JP2000036681A - 冷却制御装置 - Google Patents

冷却制御装置

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JP2000036681A
JP2000036681A JP10218599A JP21859998A JP2000036681A JP 2000036681 A JP2000036681 A JP 2000036681A JP 10218599 A JP10218599 A JP 10218599A JP 21859998 A JP21859998 A JP 21859998A JP 2000036681 A JP2000036681 A JP 2000036681A
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cooling
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Ichiro Hara
一郎 原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】例えば、大規模な情報処理装置に使用する冷却
用大型FANの発生する騒音の低下及び低消費電力化を
図る。 【解決手段】冷却対象となるLSIの温度(発熱量)を
観測する発熱観測手段で、測定された各LSIの発熱量
データを基にLSI温度報告手段にて、論理カード単位
で、最大発熱量値を作成する。該論理カード単位での最
大発熱量値を、必要冷却量判定回路にて集計し、情報処
理装置筐体内の最大発熱量(最大温度)を作成すると同
時に、筐体内に必要な冷却量を判定する。そして、判定
結果(必要冷却指示信号)を受けた冷却制御回路では、
該判定結果に基づき、冷却手段へON/OFF指示を行
ない、情報処理装置筐体内の冷却を発熱量に応じて常に
適切に行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却制御装置に関
し、特に温度差の激しい大規模情報処理装置に用いて有
益な冷却制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の情報処理装置の冷却制御装置とし
ては、LSIの温度が異常上昇した場合、一定時間内の
温度上昇を防ぎ、即刻電源を切断することなくデータ
を待避処理を可能とすることを目的とするシステムがあ
る。このシステムでは、LSIから成るCPUのLSIを
部分冷却する冷却FANと、本装置を冷却する排気FA
Nを設け、更に、LSIの動作CLK周波数を可変するCLK
可変部と、装置の入気温度を監視する入気監視部と、冷
却FANのFAN回転数を監視するFAN監視部と、L
SI温度を監視するLSI温度監視部と、LSI温度異
常上昇時にデータ待避処理を実行するデータ待避処理部
が設けられている。
【0003】かかる構成により、LSI温度の異常上昇
時に、LSIの動作CLK周波数を低下せしめることでL
SIの温度上昇を一定時間抑止し、データ待避時間を確
保している。
【0004】また、他の冷却制御装置では、複数FAN
のいずれかが故障した場合、他のFANの冷却能力を増
大させ装置運用を続行し、温度上昇情報を収集した後、
電源を切断することにより、信頼性の向上を図るととも
に、保守を容易にするシステムがる。このシステムで
は、回転制御ユニットがFANの異常を検出し、電源盤
に通知する。異常信号の通知により、表示ランプの該当
ランプを点灯させ停止したFANを表示する。FAN停
止に伴う冷却能力の減少に対して、冷却増大指示が冷却
増大指示信号を回転ユニットに通知する。正常FANの
回転速度を速め、風量を増大して冷却能力を補強する。
温度センサーが温度異常を検出し、電源盤に異常を通知
すると割り込みによって制御部にこの旨を通知し、ログ
情報収集部を起動し、ログ情報を保存する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の冷却制
御装置は、温度異常時の冷却制御に関するものであり、
情報処理装置における冷却装置より発生する騒音の低
下、及び低消費電力化を図る方法については開示してい
ない。
【0006】現状の大規模な情報処理装置に使用される
LSIの集積度は年々高密度化し、LSIの動作電圧の
低減化にも関わらず 該LSIの最大動作時に多大な発
熱量を発生する。
【0007】したがって、LSIの発熱対策としての冷
