一种利用电容兼顾ac电源成本与cpu性能的设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种服务器供电领域，具体地说是一种利用电容兼顾AC电源成本与 CHJ性能的设计方法。
【背景技术】
[0002] 伴随云计算的快速发展，信息化已经逐渐普及到人们日常生活的各个行业，人们 对网络数据量的需求也越来越大。尤其在互联网行业，数据中心作为海量数据储存和服务 的平台，对数据中心机房的服务器数量需求也越来越大。往往一座大型数据中心建设完成， 服务器的数量会数以十万计来部署。
[0003] 电源作为服务器正常工作的基石，其功率的大小往往取决于服务器系统功耗；且 电源的功率越高，成本越高(功率增加一倍，成本也相应增加约一倍)。通常，在服务器工作 时，并不是所有时间都工作在超负荷条件下(如：CPU的Turbo boost功能打开。即：CPU处 于超频工作状态，单位时间处理数据量会变大)。若电源功率规格依照服务器系统超负荷时 的瞬时功耗来选型，会导致整个服务器成本的大幅上升。若选用功率规格较小的电源，在瞬 间功率超出电源最大输出功率，存在过功率保护的风险。
[0004] 如何能够在不影响CPU的睿频加速性能的前提下，选用功率较小的电源给服务器 系统供电是目前急需解决的技术问题。
[0005]
【发明内容】
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种结构简单、生产成本低、能够满足在 不影响CPU的睿频加速的前提下，选用功率较小的电源给服务器系统供电的利用电容兼顾 AC电源成本与CPU性能的设计方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用电容兼顾AC电源成本与 CPU性能的设计方法，步骤如下： (1) 确定CPU做睿频加速动作时，系统最大瞬时功耗Pmax ; (2) 根据系统功耗的预估值，选择一个功率为P。的PSU，其中，P /Pmax ; (3) 确定电容的规格，耐压值选择16V，电容值可按照如下公式： 其中：1表示充电电流，h表示起始时刻，
12表示充电终止时刻，U i表示电容的初始电 压即0V，4表示电容的充满电压即12V ; (4) 根据步骤（3)中确定的电容值、耐压值及充电时间即可选择合适的电容模组； (5 )以上参数确定后，将所选型的电容模组加在程序存储单元的DC输出与CPU VR输入 端的链路之间。
[0007] 作为优选，所述充电终止时刻是根据睿频加速动作持续的时间来确定的。
[0008] 本发明的一种利用电容兼顾AC电源成本与CPU性能的设计方法和现有技术相比， 具有以下有益效果： (1) 采用电容摆放在服务器主板CPU VR的输入供电端，利用电容的快速实现大功率充 电和放电的特性； (2) 在CPU VR的12V输入端存在大容量电容模组；当CPU的瞬间功耗过高，系统功耗 超过程序存储单元的最大输出功率P。时，由电容模组来提供瞬时能量； (3) 通过引入电容模组来提供CPU做睿频加速动作短时间所需的能量，可在不影响CPU 性能的情况下，选择输出功率较低的程序存储单元，降低了程序存储单元的成本，增强了服 务器的性价比。
[0009] 由此可见，本发明具有设计合理、结构简单、使用方便、节省成本的特点，因而，具 有很好的推广使用价值。
【附图说明】
[0010] 下面结合附图对本发明进一步说明。
[0011] 附图1为通用服务器主板系统的结构示意图； 附图2为CPU做睿频加速即turbo boost动作时的功率波形图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0013] 实施例1 一种利用电容兼顾AC电源成本与CPU性能的设计方法，步骤如下： (1) 确定CPU做睿频加速（turbo boost)动作时，系统最大瞬时功耗Pmax ; (2) 根据系统功耗的预估值，选择一个功率为P。的PSU，其中，P /Pmax ; (3) 确定电容的规格，耐压值选择16V，电容值可按照如下公式：
