JP2004213651A - 非中断（ｎｏｎ−ｄｉｓｒｕｐｔｉｖｅ）電力管理 - Google Patents

Abstract

【課題】電力管理のための非中断表示信号を管理モジュールなどに提供することによって、ブレード・サーバ情報処理システムの管理を容易にすること。
【解決手段】前記機能および方法を提供することにより、シャーシの電力状態に関して、特定の場合で管理モジュールに給電するのに使用可能な電力を決定することができ、その結果、管理モジュールについて非中断的方法で電力を構成することができる。前記機能および方法はまた、管理モジュールのコールド・スタートまたは活動中の給電されているシャーシへのホット・プラグから、安全かつ効率的なサーバの給電を可能にする。
【選択図】図６

Description

本発明は、一般に情報処理システム（ＩＨＳ）とその中のデバイスの管理に関し、より詳細には、サーバ・システムの非中断管理のための装置、システム、および方法に関する。

本明細書の主題は、それぞれの整理番号ＲＰＳ９２００２０１７５ＵＳ１、ＲＰＳ９２００２０１７７ＵＳ１、ＲＰＳ９２００２０１８５を有し、通し番号割当て待ちの２００２年１１月２７日に出願された米国特許出願に関連し、これらのそれぞれの教示を参照により本明細書に組み込む。

情報処理システムの包括的な範疇を区分する１つの方法がワークステーションとサーバを区別することであることは、周知である。一般にワークステーションは、個々のオペレータによって使用され、文書、スプレッドシートなどの処理など、少なくとも幾分個人化されたタスクを行う。たとえば、ワークステーションには、それだけには限らないが、デスクトップ・システム、ノートブック・システム、ＰＤＡなどが含まれる。一般にサーバ・システムは、有線、無線、または混合のネットワークおよび通信アーキテクチャを介してワークステーションと、また、他のサーバと接続され、これらのサーバ・システムは、大量のデータを記憶または移動することによってメールや他のトランザクションを処理するというように、ワークステーション上で引き受けられるタスクに対してサポートする。ワークステーションおよびサーバ・システムのそれぞれの機能は、情報技術の当業者に周知であり、したがって、ここでのさらに詳しい考察は不要である。

これまで、サーバ・システムとして機能するＩＨＳは、適切に構成されたハウジング内での自己完結型であることが多かった。しかし、一部には、ますます拡大するネットワークと、前記ネットワークを介して利用可能なサービスとにより、サーバ・システムに対する需要が増大したことを考え、サーバ・システムの可用性を改善するために代替技術が提案されている。１つのそのような代替技術の例は、ブレード・サーバとして知られる形式である。

ブレード・サーバは、複数の情報処理システムをコンパクトな空間と共通のハウジング内に収容することにより、「自立式」または自己完結型のサーバ内で以前から使用可能な機能に匹敵し、またはそれを越える機能を提供する。ブレード・サーバ形式では、各サーバ・システムが、「ブレード」または「サーバ・ブレード」として知られるコンパクトなパッケージ内に存在するように構成され、このパッケージは、いくつかの他のブレードと共にシャーシ内に挿入することができる。一般に、ブレード形式は、個々のサーバを、容易に差込み可能なカード上に配置することを可能にする。ブレード用のある種のサービスは、共同収容されるブレードの間で共通のサービスを共用することができるように、統合することができる。

現在、ＩＨＳ市場は、情報システムをスケーリング可能に、また高可用性にし、効率的に管理することを望む顧客によって主導されており、サーバの設計は進化し続けている。しかし最近、統合型データ・センタへと移行するにつれて、記憶装置の取り付けられた、独立したペデスタル・サーバ（pedestal server）は、サーバ密度を高め、貴重な床スペースをよりよく利用するために、ラックによって最適化されたサーバへと道を譲りつつある。ブレード・アーキテクチャは、このサーバ進化における次の段階、すなわち、単一の基板としてパッケージされ、共用サービスすべてへのアクセスを実現するシャーシ内に収容されるように設計されたサーバへのシフトを代表する。

サーバ・ブレードは、単一の基板上でプロセッサとメモリを含む包括的コンピューティング・システムと定義されている。しかし、最も注目すべきことに、電源、冷却、ネットワーク・アクセス、記憶サービスが、必ずしもサーバ・ブレード上に含まれない。ブレードの集合体の間で共用することができる必要資源は、シャーシの接続プレーンを介してアクセスされる。すなわち、電源接続およびバス接続は、ブレードの集合体を収容するキャビネットの一部である。ブレードは容易に設置および除去され、ラックによって最適化されたサーバより小型である。ブレードは、汎用サーバとすることも、特定のデータ・センタの必要（たとえば、ファイアウォール、仮想プライベート・ネットワーク［ＶＰＮ］、侵入検出ソフトウェアがプリインストールされたセキュリティ・ブレード）に合わせて調整し、事前構成することもできる。

ネットワーク内に加わる情報処理デバイスは、シンプル・ネットワーク管理プロトコル、すなわちＳＮＭＰなどの技術の使用を介して、共通コンソールから管理できることが周知であり、かねてネットワークの管理で実践されている。業界標準として採用されているＳＮＭＰは、ネットワーク内のデバイスが、そのデバイスの状態を示す信号を生成し、したがって、これらの状態、たとえば「電源オン」などをネットワーク管理コンソールにレポートすることを企図している。そのようなシグナリング（signaling）は、有意なイベントの発生が通知され、必要な矯正措置が取られることを確実化することにより、ネットワーク管理者がより容易にネットワークを管理することを可能にする。

システム全体の信頼性を高め、挿入可能構成部品および着脱式構成部品からのより多くの電力に対する需要の伸びを満たし、エンド・ユーザにコスト柔軟性を提供する（必要とされるときに電源を購入し、設置する）などのために、複数の電源を使用し、ＩＨＳシステムの挿入可能構成部品および着脱式構成部品に電力を供給することができる。しかし、ブレードなど、ある種の構成部品がシステム内に挿入され、その結果、そのような構成部品に不適切な電流または電圧が供給され、またはそのような構成部品が不適切な電流または電圧に接続された場合には、その構成部品が激しく損傷する可能性があり、または電力の流れが設計閾値を越える可能性があり、または他のシステム構成部品が損傷する可能性がある。

