JP2009169875A

JP2009169875A - ブレードサーバシステムの拡張モジュール構成

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Publication number: JP2009169875A
Application number: JP2008009980A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Umezawa; 明宏梅沢
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2009-07-30

Abstract

【課題】本発明は、ブレードサーバシステムにおいて、供給電力に関する構成の制限をなくしたブレードサーバシステムを提供する。
【解決手段】ブレードサーバシステムにおいて、複数のＩＯインタフェースのスロットを有し、ブレードサーバシステムのシャーシに搭載または接続することで、各ブレードサーバで占有または共有が可能なＩＯインタフェースのスロットを提供するＩＯスロットモジュールを有し、当該ＩＯスロットモジュールは、スロットに挿入したＩＯインタフェースのカードに規定されている最大電力を供給する手段を備えることで、ＩＯインタフェースのカードの消費電力によるカードの組合せの構成制限を無くす。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレードサーバシステムにおけるモジュール構成に関する。

ブレードサーバシステムは、各サーバブレード（以下、サーバモジュールと称する）にＣＰＵ、メモリやＨＤＤなど、コンピュータシステムの構築に必要な装置を有し、各サーバモジュールでＰＣＩスロット、冷却装置や電源装置を共有化しているため、設置面積が少ない、管理効率や電力効率などで従来のサーバシステムより優れているなどの特徴がある。

しかし、現在のブレードサーバシステムにおいて、各サーバモジュールで占有または共有できるＰＣＩインタフェースのスロットを提供するＰＣＩスロットモジュールは、全てのスロットに挿入されたＰＣＩインタフェースのカードに対し、ＰＣＩ−ＳＩＧによって規定されている電力を最大限供給することができない。
現在では、ＰＣＩスロットモジュールに搭載されたＰＣＩインタフェースのカードが、多くとも最大電力の約５０％〜７０％で動作することを想定し設計されているため、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒに対応したＰＣＩインタフェースのカードなど、ＰＣＩ−ＳＩＧで規定されている最大電力の７０％〜９０％で動作する製品を多数組合せて使用することができない。

特開２００７−１８８３７４号公報

多数の消費電力の多いＩＯインタフェースのカードを、単一のブレードサーバシステムに搭載し使用するためには、より多くの電力を供給できるＩＯスロットモジュールが必要となる。電力の供給能力の高いＩＯスロットモジュールをブレードサーバシステムに搭載することは、必ずしも最適ではない。この方法では、例えば、消費電力量の低いＩＯインタフェースのカードを搭載するシステムにとっては、過剰なスペックとなってしまい、サーバシステムの性能とコストの折り合いが悪くなってしまい、幅広いユーザのニーズに答えられない。また、現在のブレードサーバシステムの設計思想では、多くの電力を必要とするシステムを構築するユーザは一部であると判断しており、この要求はサポートされていない。

本発明では、ブレードサーバシステムにおいて、供給電力に関する構成の制限の廃止と、性能及び消費電力の双方で最適な構成を構築できるブレードサーバシステムを提供することを目的とする。

上記目的を解決するために、ブレードサーバシステムにおいて、全てのＩＯインタフェースのスロットに挿入されたＩＯインタフェースのカードに、供給可能な総電力量が異なるＩＯスロットモジュールを複数モデル提供する。そのモデルの中の一つに、全てのＩＯインタフェースのスロットに挿入されたＩＯインタフェースのカードに、規定された最大消費電力を供給可能なＩＯスロットモジュールを用意する。また、ブレードサーバシステムに対して、必要な電力を供給する能力が異なる電源モジュール、及び必要な冷却を施す能力が異なる冷却ファンモジュールを、それぞれ複数モデル提供する。

ブレードサーバシステムは、上記のように各モジュールの電力要求が異なる複数のモデルを同時に、同一のブレードサーバシステムに搭載または接続し、動作することをサポートする。また、ブレードサーバシステムの可用性の向上のため、異なる複数のモデルでの電源モジュール、及び冷却ファンモジュールの冗長化構成を構築することをサポートする。