却方式も大がかりとなり、特にFANを使用して強制的
に風を送り、部品を冷やす強制冷却方式の場合、対応L
SIの高発熱化に伴い、FANも高速回転化/大型化/
個数の増加を行うことで対応する為、LSIの高発熱量
に比例し、FANによる騒音の増大、FANの消費電力
も向上する。
【0008】しかし、当該LSIは常に最高の動作率
(発熱量)で動いているわけではなく、特に周辺系のデ
バイスにおいては、動作率(温度)の変動は激しい。
【0009】この為、通常時、LSIは、低い温度(低
動作)状態が多いにも関わらず、FANの風速、使用個
数(FANを複数個使用している場合)は、最大温度時
に対応可能な様、設定されているため、LSIの低温度
時に於いても、最大温度時と同様の、FANよりの騒
音、及び消費電力が使用されている。
【0010】以上をまとめると、大規模な情報処理装置
に使用される部品の集積度は年々高密度化し、最大動作
時に多大な発熱量を発生する為、発熱対策として冷却方
式も大がかりとなり、特にFANを使用して強制的に風
を送り、部品を冷やす 強制冷却方式においては、高発
熱化に伴ない、FANの高速回転化/大型化/個数の増
加を用いて対策を行うが、反面、大型FANによる騒音
の増大、消費電力向上が発生する。
【0011】また、情報処理装置、特に周辺系装置にお
いては、低い発熱量(アイドル動作)状態が多いにも関
わらず、FANの風速、使用個数が、最大発熱時に対応
可能な様、設定されているため、装置の低発熱時におい
ても最大動作(発熱)時と同様なFANからの騒音が発
生し、消費電力が消費されている。
【0012】そこで、本発明の目的は、LSIが発生す
る温度(動作率)に応じて、必要な最適の冷却能力を供
給することにより、低温度時のFANより発生する騒音
の低音化、消費消費電力の低減化を可能とする冷却制御
装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による冷却制御装置は次のような特徴的な構
成を採用している。
【0014】(1)動作状況により発熱量が変動する複
数個の発熱部を収納する筐体を冷却制御する冷却制御装
置において、前記複数個の発熱部の温度を測定する温度
測定手段と、前記複数個の発熱部の温度を個別に測定
し、各発熱部単位で集計し、該発熱部の最大温度値を作
成/報告する温度報告回路と、前記温度報告回路からの
報告を集計し、前記筐体内の最大温度を作成して筐体内
に必要な冷却量を判定する必要冷却量判定回路と、前記
必要冷却量判定回路からの必要冷却指示信号を受け冷却
手段のON/OFF制御を行なう冷却制御回路と、を備える冷
却制御装置。
【0015】(2)前記筐体は、前記発熱部としてLS
Iを有する情報処理装置を収納する上記(1)の冷却制
御装置。
【0016】(3)動作状況により発熱量が大幅に変動
する情報処理装置における冷却対象となるLSIの温度
(発熱量)を観測する発熱観測手段と、個別に測定され
た温度を測定対象であるLSIが搭載される論理カード
単位で集計し、該論理カードの最大温度値を作成/報告
するLSI温度報告回路と、情報処理装置筐体内の全て
のLSI温度報告回路からの報告を集計し、筐体内の最
大温度を作成することで筐体内に必要な冷却量を判定す
る必要冷却量判定回路と、必要冷却量判定回路からの必
要冷却指示信号を受け冷却手段のON/OFFの制御を行う冷
却制御回路を備える冷却制御装置。
【0017】課題を解決するための本発明の手段を後述
する図面の符号とともに説明すると、本発明は冷却対象
となるLSIの温度(発熱量)を観測する発熱観測手段
231〜234 と、個別に測定された温度を測定対象
であるLSIが搭載される論理カード単位で集計し、該
論理カードの最大温度値を作成/報告するLSI温度報
告回路24と、情報処理装置筐体内の全てのLSI温度
報告回路よりの報告を集計し、筐体内の最大温度を作成
する事で筐体内に必要な冷却量を判定する必要冷却量判
定回路25と、必要冷却量判定回路よりの必要冷却指示
信号281〜282を受け、冷却手段271〜274の
ON/OFF等の制御を行う冷却制御回路261、262を有
する。
【0018】冷却対象となるLSIの温度(発熱量)を
観測する発熱観測手段231〜234で測定された各L
SIの発熱量データを基に、LSI温度報告回路24に
て、論理カード単位で、最大発熱量値を作成する。
【0019】論理カードより報告された各最大発熱量値
