JP2012137887A - コンピュータシステム、及び電源モジュールの運用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＳＵの寿命を監視し、ＰＳＵの運用方法を変化させることで、ＰＳＵの寿命の延長、及び保守交換の頻度低減（コスト低減）を実現する。
【解決手段】本発明に係るコンピュータシステムは、ＰＳＵの残寿命を時間単位で管理計測する手段と、それに基づいてＰＳＵの切り替えや運用を制御する手段とを備える。このとき、コンピュータシステムは、残寿命の計算においては、初期寿命のほか、ＰＳＵの出力情報（電流値）を加味した上で、残寿命の計算を行う。また、途中で新規ＰＳＵに置き換わった場合もその条件を加味して、新規製品を優先的に使う制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータシステムに関し、特にコンピュータシステムにおける電源モジュールの運用方法に関する。

近年、電源モジュールであるＰＳＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｕｎｉｔ）が複数台搭載されるサーバシステムにおいて、ＰＳＵのＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ：交流）／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ：直流）変換効率を向上させるために、低負荷時には、ＰＳＵの数を最小限にするような省電力方式が一般的である。

例えば、省電力を目的とした効率的な電源効率を実現するために、負荷に応じて特定のＰＳＵのみ動作させる電源制御がある。

このとき、低負荷時には、特定のＰＳＵのみ動作することになり、製品寿命を縮めて故障率を増加させてしまう可能性がある。製品寿命の観点から、特定のＰＳＵのみ運用が集中するのは望ましくない。

また、従来は、サーバに搭載される複数のＰＳＵのうち、消費電力に応じて動作するＰＳＵを限定する場合には、物理的な搭載位置に依存することが多い。或いは、時間によって一定間隔に切り替えを行うことが一般的である。

このため、必ずしも、実際の使用頻度に比例して切り替えを行っておらず、結果としてＰＳＵ残寿命が一定とはなっておらず、保守交換頻度が特定のＰＳＵに偏る等の課題があった。

関連する技術として、特許文献１（特開２００４−１３４１４５号公報）に電源装置及びこの電源装置を備えたデジタルカメラが開示されている。この関連技術では、２セットのリチウムイオン電池の場合、前回の動作時に使用した電池と電池容量をコントローラが予め計算しておき、ＡＣアダプタはＡＣアダプタを優先して起動を行い、ＡＣアダプタが接続されていないことを該電源検出回路で確認を行い、この計算結果にてどちらかの電池で起動を行う。

また、特許文献２（特開２００９−２８１９８５号公報）に電源監視装置が開示されている。この関連技術では、装置の周囲温度や温度上昇値が異常値になった場合、及び装置の余寿命が規定余寿命未満になった場合、外部にエラー表示、或いは警報出力を行う。

特開２００４−１３４１４５号公報 特開２００９−２８１９８５号公報

本発明の目的は、ＰＳＵの残寿命を時間単位で管理計測する手段と、その計測結果に基づいてＰＳＵの切り替えや運用を制御する手段とを備えるコンピュータシステムを提供することである。このとき、残寿命の計算においては、初期寿命のほか、ＰＳＵの出力情報（電流値）を加味した上で、残寿命の計算を行う。また、途中で新規ＰＳＵに置き換わった場合もその条件を加味して、新規製品を優先的に使う制御を行う。

本発明に係るコンピュータシステムは、電源ユニット上にあり、それぞれがＤＣ出力可能な複数のＰＳＵと、前記電源ユニット上にあり、前記複数のＰＳＵの各々の生存を示す電確信号を基に、ＰＳＵ毎の寿命計測を行い、前記各ＰＳＵの寿命情報を伝えるフィードバック信号を出力する寿命計測回路と、前記電源ユニットに接続され、動作状態とするＰＳＵ及び当該ＰＳＵを切り換える周期を決定し、前記フィードバック信号を基に、前記複数のＰＳＵの動作及び停止を制御するＰＳＵ制御回路とを具備する。前記ＰＳＵ制御回路は、前記複数のＰＳＵのうち所定の台数を動作状態とし、一定周期で動作状態のＰＳＵと他のＰＳＵとを切り替え、前記各ＰＳＵの残寿命を均等にする。

本発明に係る電源モジュールの運用方法では、電源ユニット上において、寿命計測回路が、それぞれがＤＣ出力可能な複数のＰＳＵの各々の生存を示す電確信号を基に、ＰＳＵ毎の寿命計測を行い、前記各ＰＳＵの寿命情報を伝えるフィードバック信号を出力する。また、前記電源ユニットに接続されたＰＳＵ制御回路が、動作状態とするＰＳＵ及び当該ＰＳＵを切り換える周期を決定し、前記フィードバック信号を基に、前記複数のＰＳＵの動作及び停止を制御する。また、前記ＰＳＵ制御回路が、前記複数のＰＳＵのうち所定の台数を動作状態とし、一定周期で動作状態のＰＳＵと他のＰＳＵとを切り替え、前記各ＰＳＵの残寿命を均等にする。

本発明に係るプログラムは、上記の電源モジュールの運用方法における処理を、ファームウェアとして計算機に実行させるためのプログラムである。なお、本発明に係るプログラムは、記憶装置や記憶媒体に格納することが可能である。

