JP2009059033A - 記憶制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記憶制御装置内の冷却対象物を効率的に冷却する。
【解決手段】複数の冷却対象物を有する複数の論理基板を備えた記憶制御装置が、各論理基板上の複数の冷却対象物を冷却する第一の冷却装置と、各論理基板上の複数の冷却対象物のうちの少なくとも一つの特別な冷却対象物を冷却する第二の冷却装置と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、記憶制御装置内の冷却対象物を冷却するための技術に関する。

記憶制御装置には、冷却の対象となる装置や部品等（以下、「冷却対象物」）が複数備えられる。記憶制御装置内の冷却対象物を冷却するための技術として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。

特開２００７−１５６７５１号公報

冷却対象物には、表面温度の上限値（以下、「上限温度」）が定められている。冷却装置によって、全ての冷却対象物の表面温度が上限温度以下に保たれる。

ここで、冷却対象物の上限温度には、冷却対象物の種類によるばらつきがある。そして、少数（例えば一つ）の冷却対象物の上限温度だけが、他の冷却対象物の上限温度に比べて著しく低い場合がある。このような場合、少数の冷却対象物の表面温度が上限温度以下に保たれるように冷却装置の能力が定められる。従って、このような場合は、少数の冷却対象物のためだけに冷却装置の能力が高く定められるため、非効率となる。

また、一般に、冷却装置の能力を上げるためには、冷却装置のサイズを大きくする必要がある。上記の場合、少数の冷却対象物を上限温度以下に保つために、冷却装置のサイズが大きくなりすぎて、記憶制御装置内に配置できなくなることもある。

そこで、本発明は、記憶制御装置内の冷却対象物を、効率的に冷却することを目的とする。

複数の冷却対象物を有する複数の論理基板が備えた記憶制御装置に、各論理基板上の複数の冷却対象物を冷却する第一の冷却装置に加えて、各論理基板上の複数の冷却対象物のうちの少なくとも一つの特別な冷却対象物を冷却する第二の冷却装置を備える。

実施形態１では、記憶制御装置には、複数の冷却対象物を有する複数の論理基板が備えられる。そして、記憶制御装置には、各論理基板上の複数の冷却対象物を冷却する第一の冷却装置と、各論理基板上の複数の冷却対象物のうちの少なくとも一つの特別な冷却対象物を冷却する第二の冷却装置と、が備えられる。

実施形態２では、実施形態１において、それぞれ縦にされた複数の論理基板が、記憶制御装置の幅方向に沿って配列されている。第一の冷却装置が、それら複数の論理基板の上方に配置されている吸込み式の大型ファンである。各論理基板には、エッジ表面部と、第二の冷却装置と、シールド部とが備えられる。エッジ表面部は、論理基板の前縁及び／又は後縁に設けられる。第二の冷却装置は、吐出し式の小型ファンであり、その小型ファンは、エッジ表面部における、特別な冷却対象物に対向する位置に配置される。シールド部は、小型ファンから特別な冷却対象物へと流れる空気に大型ファンによって流れる空気が衝突することを防ぐ。ここで、「特別な冷却対象物」とは、その表面の上限温度が、特別な冷却対象物以外の冷却対象物の表面の上限温度よりも低い冷却対象物である。

実施形態３では、実施形態２において、複数の特別の冷却対象物が記憶制御装置の上下方向にずれて（言い換えれば、奥行き方向に沿って重ならないように）論理基板上に配置されている。エッジ表面部における、複数の特別の冷却対象物にそれぞれ対向した複数の位置に、複数の小型ファンが設けられる。

実施形態４では、実施形態２乃至３のうちの少なくとも一つにおいて、シールド部は、エッジ表面部における、小型ファンが設けられた位置又はそれよりも低い位置から、特別な冷却対象物の下端又はそれよりも低い位置へと延びた壁である。

実施形態５では、実施形態３において、壁が、小型ファンが吐出した空気を特別な冷却対象物まで案内するガイドとしての役割も有する。

実施形態６では、実施形態２乃至５のうちの少なくとも一つにおいて、特別の冷却対象部のサイズよりも小型ファンのサイズの方が大きい。各論理基板は、小型ファンから吐き出された空気を特別の冷却対象物の表面に集める空気集約部を更に備える。

実施形態７では、実施形態６において、シールド部と空気集約部とが、エッジ表面部に備えられる。

実施形態８では、実施形態２乃至７のうちの少なくとも一つにおいて、各論理基板が、論理基板の中央よりも低い位置に備えられた、記憶制御装置の奥行き方向に長いメモリモジュールと、大型ファンによりメモリモジュールの両脇を通って上方へと流れた空気を論理基板の中央側へと流す風向部とを備える。風向部は、前記論理基板の上端に設けられる。

実施形態９では、実施形態１乃至８のうちの少なくとも一つにおいて、特別な冷却対象物が、第一の冷却装置よりも第二の冷却装置に近い位置に配置される。また、第二の冷却装置の冷却能力は、第一の冷却装置の冷却能力よりも低い。例えば、第一の冷却装置の能力は、特別の冷却対象物以外の冷却対象物の温度をそれの上限温度（表面温度の上限値）以下（例えば、それに加えて、上限温度付近程度）に保つことができる能力であり、第二の冷却装置の能力は、第一の冷却装置と共に特別の冷却対象物を冷却することにより特別の冷却対象物をそれの上限温度以下（例えば、それに加えて、上限温度付近程度）に保つことができる能力である。

実施形態１０では、実施形態１乃至９のうちの少なくとも一つにおいて、特別な冷却対象物が、その表面の上限温度が、特別な冷却対象物以外の冷却対象物の表面の上限温度よりも低い冷却対象物である。

実施形態１１では、実施形態１乃至１０のうちの少なくとも一つにおいて、第一の冷却装置が吸込み式のファンであり、かつ、第二の冷却装置が吐出し式のファンである。吐出し式のファンにより記憶制御装置の外から吸い込まれて記憶制御装置内に吐出された空気が、特別な冷却対象物を冷却する。吸込み式のファンにより記憶制御装置内に吸い込まれて各論理基板における特別な冷却対象物を含んだ複数の冷却対象物を冷却した空気と、吐出し式のファンにより記憶制御装置内に吐出されて特別な冷却対象物を冷却した空気とが、吸込み式のファンにより記憶制御装置の外に排出される。