を、必要冷却量判定回路25にて集計し、情報処理装置
筐体内の最大温度を作成すると同時に、筐体内に必要な
冷却量を判定する。
【0020】判定結果報告である必要冷却指示信号28
1〜282を受けた冷却制御回路261、262では、
該判定結果に基づき、冷却手段271〜274へON/OFF
の指示を行う事で、情報処理装置筐体内の冷却は発熱量
に応じて、常に適切に行う事が可能となる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明による冷却制御装置
の好適実施形態例の構成及び動作を添付図を参照して詳
細に説明する。
【0022】図1は本発明による冷却制御装置の一実施
形態を示す構成図である。
【0023】本発明は、情報処理装置内に実装される論
理カード上に搭載した冷却対象であるLSIの温度を観
測する発熱観測手段231〜234と、対象温度報告信
号301〜304を通じて、論理カード上の各時間の最
高温度を検出するLSI温度報告回路24と、カード温
度報告信号211〜213を用いて、全ての論理カード
よりの温度最大値、つまりは情報処理筐体内の最大温度
値を検索し、必要となる冷却量を決定する必要冷却量判
定回路25と、必要冷却指示信号281〜282を用い
て、装置内必要冷却量を指示される事で、各冷却手段の
動作のON/OFF制御を行う冷却制御回路261〜2
62と、風量制御信号291〜292により報告される
冷却制御回路からの動作指示を受け、冷却対象を冷やす
冷却手段271〜274から構成される。
【0024】次に本実施形態の動作を説明する。図1に
おける冷却対象221〜224に設置された発熱観測手
段231〜234にて測定された温度を、LSI温度報
告回路24にて、各発熱観測手段報告値の時間における
最大温度を検出することで、本論理カード内の各時間に
おける最大温度信号を作成する。
【0025】尚、上記動作のタイムチャートは図2のL
SI温度報告回路の動作をも参照すればより理解が容易
となる。
【0026】この様に、常に論理カード上で各時間にお
ける最大温度は、カード温度報告信号211〜213を
通じて必要冷却量判定回路25へ報告される。
【0027】次に、必要冷却量判定回路内の動作を、図
3を参照しながら説明する。
【0028】各LSI温度報告回路より送られた各論理
カード最大温度を、それぞれ501,502,503と
し、時間をX軸に、測定温度をY軸にした場合、各時間
における最大温度曲線は504となる。
【0029】この最大温度曲線504が、論理カード全
てを含む、情報処理装置筐体内の最大温度となる。最大
温度曲線504の曲線を基に、該必要冷却量判定回路で
は必要冷却量の判断を行う。
【0030】図3で最大温度曲線504が40℃を超え
た(A)の場合、冷却制御回路261,262へ「40
℃オーバー」による冷却能力増加指示を出し、 本指示
を受けた冷却制御回路262では、冷却手段273へ、
動作指示信号(POWER-ON)を行い、冷却能力を向上さ
せる。
【0031】同様に、最大温度曲線504の最高温度が
50℃を超えた(B)場合、冷却制御回路261へ冷却
能力増加指示を出し、冷却制御回路261より冷却手段
272へ動作指示が、最高温度が60℃を超える(C)の
場合は、冷却制御回路261より、残りの冷却手段27
1へ動作指示が出され、冷却能力の向上を図る。
【0032】逆に、筐体内最大温度が60℃より低下し
た(D)の場合、必要冷却量判定回路25は、冷却制御
回路261へ冷却能力低下指示を出し、本指示を受けた
冷却制御回路261は、すぐに冷却手段271へ動作停
止指示を出さず、予備の冷却時間を設ける為に、一定の
時間を開けた後、冷却手段271へ動作停止指示を行
う。
【0033】また、(E)の様に、最高温度が50℃以
下となり必要冷却量判定回路25によって、冷却制御回
路261へ冷却能力低下指示が出て、冷却手段272へ
動作停止指示を送る迄の予備冷却の為の一定時間内に、
(F)の様に温度が 40℃以下となり追加の冷却能力
低下指示がでた場合は、冷却手段272へ、(F)をト
リガーとして動作停止指示を出してよい。
【0034】このように、常に冷却能力向上指示が、冷
却能力低下指示より優先される。
【0035】本発明の構成について図1を基に、冷却対
象221〜224となるLSIを複数個実装した論理カ
ード201〜2033枚を搭載する情報処理装置を例に
とって説明する。
【0036】本実施例は、情報処理装置内に実装される