ＰＳＵの寿命を監視し、ＰＳＵの運用方法を変化させることで、ＰＳＵの寿命の延長、及び保守交換の頻度低減（コスト低減）を実現する。

本発明に係るコンピュータシステムの構成例を説明するための全体図である。 寿命計測回路の詳細について説明するための図である。 本発明に係るコンピュータシステムの動作（電源モジュールの運用方法）について説明するための図である。 保守交換時期への影響を表す図である。

以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、信号や情報は、送信側と受信側との間に設けられた信号線（配線）を経由して伝送されているものとする。また、以下の説明におけるユニット、回路、信号線の数は例示に過ぎず、実際には例示した数に限定されない。

＜全体構成＞
図１に示すように、本発明に係るコンピュータシステムは、電源ユニット１００と、交流電源１０１と、負荷１０２と、ＰＳＵ制御ユニット１０３と、コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）１０４を含む。

［電源ユニット］
電源ユニット１００は、ＰＳＵ１１１〜１１４と、固体ＩＤ１１５〜１１８と、ＰＳＵ使用時間保持回路１２０を含む。

なお、ＰＳＵ１１１〜１１４は、ＰＳＵ１１１、ＰＳＵ１１２、ＰＳＵ１１３、及びＰＳＵ１１４を示す。固体ＩＤ１１５〜１１８は、固体ＩＤ１１５、固体ＩＤ１１６、固体ＩＤ１１７、及び固体ＩＤ１１８を示す。

［ＰＳＵ（ＡＣ／ＤＣ変換ユニット）］
ＰＳＵ１１１〜１１４は、ＡＣ／ＤＣ変換ユニットであり、ＡＣ／ＤＣ変換を行い、ＤＣ出力２００をＰＳＵ１１１〜１１４の負荷１０２に供給し、負荷１０２を駆動する。

［ＤＣ出力］
ＤＣ出力２００は、ＰＳＵ制御ユニット１０３と負荷１０２との間に設けられた配線を経由して出力される。すなわち、ＤＣ出力２００は、ＤＣ出力を伝送する配線も意味している。

［負荷］
負荷１０２は、当該コンピュータシステムにおいて電力を消費する回路、或いは素子である。

［固体ＩＤ］
固体ＩＤ１１５〜１１８は、ＰＳＵ１１１〜１１４の内部に固有の固体ＩＤである。すなわち、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々は、内部に固有の固体ＩＤ１１５〜１１８を持つ。

［ＰＳＵ使用時間保持回路］
ＰＳＵ使用時間保持回路１２０は、ＰＳＵ１１１〜１１４の使用時間を保持する回路である。

ＰＳＵ使用時間保持回路１２０は、寿命計測回路１２１と、初期値設定回路１２２を備える。

［ＰＳＵ制御ユニット］
ＰＳＵ制御ユニット１０３は、ＰＳＵ１１１〜１１４の制御を行う。ＰＳＵ制御ユニット１０３は、ファームウェア（ＦｉｒｍＷａｒｅ）等により実現される。

ＰＳＵ制御ユニット１０３は、ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３と、初期寿命／交換指示制御回路１２４と、サーバ構成情報１２５を備える。

［電確信号］
電確信号２０１〜２０４は、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々から寿命計測回路１２１に、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々が動作／通電していること（ＰＳＵの生存）を伝える電確信号（動作信号）である。なお、電確信号２０１〜２０４は、電確信号２０１、電確信号２０２、電確信号２０３、及び電確信号２０４を示す。

［電流値出力信号］
電流値出力信号２０５〜２０８は、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々から寿命計測回路１２１に、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々の電流値を伝える電流値出力信号である。なお、電流値出力信号２０５〜２０８は、電流値出力信号２０５、電流値出力信号２０６、電流値出力信号２０７、及び電流値出力信号２０８を示す。

［ＰＳＵ制御信号］
ＰＳＵ制御信号２１１〜２１４は、ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３からの指示（情報の送信）をＰＳＵ１１１〜１１４に伝えたり、ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３からＰＳＵ１１１〜１１４内の固体ＩＤ１１５〜１１８を読み取ったりするためのＰＳＵ制御信号（ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御信号）である。なお、ＰＳＵ制御信号２１１〜２１４は、ＰＳＵ制御信号２１１、ＰＳＵ制御信号２１２、ＰＳＵ制御信号２１３、及びＰＳＵ制御信号２１４を示す。

［寿命情報フィードバック］
寿命情報フィードバック２２１は、寿命計測回路１２１から寿命情報をＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に寿命情報を伝えるフィードバック信号である。

［交換時期アラーム］
交換時期アラーム２２２は、ＰＳＵ使用時間保持回路１２０からＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に交換時期を伝えるアラーム信号である。

［初期値設定指示］
初期値設定指示２２３は、初期寿命／交換指示制御回路１２４から初期値設定回路１２２に初期値の設定／更新の指示を伝える指示信号である。

［制御信号］
制御信号２２４〜２２７は、寿命計測回路１２１と初期値設定回路１２２との間で寿命情報ならびに初期値設定情報（初期値として設定される値）の送受信を行う制御信号である。制御信号２２４〜２２７は、制御信号２２４、制御信号２２５、制御信号２２６、及び制御信号２２７を示す。

また、制御信号２２８は、初期値設定回路１２２から寿命計測回路１２１に、ＰＳＵ１１１〜１１４の寿命の上限値（寿命上限値情報）を通知する制御信号である。なお、寿命の上限値とは、寿命の初期値を意味する。

