[发明专利]丛集计算机的电源切换装置与方法

说明书

技术领域

本发明是一种电源切换装置与方法，特别是一种丛集计算机的电源切换装置与方法。

背景技术

对计算机系统而言，特别是应用于高效能运算(high performancecomputing，HPC)领域者，稳定的电力来源是优先考虑的重点之一。目前，为了恒常提供电力而不中断，具有数百个节点(node)的超级计算机通常使用大型不断电系统(uninterrupted power system，UPS)做为外部交流对交流(AC to AC)的电力支持系统。不过，外部的UPS并无法解决任何计算机系统内部的电源供应问题。

除了外部电力支持系统，内部交流对直流(AC to DC)的备援电力系统(redundant power system，RPS)亦可维持计算机系统不中断运作。RPS通常具备两种特性，分别为：内含至少两组电源供应器(power supplier)以及支持热插拔(hot-swap)。如此，可以让使用中任一台电源供应器故障或者抽出任何一台电源供应器时，系统仍可正常运作。RPS的特点是每一组电源供应器都要能独立提供系统所需的所有电力，因此其体积与供应功率较高、价格也较为昂贵。

然而，对于低节点丛集计算机(low-nodes cluster computer)而言，内部RPS并非完全适用。请参照图1现有技术所示的个人超级计算机(personalsupercomputer)，以个人化运算为诉求，应用于模型分析、研究仿真等小型科学领域，其配备五块主板，其中一个做为主节点80(head node)、其余四个做为计算节点82(compute nodes)，第一电源供应器70和第二电源供应器72透过电源分配电路90将电力分配给一个主节点80与四个计算节点82。由于个人超级计算机是效能导向(performance-oriented)、密度导向(density-oriented)和成本导向(cost-oriented)，如果电源模块中第一电源供应器70和第二电源供应器72以RPS架构进行设计，会产生空间配置与成本的问题；但若不采用RPS的架构，则会遭遇可靠度不足的问题。

例如：第一电源供应器70和第二电源供应器72各能提供850W电力、各个计算节点82需要280W电力、主节点80需要450W电力，当第一电源供应器70故障时，整个系统即会瞬间失去850W电力，而各节点仅分配到约170W的电力，远低于其运作所需的电力而导致不正常关机、数据毁损、工作无预警中断等问题；此时，即使外部的UPS能正常提供交流电，仍无法提供直流的备用电源。

由此可知，丛集计算机的电源供应器存在空间配置、成本以及可靠度三者间相互矛盾的问题。因此，如何改良电源供应器系统的架构，使其能以体积较小、供电功率与成本较低的电源供应器供电，同时确保计算机在突发断电情况下不致造成数据流失、不正常关机等问题，是一个待改善的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种丛集计算机的电源切换装置与方法。

本发明所提出的丛集计算机的电源切换装置包含：电源输入电路、第一输出电路、第二输出电路、门电路、切换模块及备用电力模块。

电源输入电路接收电源供应器所提供的输入电力，以及对应于输入电力的状态信号，门电路依据状态信号产生切换信号，切换模块即依据切换信号，电性连接电源输入电路至第一输出电路与第二输出电路其中之一。

当状态信号均指示输入电力为供电状态时，切换模块电性连接至第一输出电路，借由第一输出电路输出该输入电力至主节点与计算节点；反之，当有至少一状态信号指示输入电力为故障时，切换模块电性连接至第二输出电路，借由第二输出电路输出该输入电力至主节点。

备用电力模块，电性连接第一输出电路与第二输出电路，经由第一输出电路充电并储存备用电力，在切换模块的切换期间，由备用电力模块提供所储存的备用电力至第二输出电路。

本发明所提供的丛集计算机的电源切换装置与方法，兼具高密度、低成本及高可靠度。

有关本发明的较佳实施例及其功效，兹配合附图说明如下。

附图说明

图1为现有技术的丛集计算机及其内部备援电力系统

图2为丛集计算机的电源切换装置的第一实施例

图3为丛集计算机的电源切换装置的第二实施例

图4为丛集计算机的电源切换方法流程图

具体实施方式

请参照图2为丛集计算机的电源切换装置的第一实施例。