备。

背景技术：

随着半导体技术的飞速发展，推动了电子设备在功能、性能等方面的不断进步，同时给电子设备制造商带来了巨大挑战：随着电子设备的硬件复杂度增加，电子设备在运行过程中功耗也越来越高，产生大量的热，如果散热不及时，将导致电子设备由于温度过高而损坏，所以需要对电子设备制定合理的散热策略。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开的目的在于提供一种风扇调速方法、装置及电子设备，以综合考虑降温效果，以及风扇转动引起的噪声和能源消耗，优化风扇的调速性能。

为了实现上述目的，本公开采用的技术方案如下：

第一方面，本公开提供了一种风扇调速方法，包括：如果目标器件的温度在安全范围内，使用第一类权重的风扇对目标器件进行降温；如果目标器件的温度超出安全范围，且处于上升趋势，上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，其中，第二类权重的风扇对目标器件温度影响程度小于第一类权重的风扇的影响程度。

第二方面，本公开还提供一种风扇调速装置，包括：第一转速上调模块，用于如果目标器件的温度在安全范围内，使用第一类权重的风扇对目标器件进行降温；第二转速上调模块，用于如果目标器件的温度超出安全范围，且处于上升趋势，上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，其中第二类权重的风扇对目标器件温度影响程度小于第一类权重的风扇的影响程度。

第三方面，本公开还提供一种电子设备，包括存储器和处理器；其中，存储器用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述风扇调速方法。

第四方面，本公开还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述风扇调速方法。

上述风扇调速方法、装置、电子设备及机器可读存储介质，如果目标器件的温度在安全范围内，使用第一类权重的风扇对目标器件进行降温；如果目标器件的温度超出安全范围，且处于上升趋势，上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，其中第二类权重的风扇对目标器件温度影响程度小于第一类权重的风扇的影响程度。通过这种方式，在目标器件的温度在安全范围内时，考虑尽可能的降低能耗和噪声，仅使用对目标器件温度影响程度较大的第一类权重的风扇进行降温；在目标器件的温度超出安全范围，且处于上升趋势时，同时上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，以增强散热效果，保证目标器件正常运行，达到更好地兼顾降温效果，以及风扇转动引起的噪声和能源消耗等方面因素，优化了风扇调速的性能。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施方式提供的一种风扇调速方法的流程示意图；

图2为本公开实施方式提供的另一种风扇调速方法的流程示意图；

图3为本公开实施方式提供的另一种风扇调速方法的流程示意图；

图4为本公开实施方式提供的一种风扇调速装置的结构示意图；

图5为本公开实施方式提供的另一种风扇调速装置的结构示意图；

图6为本公开实施方式提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。

风扇调速在调节噪声性能、能耗性能以及温度控制性能等方面起着至关重要的作用，从最初的所有风扇统一线性或分档调速，到分区线性调速，再到目前分区pid(proportion-integral-derivative，比例-积分-微分)调速，调速策略从粗犷型逐步向精细化演进。

但是，在对风扇调速过程中，如何兼顾降温效果，以及风扇转动引起的噪声和能源消耗的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

本公开实施方式中的风扇调速技术可以应用于分区线性调速或pid调速等场景中，在调速过程中，本公开根据风扇对器件的温度影响程度引入了风扇的权重值这一参考因子。该权重值的大小可以根据实际应用的经验设定，或者根据统计数据设定，其取值范围可以为0-1中的任意值，例如：0、0.5、0.6、0.9、1等；当然在某些场景下，也可以为其它数值，例如大于1的值，各个风扇权重值的大小与对应的器件有关，如果该风扇对关联的器件的降温效果明显，该风扇对应的权重值相对较大；如果该风扇对该器件的降温效果不明显，则该风扇对应的权重值相对较小。

