JP2007142047A

JP2007142047A - 制御装置

Info

Publication number: JP2007142047A
Application number: JP2005331906A
Authority: JP
Inventors: Seisuke Obara; 成介小原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2007-06-07
Also published as: US20070113107A1

Abstract

【課題】本発明は、簡単な制御により、待機中には、低速回転で冷却用のファンを回転させ、主制御部が起動後は、冷却用のファンを高速回転させる制御装置を提供する。
【解決手段】発熱量の異なる複数の動作モードを有する制御部と、制御部を冷却するための電圧に応じて回転数の変動するファンを有するファンユニットと、を備える制御装置において、制御部には、動作モードに対応する電圧をファンユニットに供給する電圧供給部を備え、ファンユニットには、供給された異なる電圧の中の最も高い電圧でファンを回転させる回転制御部を備えることを特徴とする制御装置。
【選択図】図２

Description

本発明は冷却ファンユニットを有する制御装置に関する。

近年、様々なデータが電子化されコンピュータ上で扱われるようになるに従い、コンピュータとは独立して大量のデータを効率よく格納することのできるストレージサーバが重要性を増してきている。ストレージサーバはＲＡＩＤ技術を取り入れることにより、単純なディスク装置に比べて信頼性を高めているところに特徴がある。また一般にキャッシュを内蔵することにより、データへのアクセス時間を短くすることを可能にしている。

ＲＡＩＤ技術では複数のディスクに同じデータを記憶させるＲＡＩＤ−１、パリティ情報をディスクに分散して記憶させるＲＡＩＤ−５などの手法により信頼性を高めている。

図１にストレージサーバの構成図を示す。
ストレージサーバは、制御装置とディスクドライブを有する。
制御装置は、主制御部、制御監視部、電源ユニット、ＦＡＮユニット等により構成されている。
主制御部は、ＣＰＵ、メモリコントローラ、ホストアダプタ、キャッシュメモリ、ディスクアダプタを有し、様々な機能を実現し、高い性能を要求されるために数１００Ｗ程度の大きな電力を消費し、発熱量も非常に大きい。
制御監視部は、電源、温度などの監視の機能を持ち、必要最小限の性能のマイコン、メモリ、監視回路などから構成され数Ｗ程度の電力を消費するだけであり発熱量も少ない。
電源ユニットは、待機電源により制御監視部を駆動する。主電源により主制御部を駆動する。
ＦＡＮユニットは、待機電源中は、回転しない。主電源中は、主制御部と制御監視部を冷却する。
電源ユニット、ＦＡＮユニットは、制御装置毎に持つのではなく、複数の制御装置に共通で使用される場合もある。

制御装置の電源制御は、以下の通りである。
まず、制御監視部が、ブレーカオンにより動作開始し、その後電源スイッチ押下により、制御監視部が主制御部の電源を投入する構造になっている。

そのため、ＦＡＮユニットによる制御監視部および主制御部の冷却は、主制御部の起動後に行なわれており、制御監視部のみの待機時には冷却していない（特許文献１）。

一方、装置の大型化と高信頼性、使いやすさへの要求の高まりによって、制御監視部もより高機能、高性能する傾向にある。例えば以下のような要素が挙げられる。

1) 大型のストレージサーバではディスクドライブが数１００台以上にもなる場合があり、ディスクドライブの状態を監視するための負荷が増加する。

2) ホストアダプタを動作中に追加、交換する場合に自動的にアダプタが追加されたことを認識し、アダプタの種類を判別して装置へ組み込むための機構が要求される。装置当たりのホストアダプタ数が増えるとともに、種類も多様化する傾向にある。例えば、Fibre Channelに加えて、ESCON (Enterprise System Connection) 、FICON（Fibre Connection）、iSCSIなどがあり、アダプタ組み込みを制御するための負荷が増加する。
特開平６−１８９５８６号公報（第２頁段落０００７）

このように制御監視部が高機能、高性能化するとそれに応じて消費する電力が大きくなり、発熱も増大する。そのため、これまでのように制御監視部のみの待機動作中は自然冷却に頼ることが難しくなる。一方、制御監視部のみが動作している待機中にも冷却ファンユニットを動作状態と同じように回転させることは、騒音と消費電力の面から考えて望ましくない。

このため、待機中は低速回転、主制御部が起動後は高速回転で冷却することが求められる。

特許文献１では、装置動作時には高速回転を行い、装置非動作時には、低速回転させているが、電源投入後であり、投入前の待機時については考慮されていない。

本発明の目的は、簡単な制御により、待機中には、低速回転で冷却用のファンを回転させ、主制御部が起動後は、冷却用のファンを高速回転させる制御装置を提供することを目的とする。

本願発明の制御装置は、発熱量の異なる複数の動作モードを有する制御部と、制御部を冷却するための電圧に応じて回転数の変動するファンを有するファンユニットと、を備える制御装置において、制御部には、動作モードに対応する電圧をファンユニットに供給する電圧供給部を備え、ファンユニットには、供給された異なる電圧の中の最も高い電圧でファンを回転させる回転制御部を備える構成である。

