JP2007011835A - Computer mother board - Google Patents
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Description
本発明は、コンピュータマザーボードに係り、特に、複数の中央処理装置(CPU)とそれに電力を供給する電圧変換回路を介して電力を供給するコンピュータマザーボードであって、長時間の耐久性が要求されるコンピュータマザーボードに用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to a computer motherboard, and more particularly to a computer motherboard that supplies power through a plurality of central processing units (CPUs) and a voltage conversion circuit that supplies power to the computer, and requires long-term durability. The present invention relates to a technique suitable for use on a computer motherboard.
コンピュータシステムは、主に、主基盤(マザーボード)と電源によって構成されており、マザーボードにはCPUが搭載可能されるようになっている。また、高性能なコンピュータシステムにおいては、マザーボードに複数のCPUが搭載可能である。 The computer system is mainly composed of a main board (motherboard) and a power source, and a CPU can be mounted on the mother board. In a high-performance computer system, a plurality of CPUs can be mounted on a motherboard.
コンピュータマザーボードは、電源から給電された電力を、マザーボード上の電圧変換回路によってCPUに適する電圧レベルに変換してCPUに供給する。複数のCPUを搭載可能なマザーボードにおいても、それぞれのCPUに対し個別に電圧変換回路を持っている。この電圧変換回路の構成素子の一つとしてコンデンサがあるが、このコンデンサの寿命は、コンデンサの周囲温度と印加されるリップル電流に大きく影響される。 The computer motherboard converts the power supplied from the power source into a voltage level suitable for the CPU by a voltage conversion circuit on the motherboard and supplies the converted voltage to the CPU. Even in a motherboard on which a plurality of CPUs can be mounted, each CPU has an individual voltage conversion circuit. One component of the voltage conversion circuit is a capacitor. The lifetime of the capacitor is greatly influenced by the ambient temperature of the capacitor and the applied ripple current.
コンピュータシステムにおいては、技術の発展に伴いCPUの高性能化が遂げられており、CPUの消費電力は益々増大している。しかしながら、CPU消費電力の増大は、CPU周囲温度の上昇や、電圧変換回路のコンデンサに印加されるリップル電流の増加を招くため、電圧変換回路のコンデンサの寿命を短くする要因となっている。すなわち、この電圧変換回路のコンデンサが、マザーボードの寿命、および、コンピュータシステムの寿命に大きく影響を与える素子となっている。 In computer systems, CPU performance has been improved with the development of technology, and the power consumption of CPUs has been increasing. However, an increase in CPU power consumption causes an increase in CPU ambient temperature and an increase in ripple current applied to the capacitor of the voltage conversion circuit, and this is a factor that shortens the life of the capacitor of the voltage conversion circuit. That is, the capacitor of the voltage conversion circuit is an element that greatly affects the life of the motherboard and the life of the computer system.
CPUを複数搭載することができるマザーボードにおいては、その運用形態により、搭載可能なCPUの数より少ないCPU数で運用されることがある。 A motherboard on which a plurality of CPUs can be mounted may be operated with a smaller number of CPUs than the number of CPUs that can be mounted depending on the operation mode.
以下、図5を用いて従来技術に係るコンピュータシステムの概要を説明する。 Hereinafter, an outline of a computer system according to the prior art will be described with reference to FIG.
図5は、従来技術に係るコンピュータシステムの概要図である。 FIG. 5 is a schematic diagram of a computer system according to the prior art.
例えば、図5において、CPUが2個実装可能なマザーボード(102)に対し、1個のCPUのみ実装し運用する場合がある。この場合、CPU1(111)にのみ実装されるため、電圧変換回路1(110)のみが使用され、電圧変換回路2(120)は使用されることはない。すなわち、電圧変換回路1(110)に用いられているコンデンサが寿命に達したとしても、電圧変換回路2(120)に用いられているコンデンサは未使用のままである。 For example, in FIG. 5, only one CPU may be mounted and operated on a motherboard (102) on which two CPUs can be mounted. In this case, since it is mounted only on the CPU 1 (111), only the voltage conversion circuit 1 (110) is used, and the voltage conversion circuit 2 (120) is not used. That is, even if the capacitor used in the voltage conversion circuit 1 (110) reaches the end of its life, the capacitor used in the voltage conversion circuit 2 (120) remains unused.