以cpu为例，比如总共有6个风扇(fan1～fan6)，经过测试各个风扇对cpu温度的影响情况，确定各个风扇的分区情况，对cpu的温感散热有作用的风扇可以视为与cpu有关联的风扇，可以参与调速(即调速的权重值不为0)，无作用的不参与调速(即调速的权重值为0)。比如fan1～6权重值为0，0，0，0.7，0.8，1；即fan1～fan3不参与cpu调速，fan4～fan6参与cpu的调速。

为了兼顾降温效果，以及风扇转动引起的噪声和能源消耗等因素，本公开实施方式提供的一种风扇调速方法、装置及电子设备和机器可读存储介质。该技术应用于网络侧的服务器中，也可以应用于其它散热系统中，可以采用相关的软件或硬件实现，下面通过实施方式进行描述。

在其中一种实施方式中，根据各个风扇对目标器件温度影响程度，为各个风扇设置权重值，并根据风扇的权重值大小将各个风扇划分为第一类权重的风扇和第二类权重的风扇两种，其中第二类权重的风扇对目标器件温度影响程度小于第一类权重的风扇的影响程度。例如：第一类权重的风扇为权重值等于1的风扇，第二类权重的风扇为权重值小于1且不等于0的风扇。或者，第一类权重的风扇为权重值属于[0.8，1]范围内的风扇，而第二类权重的风扇为权重值属于(0，0.8)范围内的风扇。当然，实际应用中，第一类权重和第二类权重的划分方式并不局限于本公开实施方式所列举的这两种，还可以有其它多种具体划分方式，本公开对此不进行限定。

参见图1所示的风扇调速方法的流程示意图，该风扇调速方法包括如下步骤：

步骤s102，如果目标器件的温度在安全范围内，使用第一类权重的风扇对该目标器件进行降温。

其中，该目标器件可以为控制设备中的控制芯片、服务器中的中央处理器cpu，也可以是其他在运行过程中需要进行散热的器件。在本实施方式中，可以通过获取目标器件对应的温度传感器采集的温度值，来确定目标器件的温度。

当目标器件的温度在安全范围内时，说明此时已经满足了散热需求，因此为了尽可能的降低能耗，可以仅利用对温度影响程度较大的风扇进行降温，因此，本公开实施方式中使用第一类权重的风扇对该目标器件进行降温。

步骤s104，如果目标器件的温度超出安全范围，且处于上升趋势，上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速。

如果目标器件的温度超出安全范围，且处于上升趋势，考虑到长时间的温度升高会对目标器件造成损坏，此时首先考虑散热能力问题，为了加快散热速度、增强散热效果，在这种情况下，可以上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，以实现对目标器件快速降温，保证目标器件正常运行。

上述风扇调速方法，在目标器件的温度在安全范围内时，考虑尽可能的降低能耗和噪声，仅使用对目标器件温度影响程度较大的第一类权重的风扇进行降温；在目标器件的温度超出安全范围，且处于上升趋势时，同时上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，以增强散热效果，保证目标器件正常运行，达到更好地兼顾降温效果，以及风扇转动引起的噪声和能源消耗等方面因素，优化了风扇调速的性能。

在其中一个实施方式中，各个风扇对应该目标器件的权重值可以采用下述方式确定：

(1)当系统正常运行时，将目标器件对应的风扇组中的所有风扇的转速控制在第一转速值x，测试该目标器件对应的温度传感器的温度值。

将风扇组中的所有风扇进行编号，如风扇组中的n个风扇对应的编号分别为1、2……n，其中n为大于0的正整数。

(2)将1号风扇转速控制在第二转速值y(其中y>x)，2～n号风扇转速仍然控制在第一转速值x，测试温度传感器的温度值，并计算该温度传感器的温度值和步骤(1)中的差值。