本明細書では、「管理モジュール」という用語は、監視、警報、再起動など、基本管理機能を提供する差込み可能なシステムを指し、キーボード信号、ビデオ信号、マウス信号をあるプロセッサ・ブレードから別のプロセッサ・ブレードに切り替える機能など、共用資源を管理するのに必要とされる機能を含む。典型的には、ミッドプレーン基板が、プロセッサ・ブレード間、電力モジュール間、スイッチ・モジュール間などで接続を可能にし、また、差込み可能なシステム間で相互接続を提供する。

本明細書では、「プロセッサ・ブレード」という用語は、サーバ・ブレード用として、ホスト・プロセッサ、メモリ、中央電子回路などを担持する特定のサブシステムを指す。

本明細書では、「スイッチ・モジュール」という用語は、イーサネット（Ｒ）、ファイバ・チャネル、または他のネットワーク技術の交換機能をシャーシに提供する差込み可能なサブシステムを指し、一般にシャーシは、差込み可能なプロセッサ・ブレード、電力モジュール、スイッチ・モジュール、管理モジュールなどを保持する。

本明細書では、「サーバ・ブレード・システム」という用語は、複数の「サーバ・ブレード」（先述）が主シャーシのスロット内に摺動可能に挿入される主シャーシを有するＩＨＳを指す。

したがって、上記で論じた問題を克服する方法、システム、および装置が求められている。前述の考察を考慮して、本発明の目的は、電力管理のための非中断表示信号（indication signal）を管理モジュールなどに提供することによって、ブレード・サーバ情報処理システムの管理を容易にすることである。前記機能および方法を提供することにより、シャーシの電力状態に関して、特定の場合で管理モジュールに給電するのに使用可能な電力を決定することができ、その結果、管理モジュールについて非中断的方法で電力を構成することができる。前記機能および方法はまた、安全かつ効率的なコールド・スタートからのサーバの給電または活動中の給電されているシャーシへの管理モジュールのホット・プラグ接続を可能にする。

１つの実施形態によれば、本発明は、複数の情報処理システム・ブレード・サーバを収容するためのシャーシと、それぞれが電力遅延信号手段を有する複数の電源と、電力検出手段を有し、前記複数の電源から遅延された電力表示信号を受信するように、かつ電力構成表示信号を送るように動作可能に接続された管理モジュールとを備える装置である。

他の一実施形態によれば、本発明は、複数の情報処理システム・ブレード・サーバ、複数の電源、および管理モジュールを共通のシャーシ内に収容するステップと、前記管理モジュールの検出手段で前記複数の電源の１つまたは複数から遅延された電力表示信号を受信するステップであって、前記遅延された電力表示信号が、シャーシ電力状態に関する値のものであるステップと、電力状態を所定の設定に構成するために、前記検出手段から電力構成表示信号を送るステップとを含む方法である。

他の一実施形態によれば、本発明は、複数の情報処理システム・ブレード・サーバを収容するためのシャーシを有するサーバと、それぞれが電力遅延信号手段を有する複数の電源と、電力検出手段を有し、前記複数の電源から遅延された電力表示信号を受信するように、かつ電力構成表示信号を送るように動作可能に接続された管理モジュールと、前記複数の電源および前記管理モジュールに動作可能に接続され、それらに対してアクセス可能に記憶され、実行されたとき、前記電力構成表示信号を受信したことに応答して電力状態を所定の設定に構成するように有効であるソフトウェア手段とを備えるシステムである。

本発明の他の態様、特徴、および利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面から、より完全に明らかになる。

特許請求の範囲内での図参照符号の使用は、特許請求の範囲の解釈を容易にするために、特許請求する主題の１つまたは複数の可能な実施形態を識別するように意図されている。そのような符号は、これら請求項の範囲を、対応する図に示されている実施形態に必然的に限定すると解釈すべきでない。本発明の好ましい実施形態とその利点は、同様な数字が、様々な図面の同様な、対応する部分に使用されている図面を参照することによって最もよく理解される。本明細書では、「１つの実施形態」または「一実施形態」と称することは、その実施形態と共に述べられている特定の特徴、構造、または特性を、本発明の少なくとも１つの実施形態に含むことができることを意味する。本明細書内の随所に現れる「１つの実施形態では」という句は、必ずしもすべて同じ実施形態を指すわけでも、互いに他の実施形態を除く別個の、または代替の実施形態を指すわけでもない。

図１は、本発明の１つの実施形態によるサーバ・ブレード・システムの正面、上部、右側の分解斜視図である。この図を参照すると、主シャーシＣＨ１が、サーバ・ブレード・システムの構成部品すべてを収容している。最大１４枚のプロセッサ・ブレードＰＢ１からＰＢ１４（または、記憶ブレードなど他のブレード）を、シャーシＣＨ１の正面内の１４個のスロット内にホット・プラグ可能である。「サーバ・ブレード」、「プロセッサ・ブレード」、または単に「ブレード」という用語が本明細書および特許請求の範囲全体にわたって使用されているが、これらの用語は、「プロセッサ」または「サーバ」機能だけを実行するブレードに限定されるのでなく、一般にハード・ディスク・ドライブを含み、その主な機能がデータ記憶である記憶ブレードなど、他の機能を実行するブレードをも含むことを理解されたい。

プロセッサ・ブレードは、業界標準サーバのプロセッサ、メモリ、ハード・ディスク記憶装置、およびファームウェアを提供する。さらに、これらは、制御パネルを介したキーボード、ビデオ、マウス（ＫＶＭ）選択と、オンボード・サービス・プロセッサと、メディア・トレイ内のフロッピー（Ｒ）・ドライブおよびＣＤ−ＲＯＭドライブに対するアクセスとを含む。ドータ・カードが、オンボードＰＣＩ−Ｘインターフェースを介して接続され、スイッチ・モジュールＳＭ３およびＳＭ４に追加の高速リンクを提供するために使用される（後述）。各プロセッサ・ブレードはまた、現在の状態を示すために５つのＬＥＤと、電力オン／オフ、プロセッサ・ブレードの選択、リセット、ローカル制御用のコア・ダンプのためのＮＭＩの４つの押しボタン・スイッチとを備える正面パネルを有する。