実施形態１２では、実施形態１乃至１１のうちの少なくとも一つにおいて、第二の冷却装置は、第一の冷却装置よりも小型の冷却装置である。各論理基板が、論理基板の前縁及び／又は後縁に設けられたエッジ表面部と、エッジ表面部における、特別な冷却対象物に対向する位置に配置された吐出し式のファンとを備える。

実施形態１３では、実施形態１乃至１２のうちの少なくとも一つにおいて、第一の冷却装置による空気の流れる方向と第二の冷却装置による空気の流れる方向とが異なる。各論理基板には、第二の冷却装置から特別な冷却対象物へと流れる空気に第一の冷却装置によって流れる空気が衝突することを防ぐシールド部が、更に備えられる。

実施形態１４では、実施形態１３において、シールド部が、第二の冷却装置が吐出した空気を特別な冷却対象物まで案内するガイドとしての役割を担う。

実施形態１５では、実施形態１乃至１４のうちの少なくとも一つにおいて、第二の冷却装置が、複数備えられている。記憶制御装置には、複数の第二の冷却装置のうちのいずれかに障害が発生したときに、障害が発生した第二の冷却装置以外の第二の冷却装置の冷却能力を増加させる冷却制御部が、更に備えられる。

上述した複数の実施形態１乃至１５のうちの任意の二以上の実施形態を組み合わせることが可能である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る記憶制御装置を備えた記憶装置システム１の斜視図である。

記憶装置システム１は、複数のモジュールが組み合わされて構築される。モジュールとしては、例えば、記憶装置が搭載された記憶用モジュール３や、記憶用モジュール３を制御する論理用モジュール２等がある。本実施形態に係る記憶制御装置は、論理用モジュール２に相当する。記憶装置システム１は、例えば、複数のモジュール２，３が搭載された筐体４の、一以上の集合体として構築される。記憶装置システム１には、少なくとも一つの論理用モジュール２と、少なくとも一つの記憶用モジュール３とが備えられる。

同図は、記憶装置システム１の最も単純な構成を示している。同図の記憶装置システム１は、二つのモジュール２，３が搭載された一つの筐体４から構築されている。筐体４の下側には論理用モジュール２が配置され、筐体４の上側（即ち、論理用モジュール２の上）には記憶用モジュール３が配置される。尚、論理用モジュール２と記憶用モジュール３とが、それぞれ逆の位置に配置されてもよい。また、同種のモジュール（例えば、二つの論理用モジュール２）が、一の筐体４に搭載されてもよい。但し、後者の場合は、本実施形態での記憶装置システム１は、論理用モジュール２と記憶用モジュール３とをそれぞれ少なくとも一つずつ備える必要があるため、二以上の筐体４から構築される。

同図では、筐体４のフレームのみが示されているが、筐体４は、下面及び側面が閉じ、正面及び背面が開いたケーシングとすることができる。また、筐体４には、正面及び／又は背面に、その面を実質的に完全に覆うドア（フロントドア及び／又はリアドア）を備えることができる。筐体４のドアには、記憶装置システム１の外から中に空気を吸い込む、或いは、記憶装置システム１の中から外に空気を排出するための空気通過部を設けることができる。空気通過部は、例えば、多数の孔とすることができる。

図２は、本実施形態に係る論理用モジュール２の斜視図である。尚、同図の左側が、記憶装置システム１の正面側に対応している。

論理用モジュール２には、例えば、論理用ファン５と、論理用ボックス６と、論理用電源９と、バッテリ１０とが備えられる。

論理用モジュール２の下部一側寄り（正面から見て右寄り）には、論理用電源９が配置される。論理用電源９の形状は、ほぼ直方体である。論理用電源９は、縦置きされ、その複数（同図では四つ）が横並びに配置される。論理用電源９は、論理用ボックス６内の論理基板７や論理用ファン５等に所定電圧の電源を供給する。

論理用モジュール２の下部他側寄り（正面から見て左寄り）には、バッテリ１０が配置される。バッテリ１０の形状は、ほぼ直方体である。バッテリ１０は、横置きされ、その複数（同図では四つ）が上下に積み重ねられて配置される。そして、その上下に積み重ねられたバッテリ１０群の複数（同図では二つ）が、横に並べて配置される。バッテリ１０は、論理用電源９からの電力供給が途絶えた場合に、論理用ボックス６内の論理基板７や論理用ファン５等にそれぞれ所定電圧を持つ電力を短時間供給する。

論理用モジュール２の最上部には、論理用ファン５が配置される。論理用ファン５は、論理用モジュール２内の空気を流動させることにより、論理用モジュール２内の各装置７，９，１０を冷却する装置である。論理用ファン５は、例えば、論理用モジュール２内の空気を吸い込んで論理用モジュール２の外部へ排出する一又は複数の吸い込み式のファンとすることができる。本実施形態では、論理用ファン５は、吸い込み式のファンを想定している。同図に示すように、論理用モジュール２内の空気は、上方に向って流れ、論理用ファン５を通過して、論理用モジュール２の上方へ排出される。論理用モジュール２内の空気の流れの詳細については、後述する。