(3)重复步骤(2)，依次将2～n号风扇的转速控制在第二转速值y(y>x)，并依次测试该温度传感器的温度值，并计算该温度传感器和步骤(1)中的差值。

根据以上方式，可得到每个风扇转速提升对温度传感器的温度影响值，如某温度值下降值越大，即代表该风扇对该目标器件温度影响程度越大，即风扇的权重值w越大。可以按照预设规则确定各个风扇的权重值，如温度值下降超过第一温差a，确定风扇权重值w为1；在温度值下降在70％a～a之间，确定风扇权重值w为0.7，以此类推；而对于温度不下降，反而上升的，确定风扇权重值为0。

每个需要进行散热控制的目标器件均可以设置一组风扇组，用于对其进行散热控制，该组风扇组中的风扇还可以为另一个器件共用。因此风扇的权重值是相对某一个器件而言的，对目标器件的温度(或降温效果)影响程度越大，该风扇对应该目标器件的权重值越大。

为了优化节能效果，在步骤s104中，上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速包括：按照权重值大小上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，即理解为权重值越大，调的转速幅度越大，例如按照风扇转速的调节幅度与权重值大小成正比的方式调节风扇的转速，对于权重值w为1的风扇，其转速值上调10％；对于权重值w为0.7的风扇，其转速值上调7％；对于权重值w为0的风扇，其转速值不上调。

以pid调速方式为例，可以但不限于按照如下公式(1)和公式(2)进行风扇调速计算当前时刻n时第i号风扇的实际转速值的过程为：

fan_i(n)＝fan_i(n-1)+δpid(1)

fan_ir(n)＝fan_i(n)×w(2)

其中，i为风扇的编号，fan_i(n-1)为上一时刻的计算所得的第i号风扇的转速计算值(非风扇实际转速)；fan_i(n)为当前时刻计算所得的第i号风扇的转速计算值(非风扇实际转速)，该转速计算值预设有转速上限；fan_ir(n)为当前时刻pid系统实际下达的风扇转速命令中的实际转速值；w为风扇的权重值；δpid为根据温度传感器反馈的温度值，结合pid调速原理，可以计算出所需的风扇转速增加值。当目标器件的温度处于上升趋势时，上述δpid为正；当目标器件的温度处于下降趋势时，上述δpid为负。

需要说明的是，也可以按照其他方式如线性调速的方式调节风扇的转速，只需将公式(1)和公式(2)中的δpid替换为线性调节幅度即可。

由公式(1)和公式(2)可知，由于是按照权重值大小的比例进行转速上调，当风扇计算转速fan_i(n)达到转速上限100％时，即使目标器件的温度继续上升，权重值小于1的风扇转速也不会增加。基于此，本公开实施方式中，设置风扇的fan_i(n)转速计算值上限为100％除以该风扇的权重值，以使未达到实际转速上限(也称为实际的最大转速)的风扇仍有上调转速的空间。如权重值为1的风扇的fan_i(n)转速计算值上限为100％/1＝100％，权重值为0.8的风扇的转速上限为100％/0.8＝125％。

基于上述转速上限的设置方式，上述按照权重值大小上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速的步骤，可以包括：从第一类权重的风扇和第二类权重的风扇中选取当前转速低于转速上限(即上述转速计算值上限)的风扇；按照权重值大小上调选取出的风扇的转速，具体调节时，基于上述公式(2)fan_ir(n)＝fan_i(n)×w的风扇转速与权重的对应关系调节风扇的转速。即在权重值为1的风扇转速达到转速上限100％时，如果目标器件的温度继续上升，则可以按照上述公式(1)和公式(2)继续增加转速未达到实际转速上限的风扇的转速。

在其中一个实施方式中，参见图2，本公开实施方式提供的另一种风扇调速方法，该方法以目标器件的温度超出安全范围，且处于升温场景为例进行说明，其包括以下步骤：

步骤s202，如果目标器件的温度上升趋势大于设定幅度，将第一类权重的风扇和第二类权重的风扇中低于转速上限的风扇均选出。其中，该转速上限为100％除以所述风扇的权重值。

