本發(fā)明涉及自動控制，具體涉及一種負載環(huán)境下服務器風扇卡散熱功率調控系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著服務器硬件性能的持續(xù)升級，其計算能力得到顯著增強的同時，功耗也大幅攀升。在服務器采用高密度架構的背景下，散熱問題愈發(fā)凸顯其關鍵性。倘若散熱措施不到位，硬件可能會因過熱而受損，嚴重時甚至會造成硬件故障。鑒于服務器負載并非一成不變，這就要求我們能夠智能調控服務器內部的散熱系統(tǒng)，從而精準匹配不同負載狀態(tài)下的散熱要求。

2、現階段，服務器散熱調節(jié)的常規(guī)做法是依據服務器的實時負載變化情況以及溫度波動情況，動態(tài)調整散熱系統(tǒng)中風扇卡的功率。

3、然而，在服務器實際運行期間，若負載頻繁波動，這種調節(jié)方式就會導致風扇卡功率隨之不斷調整，進而增加了散熱系統(tǒng)的整體能耗。

技術實現思路

1、本發(fā)明實施例提供了一種負載環(huán)境下服務器風扇卡散熱功率調控系統(tǒng)，能夠減少散熱系統(tǒng)不必要的功率調整，有效降低散熱系統(tǒng)的整體能耗。

2、本發(fā)明提供了一種負載環(huán)境下服務器風扇卡散熱功率調控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

3、信息獲取模塊，用于獲取目標服務器的歷史溫度數據、歷史負載數據以及散熱功率曲線，散熱功率曲線用于表征目標服務器在不同溫度條件下能夠恢復至標準溫度所對應風扇卡的散熱功率；

4、需求度預測模塊，用于基于歷史溫度數據以及歷史負載數據，預測目標服務器在目標未來時間段內各個采樣時刻的第一散熱需求度；

5、區(qū)間劃分模塊，用于基于目標未來時間段內各個采樣時刻的第一散熱需求度，將目標未來時間段劃分為多個目標時間區(qū)間，目標時間區(qū)間內的各第一散熱需求度位于同一個需求度范圍；

6、策略確定模塊，用于針對各目標時間區(qū)間，基于目標時間區(qū)間內的各第一散熱需求度、第一散熱需求度的波動特征以及散熱功率曲線，確定目標時間區(qū)間的散熱策略；

7、指令生成模塊，用于基于各目標時間區(qū)間的散熱策略，生成對目標服務器的風扇卡調控指令，以對目標服務器的風扇卡散熱功率進行調控。

8、進一步地，本發(fā)明還提出了，需求度預測模塊，包括以下單元：

9、需求度計算單元，用于基于各歷史溫度數據以及各歷史負載數據，分別確定各歷史采樣時刻下的第二散熱需求度；

10、需求度排序單元，用于將各第二散熱需求度按照時間先后順序進行排序，得到散熱需求度序列；

11、需求度預測單元，用于基于散熱需求度序列，通過自回歸積分滑動平均模型預測目標服務器在目標未來時間段內各個采樣時刻的第一散熱需求度。

12、進一步地，本發(fā)明還提出了，需求度計算單元，用于：

13、獲取目標歷史采樣時刻下的目標歷史溫度數據與第一歷史負載數據，以及目標歷史采樣時刻的前一個采樣時刻下的第二歷史負載數據，目標歷史采樣時刻為任意一個歷史采樣時刻；

14、利用第一歷史負載數據與第二歷史負載數據的比值，以及目標歷史溫度數據，確定目標歷史采樣時刻下的第二散熱需求度。

15、進一步地，本發(fā)明還提出了，區(qū)間劃分模塊，包括以下單元：

16、時間段確定單元，用于將目標未來時間段確定為待劃分時間段；

17、結果確定單元，用于以待劃分時間段內任意一個采樣時刻為劃分邊界，確定多種候選劃分結果；

18、區(qū)分性確定單元，用于針對各候選劃分結果，基于候選劃分結果中兩個候選時間區(qū)間的各第一散熱需求度，分別確定兩個候選時間區(qū)間的散熱需求度區(qū)分性；

19、結果確定單元，還用于將兩個候選時間區(qū)間的散熱需求度區(qū)分性的累加值最小的候選劃分結果，確定為目標劃分結果；

20、循環(huán)執(zhí)行單元，用于將待劃分時間段更新為目標劃分結果中的各目標時間區(qū)間，并返回循環(huán)執(zhí)行以待劃分時間段內任意一個采樣時刻為劃分邊界，確定多種候選劃分結果，直至滿足遞歸停止條件，得到多個目標時間區(qū)間。