ブレードは、システム内の他のブレードの動作に影響を及ぼすことなしに「ホット・スワップ」することができる。サーバ・ブレードは、典型的には単一スロット・カード（３９４．２ｍｍ×２２６．９９ｍｍ）として実装されるが、場合によっては、単一プロセッサ・ブレードが２つのスロットを必要とする可能性がある。プロセッサ・ブレードは、機械的／電気的インターフェース、およびサーバ・ブレード・システムの電力／冷却要件に従っている限りどのようなマイクロプロセッサ技術を使用することもできる。

冗長のために、プロセッサ・ブレードは、２つの信号／電力コネクタを有し、一方は、ミッドプレーンＭＰ（後述）の対応するスロットの上部コネクタに接続され、他方は、ミッドプレーンの対応する下部コネクタに接続される。プロセッサ・ブレードは、１）ギガビット・イーサネット（Ｒ）（１ブレード当たり２つ必要）、２）ファイバ・チャネル（１ブレード当たり２つ任意選択）、３）管理モジュール・シリアル・リンク、４）ＶＧＡアナログ・ビデオ・リンク、４）キーボード／マウスＵＳＢリンク、５）ＣＤ−ＲＯＭおよびフロッピー（Ｒ）・ディスク・ドライブ（ＦＤＤ）ＵＳＢリンク、６）ＤＣ１２Ｖ電力、７）その他の制御信号のミッドプレーン・インターフェースを介して、サーバ・ブレード・システム内の他の構成部品とインターフェースする。これらのインターフェースは、管理モジュール、スイッチ・モジュール、ＣＤ−ＲＯＭおよびＦＤＤなど、サーバ・ブレード・システム内の他の構成部品と通信することを可能にする。これらのインターフェースは、冗長を提供するために、ミッドプレーン上で複製される。プロセッサ・ブレードは、典型的には、メディア・トレイのＣＤ−ＲＯＭまたはＦＤＤ、ネットワーク（ファイバ・チャネルまたはイーサネット（Ｒ））、またはそのローカルのハード・ディスク・ドライブからの起動をサポートする。

メディア・トレイＭＴは、１４枚のブレードのいずれか１つに結合することができるフロッピー（Ｒ）・ディスク・ドライブおよびＣＤ−ＲＯＭドライブを含む。メディア・トレイはまた、インターフェースＬＥＤ、入口空気温度を測定するためのサーミスタ、および４ポートＵＳＢコントローラ・ハブが取り付けられるインターフェース基板を収容する。システム・レベルのインターフェース制御は、電力、ロケーション、過昇温、情報、ならびに一般障害ＬＥＤおよびＵＳＢポートからなる。

ミッドプレーン回路基板ＭＰは、シャーシＣＨ１のほぼ中央に位置決めされ、２列のコネクタを含み、上部列は、コネクタＭＰＣ−Ｓ１−Ｒ１からＭＰＣ−Ｓ１４−Ｒ１を含み、下部列は、コネクタＭＰＣ−Ｓ１−Ｒ２からＭＰＣ−Ｓ１４−Ｒ２を含む。したがって、１４個のスロットのそれぞれは、一方が他方より上に位置する１対のミッドプレーン・コネクタを含み（たとえば、コネクタＭＰＣ−Ｓ１−Ｒ１とＭＰＣ−Ｓ１−Ｒ２）、ミッドプレーン・コネクタの各対は、各プロセッサ・ブレードの後縁部で１対のコネクタと対合する（図１では見えない）。

図２は、本発明の１つの実施形態によるサーバ・ブレード・システムの後部の背面、上部、左側の斜視図である。図１および２を参照すると、シャーシＣＨ２が、冷却、電力、制御、切替え用の様々なホット・プラグ可能な構成部品を収容している。シャーシＣＨ２は、主シャーシＣＨ１の後部内に摺動し掛着する。

２台のホット・プラグ可能なブロワＢＬ１およびＢＬ２は、後方に湾曲したインペラ・ブロワを含み、サーバ・ブレード・システム構成部品に冗長冷却を提供する。気流は、正面からシャーシＣＨ１の後部へとなる。プロセッサ・ブレードＰＢ１からＰＢ１４のそれぞれは、空気を入れる正面グリルを含み、偏平なベーパ・チャンバ・ベースのヒート・シンクを使用して、ブレード内のプロセッサを冷却する。システム・シャーシを介した合計気流は、１７５２．８ｍｍ Ｈ_２Ｏ（０．７インチＨ_２Ｏ）静圧降下で約５１０ｍ^３／時（３００ＣＦＭ）である。ブロワが故障した、または除去された場合には、残りのブロワの速さが自動的に増し、交換ユニットが設置されるまで必要気流を維持する。ブロワの速さ制御はまた、入口空気温度を絶えず監視するサーミスタを介して制御される。サーバ・ブレード・システム構成部品の温度もまた監視され、様々な温度センサによってレポートされる温度レベルの上昇に応答して、ブロワの速さが自動的に増大する。

