一種兼顧服務(wù)器系統(tǒng)psu成本與cpu性能的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及服務(wù)器供電領(lǐng)域，提出一種兼顧服務(wù)器系統(tǒng)PSU成本與CPU性能的設(shè) 計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨云計(jì)算的快速發(fā)展，信息化已經(jīng)逐漸普及到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)行業(yè)，人們 對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的需求也越來(lái)越大。尤其在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，數(shù)據(jù)中心作為海量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和服務(wù) 的平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的服務(wù)器數(shù)量需求也越來(lái)越大。往往一座大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)完成， 服務(wù)器的數(shù)量會(huì)數(shù)以十萬(wàn)計(jì)來(lái)部署。
[0003] 電源作為服務(wù)器正常工作的基石，其功率的大小往往取決于服務(wù)器系統(tǒng)功耗；且 電源的功率越高，成本越高(功率增加一倍，成本也相應(yīng)增加約一倍)。通常，在服務(wù)器工作 時(shí)，并不是所有時(shí)間都工作在超負(fù)荷條件下(如：CPU的Turboboost功能打開(kāi)。即：CPU處 于超頻工作狀態(tài)，單位時(shí)間處理數(shù)據(jù)量會(huì)變大)。若電源功率規(guī)格依照服務(wù)器系統(tǒng)超負(fù)荷時(shí) 的瞬時(shí)功耗來(lái)選型，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)服務(wù)器成本的大幅上升。若選用功率規(guī)格較小的電源，在瞬 間功率超出電源最大輸出功率，存在過(guò)功率保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為兼顧電源成本與服務(wù)器系統(tǒng)性能，本文提出一種兼顧服務(wù)器系統(tǒng)PSU成本與 CPU性能的設(shè)計(jì)方法。該方法可在不影響CPU的turboboost性能的前提下，選用功率較小 的電源給服務(wù)器系統(tǒng)供電。
[0005] 本發(fā)明提出一種兼顧服務(wù)器系統(tǒng)PSU成本與CPU性能的設(shè)計(jì)方法。采用可快速充 放電的大電容模組，將其擺放在服務(wù)器主板CPUVR的輸入供電端，利用可快速充放電的大 電容能夠快速實(shí)現(xiàn)大功率充電和放電的特性； 以滿足：當(dāng)CPU啟動(dòng)turboboost功能后，會(huì)有短暫的瞬時(shí)高功率需求。此時(shí)，可快速 充放電的大電容可瞬間提供CPU做turboboost動(dòng)作所需要的能量；當(dāng)該動(dòng)作停止后，可快 速充放電的大電容會(huì)在充放電控制單元的控制下，快速充滿能量，以滿足CPU在下一次做 turboboost動(dòng)作所需要的瞬時(shí)能量。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種兼顧服務(wù)器系統(tǒng)PSU成本與CPU性能的設(shè)計(jì)方法， 在CPUVR的12V輸入端放置大容量可快速充放電的大電容模組，該模組包含：大電容 和充放電控制模塊； 當(dāng)CPU的瞬間功耗過(guò)高，系統(tǒng)功耗超過(guò)PSU的最大輸出功率P0時(shí)，由可快速充放電的 大電容模組來(lái)提供瞬時(shí)能量。
[0007] 當(dāng)服務(wù)器系統(tǒng)上電后，CPU開(kāi)啟turboboost動(dòng)作，使得系統(tǒng)整體的功耗超出PSU 的最大輸出功率P0 ;此時(shí)，可快速充放電的大電容模組會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)，為CPU做turbo boost工作提供能量。當(dāng)turboboost動(dòng)作停止后，系統(tǒng)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)給可快速充放電的大 電容充電，使得快速充滿能量。
[0008] 實(shí)現(xiàn)的步驟具體如下： 1)、確定好CPU做turboboost動(dòng)作時(shí)的系統(tǒng)最大瞬時(shí)功耗Pmax; 2) 、根據(jù)系統(tǒng)功耗的預(yù)估值，選擇一個(gè)功率為P0的PSU，P0〈Pmax; 3) 、確定可快速充放電的大電容的規(guī)格； 4) 、依據(jù)3)中所確定的電容值、耐壓值及充電時(shí)間即可選擇合適的可快速充放電的大 電容模組； 5) 、待以上參數(shù)確定好，再將所選型的可快速充放電的大電容模組加在PSU的DC輸出 與CPUVR輸入端的鏈路之間。
[0009] 可在不影響CPU性能的情況下，選擇輸出功率較低的PSU，一定程度上降低了PSU 的成本，增強(qiáng)了服務(wù)器的性價(jià)比。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是通用服務(wù)器主板系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2是CPU做turboboost動(dòng)作時(shí)的功率波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行更加詳細(xì)的闡述： 如圖1所示，為通用服務(wù)器主板系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，AC市電通過(guò)PSU轉(zhuǎn)換為低 壓直流電給主板供電；在主板的CPUVR輸入端(輸入電壓為12V)放置一個(gè)可快速充放電的 大電容模組，以實(shí)現(xiàn)PSU的DC輸出先經(jīng)可快速充放電的大電容模組儲(chǔ)能、濾波后，再輸入到 CPUVR輸入端，經(jīng)VR轉(zhuǎn)換給CPU供電。