［コンソール］
コンソール１０４は、ＰＳＵ制御ユニット１０３に対して指示を行う。

＜電源モジュールの運用方法＞
図１の全体図を基に、本発明に係るコンピュータシステムの動作（電源モジュールの運用方法）について詳細に説明する。

［ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路の動作］
ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、サーバ構成情報１２５の内容を基に、電源ユニット１００内に搭載しているＰＳＵ１１１〜１１４のうち、どのＰＳＵを動作状態（運用状態）とするか、また、どのような周期（１年、１ヶ月、１週間）で動作させるＰＳＵを切り替えるか等を決定する。ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、決定された内容に基づいて、ＰＳＵ１１１〜１１４にＰＳＵ制御信号２１１〜２１４を出力し、実際にＰＳＵ１１１〜１１４のＯｎ／Ｏｆｆ制御を行う。

［コンソールの動作］
このとき、コンソール１０４は、ＰＳＵ制御ユニット１０３に対して指示を行う。

［ＰＳＵ制御ユニットの動作］
ＰＳＵ制御ユニット１０３は、コンソール１０４からの指示に応じて、初期寿命／交換指示制御１２４から初期値設定指示２２３を出力することで、初期値設定回路１２２に対して、サーバに搭載されているＰＳＵ１１１〜１１４の各々の残寿命に対する初期値を設定する。

また、ＰＳＵ制御ユニット１０３は、例えば途中でＰＳＵ１１１〜１１４が新規製品に置き換えられた場合には、同様に、コンソール１０４からの指示に応じて、初期寿命／交換指示制御１２４から初期値設定指示２２３を出力することで、初期値設定回路１２２に設定された初期値を更新する。

また、ＰＳＵ制御ユニット１０３は、ＰＳＵ１１１〜１１４の実装位置の入れ替え等が行われた場合、ＰＳＵ制御信号２１１〜２１４の固有ＩＤ情報（ＰＳＵ１１１〜１１４内の固体ＩＤ１１５〜１１８）を基に、初期値設定回路１２２に対して、設定された初期値の変更を指示する。

［初期値設定回路の動作］
初期値設定回路１２２は、ＰＳＵ制御ユニット１０３からの初期値設定指示２２３に応じて設定された初期値を初期値設定情報として保持し、寿命計測回路１２１との間で、制御信号２２４〜２２７を用いて、寿命情報ならびに初期値設定情報の送受信を行う。

寿命計測回路１２１は、初期値設定回路１２２からの初期値設定情報を基に、ＰＳＵ毎の寿命計測を開始する。

寿命計測回路１２１は、この寿命計測を行う際、各ＰＳＵからの電確信号２０１〜２０４の情報や、電流値出力信号２０５〜２０８の情報を基に、実際に動作しているＰＳＵと出力状態を加味した上で、残寿命を計算する。

寿命計測回路１２１は、各ＰＳＵが寿命に達する前に、一定期間、各ＰＳＵからの電確信号２０１〜２０４や、電流値出力信号２０５〜２０８の入力がない場合、そのＰＳＵが故障したものと判断するようにしても良い。

＜寿命計測回路の詳細＞
図２を参照して、寿命計測回路１２１の詳細について説明する。

図１に示すように、寿命計測回路１２１は、電確信号２０１〜２０４と、電流値出力信号２０５〜２０８と、制御信号２２４〜２２７と、制御信号２２８を入力し、寿命情報フィードバック２２１と、交換時期アラーム２２２を出力する。

寿命計測回路１２１は、計算回路１３１〜１３４と、カウンタ回路１４１〜１４４と、アラーム判定回路１４５を備える。

［計算回路］
計算回路１３１〜１３４は、電確信号２０１〜２０４と電流値出力信号２０５〜２０８の各々を基に、寿命計算を行い、計算結果出力信号２３１〜２３４を出力する。なお、計算回路１３１〜１３４は、計算回路１３１、計算回路１３２、計算回路１３３、及び計算回路１３４を示す。

ここでは、計算回路１３１〜１３４は、それぞれの内部でカウンタを持ち、電流値出力信号２０５〜２０８の電流値情報に応じて数値化し、カウントアップ（カウンタ値のインクリメント）する。計算回路１３１〜１３４は、カウンタ値が一定値に達したら、計算結果出力信号２３１〜２３４を通じて「１」を出力するとともに、カウンタを自動リセット（カウンタ値を初期化）する。このとき、電確信号２０１〜２０４はイネーブル信号となり、この信号が「０」ならば、計算回路１３１〜１３４は、カウントアップしないようにする。

［計算結果出力信号］
計算結果出力信号２３１〜２３４は、計算回路１３１〜１３４からカウンタ回路１４１〜１４４に、計算回路１３１〜１３４の計算結果である通電情報を伝える計算結果出力信号である。

［カウンタ回路］
カウンタ回路１４１〜１４４は、計算結果出力信号２３１〜２３４の通電情報や制御信号２２４〜２２７の初期値設定情報を基に、残寿命を計測し、寿命情報フィードバック２２１を出力する。なお、カウンタ回路１４１〜１４４は、カウンタ回路１４１、カウンタ回路１４２、カウンタ回路１４３、及びカウンタ回路１４４を示す。