４台のホット・プラグ可能な電力モジュールＰＭ１からＰＭ４は、プロセッサ・ブレードおよび他の構成部品用のＤＣ動作電圧を供給する。一方の電力モジュール対は、すべての管理モジュールおよびスイッチ・モジュール、さらにスロット１〜６内に差し込まれるどのブレードにも電力を供給する。他方の電力モジュール対は、スロット７〜１４内のどのブレードにも電力を供給する。電力モジュールの各対内では、一方の電力モジュールは、第１の電力モジュールが故障した、または除去された場合に、他方のバックアップとして動作する。したがって、１４枚のプロセッサ・ブレード、４台のスイッチ・モジュール、２台のブロワ、２台の管理モジュールが搭載された完全装備／完全構成のシャーシに給電するためには、最低２台の活動中の電力モジュールが必要とされる。しかし、完全な冗長およびバックアップ機能を提供するためには、４台の電力モジュールが必要とされる。電力モジュールは、５０／６０ＨｚでＡＣ２００ＶからＡＣ２４０Ｖの範囲のＡＣ入力電圧間で動作するように設計され、ＩＥＣ３２０ Ｃ１４雄型家電用カプラを使用する。電力モジュールは、すべてのサーバ・ブレード・システム構成部品がその電力を受けるミッドプレーンにＤＣ＋１２Ｖ出力を供給する。２本のＤＣ＋１２Ｖミッドプレーン電力バスが冗長として使用され、冗長電力モジュール間で出力負荷の能動的な電流分担が行われる。

管理モジュールＭＭ１からＭＭ４は、制御、監視、警報、再起動、診断など、基本管理機能を提供するホット・プラグ可能な構成部品である。管理モジュールはまた、共通のキーボード信号、ビデオ信号、マウス信号をプロセッサ・ブレードの間で切り替える機能など、共用資源を管理するのに必要とされる他の機能を提供する。

図３は、本発明の１つの実施形態によるサーバ・ブレード・システムの管理サブシステムの略図である。この図を参照すると、各管理モジュールは、スイッチ・モジュールＳＭ１からＳＭ４のそれぞれに対して別個のイーサネット（Ｒ）・リンクを有する。したがって、管理モジュールＭＭ１は、イーサネット（Ｒ）・リンクＭＭ１−ＥＮｅｔ１からＭＭ１−ＥＮｅｔ４を介してスイッチ・モジュールＳＭ１からＳＭ４にリンクされ、管理モジュールＭＭ２は、イーサネット（Ｒ）・リンクＭＭ２−ＥＮｅｔ１からＭＭ２−ＥＮｅｔ４を介してスイッチ・モジュールにリンクされている。さらに、管理モジュールはまた、２つの周知のシリアルＩ^２ＣバスＳＭ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＡおよびＳＭ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＢを介してスイッチ・モジュールに結合され、これらのバスは、管理モジュールとスイッチ・モジュールの間で「帯域外（out-of-band）」通信を可能にする。同様に、管理モジュールはまた、２つのシリアルＩ^２ＣバスＰＭ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＡおよびＰＭ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＢを介して電力モジュールＰＭ１からＰＭ４に結合される。さらに２つのＩ^２ＣバスＰａｎｅｌ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＡおよびＰａｎｅｌ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＢが、メディア・トレイＭＴおよび後部パネルに結合される。ブロワＢＬ１およびＢＬ２は、別個のシリアル・バスＦａｎ１およびＦａｎ２を介して制御される。２つの周知のＲＳ４８５シリアル・バスＲＳ４８５−ＡおよびＲＳ４８５−Ｂが、管理モジュールとサーバ・ブレードの間の「帯域外」通信のためにサーバ・ブレードＰＢ１からＰＢ１４に結合される。

図４は、本発明の１つの実施形態によるサーバ・ブレード・システムの管理機能の概略図（topographicalillustration）である。図３および４を参照すると、２つの管理モジュールのそれぞれが、私設のセキュア管理サーバに接続されるように意図された１００Ｍｂｐｓイーサネット（Ｒ）・ポートを有する。管理モジュール・ファームウェアは、直接アクセスまたは遠隔アクセス用にウェブ・ブラウザ・インターフェースをサポートする。各プロセッサ・ブレードは、コマンドを管理モジュールとの間で送受信するための専用サービス・プロセッサ（ＳＰ）を有する。スイッチ・モジュールに関連付けられたデータ・ポートは、イメージ展開およびアプリケーション管理のためにプロセッサ・ブレードにアクセスするのに使用することができるが、シャーシ管理サービスを提供するように意図されていない。管理および制御プロトコルは、管理モジュールがブレード活動化手順の一部として個々のブレードを認証するのを可能にする。管理モジュールはまた、遠隔コンソールに警報を送信し、ブレードまたはモジュールの除去または追加など、状態の変化を示すことができる。管理モジュールはまた、スイッチ・モジュールの内部管理ポートへの、また他の主要シャーシ・サブシステム（電力、冷却、制御パネル、メディア・ドライブ）へのアクセスを提供する。

管理モジュールは、１つの管理モジュールがマスターとして動作し、プロセッサ・ブレードのサービス・プロセッサがスレーブとして動作して、帯域外シリアル・バスを介して各プロセッサ・ブレードのサービス・プロセッサと通信する。冗長のために、各プロセッサ・ブレードのサービス・プロセッサと通信するための２本のシリアル・バスがある（ミッドプレーン・コネクタ１個あたりバス１本）。プロセッサ・ブレードは、活動中の管理モジュールからの信号の状態に基づいて、上部または下部ミッドプレーン・コネクタに対する正しいインターフェースを活動化する責任を負う。２台の管理モジュールが設置されている場合には、通常、スロット１内のモジュールが、活動中の管理の役割を負い、一方、スロット２内のモジュールは、スタンバイ・モジュールとして残しておかれることになる。シャーシ・サブシステムが初期化された後で管理モジュールが故障した、または除去された場合、プロセッサ・ブレードおよびスイッチ・サブシステムの動作は影響を受けない。したがって、両管理モジュールが非活動中である、または除去された場合、サーバ・ブレード・システムの構成部品は引き続き機能することになるが、シャーシ構成は変更できない。アドレスは、各スロットについて各上部および下部ミッドプレーン・コネクタ上でのハードワイヤードであり、プロセッサ・ブレードのサービス・プロセッサによって使用され、どのプロセッサ・ブレードがシリアル・バス上でアドレスされているか決定する。