本発明により、消費電力の多いＩＯインタフェースのカード多数組合せて、単一のブレードサーバシステムに搭載し、使用することが可能になる。また、ユーザが要求するサーバシステムの消費電力量に合わせ、ブレードサーバシステムに搭載するＩＯスロットモジュール、電源モジュール及び冷却ファンモジュールのモデルを選択、搭載することで、性能及び消費電力に最適なブレードサーバシステムを構築することが可能になる。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は一般的なブレードサーバシステムに、本発明の概念を導入したシステム構成図である。ブレードサーバシステムは、主にサーバシャーシ（１０１）、バックプレーン（１０２）、サーバモジュール（１０３）、ＰＣＩスロットモジュール（１０４）、電源モジュール（１０７）、冷却ファンモジュール（１０８）から構成される。

サーバシャーシ（１０１）は、バックプレーン（１０２）を有し、サーバモジュール（１０３）などの各種モジュールを格納するエンクロージャの役割を果たす。各種モジュールは、サーバシャーシ（１０１）に搭載されることで、バックブレーン（１０２）に接続され、バックブレーン（１０２）より駆動に必要な電力が供給される。

サーバモジュール（１０３）は、ＣＰＵ、メモリやＨＤＤなど、電源装置と冷却装置を除き、コンピュータシステムに必要な装置を有し、単体のコンピュータもしくはサーバと同等の扱いが可能な情報処理装置である。また、サーバモジュール（１０３）は同一のサーバシャーシ（１０１）に複数搭載されることを許容されている。

ＰＣＩスロットモジュール（１０４）は、複数のＰＣＩインタフェースに対応したスロット（１０５）を有し、サーバシャーシ（１０１）に搭載することで、各サーバモジュール（１０３）で占有または共有が可能なＰＣＩインタフェースのスロットを提供する。ＰＣＩインタフェースのスロット（１０５）にＰＣＩインタフェースカードを挿入することで、各サーバモジュール（１０３）よりＰＣＩインタフェースカードの機能が使用可能となる。ＰＣＩスロットモジュール（１０４）は、バックプレーン（１０２）より電力を供給され、ＰＣＩインタフェーススロット（１０５）に挿入されたＰＣＩインタフェースカードに電力を供給する。

電源モジュール（１０７）は、バックプレーン（１０２）を介し、各種モジュールに電力を供給する。その際に、バックプレーン（１０２）に供給する電力を安定化するＰＳプレーン（１０６）等の仕組みが存在してもよい。また、冷却ファンモジュール（１０８）は、各種モジュールを冷却する役割を果たす。

本発明により、全てのＰＣＩインタフェーススロット（１０５）に対し、ＰＣＩ−ＳＩＧにより規定された最大電力を供給可能なＰＣＩスロットモジュール（１０９）を従来のＰＣＩスロットモジュール（１０４）の代わりに、サーバシャーシ（１０１）に搭載することで、全てのＰＣＩインタフェーススロット（１０５）に搭載されたＰＣＩインタフェースカードが、規定された最大電力での動作を可能とする。電力供給能力強化型ＰＣＩスロットモジュール（１０９）の搭載により、増加した必要電力を補うために、電力供給能力を強化した電源モジュール（１１０）を従来の電源モジュール（１０６）の代わりに搭載可能とする。また、消費電力の増加に伴う発熱量の増加を緩和するために、冷却能力を強化した冷却ファンモジュール（１１１）を従来の冷却ファンモジュール（１０７）の代わりに搭載可能とする。