ここでは、カウンタ回路１４１〜１４４は、寿命のカウンタを持つ。カウンタ回路１４１〜１４４は、計算結果出力信号２３１〜２３４が「１」の場合のみ、初期値（例えば５年）からカウントダウン（カウンタ値のデクリメント）する。このとき、カウンタ回路１４１〜１４４は、制御信号２２４〜２２７の初期値設定情報を基に、当該初期値を設定する。

カウンタ回路１４１〜１４４は、カウントダウンした結果のカウンタ値を基に、寿命情報フィードバック２２１経由で各ＰＳＵの残寿命情報を、ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に渡す。ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、各ＰＳＵの残寿命情報を参照して、Ｏｎ／ＯｆｆするＰＳＵを決定する。

寿命情報フィードバック２２１は、図１に示したように、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々の計測結果をＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に伝送する寿命情報フィードバックである。

［アラーム判定回路］
アラーム判定回路１４５は、カウンタ回路１４１〜１４４の各々から出力された寿命情報フィードバック２２１の寿命情報と、制御信号２２８の寿命上限値情報を基に、ＰＳＵ１１１〜１１４のうち、製品寿命に達しそうなＰＳＵを判定し、判定結果を基に、交換時期アラーム２２２を出力する。

＜寿命計測回路の動作の詳細＞
図２に示した寿命計測回路の構成図を参照して、寿命計測回路１２１の動作について詳細に説明する。

［計算回路の動作］
計算回路１３１〜１３４は、電確信号２０１〜２０４と電流値出力信号２０５〜２０８を基に、ＰＳＵ１１１〜１１４が実際に動作していることを表す実電確信号を生成する。

例えば、各ＰＳＵ１１１〜１１４の最大出力を１とした場合、出力が半分なら実電確信号が発生する時間を半分にする。計算回路１３１〜１３４は、この実電確信号を計算結果出力信号２３１〜２３４としてカウンタ回路１４１〜１４４の各々に伝える。

［カウンタ回路の動作］
カウンタ回路１４１〜１４４は、実電確信号が１の場合に限り、残寿命へのカウントダウンを行い、カウンタ値を、随時、寿命情報フィードバック２２１としてＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に送信するとともに、制御信号２２４〜２２７として初期値設定回路１２２にも送信する。

また、カウンタ回路１４１〜１４４は、ＰＳＵ１１１〜１１４が新規製品等の代替品と交換された場合や、ＰＳＵ１１１〜１１４の実装位置の入れ替えが起きた場合にも、それに対応して、カウンタ値を制御信号２２４〜２２７として初期値設定回路１２２に送信し、初期値の入れ替えを行う。

或いは、ＰＳＵ１１１〜１１４が新規製品等の代替品と交換された場合や、ＰＳＵ１１１〜１１４の実装位置の入れ替えが起きた場合には、ＰＳＵ制御ユニット１０３が、コンソール１０４からの指示に応じて、初期寿命／交換指示制御１２４から初期値設定指示２２３を出力することで、初期値設定回路１２２に対して、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々の残寿命の初期値の入れ替えを行うようにしても良い。

このようにして計測され、寿命情報フィードバック２２１として送信されたＰＳＵ１１１〜１１４の各々の残寿命情報については、ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に絶えず伝えられ、ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３がＰＳＵ１１１〜１１４のＯｎ／Ｏｆｆ制御を判断する上での情報となる。

［アラーム判定回路の動作］
また、アラーム判定回路１４５は、制御信号２２８の寿命上限値情報を基に、ＰＳＵ毎に残寿命を確認し、残寿命がなくなったＰＳＵを検出した場合、検出されたＰＳＵについての交換時期アラーム２２２をＰＳＵ制御ユニット１０３に伝えることで、コンソール１０４に交換時期を知らせることが可能となる。すなわち、アラーム判定回路１４５は、交換時期アラーム２２２を出力することで、ＰＳＵ制御ユニット１０３を経由してコンソール１０４に交換時期を知らせることができる。実際には、ＰＳＵ制御ユニット１０３が、アラーム判定回路１４５からの交換時期アラーム２２２に応じて、コンソール１０４に交換時期を知らせるようにしても良い。

このようにして寿命計測回路１２１がＰＳＵ毎の残寿命を計測しつつ、計測結果をＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に通知し、ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３が、具体的にＰＳＵ毎のＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆの制御を行う。

＜実施例＞
図３に示す本発明の実施例の簡単な模式図を参照して、残寿命と使用するＰＳＵの様子について説明する。

［前提条件］
（仮定１）本実施例では、ＰＳＵを４台とし、そのうち２台が動作するものと仮定する。
（仮定２）ＰＳＵの寿命を５年とし、１年毎に使用するＰＳＵを切り替えるものと仮定する。但し、交換時期「１年」は、一例に過ぎない。

なお、上記の仮定１は、ＰＳＵが物理的に４台しかないという意味ではなく、複数のＰＳＵのうちの４台を使用し、この４台のうち２台を動作可能とすることを意味する。ここでいう４台のＰＳＵは、図１に示したＰＳＵ１１１〜１１４に相当する。

電源個数等を一般化する場合、「Ｎ」という表現を使う。例えば、その装置に必要な電源の台数が２台なら「Ｎ＝２」となる。２台の電源に、何か故障したときのために１台追加すると「２台＋１台」であるため、「Ｎ＋１」と表現する。これが、いわゆる簡単な冗長構成となる。更に、これを進めて、必要な電源の２倍、つまり４台の電源を搭載するとする。これが「２＋２の２Ｎ冗長」と呼ばれるものである。２台ずつ電源系統を別に（例えば、Ａ社の電源とＢ社の電源）しておくと、どちらかが停電しても、生き残るため、現在では一般的である。その上で、「１＋１」というのは一台ずつ２系統ある状態の「２Ｎ冗長」という意味になる。