４台のスイッチ・モジュールＳＭ１からＳＭ４のそれぞれは、２台の管理モジュールＭＭ１およびＭＭ２への専用１００Ｍｂｐｓイーサネット（Ｒ）・リンクを有する。これは、制御および管理のためだけに、スイッチ・モジュールのそれぞれへの安全な高速通信経路を提供する。Ｉ^２Ｃシリアル・リンクは、管理モジュールによって使用され、スイッチ・モジュールを内部で制御し、システム状態およびベンダ製品データ（ＶＰＤ）情報を収集する。これを行うために、状態／診断レジスタおよびＶＰＤ情報など、スイッチ・モジュール内の様々な制御／データ領域は、管理モジュール・ファームウェアによってアクセス可能である。一般に、活動中の管理モジュールは、システム内の各ブレード、電力モジュール、ブロワ、ミッドプレーンの存在、数量、タイプ、および改訂レベルを検出することができ、無効な、またはサポートされていない構成（たとえば、ファイバ・チャネル用ドータ・カードがイーサネット（Ｒ）・スイッチ・モジュールに接続されたプロセッサ・ブレード）を検出することができる。この機能は、各サブシステム内のＶＰＤ情報、ならびに様々なハードウェア・インターフェースまたはサービス・プロセッサ・プロトコルを介した通信からの信号に依拠している。

図５は、本発明の１つの実施形態によるスイッチ・モジュールおよびプロセッサ・ブレード相互接続のブロック図である。この図を参照すると、各スイッチ・モジュールＳＭ１からＳＭ４は、４つの外部ギガビット・ポートを含む。たとえば、スイッチ・モジュールＳＭ１は、外部ギガビット・ポートＸＧＰ１−ＳＷ１からＸＧＰ４−ＳＷ１を含む。各プロセッサ・ブレードは、ミッドプレーン・コネクタを介してプロセッサ・ブレードを４つのスイッチ・モジュールのそれぞれに結合する４つの内部ギガビット・ポートを含む。たとえば、プロセッサ・ブレードＰＢ１は、４つの内部ギガビット・ポートＩＧＰ１−ＰＢ１からＩＧＰ４−ＰＢ１を含む。さらに、各管理モジュールは、イーサネット（Ｒ）・リンクを介してスイッチ・モジュールに結合される。

イーサネット（Ｒ）・スイッチ・モジュールは、サーバ・ブレード・システムにイーサネット（Ｒ）切替え機能を提供するホット・プラグ可能な構成部品である。スイッチ・モジュールの主な目的は、プロセッサ・ブレード、管理モジュールと、外部ネットワーク・インフラストラクチャとの間でイーサネット（Ｒ）相互接続を実現することである。応用例に応じて、帯域幅および機能に関する様々な要件を満たすように、外部イーサネット（Ｒ）・インターフェースを構成することができる。１つのイーサネット（Ｒ）・スイッチ・モジュールが基本システム構成に含まれているが、冗長のために第２のイーサネット（Ｒ）・スイッチ・モジュールが推奨されている。各プロセッサ・ブレードは、２台のスイッチ・モジュールへの専用１０００Ｍｂｐｓ（１Ｇｂｐｓ）全二重ＳＥＲＤＥＳリンクを有し、各スイッチ・モジュールは、外部ネットワーク・インフラストラクチャに接続するために４つの外部１Ｇｂｐｓ（ＲＪ４５）ポートを有する。

ファイバ・チャネル（ＦＣ）は、サーバのグループの間で遠隔記憶装置を共用するための業界標準ネットワーキング方式である。各プロセッサ・ブレードは、２つの２Ｇｂファイバ・チャネル・ポートを含むファイバ・チャネル・ドータ・ボードを受け入れるためのコネクタを含み、ファイバ・チャネル・ポートは、それぞれ２台のファイバ・チャネル・スイッチ・モジュールに接続する。ファイバ・チャネル信号の経路設定は、ミッドプレーンを介して、サーバ・ブレード・シャーシの後部のスロット３および４内のファイバ・チャネル・スイッチ・モジュールへと行われる。各ファイバ・チャネル・スイッチ・モジュールは、ブレードまたはシャーシの動作を中断することなしにホット・プラグ可能である。２つのファイバ・チャネル・ポートの経路設定は、各プロセッサ・ブレードからの一方のポートが、一方のファイバ・チャネル・スイッチ・モジュールに配線され、他方のポートが、冗長を提供するために他方のファイバ・チャネル・スイッチ・モジュールに配線されるようにする。各ファイバ・チャネル・スイッチ・モジュールは、外部のファイバ・チャネル・スイッチおよび記憶インフラストラクチャに接続するために、２つの外部２Ｇｂポートを有する。このオプションは、１４枚のプロセッサ・ブレードのそれぞれが、ファイバ・チャネルをベースとするストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）、ならびにイーサネット（Ｒ）をベースとする通信ネットワークに同時にアクセスすることを可能にする。

図６は、本発明の１つの実施形態による論理実施図である。図６を参照すると、主電力モジュールＭＰＭ、冗長電力モジュールＲＰＭ、管理モジュールＭＭがある。管理モジュール上の検出手段ＤＭに電力表示信号ＰＩを伝えるための、動作可能に相互接続された制御手段ＣＭもまた、主電力モジュールと冗長電力モジュールの両方に存在する。電力表示信号ＰＩは、シャーシ電力に関して電力状態を示す時間遅延された信号であり、この時間遅延は、電力がシャーシによって受け取られた第１の瞬間と、シャーシが電気的に安定した第２の瞬間との間の時間差にほぼ同じであることが好ましい。好ましくは、検出手段が電力表示信号を受信した後で、検出手段と動作可能に接続されたソフトウェア手段（図示せず）に表示信号が送られる。

例を挙げると、好ましい一実施形態では、制御手段は、管理モジュール上に「プルアップ」があるため一般に高インピーダンスであるハードウェア回路である。他の好ましい一実施形態では、制御手段はオープン・ドレイン・デバイスであり、それにより、内在する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）内に入る電源ごとの制御信号もまた、それぞれの主電力モジュールおよび冗長電力モジュールの最終出力段に接続される。他の好ましい一実施形態では、オープン・ドレイン・デバイスを使用してＦＥＴを駆動することによって、最終出力もまた制御することができる。

