JP2007293605A - 情報処理装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却ファンの制御をシステム構成の変更に柔軟かつ簡易に対応可能な情報処理装置を提供する。
【解決手段】冷却ファン制御回路２２は、ファン速度テーブル２００を参照して、温度センサ２１の検出結果に基づき、冷却ファン２０の回転数を多段階に制御する。この冷却ファン制御回路２２は、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００と協働して、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００が最大負荷をＣＰＵ１１に与えている状況で温度センサ２１が検出した最大温度を監視するテスト処理を実行する。そして、冷却ファン制御回路２２は、このテスト処理をファン速度テーブル２００の設定を替えながら繰り返すことにより、冷却ファン２０に割り付け可能な段数の中でＣＰＵ１１に最大負荷を与えた場合に検出される温度の最大値が所定値以下となる最大の段数を判定し、ファン速度テーブル２００を自動設定する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、例えばサーバやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置における冷却ファンの制御技術に関する。

近年、殆どの業種で作業の電算化が図られ、サーバやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置がオフィス環境において広く普及している。この種の情報処理装置では、ＣＰＵ（central processing unit）やＰＳＣ（power supply controller）など、熱を発する電子部品を搭載するため、これらの電子部品が発する熱を外部に放出するための冷却ファンが設けられている。

冷却ファンは、熱を放出するメリットを生じさせが、その一方で、騒音を発するというデメリットも生じさせる。これらは、いわゆるトレードオフの関係にあるため、冷却ファンの制御手法がこれまで種々提案されている（例えば特許文献１等参照）。

一般的には、騒音低減のために、温度による多段階の速度制御が行われる。通常、温度上昇勾配が緩やかであれば、設定速度の段数を少なく、急であれば、段数を多く設定しており、各段に割り当てるファン速度は一段毎に均等にファン速度が変化するように考慮されている。
特開２００２−２６８７７５号公報

ところで、その段数が少なすぎると温度上昇に冷却能力が追従しきれず、ファン速度を最大に設定した後も暫くの間温度上昇が続き、温度が上昇し過ぎてしまう。逆に、その段数が多すぎると、必要以上にファンを高回転で回してしまい騒音が大きくなる。

現状では、手動で冷却力と静音性とのバランスがとれるようにファン速度テーブルの設定（ファン速度の段数の設定と、各段へのファン速度割り当て）を行っているが、これには手間がかかる。

また、サーバやパーソナルコンピュータは、多数のユーザからの様々なニーズに応えるため、高性能タイプから廉価タイプまで、複数のモデルが用意されることが多く、最近では、各ユーザが希望する仕様に合わせて種々のカスタマイズを施すサービスも充実してきている。しかしながら、現状のシステムは、ファン速度テーブルを再設定する仕組みを持たないため、客先などでシステム構成が変更され、温度特性が変化してしまった場合であっても、速度テーブルを再設定することができずに、最適な冷却力と騒音低減効果とが得られないままマシン運用を続けなければならなかった。このようなことから、冷却ファンの制御について、温度特性に影響を及ぼすシステム構成の変更に柔軟かつ簡易に対応することが強く求められている。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、冷却ファンの制御をシステム構成の変更に柔軟かつ簡易に対応可能な情報処理装置および制御方法を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、この発明の情報処理装置は、冷却ファンと、前記冷却ファンが冷却対象とする発熱部の温度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された温度に応じて前記冷却ファンの回転数を多段階に制御するために、各段間の差分が均等となるように前記冷却ファンの回転数および基準温度を設定された段数の各段に割り付ける割り付け手段と、前記発熱部に所定の負荷を与える負荷制御手段と、前記割り付け手段により割り付け可能な段数の中で前記負荷制御手段により前記発熱部に所定の負荷を与えた場合に前記測定手段により測定される温度の最大値が予め定められた値以下となる最大の段数を判定して設定する制御手段と、を具備することを特徴とする。

この発明によれば、冷却ファンの制御をシステム構成の変更に柔軟かつ簡易に対応可能な情報処理装置および制御方法を提供することができる。

以下、図面を参照してこの発明の一実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る情報処理装置の外観を示す図である。