また、搭載可能なCPUの数と同数のCPUが搭載された状態においても、その運用において、各CPUにかかるCPU負荷率は変わってくる。例えば、図5において、CPUが2個実装可能なマザーボードに対し、2個のCPUを実装し運用する場合がある。運用されるソフトウェアによって、例えばCPU1(111)の平均CPU負荷率が90%、CPU2(121)の平均負荷率が50%と仮定する。 Even when the same number of CPUs as the number of CPUs that can be mounted are mounted, the CPU load factor applied to each CPU varies in the operation. For example, in FIG. 5, there are cases where two CPUs are mounted and operated on a motherboard on which two CPUs can be mounted. It is assumed that the average CPU load factor of CPU1 (111) is 90% and the average load factor of CPU2 (121) is 50%, for example, depending on the software to be operated.
一般的に、CPUの消費電力はCPU負荷率に比例するため、CPU1(111)の消費電力が高い傾向を示し、電圧変換回路1(110)に用いられているコンデンサは電源変換回路2(120)に用いられているコンデンサより早く寿命を迎えることになる。 Generally, since the power consumption of the CPU is proportional to the CPU load factor, the power consumption of the CPU 1 (111) tends to be high, and the capacitor used in the voltage conversion circuit 1 (110) is the power conversion circuit 2 (120 ) Will reach the end of its life earlier than the capacitor used in
一般に、高性能なCPUを搭載するコンピュータシステムは、サーバ装置として基幹系で用いられることが多いため、長時間稼動に対する高い信頼性を要求される。一方、高性能なCPUであるほどCPUの消費電力が大きいため、コンピュータシステムの設計者は、電圧変換回路のコンデンサの寿命を十分に保つことができるよう、より高性能で高品質のコンデンサを用いる必要がある。 In general, a computer system equipped with a high-performance CPU is often used in a backbone system as a server device, and thus requires high reliability for long-time operation. On the other hand, the higher the CPU, the higher the power consumption of the CPU. Therefore, the designer of the computer system uses a higher-performance and higher-quality capacitor so that the life of the capacitor of the voltage conversion circuit can be sufficiently maintained. There is a need.
以下の特許文献1には、電源系統に用いられる平滑用の電解コンデンサの延命を図るため、主系統と副系統の電源切り換えをおこない、それらの切換え動作回数と、コンデンサの残寿命を管理する方法が開示されている。 In Patent Document 1 below, a method of switching the power supply between the main system and the sub system and managing the number of switching operations and the remaining life of the capacitor in order to extend the life of the electrolytic capacitor for smoothing used in the power supply system. Is disclosed.
上述した通り、高性能なCPUを搭載するコンピュータシステムにおいては、電圧変換回路のコンデンサとして高性能で高品質なものが採用される必要がある。特に、CPUを複数搭載することができるマザーボードに関しては、サーバ装置として基幹系で用いられることが多いため、さらに高性能で高品質なコンデンサが採用される必要がある。しかし、高性能で高品質なコンデンサは一般に価格が高く、課題となっている。 As described above, in a computer system equipped with a high-performance CPU, a high-performance and high-quality capacitor needs to be adopted as a capacitor of the voltage conversion circuit. In particular, a mother board on which a plurality of CPUs can be mounted is often used in a backbone system as a server device, so that a capacitor with higher performance and higher quality needs to be employed. However, high-performance and high-quality capacitors are generally expensive and problematic.
上記特許文献1は、主/副系統の電源系統を切換えることにより、電解コンデンサの延命を図るものであるが、その応用としては、段落番号0011に記載されているように「例えば複写機等のように制御系統と駆動系統とを併せ持つシステム機器に用いられる比較的大電力容量のスイッチング電源において、制御系の必要最低限の電力を供給する副電源系統と、実働時の電力を供給する主電源系統とに分離する」ようにしたものであり、必ずしも、マザーボードにおける複数のCPUとそれに電力を供給する電圧変換装置のコンデンサの長寿命化を図るのに適当なものではなかった。 The above Patent Document 1 is intended to extend the life of the electrolytic capacitor by switching the power supply system of the main / sub system, but as an application thereof, as described in paragraph No. 0011, “for example, a copying machine, etc. In a switching power supply with a relatively large power capacity used in system equipment that has both a control system and a drive system, a secondary power supply system that supplies the minimum necessary power for the control system and a main power supply that supplies power during operation It is not necessarily suitable for extending the life of a plurality of CPUs on a motherboard and a capacitor of a voltage converter that supplies power to the CPUs.