論理カード201〜203上に搭載した冷却対象221
〜224であるLSIの温度を観測する発熱観測手段2
31〜234と、対象温度報告信号301〜304を通
じて、論理カード上の各時間の最高温度を検出するLS
I温度報告回路24と、カード温度報告信号211〜2
13を用いて、全ての論理カードよりの温度最大値、つ
まりは情報処理筐体内の最大温度値を検索し、必要とな
る冷却量を決定する必要冷却量判定回路25と、必要冷
却指示信号(28−1〜28−2)を用いて、装置内必
要冷却量を指示される事で、各冷却手段の動作のON/OFF
制御を行う冷却制御回路261〜262と、風量制御信
号291〜292により報告される冷却制御回路からの
動作指示を受け、冷却対象を冷やす冷却手段271〜2
74から構成される。
【0037】図1の冷却対象221〜224に設置され
た発熱観測手段231〜234にて測定された温度は、
対象温度報告信号301〜304を通じ、LSI温度報
告回路24へ報告される。
【0038】図2のLSI温度報告回路の動作タイムチ
ャートを用いて説明すると、各LSI温度発熱観測手段
231〜234より報告された発熱観測温度は、LSI
温度報告回路24内で、各時間時における最大温度信号
が検出されることにより、論理カード201における最
大温度値の情報信号が作成される。
【0039】本信号はカード温度報告信号211〜21
3を通じて必要冷却量判定回路25へ随時報告される。
【0040】次に必要冷却量判定回路内の動作を、図3
の「必要冷却量判定回路内動作について」を用いて説明
する。
【0041】各論理カードのLSI温度報告回路より送
られた最大温度情報を、それぞれ論理カード201の最
高温度情報を501曲線、論理カード202より送られ
た最高温度情報を502曲線、論理カード203よりお
くられた最高温度情報を503曲線とし、時間をX軸
に、測定温度をY軸に表記した場合、情報処理装置内の
各時間における最大温度曲線504が判明する。
【0042】必要冷却量判定回路25では、本装置内最
大温度信号を作成し、本信号を基に、必要冷却指示信号
281、282を用いて各冷却制御回路261、262
へ必要冷却量の指示を行う。
【0043】尚、本動作例(図3)において、冷却手段
は、冷却制御回路内で装置内最高温度が0℃〜40℃ま
では、冷却手段274のみON、40℃〜50℃の間は
冷却手段274、273のON、50℃〜60℃間は冷
却手段274、273、272がON、それ以上の温度
の場合全冷却手段をONとされる、と仮定した場合、以
下の動作指示が、冷却制御回路より冷却手段に行われ
る。
【0044】先ず、装置内最大温度信号504が、40
℃を超えた(A)の場合、必要冷却指示信号282を通
じて冷却制御回路262へ「40℃オーバー」による冷
却能力増加指示を出し、 本指示を受けた冷却制御回路
262では、冷却手段273へ、風量制御信号292を
通じて動作指示(POWER-ON)を行い、冷却能力を向上
させる。
【0045】同様に、504曲線の温度が50℃を超え
た(B)場合、必要冷却指示信号281を用いて冷却制
御回路261へ冷却能力増加指示を出し、冷却制御回路
261より、風量制御信号291を通じて冷却手段27
2へ動作指示が、最高温度が60℃を超える(C)の場
合は、冷却制御回路261より、残りの冷却手段271
へ動作指示が出され、冷却能力の向上が図られる。
【0046】逆に、筐体内最大温度が60℃より低下す
る(D)の場合、必要冷却量判定回路25は、冷却制御
回路261へ冷却能力低下指示を出し、本指示を受けた
冷却制御回路261は、すぐには冷却手段271への動
作停止指示を出さず、予備の冷却時間を設ける為に一定
の時間を開けた後、冷却手段271へ動作停止指示を行
う。
【0047】また、(E)の様に、最高温度が50℃以
下となり、必要冷却量判定回路25によって冷却能力低
下指示が出され、冷却制御回路261内で冷却手段27
2への動作停止指示を送る迄の予備冷却の一定時間中
に、(F)時の様にさらに温度が 低下し、40℃以下と
なり追加の冷却能力低下指示がでた場合は、冷却手段2
72へ、(F)をトリガーとして動作停止指示を出して
よい。
【0048】本回路ではこの様に常に冷却能力向上指示
が、冷却能力低下指示より優先される。
【0049】次に本発明の他の実施の形態を説明する。
本実施慶太においては、冷却対象を仮にLSIと定めた
が、大規模情報処理装置における熱量発生対象は他にも