本発明では、図２のように各種モジュールにおいて、同等の機能を所持した電力要求の異なる各種モジュールの複数のモデルが、同一サーバシャーシ（１０１）に混在し、同一バックプレーン（１０２）に接続され、同時に動作することを許容する。また、図３に、各種モジュールの複数モデル混在時も考慮した、システムを活性化の制御フローを示す。まず、構成変更などでシステム活性化の契機（３０１）を迎えると、搭載されている各種モジュールの総必要電力を算出（３０２）する。次に、搭載されている電源モジュールの構成を検出（３０３）し、先（３０２）に算出した総必要電力に基づき、現在の電源モジュール構成で動作可能か判断する（３０４）。現在の電源モジュール構成で動作可能ならば、電源モジュールが冗長化可能か判断する（３０５）。現在の電源モジュールの構成で、冗長化が可能ならば、電源モジュールを冗長化（３０６）し、そうでない場合は冗長化しない。更に、冷却ファンモジュールに対しても、電源モジュールと同様に、動作可否判断（３０８）及び冗長化可否判断（３０９）を実施した後、適切な構成を組む。電源モジュール構成及び冷却ファンモジュールの構成のいずれかで、動作不可能と判断された場合、システム構成エラー（３１２）となり、システムの起動、または構成の変更を中止する。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に各種モジュールにおけて、同等の機能を所持した電力要求の異なる各種モジュールの複数のモデルの冗長化構成例について示す。冗長構成は、冗長化のために用意された電源モジュール（４０３）及び冷却ファンモジュール（４０７）が、稼動している電源モジュール（４０１）（４０２）及び冷却ファンモジュール（４０４）（４０５）（４０６）の中で最も性能の高いモジュール（４０１）（４０４）と同等、またはそれを上回る性能の場合のみ、構築することが可能とする。

図５に各種モジュールにおける給電配線概要図を示す。ＰＣＩスロットモジュール（５０３）及び冷却ファンモジュール（５０７）は、モジュール内に搭載されたＤＣ／ＤＣ変換器（５０５）により、バックプレーン（５０１）の電源バス（５０２）から、ＰＣＩインタフェーススロット（５０６）や冷却ファン（５０８）などの末端デバイスに必要な電圧を生成し、デバイスを動作させる。搭載するＤＣ／ＤＣ変換器（５０５）の仕様を変更することで、デバイスに提供できる電力量を変更でき、同等の機能を所持した電力要求の異なるモデルの混在が可能になる。また、ＰＣＩスロットモジュール（５０３）及び冷却ファンモジュール（５０７）内に保護ユニット（５０４）を搭載し、電力要求が異なる複数のモデルが混在するシステムで装置の損傷や事故を防ぐ。

また、本発明を販売時における構成選択フローに適用した図を図６（Ａ）及び図（Ｂ）に示す。図６（Ａ）は、現在のブレードサーバシステムにおける、販売時の構成選択フローである。まず、ＩＯインタフェースのカードの種類を決定する前に、ブレードサーバシャーシに搭載する、ＰＣＩスロットモジュールのモデルを決定（６０１）（６０２）する。その後、選択したＰＣＩスロットモジュールのスロットタイプに合わせ、ＰＣＩインタフェースのカードを選択（６０３）（６０４）（６０５）（６０６）する。図６（Ｂ）に本発明を適用した場合の、販売時における構成選択フローを示す。ＰＣＩスロットモジュールのモデルの選択と、スロットタイプの選択（６０７）を分離させ、ＰＣＩインタフェースのカードを先に決定（６０３）（６０４）（６０５）（６０６）する。その後、選択したＰＣＩインタフェースのカード全ての消費電力を算出（６０８）し、電力効率を最適にするＰＣＩスロットモジュールを選択（６０１）（６０２）（６０９）（６１０）する。

本発明におけるブレードサーバシステムのモジュール構成図１。本発明におけるブレードサーバシステムのモジュール構成図２。各種モジュールの活性化及び冗長化における制御フロー図。複数モデル混在時における電源モジュールの冗長化概要図。複数モデル混在時における冷却ファンモジュールの冗長化概要図。各種モジュールにおける給電配線概要図。従来の販売における構成選択フロー図。本発明適用時の販売における構成選択フロー図。