［実施内容］
図３を参照すると、残寿命が多いＰＳＵを優先的に使用し、また、新規製品等の代替品に置き換えられた場合は、そちらを優先的に使用している様子が見て取れる。

（１）初期値
ＰＳＵ１１１〜１１４の４台は、初期状態では、いずれもＯｆｆ状態（停止状態）である。したがって、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命はいずれも５年である。ここでは、２台の動作ＰＳＵとして、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３の動作を開始する。

すなわち、寿命計測回路１２１は、初期状態において、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命を計測した際、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命はいずれも５年であると判断し、寿命情報フィードバック２２１としてＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に伝える。ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、２台の動作ＰＳＵとして、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３を選定し、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３にＰＳＵ制御信号２１１とＰＳＵ制御信号２１３を出力し、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３をＯｎ状態（動作状態）にする。但し、実際には、ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、ＰＳＵ１１１〜１１４にＰＳＵ制御信号２１１〜２１４を出力し、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３をＯｎ状態にし、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４をＯｆｆ状態のままにするようにしても良い。

（２）１年後に動作ＰＳＵを変更
１年後には、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３の残寿命は４年となり、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の残寿命は５年のままである。この時点で、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３の動作を停止し、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の動作を開始する。

すなわち、寿命計測回路１２１は、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３をＯｎ状態にしてから１年後に、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命を計測した際、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３の残寿命は４年であり、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の残寿命は５年のままであると判断し、寿命情報フィードバック２２１としてＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に伝える。ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、ＰＳＵ１１１〜１１４にＰＳＵ制御信号２１１〜２１４を出力し、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３をＯｆｆ状態にし、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４をＯｎ状態にする。

（３）さらに１年後に動作ＰＳＵを変更
さらに１年後には、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の残寿命も４年となり、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命はいずれも４年となる。この時点で、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の動作を停止し、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３の動作を開始する。

すなわち、寿命計測回路１２１は、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４をＯｎ状態にしてから１年後に、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命を計測した際、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の残寿命も４年であり、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命はいずれも４年であると判断し、寿命情報フィードバック２２１としてＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に伝える。ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、ＰＳＵ１１１〜１１４にＰＳＵ制御信号２１１〜２１４を出力し、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４をＯｆｆ状態にし、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３をＯｎ状態にする。

（４）さらに１年後に動作ＰＳＵを変更
さらに１年後には、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３の残寿命は３年となり、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の残寿命は４年のままである。この時点で、ＰＳＵ１１１に故障が発生したと仮定する。

すなわち、寿命計測回路１２１は、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３をＯｎ状態にしてから１年後に、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命を計測した際、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３の残寿命は３年であり、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の残寿命は４年のままであると判断する。なお、寿命計測回路１２１は、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々から、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々が動作／通電していることを伝える電確信号（動作信号）を受信しており、ＰＳＵ１１１に故障が発生した場合、これを検知することができる。

本来であれば、寿命計測回路１２１は、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１３の残寿命（３年）と、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の残寿命（４年）を寿命情報フィードバック２２１としてＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に伝えるところであるが、その前にＰＳＵ１１１が故障した旨の交換時期アラーム２２２をコンソール１０４に伝え、その応答があるまで保留する。

（５）故障ＰＳＵを交換し動作ＰＳＵを変更
故障したＰＳＵ１１１を新規製品等の代替品に交換し、新規のＰＳＵをＰＳＵ１１１として扱う。新規製品の場合、新規のＰＳＵ１１１の残寿命は５年となる。この時点で、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１３の動作を停止し、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１４の動作を開始する。

すなわち、故障したＰＳＵ１１１が新規製品等の代替品に交換され、コンソール１０４からの応答があった場合、寿命計測回路１２１は、再度ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命を計測し、ＰＳＵ１１１の残寿命は５年であり、ＰＳＵ１１３の残寿命は３年であり、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１４の残寿命は４年であると判断し、寿命情報フィードバック２２１としてＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に伝える。ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、２台の動作ＰＳＵとして、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１４を選定し、ＰＳＵ１１１〜１１４にＰＳＵ制御信号２１１〜２１４を出力し、ＰＳＵ１１２とＰＳＵ１１３をＯｆｆ状態にし、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１４をＯｎ状態にする。

なお、故障したＰＳＵ１１１の交換については、ＰＳＵ自体の物理的な交換（着脱）に限らず、予備のＰＳＵへの切り替え等でも良い。ここでは４台しか図示していないが、例えば、ＰＳＵ１１１〜１１４と同様に設置されている５台目のＰＳＵが未使用の状態（Ｏｆｆ状態）で存在する場合、既存のＰＳＵ１１１を監視／制御の対象外とし（その後交換しても良い）、当該５台目のＰＳＵを新規にＰＳＵ１１１として扱うことが考えられる。すなわち、寿命計測回路１２１やＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、故障したＰＳＵとの信号のやり取りを停止し、当該５台目のＰＳＵと信号のやり取りを行うようにする。