論理用電源９及びバッテリ１０と論理用ファン５との間（即ち、論理用モジュール２の中間部）には、論理用ボックス６が配置される。論理用ボックス６は、正面及び／又は背面が空いている。論理用ボックス６の内部には、複数の論理基板７が備えられる。複数の論理基板７は、その各々が垂直（換言すれば縦）にされて、論理用ボックス６内のほぼ全域を占めるように、左側から右側にかけてほぼ等間隔に並べられて配置される。論理基板７は、論理用ボックス６の正面及び／又は背面から挿入され、論理用ボックス６の正面、背面又は中央付近に設けられたバックプレーン（回路基板）に接続される。論理用ボックス６が備える論理基板７には、いくつかの種類がある。その種類としては、例えば、マイクロプロセッサ（ＭＰ）等が搭載された論理基板（以下、「ＭＰ基板」）７ｍや、スイッチ（ＳＷ）が搭載された論理基板や、キャッシュメモリ（ＣＭ）が搭載された論理基板等がある。本実施形態では、二つのＭＰ基板７ｍが、左右両側（論理用ボックス６の両側面付近）に一つずつ配置されているものとする。論理用ボックス６に複数の論理基板７が配置されると、それぞれの論理基板７に設けられたエッジ表面部（後述する）が組み合わさって、論理用ボックス６の正面及び／又は背面が覆われる。一方、論理基板７は、論理用ボックス６の底面から所定の距離だけ離れた位置に配置されるので、論理基板７論理基板７の下方で論理用ボックス６の正面及び／又は背面には、空気が入り込む口（以下、「吸気口」）８が形成される。論理用ファン５によって、記憶装置システム１の外部の空気は、吸気口８を介して、論理用ボックス６の内部に取り込まれる。論理用ファン５の働きにより、論理用ボックス６内の空気の流れは、次のようになる。まず、記憶装置システム１の外部の空気が、記憶装置システム１の正面から論理用ボックス６内の論理基板７の下部に取り込まれる。論理基板７の下部に取り込まれた空気は、論理用ボックス６内を上方に流れ、論理用ファン５に到達する。論理用ファン５に到達した空気は、論理用ファン５を通過して、論理用モジュール２の上方へ排出される。

図３は、本実施形態に係る論理用モジュール２の正面図である。

同図に示すように、論理用ボックス６の左右両側のそれぞれの面から対応する側の筐体４までの間には、所定の空間１１が設けられている。この空間１１は、論理用電源９のケーブルや、論理用モジュール２と記憶用モジュール３とを接続するためのバックエンドケーブル等を通すために利用される他、論理用モジュール２内の空気の流路としても利用される。以下、この空間１１を「流路空間」ともいう。

論理用モジュール２内の空気の流れには、大まかに二種類ある。一つは、上述したような論理用ボックス６内の空気の流れであり、もう一つは、論理用ボックス６の外、即ち、論理用電源９やバッテリ１０が配置されている空間（以下、「電源配置空間」）及び流路空間１１における空気の流れである。論理用ボックス６の外における空気の流れは、次のようになる。まず、記憶装置システム１の外部の空気が、記憶装置システム１のカバープレートに設けられた空気通過部から電源配置空間に取り込まれる。電源配置空間に取り込まれた空気は、流路空間１１を上方に流れ、論理用ファン５に到達する。論理用ファン５に到達した空気は、論理用ボックス６内から到達した空気と同様に、論理用ファン５を通過して、論理用モジュール２の上方へ排出される。

図４は、本実施形態に係る記憶用モジュール３の斜視図である。尚、同図の左側が、記憶装置システム１の正面側に対応している。

記憶用モジュール３には、例えば、記憶用ファン１２と、記憶用ボックス１３と、記憶用電源１５とが備えられる。

記憶用モジュール３の下部中央には、記憶用電源１５が配置される。記憶用電源１５の形状は、ほぼ直方体である。記憶用電源１５は横置きされ、その複数（同図では二つ）が横並びに配置される。記憶用電源１５は、記憶用ボックス１３や記憶用ファン１２等に所定電圧の電源を供給する。

記憶用モジュール３の最上部には、記憶用ファン１２が配置される。記憶用ファン１２は、記憶用モジュール３内の空気を流動させることにより、記憶用モジュール３内の各装置１３，１５を冷却する装置である。記憶用ファン１２は、論理用ファン５と同様に、記憶用モジュール３内の空気を吸い込んで記憶用モジュール３の外部へ排出する吸い込み式のファンとすることができる。本実施形態では、記憶用ファン１２は、吸い込み式のファンを想定している。

記憶用電源１５と記憶用ファン１２との間（即ち、記憶用モジュール３の中間部）には、記憶用ボックス１３が配置される。記憶用ボックス１３は、正面及び／又は背面が空いている。記憶用ボックス１３の内部には、複数の記憶装置１４が備えられる。同図では、各々の記憶装置１４は、縦にされ、それらが記憶用ボックス１３の左側から右側まで並べて配置される。更に、その横並びにされた記憶装置１４群が、正面と背面の両側に上下二段にして配置される。下段に配置された記憶装置１４群の下方で記憶用ボックス１３の正面及び／又は背面には、吸気口８が形成される。吸気口８は、論理用モジュール２において説明したものと実質的に同じであり、記憶用ボックス１３内の空気の流れも、論理用ボックス６内の空気の流れと実質的に同じである。

図５は、本実施形態に係る記憶用モジュール３の正面図である。

論理用モジュール２の場合と同様に、記憶用ボックス１３の左右両側のそれぞれの面から対応する側の筐体４までの間には、流路空間１１が設けられている。記憶用モジュール３の場合も、記憶用ボックス１３の内と外とで空気の流れが異なるが、それぞれ、論理用モジュール２の場合と実質的に同じである。記憶用モジュール３の空気の流れについては、説明を省略する。

図６は、本実施形態に係る記憶装置システム１の正面図である。

同図は、図１で示した記憶装置システム１の正面図であり、論理用モジュール２の上に記憶用モジュール３が配置されている。同図に示すように、論理用モジュール２と記憶用モジュール３との間に設けられた空間（以下、「モジュール間空間」）３０には、Ｖ字型風向板１６が備えられる。Ｖ字型風向板１６は、正面視してＶ字型の形状となるように、板状の部材を折り曲げて形成した、或いは二つの板状の部材を組み合わせて形成した部品である。Ｖ字型風向板１６の奥行きは、筐体４の奥行きとほぼ同じとすることができる。Ｖ字型風向板１６は、モジュール間空間３０に上がってきた空気を両側面側へ分ける。また、筐体４の両側面におけるモジュール間空間３０に接する箇所には、開口（例えば孔又はスリット）１７が設けられる。