動作時には、入力信号が「ハイ」のとき、オープン・ドレイン・デバイスが「ロー」となり、入力が「ロー」のとき、ＦＥＴが信号を「ハイ」にプルすることになる。したがって、一態様では、オープン・ドレイン・デバイスは、その低電圧活動状態で電流をシンクし（すなわち流し）、あるいは高電圧非活動状態で高インピーダンスである。

制御手段は、制御手段が電力表示信号を管理モジュール上の検出手段に送るような任意の組合せで、ハードウェア回路、ソフトウェア、ファームウェア、方法ステップ、プログラミング・コードなどを含むことも、それらとして構成することもできることが当業者には容易に明らかになろう。

例を挙げると、好ましい一実施形態では、検出手段は、制御手段ＣＭから電力表示信号ＰＩを受信するように動作可能に接続された、クロック状態を有する切替え回路などハードウェア回路である。他の好ましい一実施形態では、検出手段は、検出手段が制御手段から電力表示信号を受信するような任意の組合せで、ハードウェア回路、ソフトウェア、ファームウェア、方法ステップ、プログラミング・コードなどを含み、またはそれらとして構成される。他の好ましい一実施形態では、検出手段は、ラッチする、またはラッチしないことにより、受信された電力表示信号に関して、ＳＩで動作可能に接続されたソフトウェア手段に電力状態を示し、それにより、次いでソフトウェア手段は、コールド・スタートまたはホット・プラグ可能なスタート用の所定の構成を開始することができる。

ソフトウェア手段は、ソフトウェア手段が管理モジュールから電力構成表示信号を受信することができ、ホット・プラグ可能な、またはコールド・スタートのオプション用の所定の構成に構成することができるような任意の組合せで、ハードウェア回路、ソフトウェア、ファームウェア、方法ステップ、プログラミング・コードなどを含むことも、それらとして構成することもできることが当業者には容易に明らかになろう。ソフトウェア手段はソフトウェア・コードであることが好ましいが、必ずしもプログラミング・コード自体だけに限定されない。

図６を参照すると、動作時には、主電力モジュールまたは冗長電力モジュールが完全に動作している場合、両方の電力モジュール内の制御信号が事実上、電力表示信号を接地に引き下げるため、好ましい電力表示信号になる。したがって、１台の電力モジュールが予期せず故障するとしても、好ましい電力表示信号にはならない。例を挙げると、コールド・スタートの場合、電力表示信号は電力投入（power up）状態をラッチし、それにより電力投入シーケンスがコールド・スタート・シーケンスであることを伝える。この例では、検出手段のラッチの状態検査により、Ｑが論理値１を有すること、およびコールド・スタート・シーケンス指示がソフトウェア手段に送られることが示されることになる。

他の例を挙げると、管理モジュールをホット・プラグしようとし、電力表示信号ＰＩが論理値０である場合、コールド・スタートのトリガはラッチされないことになり、その結果、ソフトウェア手段が受信する指示は、ＳＩでホット・プラグ指示を示すことになり、次いでソフトウェア手段は、ホット・プラグ可能なオプション用の所定の構成を開始することができる。

図７は、本発明の１つの実施形態に従って、管理モジュールによって受信された信号の関係を示す信号タイミング・チャートである。この図を参照すると、シャーシへのブレード用電圧ＢＶが、経時的に電力表示信号ＰＩと同時に比較される。図では、やはり約１秒の時間遅延ＴＤが、管理モジュールで受信された２つの信号のそれぞれの受信間の遅延として対応している。図７は絵画的に１秒の時間遅延を示しているが、本発明はそのように限定されず、この時間遅延は、本発明の個々の応用例に応じて、実質的に小さくても大きくてもよいことが当業者には容易に明らかになろう。

さらに、上記の実施形態について使用された構成を選択すること、または、新しい構成が本発明の主旨から逸脱しない限り、この構成を別の構成に適切に変更することが可能である。

上述のように、本発明によれば、ヒート・シンクのサイズが減少した場合でも、好ましい冷却性能およびノイズ特性を実現することができる。したがって、ＣＰＵなどを冷却するためにこのヒート・シンクを使用することにより、コンピュータのサイズの縮小、およびコンピュータの性能の改善に貢献することが可能である。

本発明の例示的な実施形態について、部分的には回路およびソフトウェアの工程および実施に関して述べたが、本発明はそのように限定されない。当業者には明らかであるように、回路要素およびソフトウェアの様々な機能はまた、ソフトウェア・プログラムの処理ステップとしてデジタル領域で実施することも、またはその逆にすることもできる。そのようなソフトウェアは、たとえば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、または汎用コンピュータ内で使用することができる。本発明のＭＰＭ、ＲＰＭ、ＣＭ、ＤＭ、ＰＩ、ＳＩは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの組合せで実施することができる。本発明のモジュール群は共存することを必要とせず、これらのモジュールは、データ通信ネットワークおよびサーバ・システム全体にわたって様々な機器内に位置することができる。実施時には、本発明の有効なリンクは、配線、通信リンク、または電子回路もしくは電気回路で使用される接続経路のどのような周知の実施物とすることもできる。モジュールの特定の実施に応じて、モジュール間で搬送されるデータ、情報、制御信号は、デジタル信号、アナログ信号、光信号、メモリ回路内の内容またはメモリ・ロケーション、ファームウェアまたはソフトウェア・プログラムの一部であるレジスタの内容として表すことができる。

別段の明示的な記述がない限り、各数値および範囲は、「約」または「ほぼ」という単語が値または範囲の値の前に置かれているかのように近似であると解釈すべきである。

さらに、以下の特許請求の範囲に表現された本発明の原理および範囲から逸脱することなく、本発明の性質を説明するために述べ、かつ例示した部分の詳細、材料、構成に、当業者なら様々な変更を加えることができることを理解されたい。以下の方法クレームにステップがあればそのステップは、対応する符号と共に特定のシーケンスで記載されているが、他の方法でクレーム記載がこれらのステップの一部またはすべてを実施するための特定のシーケンスを暗示しない限り、これらのステップは、必ずしもその特定のシーケンスで実施されることに限定されないものとする。

まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。

（１）複数の情報処理システム・ブレード・サーバを収容するためのシャーシと、
それぞれが電力遅延信号手段を有する
複数の電源と、
電力検出手段を有し、前記複数の電源から遅延された電力表示信号を受信するように、かつ電力構成表示信号を送るように動作可能に接続された管理モジュールとを備える装置。
（２）前記装置が、前記複数の電源および前記管理モジュールに対してアクセス可能に記憶され、実行されたとき、前記電力構成表示信号を受信したことに応答して電力状態を所定の設定に構成するように有効であるソフトウェア手段を活動化するように動作可能に接続される上記（１）に記載の装置。
（３）前記シャーシが、複数の前記ブレード・サーバを動作可能に受けることが可能な複数のスロットと、前記複数のスロットのそれぞれに電力信号を送るために、前記複数の電源および前記管理モジュールと動作可能に結合されるミッドプレーンとを備える上記（１）に記載の装置。
（４）前記電力遅延信号手段が、前記シャーシの電力状態に関して使用可能な電力の状態を示す上記（３）に記載の装置。
（５）前記電力遅延信号手段が、前記シャーシの前記電力状態に関して時間遅延ＴＤだけ遅延された状態を示す上記（４）に記載の装置。
（６）前記時間遅延ＴＤが約１秒であり、前記電力遅延信号手段が電力遅延信号回路であり、前記電力検出手段が電力検出回路である上記（５）に記載の装置。
（７）前記電力検出手段が、受信済みの遅延された電力表示信号に応答して、電力構成表示信号を出力する上記（１）に記載の装置。
（８）前記複数の電源および前記管理モジュールに動作可能に接続され、それらに対してアクセス可能に記憶され、実行されたとき、前記電力構成表示信号を受信したことに応答して電力状態を所定の設定に構成するように有効であるソフトウェア手段をさらに備え、前記ソフトウェア手段が、前記電力構成表示信号を受信する上記（７）に記載の装置。
（９）前記管理モジュール用の電力状態が、前記電力構成表示信号に応答して、ソフトウェア手段によって所定の設定に構成される上記（８）に記載の装置。
（１０）前記ソフトウェア手段がプログラミング命令である上記（９）に記載の装置。
（１１）複数の情報処理システム・ブレード・サーバ、複数の電源、および管理モジュールを共通のシャーシ内に収容するステップと、
前記管理モジュールの検出手段で前記複数の電源の１つまたは複数から遅延された電力表示信号を受信するステップであって、前記遅延された電力表示信号が、シャーシ電力状態に関する値のものであるステップと、
電力状態を所定の設定に構成するために、前記検出手段から電力構成表示信号を送るステップとを含む方法。
（１２）前記複数の電源および前記管理モジュールに対してアクセス可能に記憶され、実行されたとき、前記電力状態を所定の設定に構成するように有効であるプログラミング命令に、前記電力構成表示信号を送るステップをさらに含む上記（１１）に記載の方法。
（１３）前記所定の設定が、ホット・プラグ可能な状態である上記（１２）に記載の方法。
（１４）前記所定の設定が、コールド・スタート状態である上記（１２）に記載の方法。
（１５）コンピュータ可読媒体と、
情報処理システムに対してアクセス可能に前記媒体上に記憶されたプログラム命令であって、実行されたとき、
前記情報処理システムのシャーシの電力状態を示す電力構成表示信号を受信したことに応答して、管理モジュール用の電力状態を所定の設定に構成するように有効であるプログラム命令と
を備えるプログラム製品。
（１６）複数の情報処理システム・ブレード・サーバを収容するためのシャーシを有するサーバと、
それぞれが電力遅延信号手段を有する
複数の電源と、
電力検出手段を有し、前記複数の電源から遅延された電力表示信号を受信するように、かつ電力構成表示信号を送るように動作可能に接続された管理モジュールと、
前記複数の電源および前記管理モジュールに動作可能に接続され、それらに対してアクセス可能に記憶され、実行されたとき、前記電力構成表示信号を受信したことに応答して電力状態を所定の設定に構成するように有効であるソフトウェア手段とを備えるシステム。
（１７）複数のサーバをさらに備える上記（１６）に記載のシステム。
（１８）前記電力遅延信号手段が電力遅延信号回路であり、前記電力検出手段が電力検出回路である上記（１６）に記載のシステム。
（１９）前記ソフトウェア手段がプログラミング命令である上記（１８）に記載のシステム。
（２０）前記電力遅延信号回路が、前記シャーシの前記電力状態に関して時間遅延約１秒だけ遅延された状態を示し、前記電力検出回路が、受信済みの遅延された電力表示信号に応答して実行し、電力構成表示信号を出力する上記（１９）に記載のシステム。

本発明の１つの実施形態によるサーバ・ブレード・システムの正面、上部、右側の分解斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるサーバ・ブレード・システムの後部の背面、上部、左側の斜視図である。 本発明の１つの実施形態によるサーバ・ブレード・システムの管理サブシステムの略図である。 本発明の１つの実施形態によるサーバ・ブレード・システムの管理機能の概略図である。 本発明の１つの実施形態によるスイッチ・モジュールおよびプロセッサ・ブレード相互接続のブロック図である。 本発明の１つの実施形態による論理実施図である。 本発明の１つの実施形態に従って、管理モジュールによって受信された信号の関係を示す信号タイミング・チャートである。