また、代替品が中古製品（中古のＰＳＵ）である場合、残寿命が不明であるため、中古製品は対象外とすることが好適である。但し、実際には、代替品が中古製品（中古のＰＳＵ）である場合、カウンタ回路１４１〜１４４は、ＰＳＵ１１１〜１１４が新規製品等の代替品と交換された場合や、ＰＳＵ１１１〜１１４の実装位置の入れ替えが起きた場合にも、それに対応して、カウンタ値を、中古製品に交換されたＰＳＵ１１１の残寿命の初期値として、新規製品の場合の残寿命の半分（例えば、２年半）等に変更し、制御信号２２４〜２２７として初期値設定回路１２２に送信し、初期値の入れ替えを行うようにしても良い。

或いは、ＰＳＵ制御ユニット１０３が、コンソール１０４からの指示に応じて、中古製品に交換されたＰＳＵ１１１の残寿命の初期値を、新規製品の場合の残寿命の半分（例えば、２年半）等に設定し、初期寿命／交換指示制御１２４から初期値設定指示２２３を出力することで、初期値設定回路１２２に対して、ＰＳＵ１１１〜１１４の各々の残寿命の初期値の入れ替えを行うようにしても良い。

或いは、カウンタ回路１４１〜１４４は、それまで使用されていたＰＳＵ１１１の残寿命のカウンタ値（交換時点でのカウンタ値）を、中古製品に交換されたＰＳＵ１１１の残寿命のカウンタ値として、そのまま使用するようにしても良い。

中古製品に交換されたＰＳＵ１１１が設定された残寿命よりも前に寿命を迎えた場合には、当該ＰＳＵ１１１を故障扱いとしても良い。

（６）さらに１年後に動作ＰＳＵを変更
さらに１年後には、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１２の残寿命は４年となり、ＰＳＵ１１３とＰＳＵ１１４の残寿命は３年となる。この時点で、ＰＳＵ１１１の動作を継続しつつ、ＰＳＵ１１４の動作を停止し、ＰＳＵ１１２の動作を開始する。

すなわち、寿命計測回路１２１は、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１４をＯｎ状態にしてから１年後に、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命を計測した際、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１２の残寿命は４年であり、ＰＳＵ１１３とＰＳＵ１１４の残寿命は３年であると判断し、寿命情報フィードバック２２１としてＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３に伝える。ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路１２３は、ＰＳＵ１１１〜１１４にＰＳＵ制御信号２１１〜２１４を出力し、ＰＳＵ１１３とＰＳＵ１１４をＯｆｆ状態にし、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１２をＯｎ状態にする。

（７）動作ＰＳＵの残寿命が均等化
さらに１年後には、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１２の残寿命は３年となり、これでＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命はいずれも３年となる。

すなわち、寿命計測回路１２１は、ＰＳＵ１１１とＰＳＵ１１４をＯｎ状態にしてから１年後に、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命を計測した際、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命はいずれも３年であると判断する。

上記のように、本発明に係るコンピュータシステムは、ＰＳＵ１１１〜１１４の４台の残寿命が均等になるように動作する。

ＰＳＵ１１１〜１１４の各々の寿命が近づいた時点（残寿命が０年に近づいた時点）で、そのＰＳＵの交換を督促／通報するための交換時期アラーム２２２をＰＳＵ制御ユニット１０３経由でコンソール１０４に伝える。なお、故障したＯＳＵは、その時点で残寿命が０年となる。

［保守交換時期への影響］
図４を参照して、本発明に係る電源モジュールの運用方法により、保守交換時期を遅くすることが可能となることを説明する。

［前提条件］
（仮定１）ＰＳＵ２台（ＰＳＵ１、ＰＳＵ２）のうち、１台を運用していると仮定する。
（仮定２）ＰＳＵの寿命を３年、ＰＳＵを搭載している装置の製品寿命を５年と仮定する。

（１）同じＰＳＵを３年間使い続けたケース
最初にＰＳＵ１を３年間使用する。続いてＰＳＵ２を３年間使用する。すなわち、１年目から３年目まではＰＳＵ１を使用し、３年目から６年目まではＰＳＵ２を使用する。但し、ＰＳＵを搭載している装置の製品寿命は５年間である。

ＰＳＵ１を３年間使用し、ＰＳＵ１の残寿命が０年となった時点では、ＰＳＵを搭載している装置の製品寿命が２年間残っているため、ＰＵＳ１自体を新規のＰＳＵに交換する必要がある。したがって、同じＰＳＵを３年間使い続けたケースでは、ＰＳＵ１の最初の交換時期は、ＰＳＵ１の使用開始から３年後である。

（２）ＰＳＵを交互に使い続けたケース
ＰＳＵ１とＰＳＵ２を半年おきに交互に使い続ける。すなわち、ＰＳＵ１を半年間使用した後、ＰＳＵ２を半年間使用し、その後再びＰＳＵ１を半年間使用するという動作を繰り返す。

ＰＳＵを半年おきに交互に使い続ける場合、ＰＳＵの寿命は３年間であるため、半年おきに６回使用された後にＰＳＵの残寿命が０年となる。したがって、ＰＳＵを交互に使い続けたケースでは、ＰＳＵ１の最初の交換時期は、ＰＳＵ１の使用開始から５年と半年後である。

これをみると、使用ＰＳＵと待機ＰＳＵの使い方を「（１）同じＰＳＵを３年間使い続けたケース」から「（２）ＰＳＵを交互に使い続けたケース」へ変更することにより、製品寿命である５年のうちに一度もＰＳＵを交換する必要がないことを示している。