筐体４内の空気の流れは、次のようになる。論理用モジュール２内の空気は、上述したように、論理用ファン５の働きにより上方に流れ、論理用ファン５を通過してモジュール間空間３０に到達する。モジュール間空間３０に到達した空気は、Ｖ字型風向板１６の斜面に沿って、筐体４の両側面付近（換言すれば、流路空間１１の延長上の領域）に集められる。側面付近に集められた空気の一部は、開口１７を通過して記憶装置システム１の外部に排出される。残った空気は、論理用ファン５及び記憶用ファン１２の働きにより上方に流れ、記憶用モジュール３の下部の側面付近に到達する。

記憶用モジュール３内の空気は、上述したように、記憶用ファン１２の働きにより上方に流れ、記憶用ファン１２を通過して記憶装置システム１の外部へ排出される。ここで、論理用モジュール２から流れてきた空気は、記憶用モジュール３の下部の側面付近に到達するので、その空気は、記憶用電源１５の横を通過して、流路空間１１を上方に流れて記憶装置システム１の外部に排出されることになる。このため、論理用モジュール２から流れてきた空気は、論理用モジュール２の各装置から熱を奪って温められているが、その温かい空気は、記憶用モジュール３の各装置の冷却を妨げることなく、記憶装置システム１の外部へ排出される。

図７は、本実施形態に係るＭＰ基板７ｍの斜視図である。

同図のＭＰ基板７ｍは、手前側（同図の左側）が記憶装置システム１の正面側に対応し、奥側（同図の右側）が記憶装置システム１の背面側に対応している。また、ＭＰ基板７ｍの上方に論理用ファン５があることからもわかるように、同図の上側は、記憶装置システム１の上側に対応し、同図の下側は、記憶装置システム１の下側に対応している。

ＭＰ基板７ｍの一方の面（表面）には、例えば、ＭＰ１８と、メモリ（例えば、複数のメモリチップを備えたモジュール）２１と、イベント駆動型の高機能なメッセージバスであるＥＳＢ（Enterprise service bus）１９と、ＭＰ１８とメモリ２１とを接続するＭＣＨ（Memory Controller Hub）２０とが備えられる。ＭＰ１８、ＥＳＢ１９、ＭＣＨ２０及びメモリ２１は、発熱体であり、論理用ファン５の冷却の対象となる部品、即ち、論理用ファン５の冷却対象物である。この他、本実施形態では、論理用電源９やバッテリ１０が、論理用ファン５の冷却対象物となる。

ここで、ＭＰ基板７ｍ上の冷却対象物のみを考慮すると、本実施形態では、ＭＰ１８の上限温度（表面温度の上限値）は、他の冷却対象物と比較して顕著に低い。例えば、他の冷却対象物の上限温度が約１００℃であるのに対して、ＭＰ１８の上限温度が約６０℃である。このような場合、最も上限温度の低いＭＰ１８の表面温度を上限温度以下（即ち、約６０℃以下）に保つことができる論理用ファン５が必要とされる。しかしながら、そのような論理用ファン５を用いることにより、上限温度が約１００℃であるＥＳＢ１９やＭＣＨ２０やメモリ２１も、それらの表面温度が、ＭＰ１８と同程度に保たれることになる。勿論、部品によって構造や発熱量が異なるので、部品ごとに表面温度にはばらつきがあるが、例えば、ＭＰ１８の表面温度が６０℃に保たれるのであれば、他の部品の表面温度は、大よそ５０℃〜７０℃の範囲内に保たれると予想される。即ち、ＥＳＢ１９やＭＣＨ２０やメモリ２１にとってみれば、上限温度に対してまだ余裕があるので、論理用ファン５の能力をもう少し低くしても問題ないのだが、ＭＰ１８を上限温度以下に保つために、論理用ファン５の能力を高める必要が生じてしまう。このように、少数（例えば一つ）の部品の上限温度が他と比べて顕著に低い場合は、少数の部品のためだけに論理用ファン５の能力を高くしなければならず、非効率となる。

論理用ファン５の能力を高める方法として、例えば、論理用ファン５の回転速度を上げる方法と、論理用ファン５自体を能力の高いものに置き換える方法とがある。前者の場合は、消費電力が大きくなり、また、ファンの稼働中の騒音が大きくなるという問題が生じる。後者の場合は、前者の場合と同様に消費電力が大きくなる他、購入コストも大きくなる。また、一般に、能力の高いファンほどそのサイズが大きくなるので、論理用ファン５のサイズが大きくなるという問題が生じる。具体的には、例えば、ＭＰ１８を上限温度以下に保つために必要となる論理用ファン５の最小の能力は、ＭＰ１８以外の冷却対象物を上限温度以下に保つために必要となる最小の能力の数倍（例えば約４倍）である。尚、ここでは、ファンの能力として風量を想定している。通常、論理用ファン５のような吸い込み式（或いは吐出し式）のファンは、その能力とその大きさとに相関があり、例えば約４倍の能力を発揮するためには、約３倍の容積が必要となる。即ち、ＭＰ１８の冷却のためだけに論理用モジュール２のサイズが著しく大きくなってしまい、論理用モジュール２が筐体４に納まりきらなくなるおそれがある。