符号の説明

１０１…ブレードサーバシャーシ、１０２…バックプレーン、１０３…ブレードサーバモジュール、１０４…ＰＣＩスロットモジュール、１０５…ＰＣＩインタフェーススロット、１０６…ＰＳプレーン、１０７…電源モジュール、１０８…冷却ファンモジュール、１０９…供給電力強化型ＰＣＩスロットモジュール、１１０…供給電力強化型電源モジュール、１１１…冷却能力強化型冷却ファンモジュール、３０１…システムの活性化契機、３０２…搭載モジュールの総消費電力算出、３０３…搭載電源モジュールの構成検出、３０４…現電源モジュール構成での動作判定、３０５…現電源モジュール構成での冗長化判定、３０６…電源モジュールの冗長化、３０７…搭載冷却ファンモジュールの構成検出、３０８…現冷却ファンモジュールでの動作判定、３０９…現冷却ファンモジュールでの冗長化判定、３１０…冷却ファンモジュールの冗長化、３１１…システムの活性化、３１２…システム構成エラー、４０１…稼動電源モジュールモデルＡ、４０２…稼動電源モジュールモデルＢ、４０３…冗長電源モジュール、４０４…稼動冷却ファンモジュールモデルＡ、４０５…稼動冷却ファンモジュールモデルＢ、４０６…稼動冷却ファンモジュールモデルＣ、４０７…冗長冷却ファンモジュール、５０１…バックプレーン、５０２…電源バス、５０３…ＰＣＩスロットモジュール、５０４…保護モジュール、５０５…ＤＣ／ＤＣ変換器、５０６…ＰＣＩインタフェーススロット、５０７…冷却ファンモジュール、５０８…冷却ファン、５０９…ＰＳプレーン、５１０…電源モジュール、５１１…ＡＣ／ＤＣ変換器、５１２…電源コンセント、６０１…ＰＣＩスロットモジュールモデルＡ（ＰＣＩ−Ｘ）、６０２…ＰＣＩスロットモジュールモデルＢ（ＰＣＩ−Ｅ）、６０３…ＰＣＩインタフェースカードモデルＡ、６０４…ＰＣＩインタフェースカードモデルＢ、６０５…ＰＣＩインタフェースカードモデルＣ、６０６…ＰＣＩインタフェースカードモデルＤ、６０７…ＰＣＩスロット判定、６０８…総消費電力判定、６０９…ＰＣＩスロットモジュールタイプＣ、６１０…ＰＣＩスロットモジュールタイプＤ。

Claims

ブレードサーバシステムにおいて、複数のＩＯインタフェースのスロットを有し、ブレードサーバシステムのシャーシに搭載または接続することで、各ブレードサーバで占有または共有が可能なＩＯインタフェースのスロットを提供するＩＯスロットモジュールを有し、当該ＩＯスロットモジュールは、スロットに挿入したＩＯインタフェースのカードに対し、カードで規定されている最大電力を供給する手段を備えることで、ＩＯインタフェースのカードの消費電力によるカードの組合せの構成制限を無くしたことを特徴とするブレードサーバシステム。
請求項１における当該ＩＯスロットモジュールの駆動に必要な電力量と、当該ＩＯモジュールが全てのＩＯインタフェースのカードに対し供給可能な総電力量が異なる複数のモデルを有し、当該ＩＯスロットモジュールの複数のモデルが、同一のブレードサーバシステム内に混在することを特徴とするブレードサーバシステム。
サーバシステムにおいて、サーバシステムに搭載または接続されている全てのモジュールに対し必要な電力を供給する電源モジュールを有し、当該電源モジュールの電力供給能力が異なる複数のモデルを有し、当該電源モジュールの複数のモデルが、同一のサーバシステム内に混在することを特徴とするサーバシステム。
サーバシステムにおいて、サーバシステムに搭載または接続されている全てのモジュールに対し必要な冷却を施す冷却ファンモジュールを有し、当該冷却ファンモジュールの駆動に必要な電力量と、当該冷却ファンモジュールの冷却能力が異なる複数のモデルを有し、当該冷却ファンモジュールの複数のモデルが、同一のサーバシステム内に混在することを特徴とするサーバシステム。