また、切換え回数と通電時間の積算量を保存して、管理しているがこのデータをダイナミックに切換えにフィードバックするものではなかった。 In addition, the accumulated number of switching times and energization time are stored and managed, but this data is not dynamically fed back to switching.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、CPUを複数搭載することができるマザーボードにおいて、電圧変換回路の使用を最適化することにより電圧変換回路のコンデンサの寿命劣化を抑えることにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to optimize the use of the voltage conversion circuit in a motherboard on which a plurality of CPUs can be mounted, thereby improving the lifetime of the capacitor of the voltage conversion circuit. It is in suppressing deterioration.
本発明は、CPUを複数搭載することができるマザーボードにおいて、電圧変換回路のコンデンサの寿命劣化の課題を解決するため、本発明のマザーボードは、複数のCPUとそれに電力を供給する電圧変換回路との接続をスイッチにより可変とすることを特徴とする。 In order to solve the problem of deterioration of the lifetime of a capacitor of a voltage conversion circuit in a motherboard on which a plurality of CPUs can be mounted, the motherboard of the present invention includes a plurality of CPUs and a voltage conversion circuit that supplies power to the CPU. The connection is variable by a switch.
また、電圧変換回路のパターンをテーブルとして保持し、複数のCPUと電圧変換回路との接続を最適に可変できるよう、直前の接続状態を基に制御させることを特徴とする。 Further, the voltage conversion circuit pattern is held as a table, and control is performed based on the previous connection state so that the connection between the plurality of CPUs and the voltage conversion circuit can be optimally varied.
さらに、電圧変換回路のパターンと接続の積算時間をテーブルとして保持し、複数のCPUと電圧変換回路との接続を最適に可変できるよう、直前までの接続状態の積算時間を参照して、接続を制御させることを特徴とする。 In addition, the voltage conversion circuit pattern and connection integration time are stored as a table, and the connection between the multiple CPUs and the voltage conversion circuit can be optimally varied by referring to the integration time of the previous connection state. It is made to control.
本発明によれば、CPUを複数搭載することができるマザーボードにおいて、電圧変換回路の使用を最適化することにより電圧変換回路のコンデンサの寿命劣化を抑えることができる。 According to the present invention, in a motherboard on which a plurality of CPUs can be mounted, it is possible to suppress the deterioration of the lifetime of the capacitor of the voltage conversion circuit by optimizing the use of the voltage conversion circuit.
以下、本発明に係る一実施形態を、図1ないし図4を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
先ず、図1ないし図4を用いて本発明に係る一実施形態のコンピュータシステムの構成について説明する。
図1および図2は、本発明に係る一実施形態のコンピュータシステムの構成図である。
図3は、CPUと電圧変換回路の接続パターンを保持する管理テーブルの一例を示す図である。
図4は、接続パターンの各々の積算時間を保持する管理テーブルの一例を示す図である。
First, the configuration of a computer system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 and 2 are configuration diagrams of a computer system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a management table that holds connection patterns between the CPU and the voltage conversion circuit.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a management table that holds the accumulated time of each connection pattern.
本実施形態のコンピュータシステムは、図1に示されるように、電源201とマザーボード202によって構成され、n個のCPU211、221、231が搭載可能な構成である。
As shown in FIG. 1, the computer system according to the present embodiment includes a
電圧変換回路1(210)の出力は、CPU1(211)、CPU2(221)、CPUn(231)のいずれかに電力を供給可能であり、その供給先は制御コントローラ203により定められ、スイッチ204によって制御される。同様に、電圧変換回路2(220)、電圧変換回路n(230)の出力も、CPU1(211)、CPU2(221)、CPUn(231)のいずれかに電力を供給できる。これにより、CPUは特定の電圧変換回路ではなく、任意の電圧変換回路を使用することが可能となる。
The output of the voltage conversion circuit 1 (210) can supply power to any one of the CPU1 (211), the CPU2 (221), and the CPUn (231), and the supply destination is determined by the
制御コントローラ203は、コンピュータシステムのON/OFFまたはリブートを契機として、電圧変換回路とCPUの接続を再設定する。この再設定の手段を説明するため、図1のコンピュータシステムにおいて、3個のCPUが搭載可能なモデルの構成図を図2とする。
The
図2に示されたコンピュータシステムにおいて、制御コントローラ303は、図3に示されたCPUと電圧変換回路の接続パターンを定めた管理テーブルを保持する。
In the computer system shown in FIG. 2, the