上述した問題に対処するために、本実施形態では、ＭＰ１８を集中的に冷却する、換言すれば、ＭＰ１８の冷却のために専用に設けられたファン２４が備えられる。以下、そのファン２４を「アシストファン２４」と呼ぶ。これにより、ＭＰ１８は、論理用ファン５に加えてアシストファン２４からも冷やされることになる。従って、論理用ファン５だけでは上限温度以下に保てない場合であっても、論理用ファン５とアシストファン２４の両方から冷やされることにより、ＭＰ１８を上限温度以下に保つことが可能となる。例えば、上述した例で言えば、論理用ファン５には、ＥＳＢ１９やＭＣＨ２０やメモリ２１を約１００℃以下に保つことができるものを採用し、アシストファン２４には、上記の論理用ファン５と組み合わせることでＭＰ１８を約６０℃以下に保つことができるものを採用することができる。これにより、上述したファンの効率やサイズの問題が解消する。アシストファン２４は、例えば、論理用ファン５よりも小型（且つ低性能）の吐出し式のファンとすることができる。アシストファン２４は、ＭＰ１８の近辺で、アシストファン２４が吐出した空気がＭＰ１８を冷却して論理用ファン５に吸い込まれるような位置に、配置される。アシストファン２４の配置については、以下で詳細を述べる。アシストファン２４は、その能力に応じて、複数個備えられてもよい。即ち、ＭＰ１８を上限温度以下に保つことができるように、配置可能な大きさを考慮して（即ち、アシストファン２４一つの能力を考慮して）、アシストファン２４の個数を決定することができる。また、アシストファン２４は、ＭＰ基板７ｍに設けられているエッジ表面部２３に備えられているため、ＭＰ基板７ｍや他の箇所にアシストファン２４を設けるためスペースをわざわざ用意することが不要となる。

図７を参照して、ＭＰ基板７ｍ上の冷却対象物及びアシストファン２４の配置の一例を説明する。同図に示すように、メモリ２１は、その長手方向が上下方向（換言すると、空気の流れる方向）と略直行するようにＭＰ基板７ｍの下部に配置される。言い換えれば、メモリ２１は、ＭＰ１８への空気の流れを遮るように壁状に配置される。メモリ２１の上方には、ＭＰ１８とＭＣＨ２０とが互いに一定間隔を隔てて配置される。メモリ２１とＭＣＨ２０は、薄型の直方体の形状を有し、それぞれの最も広い面の一方がＭＰ基板７ｍに接するように、ＭＰ基板７ｍ上に配置される。同図では、二つのＭＰ１８が、正面視で互いに重ならない位置、例えば、上下に並べられて配置されている。ＭＰ１８とＭＣＨ２０との間（例えばほぼ中間）のさらに上方には、ＥＳＢ１９が配置される。ＥＳＢ１９も、ＭＰ１８やＭＣＨ２０と同様に、薄型の直方体の形状を有し、その最も広い面の一方がＭＰ基板７ｍに接するように、ＭＰ基板７ｍ上に配置される。

ＭＰ基板７ｍの上端の背面寄り一帯（ＥＳＢ１９やＭＣＨ２０の上方）には、板状の第一の論理用風向部（例えば風向板）２２が、ＭＰ基板７ｍの表面側に向ってＭＰ基板７ｍの面とほぼ直角になるように設けられる。また、ＭＰ基板７ｍの正面側の端（前縁）の一帯（ほぼ全域）には、ＭＰ基板７ｍの表面側（筐体４の右側面側）に向かって延びＭＰ基板７ｍの面とほぼ直角になるように、板状のエッジ表面部２３が設けられる。アシストファン２４は、エッジ表面部２３上における、ＭＰ１８と同程度の高さとなる位置（ＭＰ１８と対向する位置）に、その吐出し口がＭＰ１８を向くように、配置される。このように配置することで、アシストファン２４の吸い込み口は、記憶装置システム１の正面側を向くことになる。従って、アシストファン２４は、記憶装置システム１のドア（筐体４のドア）に設けられた空気通過部を介して記憶装置システム１の外部から空気を吸い込んで、その空気をＭＰ１８に吐出すことができる。尚、例えば、論理用ボックス６の正面と背面の両方からＭＰ基板７ｍが挿入される、或いは、ＭＰ基板７ｍの正面側（例えば前縁付近）と背面側（例えば後縁付近）の両方にＭＰ１８が配置されている等の場合には、ＭＰ基板７ｍの正面側の端（前縁）一帯にエッジ表面部２３を設けることに代えて又は加えて、ＭＰ基板７ｍの背面側の端（後縁）一帯にエッジ表面部２３を設け、そのエッジ表面部２３上にアシストファン２４が配置されてもよい。この場合、アシストファン２４の吸い込み口は、記憶装置システム１の背面側を向くことになるので、アシストファン２４は、記憶装置システム１の背面側のドアに設けられた空気通過部を介して記憶装置システム１の外部から空気を吸い込んで、その空気をＭＰ１８に吐出すことができる。

次に、ＭＰ基板７ｍ上の空気の流れについて説明する。ＭＰ基板７ｍ上の空気は、論理用ファン５の働きにより、全体的に下方から上方へ向って流れる。同図では、メモリ２１が、その長手方向が空気の流れる方向と略直行するように配置されているため、メモリ２１の長手方向における範囲にわたって、空気の流れを妨げている。従って、ＭＰ基板７ｍの下方の空気は、メモリ２１の両脇を通って、メモリ２１の上方へと流れる。

ここで、もし、アシストファン２４及び第一の論理用風向部２２が設けられていなければ、空気の流れを妨げるものが存在しないので、メモリ２１の両脇から入ってきた空気は、そのまま上方へ流れる。そのため、メモリ２１の両脇の領域（ＭＰ基板７ｍにおける、メモリ２１の両脇にそれぞれある一部領域）を上方へ延長した領域（即ち、ＭＰ基板７ｍの前面寄り及び背面寄りの領域）では、空気の流れが速くなるが、メモリ２１が配置された領域を上方へ延長した領域（即ち、ＭＰ基板７ｍの中央寄りの領域）では、空気の流れが遅くなる。上述したように、冷却対象物は中央寄りの領域に配置されるので、この場合の冷却効率は、あまり良くない。

これに対し、第一の論理用風向部２２が設けられた場合は、第一の論理用風向部２２が、ＭＰ基板７ｍの背面寄りの領域を流れてくる空気を妨げる。そのため、ＭＰ基板７ｍの背面寄りの領域を流れてきた空気は、正面側に湾曲して流れるようになる。尚、ここでは、論理用ボックス６の背面が閉じられている、或いは、ＭＰ基板７ｍの背面側の端一帯にエッジ表面部２３が設けられているものとする。これにより、背面寄りの領域よりも少しだけ正面寄りに配置されている、ＥＳＢ１９における空気の流れが速くなり、ＥＳＢ１９に対する冷却効率が上がることになる。