電源モジュール、雑基板、SWITCH 、CD−RO
M、ハードディスク 、各デバイス等 が考えられる。
【0050】上記部品に対しても、発熱観測手段を設置
する事で、本発明は適応され、適度な冷却能力を保証す
る事が可能となる。
【0051】また、本発明は、冷却手段(FAN)のON
/OFFにより、冷却能力の増減をおこなったが、FANへ
の供給電圧を 調整する事で冷却能力の増減を行う事も
可能である。この為、上記場合も、本発明の変形例と考
えられる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による冷却
制御装置によれば、次のような効果が得られる。
【0053】第1の効果は、 冷却手段(FAN)に使
用される消費電力の低減である。その理由は、常に最高
温度(動作)状態時のLSIの冷却能力を供給するので
は無く、冷却対象の発熱量に依って、冷却能力を変移す
る事で、冷却手段に使用される消費電力が削減可能とな
るからである。
【0054】第2の効果は、冷却手段(FAN)が発生
する騒音の低減化にある。その理由は、第一の効果で述
べた様に、常に最大の冷却能力を供給するのではなく、
必要に応じて冷却手段の動作を止める事が可能となるた
め、その間の冷却手段の発生する騒音の低減化を図る事
が可能となる。
【0055】この様に、本発明は冷却対象が高温で有れ
ばあるほど、また、温度変化が激しい程、効果を増す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による冷却制御装置構成図
である。
【図2】本発明の実施形態におけるLSI温度報告回路
の動作を説明するための図である。
【図3】本発明の実施形態における必要冷却量判定回路
の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
24 LSI温度報告回路 25 必要冷却量判定回路 221〜224 冷却対象 231〜234 発熱観測手段 261、262 冷却制御回路 271〜274 冷却手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】動作状況により発熱量が変動する複数個の
    発熱部を収納する筐体を冷却制御する冷却制御装置にお
    いて、 前記複数個の発熱部の温度を測定する温度測定手段と、 前記複数個の発熱部の温度を個別に測定し、各発熱部単
    位で集計し、該発熱部の最大温度値を作成/報告する温
    度報告回路と、 前記温度報告回路からの報告を集計し、前記筐体内の最
    大温度を作成して筐体内に必要な冷却量を判定する必要
    冷却量判定回路と、 前記必要冷却量判定回路からの必要冷却指示信号を受け
    冷却手段のON/OFF制御を行なう冷却制御回路と、を備え
    て成ることを特徴とする冷却制御装置。
  2. 【請求項2】前記筐体は、前記発熱部としてLSIを有
    する情報処理装置を収納することを特徴とする請求項1
    に記載の冷却制御装置。
  3. 【請求項3】動作状況により発熱量が大幅に変動する情
    報処理装置における冷却対象となるLSIの温度(発熱
    量)を観測する発熱観測手段と、 個別に測定された温度を測定対象であるLSIが搭載さ
    れる論理カード単位で集計し、該論理カードの最大温度
    値を作成/報告するLSI温度報告回路と、 情報処理装置筐体内の全てのLSI温度報告回路からの
    報告を集計し、筐体内の最大温度を作成することで筐体
    内に必要な冷却量を判定する必要冷却量判定回路と、 必要冷却量判定回路からの必要冷却指示信号を受け冷却
    手段のON/OFFの制御を行う冷却制御回路を備えて成るこ
    とを特徴とする冷却制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011226737A (ja) * 2010-04-22 2011-11-10 Sanki Eng Co Ltd データセンターの空調制御システム

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JP2011226737A (ja) * 2010-04-22 2011-11-10 Sanki Eng Co Ltd データセンターの空調制御システム

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