また、ＰＳＵを搭載している装置の使用開始から４年目にＰＳＵ２に故障が発生した場合、「（１）同じＰＳＵを３年間使い続けたケース」では、ＰＳＵ２を交換するしかないが、「（２）ＰＳＵを交互に使い続けたケース」では、ＰＳＵ１の寿命が残っているため、ＰＳＵ１を使用することができる。

［基本的なアルゴリズム］
本発明に係る電源モジュールの運用方法の基本的なアルゴリズムについて説明する。

（１）ＰＳＵの残寿命の長いものを優先的に使用
図３に示したように、動作ＰＳＵの変更時において、ＰＳＵの残寿命の長いものを優先的に選択してＯｎ状態にする。

（２）使用中のＰＳＵと未使用のＰＳＵの残寿命が一定間隔（１週間、１月、１年等）
図３に示したように、一定間隔（図３では１年毎）で動作ＰＳＵを変更するため、通常は使用中のＰＳＵと未使用のＰＳＵの残寿命は一定間隔を保っている。

（３）全体として、各ＰＳＵの残寿命が平準化されるように制御（切り替え）を実施
図３の（２）や（７）に示したように、全体として、各ＰＳＵの残寿命が平準化されるように、動作ＰＳＵを変更する。

（４）ＰＳＵが新規製品等に置き換えられた場合は、残寿命をリセットし、初期化
図３の（５）に示したように、故障したＰＳＵが新規製品等に交換された場合、当該ＰＳＵの残寿命のカウンタ値を初期状態に戻す。例えば、ＰＳＵの寿命を５年とした場合、交換された後、ＰＳＵの残寿命を５年に戻す。

＜ハードウェアの例示＞
本発明に係るコンピュータシステムの例として、ＰＣ（パソコン）、アプライアンス（ａｐｐｌｉａｎｃｅ）、シンクライアント端末／サーバ、ワークステーション、メインフレーム、スーパーコンピュータ等の計算機を想定しているが、他の例として、携帯電話機、カーナビ（カーナビゲーションシステム）、携帯型ゲーム機、家庭用ゲーム機、ガジェット（電子機器）、双方向テレビ、デジタルチューナー、デジタルレコーダー、情報家電（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｈｏｍｅ ａｐｐｌｉａｎｃｅ）、ＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器等も考えられる。また、当該コンピュータシステムは、車両や船舶、航空機等の移動体に搭載されていても良い。

図示しないが、上記のようなコンピュータシステムは、プログラムに基づいて駆動し所定の処理を実行するプロセッサと、当該プログラムや各種データを記憶するメモリとを備えている。

上記のプロセッサの例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコントローラ、或いは、専用の機能を有する半導体集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＩＣ））等が考えられる。

上記のメモリの例として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等の半導体記憶装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置、又は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のリムーバブルディスクや、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）等の記憶媒体（メディア）等が考えられる。

なお、上記のプロセッサ及び上記のメモリは、一体化していても良い。例えば、近年では、マイコン等の１チップ化が進んでいる。したがって、コンピュータシステムに搭載される１チップマイコンが、プロセッサ及びメモリを備えている事例が考えられる。

但し、実際には、これらの例に限定されない。

＜まとめ＞
ＰＳＵが複数台搭載されるサーバシステムにおいて、近年ＰＳＵのＡＣ／ＤＣ変換効率を向上させるために低負荷時には、ＰＳＵの数を最小限にするような省電力方式が一般的である。このとき、低負荷時には、特定のＰＳＵのみ動作することになり、製品寿命を縮めて故障率を増加させてしまう可能性がある。本発明では、低負荷時も搭載されているＰＳＵを均等に使うことで、故障耐力を向上させるものである。有寿命品のひとつであるＰＳＵの使用頻度を均等にすることで、故障耐力を向上させるとともに、装置に搭載されているＰＳＵの寿命を最大限引き出すようにすることで、保守にかかるコストを最小限に抑えることを可能にしたものである。

本発明では、残寿命に応じて動作するＰＳＵを変更することで特定のＰＳＵに使用頻度が偏ることなく、結果としてＰＳＵの故障耐力が向上する。

また、装置に搭載されている待機しているＰＳＵも含めて万遍なく使うことで、搭載資源の有効活用ができ、装置の製品寿命に対してＰＳＵの保守交換の回数（コスト）を抑えることが可能となる。

更に、待機系のＰＳＵも定期的に使用することで、ＰＳＵ内のコンデンサ等が無通電状態になることによる劣化を防ぎ、ＰＳＵの寿命を延ばす効果もある。

更に、ＰＳＵの交換時期を実際の運用実績を基に交換時期を知らせることができる。

なお、本発明の説明においては、ＰＳＵ４台の例を示したが、ＰＳＵが何台であれ複数台あれば、本発明の有効性は証明される。

＜本発明の利用分野＞
本発明は、ＡＣ／ＤＣ変換ユニット等の複数のＰＳＵで構成される電源ユニットを持つコンピュータシステム全般ならびに電子機器全般に適用することができる。