また、アシストファン２４が設けられた場合は、上述したように、それ自体がＭＰ１８を集中的に冷やすファンであるので、ＭＰ１８に対する冷却効率が上がる。それに加えて、アシストファン２４からは、ＭＰ１８へ向けて（即ち、正面から背面へ向けてほぼ水平方向に）空気が吐き出されるので、ＭＰ基板７ｍの前面寄りの領域を下方から流れてきた空気は、アシストファン２４から吐き出された空気の流れの影響を受けて、背面側に湾曲する。これにより、下方から流れてきた空気がアシストファン２４からの空気とともに、ＭＰ１８付近を通過することになるので、ＭＰ１８に対する冷却効率は更に向上する。

図８は、本実施形態に係るＭＰ基板７ｍの変形例の斜視図である。

以下では、図７との差異点を主に説明する。同図に示すように、ＭＰ基板７ｍには、第二の論理用風向部２５が更に設けられる。第二の論理用風向部２５は、例えば、アシストファン２４とＭＰ１８との間の空間３１を囲うように配置される。即ち、第二の論理用風向部２５は、例えば、エッジ表面部２３の裏面における第一の位置から上側のＭＰ１８（例えばそれの上端又はそれよりも高い位置）へと延びた（例えば水平に延びた）板状の部材２５Ａと、エッジ表面部２３の裏面における第二の位置（上記第一の位置よりも低い位置）から下側のＭＰ１８（例えばそれの下端又はそれよりも低い位置）へと延びた（例えば水平に延びた）板状の部材２５Ｂと、板状の部材２５Ａの一端と板状の部材２５Ｂの一端とを繋ぐ板状の部材２５Ｃとで構成されている。上記第一の位置は、例えば、アシストファン２４の上端又はそれよりも高い位置である。上記第二の位置は、例えば、アシストファン２４の下端又はそれよりも低い位置である。板状の部材２５Ａと板状の部材２５Ｂのそれぞれの幅は、ＭＰ１８の厚み以上とすることができる。板状の部材２５Ａ及び２５Ｂは、アシストファン２４からの空気をＭＰ１８へと案内するガイドとして機能する。板状の部材２５Ｂは、更に、アシストファン２４からＭＰ１８へと流れる空気に論理用ファン５によって流れる空気が衝突することを防ぐシールドとしても機能する。前述した板状の部材２５Ｃは、例えば、ＭＰ１８の厚みに対してアシストファン２４の幅が広い場合は、アシストファン２４からの空気をＭＰ１８の表面に集めるために有効な部材である。板状の部材２５Ｃに代えて、エッジ表面部２３の裏面からＭＰ１８の表面付近まで延びたテーパ等、他種の部材を採用することが可能である。また、この第二の論理用風向部２５は、ＭＰ基板７ｍ上ではなくエッジ表面部２３に設けられており、ＭＰ基板７ｍからわずかに離れている。そのため、ＭＰ基板７ｍには、第二の論理用風向部２５を備えるための領域を設けることが不要となる。

第二の論理用風向部２５は、アシストファン２４とＭＰ１８の間の空間３１を、それ以外の空間から実質的に隔離する。本実施形態では、第二の論理用風向部２５Ｂが、下方からの空気が空間３１に入るのを遮るため、アシストファン２４が吐出す空気は、下方からの空気の流れの影響を受けることなく（アシストファン２４が吐出す空気に対して下方から流れてきた空気が衝突することなく）ＭＰ１８に到達する。即ち、アシストファン２４から吐出された空気は、下方から流れてきた空気等の影響により、その流速が減速したり、その流れる方向が変化したり、その温度が上昇したりすることなく、ＭＰ１８に到達する。つまり、記憶装置システム１の外部から取り込まれた新鮮な空気（他の部品や空気に触れずに温められていない低温の空気）が、アシストファン２４からＭＰ１８へと送られて、ＭＰ１８を冷やすので、ＭＰ１８の冷却効率が向上する。また、この変形例によれば、論理用ファン５による下方からの空気が上記空間３１に入ることが遮られるため、アシストファン２４から吐出された空気のほぼ全部がＭＰ１８に到達することが期待でき、以って、ＭＰ１８の冷却効率の更なる向上が期待できる。

以下、この変形例について、具体的に説明する。

例えば、筐体４の横幅（正面視したときの横幅。以下同じ。）を６５０ｍｍとする。そして、一つの流路空間１１の横幅を１００ｍｍ、論理用モジュール２の横幅を４００ｍｍとする。この場合、論理用ファン５として、例えば、六個の１２０ｍｍ角のファンが、正面視して幅方向に三つずつ、奥行き方向に二つずつ備えられる。

上記の論理用ファン５のみが、論理用モジュール２内の冷却対象物を冷却した場合、上に配置されているＭＰ１８は、約８０℃に保たれ、下に配置されているＭＰ１８は、約６８℃に保たれる。ここで、ＭＰ１８の発熱量は、約４０Ｗであり、その上限温度は、約５８℃である。このままでは、このＭＰ１８を上限温度以下に保つことができない。

これに対して、上記の論理用ファン５に加えて、４０ｍｍ角のアシストファン２４を二個備え、それぞれの風量を約０．２３ｍ^３／ｍｉｎとした場合は、上に配置されているＭＰ１８と下に配置されているＭＰ１８とは、それぞれ約５６℃に保たれる。即ち、アシストファン２４を備えることにより、ＭＰ１８が上限温度以下に保たれることがわかる。尚、アシストファン２４の風量と、その冷却により保たれるＭＰ１８の表面温度との間には相関があり、具体的には、ほぼ反比例する関係がある。尚、本具体例では、エッジ表面部２３の幅が４０ｍｍであるため、それに合わせてアシストファン２４は、４０ｍｍ角のものが採用されている。

図９は、アシストファン２４を制御する処理のフローチャートである。

ここでは、アシストファン２４が二つ備えられており、それぞれが、０．２５ｍ^３／ｍｉｎの風量を保っているものとする。本処理は、例えば、ＭＰ１８が、メモリ１８にロードされたプログラムを実行することで行われる。