符号の説明

ＢＬ１〜２ ブロワ
ＢＶ ブレード用電圧
ＣＨ１ 主シャーシ
ＣＨ２ シャーシ
ＣＭ 制御手段
ＤＭ 検出手段
Ｆａｎ１〜Ｆａｎ２ シリアル・バス
ＩＧＰ１−ＰＢ１〜ＩＧＰ４−ＰＢ１ 内部ギガビット・ポート
ＭＭ 管理モジュール
ＭＭ１〜４ 管理モジュール
ＭＭ１−ＥＮｅｔ１〜ＭＭ１−ＥＮｅｔ４ イーサネット（Ｒ）・リンク
ＭＭ２−ＥＮｅｔ１〜ＭＭ２−ＥＮｅｔ４ イーサネット（Ｒ）・リンク
ＭＰ ミッドプレーン
ＭＰＣ−Ｓ１−Ｒ１〜ＭＰＣ−Ｓ１４−Ｒ１ コネクタ
ＭＰＣ−Ｓ１−Ｒ２〜ＭＰＣ−Ｓ１４−Ｒ２ コネクタ
ＭＰＭ 主電力モジュール
ＭＴ メディア・トレイ
Ｐａｎｅｌ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＡ〜Ｐａｎｅｌ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＢ Ｉ^２Ｃバス
ＰＢ１〜１４ プロセッサ・ブレード
ＰＩ 電力表示信号
ＰＭ１〜４ 電力モジュール
ＰＭ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＡ〜ＰＭ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＢ シリアルＩ^２Ｃバス
ＲＰＭ 冗長電力モジュール
ＲＳ４８５−Ａ〜ＲＳ４８５−Ｂ ＲＳ４８５シリアル・バス
ＳＭ１〜４ スイッチ・モジュール
ＳＭ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＡ〜ＳＭ−Ｉ^２Ｃ−ＢｕｓＢ シリアルＩ^２Ｃバス
ＴＤ 時間遅延
ＸＧＰ１−ＳＷ１〜ＸＧＰ４−ＳＷ１ 外部ギガビット・ポート

Claims (20)

1. 複数の情報処理システム・ブレード・サーバを収容するためのシャーシと、
   それぞれが電力遅延信号手段を有する
   複数の電源と、
   電力検出手段を有し、前記複数の電源から遅延された電力表示信号を受信するように、かつ電力構成表示信号を送るように動作可能に接続された管理モジュールとを備える装置。
2. 前記装置が、前記複数の電源および前記管理モジュールに対してアクセス可能に記憶され、実行されたとき、前記電力構成表示信号を受信したことに応答して電力状態を所定の設定に構成するように有効であるソフトウェア手段を活動化するように動作可能に接続される請求項１に記載の装置。
3. 前記シャーシが、複数の前記ブレード・サーバを動作可能に受けることが可能な複数のスロットと、前記複数のスロットのそれぞれに電力信号を送るために、前記複数の電源および前記管理モジュールと動作可能に結合されるミッドプレーンとを備える請求項１に記載の装置。
4. 前記電力遅延信号手段が、前記シャーシの電力状態に関して使用可能な電力の状態を示す請求項３に記載の装置。
5. 前記電力遅延信号手段が、前記シャーシの前記電力状態に関して時間遅延ＴＤだけ遅延された状態を示す請求項４に記載の装置。
6. 前記時間遅延ＴＤが約１秒であり、前記電力遅延信号手段が電力遅延信号回路であり、前記電力検出手段が電力検出回路である請求項５に記載の装置。
7. 前記電力検出手段が、受信済みの遅延された電力表示信号に応答して、電力構成表示信号を出力する請求項１に記載の装置。
8. 前記複数の電源および前記管理モジュールに動作可能に接続され、それらに対してアクセス可能に記憶され、実行されたとき、前記電力構成表示信号を受信したことに応答して電力状態を所定の設定に構成するように有効であるソフトウェア手段をさらに備え、前記ソフトウェア手段が、前記電力構成表示信号を受信する請求項７に記載の装置。
9. 前記管理モジュール用の電力状態が、前記電力構成表示信号に応答して、ソフトウェア手段によって所定の設定に構成される請求項８に記載の装置。
10. 前記ソフトウェア手段がプログラミング命令である請求項９に記載の装置。
11. 複数の情報処理システム・ブレード・サーバ、複数の電源、および管理モジュールを共通のシャーシ内に収容するステップと、
    前記管理モジュールの検出手段で前記複数の電源の１つまたは複数から遅延された電力表示信号を受信するステップであって、前記遅延された電力表示信号が、シャーシ電力状態に関する値のものであるステップと、
    電力状態を所定の設定に構成するために、前記検出手段から電力構成表示信号を送るステップとを含む方法。
12. 前記複数の電源および前記管理モジュールに対してアクセス可能に記憶され、実行されたとき、前記電力状態を所定の設定に構成するように有効であるプログラミング命令に、前記電力構成表示信号を送るステップをさらに含む請求項１１に記載の方法。
13. 前記所定の設定が、ホット・プラグ可能な状態である請求項１２に記載の方法。
14. 前記所定の設定が、コールド・スタート状態である請求項１２に記載の方法。
15. コンピュータ可読媒体と、
    情報処理システムに対してアクセス可能に前記媒体上に記憶されたプログラム命令であって、実行されたとき、
    前記情報処理システムのシャーシの電力状態を示す電力構成表示信号を受信したことに応答して、管理モジュール用の電力状態を所定の設定に構成するように有効であるプログラム命令と
    を備えるプログラム製品。
16. 複数の情報処理システム・ブレード・サーバを収容するためのシャーシを有するサーバと、
    それぞれが電力遅延信号手段を有する
    複数の電源と、
    電力検出手段を有し、前記複数の電源から遅延された電力表示信号を受信するように、かつ電力構成表示信号を送るように動作可能に接続された管理モジュールと、
    前記複数の電源および前記管理モジュールに動作可能に接続され、それらに対してアクセス可能に記憶され、実行されたとき、前記電力構成表示信号を受信したことに応答して電力状態を所定の設定に構成するように有効であるソフトウェア手段とを備えるシステム。
17. 複数のサーバをさらに備える請求項１６に記載のシステム。
18. 前記電力遅延信号手段が電力遅延信号回路であり、前記電力検出手段が電力検出回路である請求項１６に記載のシステム。
19. 前記ソフトウェア手段がプログラミング命令である請求項１８に記載のシステム。
20. 前記電力遅延信号回路が、前記シャーシの前記電力状態に関して時間遅延約１秒だけ遅延された状態を示し、前記電力検出回路が、受信済みの遅延された電力表示信号に応答して実行し、電力構成表示信号を出力する請求項１９に記載のシステム。

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