[0013] 如圖2所示，為CPU在做turboboost動(dòng)作時(shí)，實(shí)時(shí)功耗的變化波形。其中，Pmax 表示做turboboost動(dòng)作時(shí)的瞬時(shí)功耗值；P0表示PSU的最大輸出功率；P1表示CPU的TDP (ThermalDesignPower)，S卩：在滿足CPU散熱條件允許下的CPU功耗。
[0014] 結(jié)合圖1、圖2來(lái)說(shuō)明可快速充放電的大電容模組的作用。為防止PSU觸發(fā)過(guò)功率 保護(hù)，同時(shí)又需要沿用輸出功率為P0的PSU(以控制PSU的成本）;在PSU的DC輸出至CPU VR的供電鏈路之間添加一可快速充放電的大電容模組。
[0015] 當(dāng)服務(wù)器系統(tǒng)上電后，CPU開(kāi)啟turboboost動(dòng)作，使得系統(tǒng)整體的功耗超出PSU 的最大輸出功率P0。此時(shí)，可快速充放電的大電容模組會(huì)在很短的時(shí)間，為CPU做turbo boost工作提供能量，從而防止PSU因瞬時(shí)功率超出最大輸出功率P0,觸發(fā)過(guò)功率保護(hù)。當(dāng) turboboost動(dòng)作停止后，系統(tǒng)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)給可快速充放電的大電容充電，使得快速充滿 能量。實(shí)現(xiàn)兼顧采用較低功率PSU來(lái)滿足CPU做turboboost動(dòng)作時(shí)的供電需求。很好的 解決AC電源成本與CPU性能的矛盾。
[0016] 結(jié)合圖1、圖2來(lái)說(shuō)明實(shí)現(xiàn)步驟。具體如下： 1)、確定好CPU做turboboost動(dòng)作時(shí)的系統(tǒng)最大瞬時(shí)功耗Pmax; 2) 、根據(jù)系統(tǒng)功耗的預(yù)估值，選擇一個(gè)功率為P0的PSU(P0〈Pmax); 3) 、確定可快速充放電的大電容的規(guī)格。耐壓值選擇16V，電容值可按照如下公式：
其中：1表示充電電流，tl表示起始時(shí)刻，t2表示充電終止時(shí)刻（可根據(jù)turboboost動(dòng)作持續(xù)的時(shí)間來(lái)確定)，U1表示可快速充放電的大電容的初始電壓（OV)，U2表示可快速 充放電的大電容的充滿電壓（12V). 4) 、依據(jù)3)中所確定的電容值、耐壓值及充電時(shí)間即可選擇合適的可快速充放電的大 電容模組； 5) 、待以上參數(shù)確定好，再按照如圖1，將所選型的可快速充放電的大電容模組加在 PSU的DC輸出與CPUVR輸入端的鏈路之間； 這樣，本文提出的方法即可實(shí)現(xiàn)。通過(guò)引入可快速充放電的大電容模組來(lái)提供CPU做turboboost動(dòng)作短時(shí)間所需的能量?？稍诓挥绊慍PU性能的情況下，選擇輸出功率較低的 PSU，一定程度上降低了PSU的成本，增強(qiáng)了服務(wù)器的性價(jià)比。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種兼顧服務(wù)器系統(tǒng)PSU成本與CPU性能的設(shè)計(jì)方法，其特征在于， 在CPU VR的12V輸入端放置大容量可快速充放電的大電容模組，該模組包含：大電容 和充放電控制模塊； 當(dāng)CPU的瞬間功耗過(guò)高，系統(tǒng)功耗超過(guò)PSU的最大輸出功率PO時(shí)，由可快速充放電的 大電容模組來(lái)提供瞬時(shí)能量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)服務(wù)器系統(tǒng)上電后，CPU開(kāi)啟turbo boost動(dòng)作，使得系統(tǒng)整體的功耗超出PSU的最大輸出功率PO ;此時(shí)，可快速充放電的大電 容模組會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)，為CPU做turbo boost工作提供能量。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)turbo boost動(dòng)作停止后，系統(tǒng)會(huì)在短 時(shí)間內(nèi)給可快速充放電的大電容充電，使得快速充滿能量；以滿足CPU在下一次做turbo boost動(dòng)作所需要的瞬時(shí)能量。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 實(shí)現(xiàn)的步驟具體如下： 1) 、確定好CPU做turbo boost動(dòng)作時(shí)的系統(tǒng)最大瞬時(shí)功耗Pmax ; 2) 、根據(jù)系統(tǒng)功耗的預(yù)估值，選擇一個(gè)功率為PO的PSU，P0〈Pmax ; 3) 、確定可快速充放電的大電容的規(guī)格； 4) 、依據(jù)3)中所確定的電容值、耐壓值及充電時(shí)間即可選擇合適的可快速充放電的大 電容模組； 5) 、待以上參數(shù)確定好，再將所選型的可快速充放電的大電容模組加在PSU的DC輸出 與CPU VR輸入端的鏈路之間。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種兼顧服務(wù)器系統(tǒng)PSU成本與CPU性能的設(shè)計(jì)方法，涉及服務(wù)器供電領(lǐng)域，本發(fā)明在CPU VR的12V輸入端放置大容量可快速充放電的大電容模組，該模組包含：大電容和充放電控制模塊；當(dāng)CPU的瞬間功耗過(guò)高，系統(tǒng)功耗超過(guò)PSU的最大輸出功率P0時(shí)，由可快速充放電的大電容模組來(lái)提供瞬時(shí)能量。在不影響CPU性能的情況下，選擇輸出功率較低的PSU，一定程度上降低了PSU的成本，增強(qiáng)了服務(wù)器的性價(jià)比。
【IPC分類】G06F1/26
【公開(kāi)號(hào)】CN104991626
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510348234
【發(fā)明人】羅嗣恒
【申請(qǐng)人】浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月23日