21、進一步地，本發(fā)明還提出了，區(qū)分性確定單元，用于：

22、獲取候選時間區(qū)間中的各第一散熱需求度；

23、對候選時間區(qū)間中的各第一散熱需求度進行統(tǒng)計，得到候選時間區(qū)間的散熱需求度統(tǒng)計結果，散熱需求度統(tǒng)計結果包括峰值散熱需求度、谷值散熱需求度、平均散熱需求度、最大散熱需求度以及最小散熱需求度中的至少一種；

24、利用散熱需求度統(tǒng)計結果，確定候選時間區(qū)間的散熱需求度區(qū)分性。

25、進一步地，本發(fā)明還提出了，策略確定模塊，包括以下單元：

26、需求度分析單元，用于基于目標時間區(qū)間內的各第一散熱需求度確定平均散熱需求度，以及基于第一散熱需求度的波動特征確定波動影響系數；

27、需求度修正單元，用于利用波動影響系數對平均散熱需求度進行修正，得到目標時間區(qū)間的第一區(qū)間散熱需求度；

28、曲線匹配單元，用于將第一區(qū)間散熱需求度與散熱功率曲線進行匹配，確定目標時間區(qū)間的散熱策略。

29、進一步地，本發(fā)明還提出了，需求度分析單元，用于：

30、獲取各第一散熱需求度中的峰值散熱需求度與谷值散熱需求度；

31、基于各峰值散熱需求度與各谷值散熱需求度，確定相鄰峰值散熱需求度之間的時間間隔、平均峰值散熱需求度以及平均谷值散熱需求度；

32、將平均峰值散熱需求度與平均谷值散熱需求度作差，確定平均峰谷值差異；

33、利用各時間間隔以及平均峰谷值差異，確定目標時間區(qū)間的波動影響系數。

34、進一步地，本發(fā)明還提出了，利用波動影響系數對平均散熱需求度進行修正，得到目標時間區(qū)間的第一區(qū)間散熱需求度之后，策略確定模塊還包括：

35、差異度獲取單元，用于獲取相鄰的目標時間區(qū)間之間的散熱需求度差異度；

36、區(qū)間合并單元，用于在散熱需求度差異度小于或等于預設差異度閾值的情況下，將相鄰的目標時間區(qū)間進行合并，得到合并時間區(qū)間；

37、需求度分析單元，還用于基于合并時間區(qū)間對應的兩個第一區(qū)間散熱需求度，確定合并時間區(qū)間的第二區(qū)間散熱需求度；

38、曲線匹配單元，用于將第二區(qū)間散熱需求度與散熱功率曲線進行匹配，確定合并時間區(qū)間的散熱策略。

39、進一步地，本發(fā)明還提出了，針對各目標時間區(qū)間，基于目標時間區(qū)間內的各第一散熱需求度、第一散熱需求度的波動特征以及散熱功率曲線，確定目標時間區(qū)間的散熱策略之后，該系統(tǒng)還包括：

40、功率值插值模塊，用于通過線性插值法，在相鄰的兩個目標時間區(qū)間之間分別插入過渡散熱功率值；

41、指令生成模塊，用于基于各目標時間區(qū)間的散熱策略以及各過渡散熱功率值，生成對目標服務器的風扇卡調控指令。

42、進一步地，本發(fā)明還提出了，散熱策略包括目標時間區(qū)間的風扇卡散熱功率；

43、指令生成模塊，用于：

44、將目標時間區(qū)間的風扇卡散熱功率與風扇轉速曲線進行匹配，得到目標時間區(qū)間的風扇轉速，風扇轉速曲線用于表征目標服務器在不同風扇卡散熱功率下所對應的風扇轉速；

45、將各目標時間區(qū)間的風扇轉速，分別轉換為對目標服務器的風扇卡調控指令。

46、本發(fā)明具有如下有益效果：

47、本發(fā)明實施例提供的負載環(huán)境下服務器風扇卡散熱功率調控系統(tǒng)中，先獲取目標服務器的歷史溫度數據、歷史負載數據及散熱功率曲線，基于歷史溫度數據與歷史負載數據預測目標未來時間段內各采樣時刻的第一散熱需求度，再基于第一散熱需求度將未來時間段劃分為多個目標時間區(qū)間，使同一區(qū)間內第一散熱需求度處于同一范圍，避免因負載頻繁波動導致頻繁調整功率。接著針對各目標時間區(qū)間，綜合考慮區(qū)間內各第一散熱需求度、波動特征以及散熱功率曲線，確定散熱策略，而非簡單依據實時負載和溫度做即時調整。最后基于各目標時間區(qū)間的散熱策略生成對風扇卡的調控指令，對風扇卡散熱功率進行調控。這種基于歷史數據預測、劃分時間區(qū)間并綜合考慮多種因素確定散熱策略的方式，避免了風扇卡功率隨負載頻繁波動而不斷調整，從而減少了散熱系統(tǒng)不必要的功率調整，有效降低了散熱系統(tǒng)的整體能耗。