この構成により、装置の動作モード毎に冷却のための最適な回転数でファンを回転させることができるので、装置の発熱を最適に抑えることができる。

また、電圧供給部は、動作モードが電源投入前の待機モードのときには、第一の電圧を供給し、電源投入後の動作モードが通常モードのときには、第一の電圧と第一の電圧より高い第二の電圧を供給し、回転制御部は、待機モードのときは、第一の電圧によりファンを低速回転させ、通常モードのときは、第二の電圧によりファンを高速回転させる構成である。

この構成により、電源投入前および電源切断後の待機状態では、第一電源電圧がファンユニットに供給されるので、低速回転のファンで装置を冷却する。そのため待機状態での発熱を抑えることができる。また電源投入後から電源切断までは、第一電源電圧より高い第二電源電圧が供給されるので、高速回転のファンで装置を冷却することができるので、装置動作中の発熱を抑えることができる。

また、ファンユニットは、ファンへ供給される電源電圧が、第一電源電圧のみのときは、ファンを低速回転させ、第一電源電圧と第二電源電圧の両方が供給されるときには、第二電源電圧を選択して、ファンに供給する電源電圧選択部を有する構成である。

この構成により、ファンユニットの中で、第一電源電圧と第二電源電圧を選択して切換えてファンへ供給できる。

また、ファンユニットが複数のファンを備え、待機モードのときには、所定のファンのみを回転し、通常動作モードの時には、全てのファンを回転する構成である。

この構成により、待機中は複数のうちの所定のファンだけに電源が供給され、他のファンには、供給されない。このようにすることで、待機中には冷却のために必要最小限の騒音と消費電力でファンを回転させることができる。

本発明により、簡単な制御により、待機中には、低速回転で冷却用のファンを回転させ、主制御部が起動後は、冷却用のファンを高速回転させる制御装置を提供することができる。

（実施例１）
図２に実施例の制御装置の構成図を示す。
図２は、装置構成を電源系統から記載したものである。
制御装置１は、制御部２、ブレーカ３、電源ユニット４、ＦＡＮユニット５を有する。
制御部２は、待機制御部３１と主制御部３２を有する。
ブレーカ３は、外部からのＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖ電源を電源ユニット４に入力するかしないかを決める。
電源ユニット４は、外部からのＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖ電源から、１２ＶのＤＣ電源を生成する。生成された１２Ｖ電源は、待機制御部３１のＤＣ−ＤＣコンバータ１１（以降ＤＤＣ１１）、ＦＥＴ１３に供給される。
ＦＡＮユニット５は、制御部２全体を冷却する。
待機制御部３１は、ＤＤＣ１１および制御監視部１２を有する。
ＤＤＣ１１は、電源ユニット４から供給された１２ＶをＦＡＮユニット５へ供給するための５Ｖへの変換および制御監視部１２へ電源を供給するための所定電圧への変換を行う。
制御監視部１２は、ＣＰＵ２２、メモリコントローラ２３、ホストアダプタ２５、ディスクアダプタ２６の初期設定や電源及び温度などの監視等の制御を行う。また、電源投入切断のための電源キーを有する。
ＦＥＴ１３は、制御監視部１２からの電源投入または電源切断指示により、電源ユニット４から供給された１２Ｖ電源をＦＡＮユニット５及び主制御部３２に供給開始または停止の制御を行う。
主制御部３２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１（以降ＤＤＣ２１）、ＣＰＵ２２、メモリコントローラ２３、キャッシュメモリ２４、ホストアダプタ２５、ディスクアダプタ２６を有する。
ＤＤＣ２１は、１２ＶをＣＰＵ２２等の各ユニットに必要な電圧に変換し供給する。
ＣＰＵ２２は、ホストアダプタ２５やディスクアダプタ２６の制御、ＲＡＩＤ制御、キャッシュ制御など制御装置１の中心機能を実現している。
メモリコントローラ２３は、ＣＰＵ２２、ホストアダプタ２５、ディスクアダプタ２６、キャッシュメモリ２４を相互に接続し、それらの間のデータやメッセージのやり取りを実現する。
キャッシュメモリ２４は、ホストまたはディスクとの送受信データを一時的に記憶する。
ホストアダプタ２５は、ホストとのデータの送受信制御を行う。
ディスクアダプタ２６は、ディスク装置とのデータの送受信制御を行う。

次に、制御装置１の電源の動作について説明を行う。
装置に入力されたＡＣ電源は、電源ユニット４によってＤＣ電源に変換される。一般的にＡＣは１００Ｖまたは２００Ｖ、ＤＣは１２Ｖが使用される。

電源ユニット４から供給されたＤＣ電源は、制御部２のプリント基板上で制御監視部１２、ＦＡＮユニット５、主制御部３２に供給される電源の３系統に分けられる。
具体的には、ＤＤＣ１１で変換された５Ｖ電源は、ＦＡＮユニット５に供給される。
また、制御監視部１２に必要な電源も、ＤＤＣ１１で変換され供給される。