步骤s204，如果目标器件的温度上升趋势小于或等于设定幅度，将第一类权重的风扇和第二类权重的风扇中低于转速上限、且权重值大于或等于设定值的风扇选出。

步骤s206，按照权重值大小上调选取出的风扇的转速。

当目标器件的温度上升趋势大于设定幅度时，为了防止温度上升过快、增大降温难度，以致对目标器件造成损坏，此时优先考虑散热性能的问题，将第一类权重的风扇和第二类权重的风扇中低于转速上限的风扇全部选出，然后按照权重值大小上调选取出的风扇的转速。其中，设定幅度可以根据实际情况具体设定，例如单位时间(1秒或10秒)温度上升1摄氏度或2摄氏度等，这里不作限定。

反之，当目标器件的温度上升趋势小于或等于设定幅度，在实现降温的同时，综合考虑节能降噪问题，将第一类权重的风扇和第二类权重的风扇中低于转速上限、且权重值大于或等于设定值的风扇选出。其中，该设定值可以根据实际情况具体设定，例如：0.7或0.8等，这里不作限定。

在其中另一种实施方式中，参见图3，本公开实施方式提供的另一种风扇调速方法，该方法应用于目标器件的温度处于下降趋势的情况，包括以下步骤：

步骤s302，如果目标器件的温度处于下降趋势，且第二类权重的风扇的转速大于设定值，下调第二类权重的风扇的转速。

步骤s304，如果目标器件的温度处于下降趋势，且第二类权重的风扇的转速小于或等于设定值，按照权重值大小下调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速。

当目标器件的温度处于下降趋势时，如果第二类权重的风扇的转速大于设定值，考虑到第二类权重的风扇对目标器件的温度的影响程度小于第一类权重的风扇，即对降温作用贡献较小，此时为了优化节能效果，可以优先下调该第二类权重的风扇的转速；当第二类权重的风扇的转速下降到小于或等于设定值时，再按照权重值大小下调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，从而达到保证温度控制的同时，降低能耗的目的。

另外，对第一类权重的风扇的权重值为1、第二类权重的风扇的权重值大于0且小于1，转速的设定值为风扇对应的100％转速的情况，当第二类权重的风扇的转速大于其对应的100％转速时，保持第一类权重的风扇的转速不变，下调第二类权重的风扇的转速。当第二类权重的风扇的转速小于或等于其对应的100％转速时，再根据权重值大小按照公式(1)和公式(2)的方式，下调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，这样可以缓解由于不同权重的风扇转速比例被破坏，而造成后续转速调节性能下降的问题。

例如，当权重值为0.8、1、0.8的风扇的转速计算值分别为125％、100％、125％时(对应实际转速值为100％、100％、100％)，即转速均达到转速计算值上限，目标器件的温度开始下降，假设δpid为-10％，那么按照公式(1)和公式(2)的方式，风扇实际转速即变为(125％-10％)*80％，(100％-10％)*1，(125％-10％)*80％，即92％，90％，92％，这样权重比例就会被破坏，不能满足权重比例8：10：8。这种情况，可以先下调权重值为0.8的风扇的转速，保持权重值为1的风扇的转速不变，待该权重值为0.8的风扇的实际转速下降到80％转速时，在按照权重值大小下调权重值为0.8、1、0.8的风扇。

在其中一个实施方式中，在目标器件的温度处于下降趋势时，如果目标器件的温度回落至安全范围，且第二类权重的风扇的转速大于0，停止第二类权重的风扇。通过这种方式，当目标器件的温度在安全范围时，考虑到第二类权重的风扇对目标器件的温度影响程度较小，为了降低能耗，此时可以仅利用第一类权重的风扇保持当前的温度即可，无需开启第二类权重的风扇。

在其中一个实施方式中，采用线性调速方式进行风扇调速，当目标器件的温度处于下降趋势，并下降到设定值时，再下调第一权重的风扇和/或第二类权重的风扇的转速。这样可以尽可能避免出现由于下调转速而导致温度回升的现象。