其中：I表示充电电流，h表示起始时刻，12表示充电终止时刻(根据睿频加速动作持续 的时间来确定的)，仏表示电容的初始电压即0V，1]2表示电容的充满电压即12V ; (4) 根据步骤（3)中确定的电容值、耐压值及充电时间即可选择合适的电容模组； (5) 以上参数确定后，如附图1所示，将所选型的电容模组加在程序存储单元（PSU)的 DC输出与CPU VR输入端的链路之间。
[0014] 具体工作过程：当CPU启动turbo boost功能后，会有短暂的瞬时高功耗。此时， 电容可瞬间提供CPU做turbo boost动作所需要的能量；当该动作停止后，超级电容会在充 放电控制单元的控制下，快速充满能量，以满足CPU在下一次做turbo boost动作所需要的 瞬时能量。
[0015] 如附图1所示，AC是电通过PSU转换为低压直流电给主板供电；在主板的CPU VR 输入端(输入电压为12V)放置一个电容模组，以实现PSU的DC输出先经超级电容模组储能、 滤波后，再输入到CPU VR输入端，经VR转换给CPU供电。
[0016] 如附图2所示，当CPU在做turbo boost动作时，实时功耗的变化波形。其中，Pmax 表示做turbo boost动作时的瞬时功耗值；P。表示PSU的最大输出功率；P i表示CPU的TDP (Thermal Design Power)，即：在满足CPU散热条件允许下的CPU功耗。
[0017] 为防止PSU触发过功率保护，同时又需要沿用输出功率为PO的PSU (以控制PSU 的成本）；在PSU的DC输出至CPU VR的供电链路之间添加一个电容模组。
[0018] 当服务器系统上电后，CPU开启turbo boost动作，使得系统整体的功耗超出PSU 的最大输出功率匕。此时，电容模组会在很短的时间，为CPU做turbo boost工作提供能量， 从而防止PSU因瞬时功率超出最大输出功率P。，触发过功率保护。当turbo boost动作停 止后，系统会在短时间内给超级电容充电，使得快速充满能量。实现兼顾采用较低功率PSU 来满足CPU做turbo boost动作时的供电需求。很好的解决AC电源成本与CPU性能的矛 盾。
[0019] 上述【具体实施方式】仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于 上述【具体实施方式】，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员 对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
[0020] 除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
【主权项】
1. 一种利用电容兼顾AC电源成本与CPU性能的设计方法，其特征在于：步骤如下： (1) 确定CPU做睿频加速动作时，系统最大瞬时功耗Pmax ; (2) 根据系统功耗的预估值，选择一个功率为P。的PSU，其中，P /Pmax ; (3) 确定电容的规格，耐压值选择16V，电容值可按照如下公式：其中：1表示充电电流，h表示起始时刻，12表示充电终止时刻，U i表示电容的初始电 压即0V，4表示电容的充满电压即12V ; (4) 根据步骤（3)中确定的电容值、耐压值及充电时间即可选择合适的电容模组； (5 )以上参数确定后，将所选型的电容模组加在程序存储单元的DC输出与CPU VR输入 端的链路之间。2. 根据权利要求1所述的一种利用电容兼顾AC电源成本与CPU性能的设计方法，其特 征在于：所述充电终止时刻是根据睿频加速动作持续的时间来确定的。
【专利摘要】本发明公开了一种利用电容兼顾AC电源成本与CPU性能的设计方法，属于服务器供电领域，本发明要解决的技术问题为如何能够在不影响CPU的睿频加速性能的前提下，选用功率较小的电源给服务器系统供电。技术方案为：步骤如下：（1）确定CPU做睿频加速动作时，系统最大瞬时功耗Pmax；（2）根据系统功耗的预估值，选择一个功率为P0的PSU，其中，P0<Pmax。
【IPC分类】G06F1/26
【公开号】CN105159428
【申请号】CN201510533684
【发明人】罗嗣恒
【申请人】浪潮电子信息产业股份有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月27日