この情報処理装置は、例えばオフィスのコンピュータ室などにサーバ１として設置される高性能タイプのコンピュータであり、ＬＡＮ（local area netwark）などを介して多数のコンピュータに各種サービスを提供する。サーバ１には、システム管理者やオペレータなどとのインタフェースを取るためのＣＲＴ（cathode ray tube）ディスプレイ２、キーボード３およびマウス４が接続されている。

図２には、サーバ１のシステム構成の一例が示されている。図２に示すように、このサーバ１は、ＣＰＵ１１、ノースブリッジ１２、主メモリ１３、サウスブリッジ１４、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１５、磁気ディスク駆動装置（ＨＤＤ）１６、光磁気ディスク駆動装置（ＯＤＤ）１７、エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）１８、ネットワークコントローラ１９、冷却ファン２０、温度センサ２１および冷却ファン制御回路２２等を備えている。

ＣＰＵ１１は、本サーバ１の動作を制御するメインプロセッサである。このＣＰＵ１１は、ＨＤＤ１６から主メモリ１３にロードされる、オペレーティングシステム、各種アプリケーションプログラムおよびユーティリティプログラムを実行する。このユーティリティプログラムの１つとして、後述するファン速度テーブル設定ユーティリティ１００が存在する。

ノースブリッジ１２は、ＣＰＵ１１のローカルバスとサウスブリッジ１４との間を接続するブリッジデバイスである。また、ノースブリッジ１２には、ＣＲＴディスプレイ２を制御する表示コントローラおよび主メモリ１３を制御するメモリコントローラも内蔵されている。

サウスブリッジ１４は、例えばＰＣＩ（peripheral component interconnect）バスやＬＰＣ（low pin count）バスに接続された各種Ｉ／Ｏデバイスを制御するためのＩ／Ｏコントローラとして機能する。また、このサウスブリッジ１４には、ＨＤＤ１６およびＯＤＤ１７を制御するＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）も内蔵されている。ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１５も、このサウスブリッジ１４によってアクセスが制御される。ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１５は、システムＢＩＯＳを電気的に書き換え可能に格納するフラッシュＲＯＭである。

ＥＣ／ＫＢＣ１８は、電源管理のためのエンベデッドコントローラと、キーボード（ＫＢ）３およびマウス４などを制御するキーボードコントローラとが集積された１チップマイクロコンピュータである。ネットワークコントローラ１９は、ＬＡＮを介した他のコンピュータとのデータ通信を制御する。

また、冷却ファン２０は、ＣＰＵ１１が発する熱を外部に放出するために設けられるファンであり、温度センサ２１は、冷却ファン２０が冷却対象とするＣＰＵ１１の周辺部の温度を検出するためのセンサである。冷却ファン制御回路２２は、温度センサ２１により検出される温度に基づき、冷却ファン２０の回転数を適切に上下させるべく冷却ファン２０を制御する。この多段階制御を行うために、冷却ファン制御回路２２は、ファン速度テーブル２００を備えている。そして、本サーバ１は、例えばＣＰＵ１１のグレードアップなど、温度特性に影響を及ぼすシステム構成の変更に応じて、当該ファン速度テーブル２００を柔軟かつ簡易に更新管理することを可能としたものであり、以下、この点について詳述する。

図３は、冷却ファン制御回路２２のファン速度テーブル２００に設定可能な段数毎のテーブル値を例示する図である。

ここでは、ＣＰＵ１１の最大温度が７２℃以内となるように、冷却ファン２０を最大８段階（最小２段階）で制御するものと想定する。また、ファン速度テーブル２００に設定する最低温度は４０℃、最大温度は７０℃、最低ファン速度は２０％、最大ファン速度は１００％とし、各段には均等に基準温度およびファン速度を割り付けるものとする。

この前提に基づけば、図３に示す割り付けが行われ、その結果、例えば４段階制御の場合は、冷却ファン２０を２０％の速度で回転させ始めた後、５０℃になった時点で４７％の速度に上昇させ、また、８段階制御の場合は、４５℃になった時点で３２％の速度に上昇させることになる。

