一种数据中心服务器散热优化方法、设备及介质与流程

本发明涉及数据中心服务器散热，尤其涉及一种数据中心服务器散热优化方法、设备及介质。

背景技术：

1、随着数字经济的发展，数据中心在创造经济价值的同时也带来高能耗，加剧了碳排放与空气污染，服务器硬件能耗在短期内无法明显降低，因此如何降低风扇散热系统的能耗成为服务器节能降耗的首要任务。

2、在数据中心中，服务器等it设备占数据中心总能耗的50％以上，服务器内部用于散热的风扇功耗占服务器总能耗的20％以上，因此在保障服务器芯片可靠运行的前提下，有效降低风扇的转速可以有效降低部分散热功耗。

3、目前，用于服务器风扇调速控制的依据是cpu或者其他高功耗器件的壳体温度或者空气温度。一般在服务器主板的高功耗部件的壳体或者附件位置安装温度传感器、bmc控制器，实时读取温度传感器数值，根据控制策略对风扇进行调速控制，主要包括两种：一种是pwm分段调速控制方法，提前设定分段温度阈值，从多个温度传感器中选择距离阈值最小的一个，通常是温度值最大的一个)，确定对应的风扇pwm信号的占空比。这种方法弊端是：如果温度值与目标值比较大，pwm控制信号占空比需要经过分段逐步达成，而不是启动最大转速达成，在这个过程中，消耗的能量比较多，同时噪音持续的时间长；另一种是采用pid控制方法，根据cpu外壳温度的实时变化，对风扇进行pid控制，这种方法实现控制快速风扇。但存在的问题是：在最后收敛的阶段，往往会出现震荡，这样风扇就会出现低频振动，噪音品质不佳，影响使用人员感受。

4、文献号为cn113761758b的专利文献公开了一种水冷头散热器散热性能优化方法、散热器及服务器，本申请通过将进水温度、微通道翅片参数作为待优化参数，设置各待优化参数的调节值范围并建立水冷头散热器的散热模型，在稳定其中一参数的情况下调节另一参数并测试相应的散热性能，最终确定参数的优化值。本申请能够实现水冷头散热器参数优化值的有效选取，通过该参数优化值设计的水冷头散热器能够满足所需的散热性能要求。但其方案同时存在，对服务器散热优化的软件系统未进行优化的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种数据中心服务器散热优化方法、设备及介质，对服务器散热风扇控制进行优化，在满足服务器芯片正常工作的同时，降低风扇总功耗。

2、本发明实施例提供一种数据中心服务器散热优化方法、设备及介质。

3、第一方面：一种数据中心服务器散热优化方法，包括：

4、s1、确定服务器发热部件，在各发热部件安装温度传感器，获取发热部件实时壳温tn；

5、s2、采用卡尔曼滤波算法对温度传感器实时壳温tn进行实时融合，获取壳温融合温度；

6、s3、对壳温融合温度采用加权平均法进行处理，找出最优温度值xi，

7、s4、依据最优温度值xi，结合pid算法调节风扇的pwm占空比、控制风扇转速和风扇实时功耗。

8、进一步地，所述发热部件包括cpu芯片、gpu芯片和pcie交换芯片。

9、根据权利要求1所述的一种数据中心服务器散热优化方法，其特征在于，所述采用卡尔曼滤波算法对温度传感器实时壳温xn进行实时融合，包括

10、

11、yi(t)＝hti(t)+v(t)

12、其中，x(t)代表当前时刻的壳体温度值，x(t-1)代表上一时刻的壳体温度，w(t)为过程噪声，v(t)为测量噪声，yi(t)为i个壳温t时刻实时融合值。

13、进一步地，所述对壳温融合温度采用加权平均法进行处理，找出最优温度值xi(t)，包括：

14、

15、其中，a1…an为加权数，yi(t)为i个壳温t时刻实时融合值，1≤i≤n。

16、进一步地，所述风扇的pwm信号占空比与转速在最低转速nmin与最高转速nmax阶段之间呈现线性关系。

17、进一步地，所述风扇的功耗与转速的三次方呈成正比例关系。

18、第二方面：一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。

19、第三方面：一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如如第一方面所提供的方法的步骤。

20、本发明的有益效果：

21、本发明通过确定服务器发热部件，获取发热部件实时壳温tn，采用卡尔曼滤波算法对温度传感器实时壳温tn进行实时融合，获取壳温融合温度；对壳温融合温度采用加权平均法进行处理，找出最优温度值xi，依据最优温度值xi，结合pid算法调节风扇的pwm占空比、控制风扇转速和风扇实时功耗，可以在满足服务器芯片正常工作的同时，降低风扇总功耗，同时发热部件壳温震荡小，风扇就不易出现低频振动，产生噪音小。

技术特征：

1.一种数据中心服务器散热优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种数据中心服务器散热优化方法，其特征在于，所述发热部件包括cpu芯片、gpu芯片和pcie交换芯片。

3.根据权利要求1所述的一种数据中心服务器散热优化方法，其特征在于，所述采用卡尔曼滤波算法对温度传感器实时壳温xn进行实时融合，包括

4.根据权利要求3所述的一种数据中心服务器散热优化方法，其特征在于，所述对壳温融合温度采用加权平均法进行处理，找出最优温度值xi(t)，包括：

5.根据权利要求4所述的一种数据中心服务器散热优化方法，其特征在于，所述风扇的pwm信号占空比与转速在最低转速nmin与最高转速nmax阶段之间呈现线性关系。

6.根据权利要求5所述的一种数据中心服务器散热优化方法，其特征在于，所述风扇的功耗与转速的三次方呈成正比例关系。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的一种数据中心服务器散热优化方法的步骤。

8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的一种数据中心服务器散热优化方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种数据中心服务器散热优化方法、设备及介质，其中方法包括：确定服务器发热部件，在各发热部件安装温度传感器，获取发热部件实时壳温；采用卡尔曼滤波算法对温度传感器实时壳温进行实时融合，获取壳温融合温度；对壳温融合温度采用加权平均法进行处理，找出最优温度值；依据最优温度值，结合PID算法调节风扇的PWM占空比、控制风扇转速和风扇实时功耗。本发明通过依据壳温调节风扇的PWM占空比、控制风扇转速和风扇实时功耗，可以在满足服务器芯片正常工作的同时，降低风扇总功耗，同时发热部件壳温震荡小，风扇就不会出现低频振动，产生噪音小。

技术研发人员：庄杰,李岗,白利芹,冯俊,鞠荣荣
受保护的技术使用者：百信信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5