一方、ＦＡＮユニット５、主制御部３２の１２Ｖ電源は、ＦＥＴ１３スイッチにより供給を開始停止される。ＦＥＴ１３スイッチの制御は制御監視部１２が担当する。

また、主制御部３２に供給される１２Ｖの電源は、複数のＤＤＣ２１でプリント基板上のさまざまな電子部品が必要とする電圧に変換される。

図３に実施例の電源の投入切断シーケンスを示す。

(1)ＡＣコンセントを接続し、ブレーカ３のＯＮにより、ＡＣ電源が電源ユニット４に供給される。

(2)電源ユニット４がＡＣ電源を変換してＤＣ１２Ｖを出力し、ＤＤＣ１１で５Ｖ等に変換され、制御監視部１２に供給されるので、制御監視部１２が起動され動作開始する。

一方、ＤＤＣ１１の５Ｖ出力は、ＦＡＮユニット５にも供給されるので、ＦＡＮユニット５のＦＡＮは、低電圧での低速回転を開始する。

また、この時点では制御監視部１２がＦＥＴ１３スイッチを閉じているため、主制御部へは電源は供給されない。

(3)電源投入スイッチの押下を受けて、制御監視部１２がＦＥＴ１３スイッチを開き、主制御部とＦＡＮユニット５に電源が供給される。ここで、主制御部が起動され動作開始する。また、ＦＡＮユニット５は、１２Ｖの供給により、高速回転を開始する。

(4)電源切断スイッチの押下を受けて、制御監視部１２がＦＥＴ１３スイッチを閉じ、主制御部とＦＡＮユニット５への電源供給が停止となる。ここで、主制御部の動作が停止する。一方、ＦＡＮユニット５は、５Ｖの供給を継続しているため、低速回転に移行する。

(5)ブレーカ３ＯＦＦにより、電源ユニット４へのＡＣ電源入力が切断され、ＤＣ１２Ｖの出力も停止し、制御監視部１２も動作停止し、ＦＡＮも回転を停止する。

図４に実施例のＦＡＮユニットボードの回路ブロック図を示す。
ＦＡＮユニット５は複数のＦＡＮとＦＡＮユニットボード５１で構成されている。
ＦＡＮユニット５に対しては、１２Ｖと５Ｖが加えられる。そしてＦＡＮユニット５内のＦＡＮユニットボード５１でこの２つの電圧を２つのダイオード４１の各アノード側に接続し、カソード側でワイアードオアする。そして、その出力は、ＦＡＮ＃１に供給される。

この結果、主制御部３２が動作している時は、１２Ｖと５ＶがＦＡＮユニット５に供給されているが、ワイアードオアのため１２Ｖが出力され、ＦＡＮ＃１は、高速で回転する。また、ＦＡＮ＃２には、１２Ｖのみがされているため、高速で回転する。

一方、制御監視部１２のみが動作している待機中は、５ＶのみがＦＡＮユニット５に供給されるため、ワイアードオアの出力は、５Ｖとなる。その結果、ＦＡＮ＃１は、低速で回転する。

また、ワイアードオアの構成は、1つのＦＡＮ＃１に対してのみであり、他のＦＡＮ＃２には、１２Ｖが供給されないため、回転しない。

この結果、待機中は複数のＦＡＮのうちの１つのＦＡＮ＃１だけに電源が供給され、他のＦＡＮには、供給されない。このようにすることで、制御監視部１２を冷却するのに必要最小限の騒音と消費電力でＦＡＮユニット５を動作させることができる。

本発明は、待機中には、低速回転で冷却用のＦＡＮを回転させ、主制御部が起動後は、冷却用のＦＡＮを高速回転させる制御装置を提供する用途に適用できる。

ストレージ制御装置システムの構成図実施例の制御装置の構成図実施例の電源の投入切断シーケンス実施例のＦＡＮユニットボードの回路ブロック図

符号の説明

１制御装置
２制御部
３ブレーカ
４電源ユニット
５ＦＡＮユニット
１１ＤＤＣ
１２制御監視部
１３ＦＥＴ
２２ＣＰＵ
２３メモリコントローラ
２４キャッシュメモリ
２５ホストアダプタ
２６ディスクアダプタ
３１制御監視部
３２主制御部
４１ダイオード
５１ＦＡＮユニットボード

Claims

発熱量の異なる複数の動作モードを有する制御部と、制御部を冷却するための電圧に応じて回転数の変動するファンを有するファンユニットと、を備える制御装置において、
制御部には、動作モードに対応する電圧をファンユニットに供給する電圧供給部を備え、
ファンユニットには、供給された異なる電圧の中の最も高い電圧でファンを回転させる回転
制御部を備えることを特徴とする制御装置。
電圧供給部は、動作モードが電源投入前の待機モードのときには、第一の電圧を供給し、電源投入後の動作モードが通常モードのときには、第一の電圧と第一の電圧より高い第二の電圧を供給し、
回転制御部は、待機モードのときは、第一の電圧によりファンを低速回転させ、通常モードのときは、第二の電圧によりファンを高速回転させることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
ファンユニットが複数のファンを備え、
待機モードのときには、所定のファンのみを回転し、通常動作モードの時には、全てのファンを回転することを特徴とする請求項２記載の制御装置。