このテーブル値は、そのすべてを冷却ファン制御回路２２が予め保有しても良いし、最小および最大の基準温度と、最小および最大のファン速度とのみを保有し、採用される段数から各段に割り当てる値をその都度算出するようにしても良い。

次に、図４および図５のフローチャートを参照して、本サーバ１の冷却ファン制御に関わる動作手順について説明する。

図４は、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００による冷却ファン制御の動作手順を示すフローチャートである。

ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００は、まず、冷却ファン制御回路２２にファン速度テーブル設定開始指示を送信する（ステップＡ１）。そして、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００は、冷却ファン制御回路２２からの応答を待機する（ステップＡ２）。

冷却ファン制御回路２２からの応答を受信したら（ステップＡ２のＹＥＳ）、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００は、ＣＰＵ１１に１００％の負荷を与え始める（ステップＡ３）。そして、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００は、冷却ファン制御回路２２らの実行結果を待機する（ステップＡ４）。

冷却ファン制御回路２２からの実行結果を受信したら（ステップＡ４のＹＥＳ）、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００は、ＣＰＵ１１への負荷を停止する（ステップＡ５）。そして、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００は、その実行結果が再設定かどうかを判定し（ステップＡ６）、再設定であれば（ステップＡ６のＮＯ）、ステップＡ３からの処理を繰り返し、設定終了ならば（ステップＡ６のＹＥＳ）、この処理を終了する。

図５は、冷却ファン制御回路２２による冷却ファン制御の動作手順を示すフローチャートである。

冷却ファン制御回路２２は、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００からのファン速度テーブル設定開始指示を受信するまでの間（ステップＢ１のＮＯ）、通常のファン制御を実行する（ステップＢ２）。一方、このファン速度テーブル設定開始指示を受信したら（ステップＢ１のＹＥＳ）、冷却ファン制御回路２２は、ステップＢ３〜ステップＢ９のファン速度テーブル設定処理を実行し、その後、通常のファン制御に復帰する。

ファン速度テーブル設定処理を実行する場合、冷却ファン制御回路２２は、まず、ファン速度テーブル２００を最大段数の８段に設定し、各段のファン速度を設定する（ステップＢ３）。最初に最大段数に設定するのは、最大段数から１段づつ段数を減らしていくことにより、設定中に冷却不足に陥り温度が上昇し過ぎるのを防ぐためである。

このファン速度テーブル２００の設定が終了すると、冷却ファン制御回路２２は、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００に応答を返し、温度測定を開始する（ステップＢ４）。なお、測定を終了するタイミングは、タイマなどで測定時間を決める、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００から終了指示を送る、等、種々の方法がある。

もし、ここで測定された最大温度が７２℃未満ならば（ステップＢ５のＹＥＳ）、冷却ファン制御回路２２は、まだ冷却力に余裕があるということなので、ファン速度テーブル２００の段数を１段減らし、各段のファン速度を設定する（ステップＢ６）。そして、冷却ファン制御回路２２は、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００に再設定指示を送信して温度測定を開始し（ステップＢ７）、ステップＢ５からの処理を繰り返す。

一方、測定された最大温度が７２℃未満でなければ（ステップＢ５のＮＯ）、冷却ファン制御回路２２は、ファン速度テーブル２００の段数を１段増やす（ステップＢ８）。この段数が７２℃を越えない最大テーブル段数となるので、冷却ファン制御回路２２は、各段のファン速度を設定する。そして、冷却ファン制御回路２２は、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００に終了指示を送信して（ステップＢ９）、ステップＢ２の通常のファン制御に戻る。

つまり、本サーバ１は、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００と冷却ファン制御回路２２とが協働することで、冷却対象であるＣＰＵ１１がアイドル状態から最大稼働状態になるよう負荷を与え、その時の温度を測定して、ファン速度テーブル２００を自動で設定する仕組みを提供することにより、手動で設定する手間を省く。