図3の管理テーブルにおいて、接続パターン1が選択されている場合は、図2に示されたコンピュータシステムにおいて、電圧変換回路1(310)がCPU1(311)に接続されることを表し、スイッチ312がONとなり、スイッチ322とスイッチ332がOFFとなる制御信号を出力する。同様に、電圧変換回路2(320)がCPU2(321)に接続されることを表し、スイッチ323がONとなり、スイッチ313とスイッチ333がOFFとなる制御信号を出力する。同様に、電圧変換回路3(330)がCPU3(331)に接続されることを表し、スイッチ334がONとなり、スイッチ314とスイッチ324がOFFとなる制御信号を出力する。
When the connection pattern 1 is selected in the management table of FIG. 3, this means that the voltage conversion circuit 1 (310) is connected to the CPU 1 (311) in the computer system shown in FIG. Is turned on, and a control signal for turning off the
図2のコンピュータシステムのON/OFFまたはリブートをおこなうときに、直前の接続が、例えば、図3の接続パターン1であった場合、制御コントローラは、ON/OFFまたはリブートを契機にして、接続パターン2に遷移させる。これにより、電圧変換回路1(310)の出力がCPU2(321)に変わり、同様にスイッチが制御される。また、電圧変換回路2(320)の出力がCPU3(331)に、電圧変換回路3(330)の出力がCPU1(311)にそれぞれ変わる。このように、コンピュータシステムのON/OFFまたはリブートの契機で、制御コントローラが、接続パターンを接続パターン1から接続パターン2へ、接続パターン2から接続パターン3へ、接続パターン3から接続パターン1へと順に遷移させていくことにより、CPUと電圧変換回路の関係が一対一ではなくなるよう制御できる。 When the computer system shown in FIG. 2 is turned ON / OFF or rebooted, if the previous connection is, for example, the connection pattern 1 shown in FIG. 3, the control controller uses the ON / OFF or reboot as the connection pattern. Transition to 2. As a result, the output of the voltage conversion circuit 1 (310) changes to the CPU 2 (321), and the switch is similarly controlled. Further, the output of the voltage conversion circuit 2 (320) is changed to the CPU 3 (331), and the output of the voltage conversion circuit 3 (330) is changed to the CPU 1 (311). Thus, when the computer system is turned ON / OFF or rebooted, the control controller changes the connection pattern from connection pattern 1 to connection pattern 2, from connection pattern 2 to connection pattern 3, and from connection pattern 3 to connection pattern 1. By making the transition in order, it is possible to control the relationship between the CPU and the voltage conversion circuit so as not to be one-to-one.
これにより、消費電力の差があるCPU間であっても、電圧回路の使用が平均にされるため、マザーボード202としては全体として長寿命化が図られることになる。
Thus, even between CPUs having different power consumptions, the use of the voltage circuit is averaged, so that the life of the
さらに、制御コントローラが時間管理機能を持つものとする。上述の方法においては、コンピュータシステムのリブート、もしくはON/OFFを契機として、制御コントローラが接続パターンを接続パターン1から接続パターン2へ、接続パターン2から接続パターン3へ、接続パターン3から接続パターン1へと順に遷移させた。しかし、この遷移方法によれば、コンピュータシステムのON/OFFまたはリブートが不定期におこなわれると、特定の接続パターンの時間が長くなる場合がある。そこで、制御コントローラは各接続パターンが選択された積算時間を、図3に示されたテーブルとして記憶するものとする。このテーブルでは、コンピュータシステムのON/OFFまたはリブート直前の接続積算時間を保持している。この図3の例によると、接続パターン2が最も選択されていないことになる。そこで、コンピュータシステムのON/OFFまたはリブートの契機に、制御コントローラは接続パターン2を選択する。これにより各電圧変換回路を、より平均化して使用することができる。 Further, it is assumed that the controller has a time management function. In the above-described method, when the computer system is rebooted or turned ON / OFF, the control controller changes the connection pattern from connection pattern 1 to connection pattern 2, from connection pattern 2 to connection pattern 3, and from connection pattern 3 to connection pattern 1. It was made to change in order. However, according to this transition method, if the computer system is turned ON / OFF or rebooted irregularly, the time for a specific connection pattern may be increased. Therefore, the control controller stores the accumulated time during which each connection pattern is selected as a table shown in FIG. This table holds the accumulated connection time immediately before the computer system is turned ON / OFF or rebooted. According to the example of FIG. 3, the connection pattern 2 is not selected most. Therefore, the control controller selects connection pattern 2 when the computer system is turned ON / OFF or rebooted. As a result, each voltage conversion circuit can be used after being more averaged.