いずれか一方のアシストファン２４に障害が発生した場合（Ｓ１）、その障害を検出した或いはその障害の報告を受けたＭＰ１８は、正常に動作しているもう一方のアシストファン２４の風量を増加させる（Ｓ２）。ここでは、二つのアシストファン２４のそれぞれが０．２５ｍ^３／ｍｉｎの風量を保っていたので、正常に動作しているもう一方のアシストファン２４の風量が、例えば、その風量の倍である０．５ｍ^３／ｍｉｎとされる。

本処理の変形例として、例えば、アシストファン２４が三つ備えられており、そのうちの二つが動作することによりＭＰ１８を上限温度以下に保つことができる場合は、ＭＰ１８は、次のように制御することができる。即ち、動作中のアシストファン２４のうちの一つに障害が発生したときに、ＭＰ１８は、Ｓ２において、停止中のアシストファン２４を動作させて、全体として二つのアシストファン２４が動作するようにすることができる。

以上のような制御を行うことにより、複数のアシストファン２４のうちのいずれかに障害が発生した場合でも、アシストファン２４が集中的に冷却する冷却対象物を、上限温度以下に保つことができるようになる。

以上が、本実施形態に係る記憶制御装置の冷却についての説明である。

ところで、その記憶制御装置を備えた記憶装置システム１の構成例や機能例は以下の通りである。

図１０は、記憶装置システム１の機能ブロック図である。

記憶装置システム１は、例えばＲＡＩＤ（Redundant Array of Independent Disks）方式による記憶制御を行うことができる。記憶装置システム１は、例えば、記憶制御装置２と、ＲＡＩＤグループ１０９と、サービスプロセッサ（以下、ＳＶＰ）１０３とを備える。記憶制御装置、即ち、論理用モジュール２は、例えば、一又は複数のチャネルアダプタ（以下、ＣＨＡ）１０１と、一又は複数のディスクアダプタ（以下、ＤＫＡ）１０７と、キャッシュメモリ１０４と、共有メモリ１０６と、スイッチング制御部１０５とを備える。

ＲＡＩＤグループ１０９は、複数の記憶装置１４を含んでおり、例えば、ＲＡＩＤ１やＲＡＩＤ５等のＲＡＩＤに基づく冗長記憶を提供する。各記憶装置１１０は、例えば、ハードディスクドライブそれ自体であってもよいし、キャニスタ（図示せず）内にハードディスクドライブを備えた装置であってもよい。各記憶装置１１０が提供する物理的な記憶領域上には、論理的な記憶領域である論理ボリューム（以下、ＶＯＬ）１１０を少なくとも一つ以上設定可能である。ＶＯＬ１１０には、ホスト装置２００から送信される複数のデータを記憶することができる。

各ＤＫＡ１０７は、各記憶装置１１０との間のデータ授受を制御するものである。各ＤＫＡ１０７は、例えば、ＭＰ１８、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んだマイクロコンピュータシステムとして構成される。ＤＫＡ１０７は、例えば、記憶装置システム１内に複数設けられる。各ＤＫＡ１０７は、キャッシュメモリ１０４からブロックレベルのデータを読出し、それを、記憶装置１１０に書き込んだり、記憶装置１１０から読み出されたブロックレベルのデータをキャッシュメモリ１０４に書き込んだりすることができる。

各ＣＨＡ１０１は、接続パス１０８を介して、ホスト装置２００からデータを受信する。接続パス１０８は、通信ネットワークであってもよいし、専用のパスラインであってもよい。各ＣＨＡ１０１は、ＤＫＡ１０７と同様に、マイクロコンピュータシステムとして構成可能である。例えば、各ＣＨＡ１０１は、ＭＰ１８や、ＤＭＡコントローラや、転送制御部を備える。

キャッシュメモリ１０４は、例えば、揮発または不揮発の半導体メモリから構成することができる。キャッシュメモリ１０４は、ホスト装置２００からのデータや、ＶＯＬ１１０から読み出されたデータを記憶することができる。

共有メモリ１０６は、例えば、不揮発または揮発の半導体メモリから構成することができる。共有メモリ１０６は、例えば、ホスト装置２００から受信した各種コマンドや、記憶装置システム１の制御に使用する制御情報等を記憶する。コマンドや制御情報等は、複数の共有メモリ１０６によって、冗長記憶されてもよい。なお、キャッシュメモリ１０４と共有メモリ１０６とは、それぞれ別々のメモリとして構成することもできるし、あるいは、メモリの一部をキャッシュメモリ領域として使用し、同一のメモリの別の一部を共有メモリ領域として使用することもできる。

スイッチング制御部１０５は、各ＣＨＡ１０１と、各ＤＫＡ１０７と、キャッシュメモリ１０４と、共有メモリ１０６とを、それぞれ相互に接続するものである。スイッチング制御部１０５は、例えば、超高速クロスバスイッチ等から構成することができる。

ＳＶＰ１０３は、例えば内部ネットワーク（例えばＬＡＮ）１０７を介して、記憶装置システム１内の各部の状態を収集し監視することができる。ＳＶＰ１０３は、収集した内部状態の情報を生データのままで、あるいは、統計処理したデータとして、外部の管理端末（不図示）に出力することができる。また、ＳＶＰ１０３は、情報の入力を受け、入力された情報を、自分が備える所定の記憶域（例えばメモリ）に記憶したり、ＣＨＡ１０１又はＤＫＡ１０７に送信したりすることができる。

上述した本発明の幾つかの実施形態及び変形例は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。

本発明の一実施形態に係る記憶制御装置を備えた記憶装置システムの斜視図である。 本実施形態に係る論理用モジュールの斜視図である。 本実施形態に係る論理用モジュールの正面図である。 本実施形態に係る記憶用モジュールの斜視図である。 本実施形態に係る記憶用モジュールの正面図である。 本実施形態に係る記憶装置システムの正面図である。 本実施形態に係るＭＰ基板の斜視図である。 本実施形態に係るＭＰ基板の変形例の斜視図である。 アシストファンを制御する処理のフローチャートである。 記憶装置システムの機能ブロック図である。