ところで、前述の実施形態では、説明を分かり易くするために、ファン速度テーブル設定ユーティリティ１００を用いて説明したが、このファン速度テーブル設定ユーティリティ１００の機能をシステムＢＩＯＳに組み込み、システム起動時にシステムＢＩＯＳがシステム構成チェックを行うのを利用して、システム構成が変更されていることを検出したら、自動でファン速度テーブル２００の設定を行うようにすることも考えられる。

つまり、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に係る情報処理装置（サーバ）の外観を示す図 同実施形態のサーバのシステム構成を示す図 同実施形態のサーバが備える冷却ファン制御回路のファン速度テーブルに設定可能な段数毎のテーブル値を例示する図 同実施形態のサーバのファン速度テーブル設定ユーティリティによる冷却ファン制御の動作手順を示すフローチャート 同実施形態のサーバの冷却ファン制御回路２２による冷却ファン制御の動作手順を示すフローチャート

符号の説明

１…サーバ、２…ＣＲＴディスプレイ、３…キーボード、４…マウス、１１…ＣＰＵ、１２…ノースブリッジ、１３…主メモリ、１４…サウスブリッジ、１５…ＢＩＯＳ−ＲＯＭ、１６…磁気ディスク駆動装置（ＨＤＤ）、１７…光磁気ディスク駆動装置（ＯＤＤ）、１８…キーボードコントローラＩＣ（ＫＢＣ）、１９…ネットワークコントローラ、２０…冷却ファン、２１…温度センサ、２２…冷却ファン制御回路、１００…ファン速度テーブル設定ユーティリティ、２００…ファン速度テーブル。

Claims (6)

1. 冷却ファンと、
   前記冷却ファンが冷却対象とする発熱部の温度を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された温度に応じて前記冷却ファンの回転数を多段階に制御するために、各段間の差分が均等となるように前記冷却ファンの回転数および基準温度を設定された段数の各段に割り付ける割り付け手段と、
   前記発熱部に所定の負荷を与える負荷制御手段と、
   前記割り付け手段により割り付け可能な段数の中で前記負荷制御手段により前記発熱部に所定の負荷を与えた場合に前記測定手段により測定される温度の最大値が予め定められた値以下となる最大の段数を判定して設定する制御手段と、
   を具備することを特徴とする情報処理装置。
2. 前記制御手段は、前記割り付け手段により割り付け可能な最大段数を設定して前記割り付け手段に前記割り付けを行わせた後、前記負荷制御手段により前記発熱部に所定の負荷を与えて前記測定手段により測定される温度を監視するテスト処理を実行し、前記予め定められた値を越えた場合に前記割り付け手段により割り付ける段数を１段減じて前記テスト処理を再実行することを繰り返すことによって前記段数を判定して設定することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記割り付け手段は、各段に割り付ける前記冷却ファンの回転数および基準温度を割り付け可能な段数毎に保持するテーブルを有することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
4. 前記割り当て手段は、予め与えられた前記冷却ファンの最低回転数および最低回転数並びに最低基準温度および最高基準温度に基づき、設定された段数から各段に割り付ける前記冷却ファンの回転数および基準温度を算出する手段を含むことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
5. 前記制御手段は、前記情報処理装置のシステム構成が変更されたか否かを検出する手段を含み、システム構成の変更を検出した場合に、前記判定および設定を実行することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
6. 冷却対象とする発熱部の温度に応じて回転数が多段階に制御される冷却ファンを有する情報処理装置の制御方法であって、
   各段間の差分が均等となるように前記冷却ファンの各段の回転数および基準温度を前記冷却ファンに割り付け可能な最大段数で割り付けた後、前記発熱部に所定の負荷を与えて前記発熱部の温度を測定するテスト処理を実行し、前記測定した温度が予め定められた値を越えた場合に前記割り付ける段数を１段減じて前記テスト処理を再実行することを繰り返すことによって、前記冷却ファンに割り付け可能な段数の中で前記発熱部に所定の負荷を与えた場合に前記測定される温度の最大値が前記予め定められた値以下となる最大の段数を判定して設定することを特徴とする制御方法。

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