在另一种实施方式中，对应于上述风扇调速方法的实施方式，参见图4所示的一种风扇调速装置的结构示意图，该装置包括如下模块：

第一转速上调模块11，用于如果目标器件的温度在安全范围内，使用第一类权重的风扇对目标器件进行降温；

第二转速上调模块12，用于如果目标器件的温度超出安全范围，且处于上升趋势，上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，其中第二类权重的风扇对目标器件温度影响程度小于第一类权重的风扇的影响程度。

本公开实施方式提供的一种风扇调速装置，在目标器件的温度在安全范围内时，考虑尽可能的降低能耗和噪声，仅使用对目标器件温度影响程度较大的第一类权重的风扇进行降温；在目标器件的温度超出安全范围，且处于上升趋势时，同时上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速，以增强散热效果，保证目标器件正常运行，达到更好地兼顾降温效果，以及风扇转动引起的噪声和能源消耗等方面因素，优化了风扇调速的性能。

上述第二转速上调模块用于：按照权重值大小上调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速。

上述第二转速上调模块用于：从第一类权重的风扇和第二类权重的风扇中选取当前转速低于转速上限的风扇；其中，该转速上限为100％除以所述风扇的权重值；按照权重值大小上调选取出的风扇的转速。

上述第二转速上调模块用于：如果目标器件的温度上升趋势大于设定幅度，将第一类权重的风扇和第二类权重的风扇中低于转速上限的风扇均选出；如果目标器件的温度上升趋势小于或等于设定幅度，将第一类权重的风扇和第二类权重的风扇中低于转速上限、且权重值大于或等于设定值的风扇选出；其中，风扇的转速上限为100％除以该风扇的权重值。

在另一种实施方式中，参见图5所示的另一种风扇调速装置的结构示意图，在上述装置的基础上，该装置还包括：

第一转速下调模13，用于如果目标器件的温度处于下降趋势，且第二类权重的风扇的转速大于设定值，下调第二类权重的风扇的转速；

第二转速下调模块14，用于如果目标器件的温度处于下降趋势，且第二类权重的风扇的转速小于或等于设定值，按照权重值大小下调第一类权重的风扇和第二类权重的风扇的转速；

停止模块15，用于如果目标器件的温度回落至安全范围，且第二类权重的风扇的转速大于0，停止第二类权重的风扇。

上述第一类权重的风扇的权重值可以为1，第二类权重的风扇的权重值w大于0且小于1。

以上风扇调速方法和装置，在应用于网络服务器中时，可以具体应用于网络服务器的bmc(baseboardmanagementcontroller，基板管理控制器)上，通过在bmc控制各个风扇的转速，达到更好地兼顾降温效果，以及风扇转动引起的噪声和能源消耗等方面因素，优化了风扇调速的性能。

参见图6所示的一种电子设备100的结构示意图；该设备包括存储器41和处理器40；其中，存储器41用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述风扇调速方法。

图6所示的电子设备还包括总线42和通信接口43，处理器40、通信接口43和存储器41通过总线42连接。

其中，存储器41可能包含高速随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口43(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线42可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器41用于存储程序，所述处理器40在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本公开实施方式任一实施方式所执行的方法可以应用于处理器40中，或者由处理器40实现。

处理器40可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器40中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器40可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施方式中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施方式所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器41，处理器40读取存储器41中的信息，结合其硬件完成前述方法实施方式的步骤。

本公开实施方式提供的风扇调速装置及电子设备，与上述实施方式提供的风扇调速方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本公开实施方式还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述风扇调速方法。

本公开实施方式所提供的进行风扇调速方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施方式中所述的方法，具体实现可参见方法实施方式，在此不再赘述。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施方式方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施方式，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施方式对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施方式技术方案的精神和范围，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。