符号の説明

１…記憶装置システム、２…論理用モジュール、３…記憶用モジュール、４…筐体、５…論理用ファン、６…論理用ボックス、７…論理基板（７ｍ…ＭＰ基板）、８…吸気口、９…論理用電源、１０…バッテリ、１１…流路空間、１２…記憶用ファン、１３…記憶用ボックス、１４…記憶装置、１５…記憶用電源、１６…Ｖ字型風向板、１７…開口、１８…ＭＰ、１９…ＥＳＢ、２０…ＭＣＨ、２１…メモリ、２２…第一の論理用風向板、２３…エッジ表面部、２４…アシストファン、２５…第二の論理用風向板

Claims (15)

1. 記憶装置を制御する記憶制御装置において、
   複数の冷却対象物を有する複数の論理基板と、
   各論理基板上の前記複数の冷却対象物を冷却する第一の冷却装置と、
   前記各論理基板上の前記複数の冷却対象物のうちの少なくとも一つの特別な冷却対象物を冷却する第二の冷却装置と、
   を備える記憶制御装置。
2. それぞれ縦にされた前記複数の論理基板が前記記憶制御装置の幅方向に配列されており、
   前記第一の冷却装置が、前記複数の論理基板の上方に配置されている吸込み式の大型ファンであり、
   前記各論理基板が、
   前記論理基板の前縁及び／又は後縁に設けられたエッジ表面部と、
   前記エッジ表面部における、前記特別な冷却対象物に対向する位置に配置された、前記第二の冷却装置である吐出し式の小型ファンと、
   前記小型ファンから前記特別な冷却対象物へと流れる空気に前記大型ファンによって流れる空気が衝突することを防ぐシールド部と
   を備え、
   前記特別な冷却対象物とは、その表面の上限温度が、前記特別な冷却対象物以外の冷却対象物の表面の上限温度よりも低い冷却対象物である、
   請求項１記載の記憶制御装置。
3. 複数の前記特別の冷却対象物が前記記憶制御装置の上下方向にずれて前記論理基板上に配置されており、
   前記エッジ表面部における、前記複数の特別の冷却対象物にそれぞれ対向した複数の位置に、複数の小型ファンが設けられている、
   請求項２記載の記憶制御装置。
4. 前記シールド部は、前記エッジ表面部における、前記小型ファンが設けられた位置又はそれよりも低い位置から、前記特別な冷却対象物の下端又はそれよりも低い位置へと延びた壁である、
   請求項２又は３記載の記憶制御装置。
5. 前記壁が、前記小型ファンが吐出した空気を前記特別な冷却対象物まで案内するガイドとしての役割も有する、
   請求項３記載の記憶制御装置。
6. 前記特別の冷却対象部のサイズよりも前記小型ファンのサイズの方が大きく、
   前記各論理基板が、前記小型ファンから吐き出された空気を前記特別の冷却対象物の表面に集める空気集約部を更に備える、
   請求項２乃至５のうちのいずれか１項に記載の記憶制御装置。
7. 前記エッジ表面部に、前記シールド部と前記空気集約部とが備えられている、
   請求項６記載の記憶制御装置。
8. 前記各論理基板が、
   論理基板の中央よりも低い位置に備えられた、前記記憶制御装置の奥行き方向に長いメモリモジュールと、
   前記大型ファンにより前記メモリモジュールの両脇を通って上方へと流れた空気を論理基板の中央側へと流す風向部と
   を備え、
   前記風向部が、前記論理基板の上端に設けられている、
   請求項２乃至７のうちのいずれか１項に記載の記憶制御装置。
9. 前記特別な冷却対象物が、前記第一の冷却装置よりも前記第二の冷却装置に近い位置に配置され、
   前記第二の冷却装置の冷却能力が、前記第一の冷却装置の冷却能力よりも低い、
   請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の記憶制御装置。
10. 前記特別な冷却対象物が、その表面の上限温度が、前記特別な冷却対象物以外の冷却対象物の表面の上限温度よりも低い冷却対象物である、
    請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の記憶制御装置。
11. 前記第一の冷却装置が吸込み式のファンであり、かつ、前記第二の冷却装置が吐出し式のファンであり、
    前記吐出し式のファンにより前記記憶制御装置の外から吸い込まれて前記記憶制御装置内に吐出された空気が、前記特別な冷却対象物を冷却し、
    前記吸込み式のファンにより前記記憶制御装置内に吸い込まれて前記各論理基板における前記特別な冷却対象物を含んだ前記複数の冷却対象物を冷却した空気と、前記吐出し式のファンにより前記記憶制御装置内に吐出されて前記特別な冷却対象物を冷却した空気とが、前記吸込み式のファンにより前記記憶制御装置の外に排出される、
    請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載の記憶制御装置。
12. 前記第二の冷却装置は、前記第一の冷却装置よりも小型の冷却装置であり、
    前記各論理基板が、
    前記論理基板の前縁及び／又は後縁に設けられたエッジ表面部と、
    前記エッジ表面部における、前記特別な冷却対象物に対向する位置に配置された吐出し式のファンと
    を備える、
    請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載の記憶制御装置。
13. 前記第一の冷却装置による空気の流れる方向と前記第二の冷却装置による空気の流れる方向とが異なり、
    前記各論理基板が、前記第二の冷却装置から前記特別な冷却対象物へと流れる空気に前記第一の冷却装置によって流れる空気が衝突することを防ぐシールド部、を更に備える、
    請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の記憶制御装置。
14. 前記シールド部が、前記第二の冷却装置が吐出した空気を前記特別な冷却対象物まで案内するガイドとしての役割を担う、
    請求項１３記載の記憶制御装置。
15. 前記第二の冷却装置が、複数備えられており、
    前記複数の第二の冷却装置のうちのいずれかに障害が発生したときに、前記障害が発生した第二の冷却装置以外の第二の冷却装置の冷却能力を増加させる冷却制御部、を更に備える、
    請求項１乃至１４のうちのいずれか１項に記載の記憶制御装置。

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