このような構成にすることにより、マザーボード上に複数ある電圧変換回路を、搭載されるCPUの数によらず、均等に使用することができる。これにより、特定の電圧変換回路のコンデンサが劣化し、他の電圧変換回路のコンデンサが未使用である状態を回避することがきる。 With such a configuration, a plurality of voltage conversion circuits on the motherboard can be used evenly regardless of the number of CPUs mounted. As a result, it is possible to avoid a state in which a capacitor of a specific voltage conversion circuit is deteriorated and a capacitor of another voltage conversion circuit is unused.
また、複数搭載されたCPU負荷率の偏りにより、特定の電圧変換回路のコンデンサが著しく劣化し、他の電圧変換回路のコンデンサがあまり劣化していない状態を回避することがきる。 Further, it is possible to avoid a state in which a capacitor of a specific voltage conversion circuit is significantly deteriorated due to a bias of a plurality of mounted CPU load factors and a capacitor of another voltage conversion circuit is not deteriorated so much.
以上により、高性能で高品質のコンデンサを用いずに、コンデンサの平均寿命を延ばすことができ、結果として、マザーボード、および、コンピュータシステムの寿命が延びる。したがって、コンピュータシステムの信頼性を向上させることが可能となる。 As described above, the average life of the capacitor can be extended without using a high-performance and high-quality capacitor, and as a result, the life of the motherboard and the computer system is extended. Therefore, the reliability of the computer system can be improved.
101…電源
102…従来のマザーボード
110…電圧変換回路1
111…CPU1
120…電圧変換回路2
121…CPU2
201…電源
202…本発明のマザーボード
203…制御コントローラ
204…回路接続/非接続のスイッチ
210…電圧変換回路1
211…CPU1
220…電圧変換回路2
221…CPU2
230…電圧変換回路n
231…CPUn
301…電源
302…本発明のマザーボード(CPUと電圧変換回路が3つの場合)
303…制御コントローラ
310…電圧変換回路1
311…CPU1
312…電圧変換回路1とCPU1間の接続/非接続のスイッチ
313…電圧変換回路2とCPU1間の接続/非接続のスイッチ
314…電圧変換回路3とCPU1間の接続/非接続のスイッチ
320…電圧変換回路2
321…CPU2
322…電圧変換回路1とCPU2間の接続/非接続のスイッチ
323…電圧変換回路2とCPU2間の接続/非接続のスイッチ
324…電圧変換回路3とCPU2間の接続/非接続のスイッチ
330…電圧変換回路3
331…CPU3
332…電圧変換回路1とCPU3間の接続/非接続のスイッチ
333…電圧変換回路2とCPU3間の接続/非接続のスイッチ
334…電圧変換回路3とCPU3間の接続/非接続のスイッチ
DESCRIPTION OF
111 ... CPU1
120: Voltage conversion circuit 2
121 ... CPU2
DESCRIPTION OF
211 ... CPU1
220 ... Voltage conversion circuit 2
221 ... CPU2
230 ... Voltage conversion circuit n
231 ... CPUn
301: Power supply 302: Mother board of the present invention (in the case of three CPUs and voltage conversion circuits)
303 ...
311 ... CPU1
312... Connection /
321 ... CPU2
322... Connection /
331: CPU 3
332... Connection /
Claims (3)
複数の電圧変換回路を有し、前記CPUと前記電圧変換回路との接続を切り換えるスイッチを備えることを特徴とするコンピュータマザーボード。 In a computer motherboard equipped with a plurality of CPUs and supplying power to the CPUs from a power source via a voltage conversion circuit,
A computer motherboard having a plurality of voltage conversion circuits and comprising a switch for switching connection between the CPU and the voltage conversion circuit.
前記CPUと前記電圧変換回路との接続パターンとを保持するテーブルと、前記CPUと前記電圧変換回路と接続していた積算時間を保持するテーブルとを参照し、前記CPUと前記電圧変換回路と接続していた積算時間の少ないものから順に、前記CPUと前記電圧変換回路と接続を切り換えるスイッチをONにして、前記CPUと前記電圧変換回路を接続することを特徴とする請求項1記載のコンピュータマザーボード。
A table for holding a connection pattern between the CPU and the voltage conversion circuit; and a table for holding an accumulated time connected to the CPU and the voltage conversion circuit.
The CPU and the voltage conversion circuit are connected with reference to a table holding a connection pattern between the CPU and the voltage conversion circuit and a table holding an accumulated time connected to the CPU and the voltage conversion circuit. 2. The computer motherboard according to claim 1, wherein a switch for switching connection between the CPU and the voltage conversion circuit is turned on in order from the one with the shortest integration time to connect the CPU and the voltage conversion circuit. .
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2005
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