＜補足＞
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。

１００… 電源ユニット
１０１… 交流電源
１０２… 負荷
１０３… ＰＳＵ制御ユニット
１０４… コンソール
１１１〜１１４… ＰＳＵ（ＡＣ／ＤＣ変換ユニット）
１１５〜１１８… 固体ＩＤ
１２０… ＰＳＵ使用時間保持回路
１２１… 寿命計測回路
１２２… 初期値設定回路
１２３… ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御回路
１２４… 初期寿命／交換指示制御回路
１２５… サーバ構成情報
１３１〜１３４… 計算回路
１４１〜１４４… カウンタ回路
１４５… アラーム判定回路
２００… ＤＣ出力
２０１〜２０４… 電確信号
２０５〜２０８… 電流値出力信号
２１１〜２１４… ＰＳＵ制御信号（ＤＣ Ｏｎ／Ｏｆｆ制御信号）
２２１… 寿命情報フィードバック
２２２… 交換時期アラーム
２２３… 初期値設定指示
２２４〜２２７… 制御信号（初期値設定情報）
２２８… 制御信号（寿命上限値情報）
２３１〜２３４… 計算結果出力信号（通電情報）

Claims (7)

1. 電源ユニット上にあり、それぞれがＤＣ出力可能な複数のＰＳＵと、
   前記電源ユニット上にあり、前記複数のＰＳＵの各々の生存を示す電確信号を基に、ＰＳＵ毎の寿命計測を行い、前記各ＰＳＵの寿命情報を伝えるフィードバック信号を出力する寿命計測回路と、
   前記電源ユニットに接続され、動作状態とするＰＳＵ及び当該ＰＳＵを切り換える周期を決定し、前記フィードバック信号を基に、前記複数のＰＳＵの動作及び停止を制御するＰＳＵ制御回路と
   を具備し、
   前記ＰＳＵ制御回路は、前記複数のＰＳＵのうち所定の台数を動作状態とし、一定周期で動作状態のＰＳＵと他のＰＳＵとを切り替え、前記各ＰＳＵの残寿命を均等にする
   コンピュータシステム。
2. 請求項１に記載のコンピュータシステムであって、
   前記電源ユニット上にあり、前記寿命計測回路に、前記各ＰＳＵの寿命の初期値及び上限値を通知する初期値設定回路と、
   前記ＰＳＵ制御回路上にあり、前記初期値設定回路に初期値の設定／更新の指示を伝える初期寿命／交換指示制御回路と
   を更に具備する
   コンピュータシステム。
3. 請求項２に記載のコンピュータシステムであって、
   前記寿命計測回路は、
   前記各ＰＳＵの生存を示す電確信号と、前記各ＰＳＵの電流値を伝える電流値出力信号との各々を基に、寿命計算を行い、計算結果である通電情報を伝える計算結果出力信号を出力する計算回路と、
   前記計算結果出力信号の通電情報と、前記初期値設定回路から出力された制御信号の初期値設定情報とを基に、ＰＳＵ毎の残寿命を計測し、前記フィードバック信号を出力するカウンタ回路と、
   前記フィードバック信号と、前記初期値設定回路から出力された制御信号の寿命上限値情報とを基に、前記各ＰＳＵのうち製品寿命に達しそうなＰＳＵを判定し、判定結果を基に、交換時期アラームを出力するアラーム判定回路と
   を具備する
   コンピュータシステム。
4. 電源ユニット上において、寿命計測回路が、それぞれがＤＣ出力可能な複数のＰＳＵの各々の生存を示す電確信号を基に、ＰＳＵ毎の寿命計測を行い、前記各ＰＳＵの寿命情報を伝えるフィードバック信号を出力することと、
   前記電源ユニットに接続されたＰＳＵ制御回路が、動作状態とするＰＳＵ及び当該ＰＳＵを切り換える周期を決定し、前記フィードバック信号を基に、前記複数のＰＳＵの動作及び停止を制御することと、
   前記ＰＳＵ制御回路が、前記複数のＰＳＵのうち所定の台数を動作状態とし、一定周期で動作状態のＰＳＵと他のＰＳＵとを切り替え、前記各ＰＳＵの残寿命を均等にすることと
   を更に含む
   電源モジュールの運用方法。
5. 請求項４に記載の電源モジュールの運用方法であって、
   前記電源ユニット上において、初期値設定回路が、前記寿命計測回路に、前記各ＰＳＵの寿命の初期値及び上限値を通知することと、
   前記ＰＳＵ制御回路上において、初期寿命／交換指示制御回路が、前記初期値設定回路に初期値の設定／更新の指示を伝えることと
   を更に含む
   電源モジュールの運用方法。
6. 請求項５に記載の電源モジュールの運用方法であって、
   前記寿命計測回路上において、
   計算回路が、前記各ＰＳＵの生存を示す電確信号と、前記各ＰＳＵの電流値を伝える電流値出力信号との各々を基に、寿命計算を行い、計算結果である通電情報を伝える計算結果出力信号を出力することと、
   カウンタ回路が、前記計算結果出力信号の通電情報と、前記初期値設定回路から出力された制御信号の初期値設定情報とを基に、ＰＳＵ毎の残寿命を計測し、前記フィードバック信号を出力することと、
   アラーム判定回路が、前記フィードバック信号と、前記初期値設定回路から出力された制御信号の寿命上限値情報とを基に、前記各ＰＳＵのうち製品寿命に達しそうなＰＳＵを判定し、判定結果を基に、交換時期アラームを出力することと
   を更に含む
   電源モジュールの運用方法。
7. 請求項４乃至６のいずれか一項に記載の電源モジュールの運用方法における処理を、ファームウェアとして計算機に実行させるためのプログラム。

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