JP2018074100A - ラックマウント型情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の実装密度の低下を抑制可能なラックマウント型情報処理装置を提供する。【解決手段】電子機器を差し込む複数のスロットを有するラックマウント型情報処理装置１０であって、電子機器１５が有する冷却対象のユニットに設けられており、ユニットを冷却する液体が内部を流通する液冷部品１４−１、１４−２と、複数のスロットが並ぶ方向に沿って延在するマニホールド配管１２Ａ，１２Ｂと、液冷部品１４−１、１４−２とマニホールド配管１２Ａ，１２Ｂとを繋ぐ接続配管であり、複数のスロットのうち少なくとも何れか一つのスロットに対応する部位でマニホールド配管に対し並列に繋がる複数の接続配管とを備える。【選択図】図３

Description

本願は、ラックマウント型情報処理装置に関する。

近年、電子機器には様々な冷却機構が備わっている（例えば、特許文献１−２を参照）。

特開平８−３２２６２号公報 特開２０１３−６５２２７号公報

電子機器の分野においては、電子部品の発熱量の増大に伴い、従来から用いられている空冷方式の冷却機構に代えて、液体の冷媒を循環させる液冷方式の冷却機構の採用が試みられている。しかし、例えば、ラックマウント型サーバに代表されるような、電子機器を差し込む複数のスロットを有するラックマウント型情報処理装置の場合、スロットに差し込む電子機器に冷媒の配管を設けると、電子機器に実装する電子部品の設置スペースが減少し、電子部品の実装密度が低下する。

そこで、本願は、電子部品の実装密度の低下を抑制可能なラックマウント型情報処理装置を開示する。

本願は、次のようなラックマウント型情報処理装置を開示する。本願で開示するラックマウント型情報処理装置は、電子機器を差し込む複数のスロットを有するラックマウント型情報処理装置であって、電子機器が有する冷却対象のユニットに設けられており、ユニットを冷却する液体が内部を流通する液冷部品と、複数のスロットが並ぶ方向に沿って延在するマニホールド配管と、液冷部品とマニホールド配管とを繋ぐ接続配管であり、複数のスロットのうち少なくとも何れか一つのスロットに対応する部位でマニホールド配管に対し並列に繋がる複数の接続配管と、を備える。

上記のラックマウント型情報処理装置は、電子部品の実装密度の低下を抑制することができる。

図１は、実施形態に係るラックマウント型情報処理装置の外観を示した図である。 図２は、実施形態に係るラックマウント型情報処理装置内の全体構造を示した図である。 図３は、実施形態に係るラックマウント型情報処理装置内における電子機器とマニホールド配管との接続状態を示した図である。 図４は、第１比較例に係るラックマウント型情報処理装置内の全体構造を示した図である。 図５は、第１比較例に係るラックマウント型情報処理装置内における電子機器とマニホールド配管との接続状態を示した図である。 図６は、第２比較例に係るラックマウント型情報処理装置内の全体構造を示した図である。 図７は、第２比較例に係るラックマウント型情報処理装置内における電子機器とマニホールド配管との接続状態を示した図である。 図８は、実施形態の第１変形例に係るラックマウント型情報処理装置内における電子機器とマニホールド配管との接続状態を示した図である。 図９は、実施形態の第２変形例に係るラックマウント型情報処理装置内における電子機器とマニホールド配管との接続状態を示した図である。 図１０は、別体のラックマウント型情報処理装置に各々設けられている電子機器同士をデータ伝送ケーブルで繋いだ状態の第１の比較例を示した図である。 図１１は、別体のラックマウント型情報処理装置に各々設けられている電子機器同士をデータ伝送ケーブルで繋いだ状態の第２の比較例を示した図である。 図１２は、別体のラックマウント型情報処理装置に各々設けられている電子機器同士をデータ伝送ケーブルで繋いだ状態の第３の比較例を示した図である。 図１３は、別体のラックマウント型情報処理装置に各々設けられている電子機器同士をデータ伝送ケーブルで繋いだ状態の第４の比較例を示した図である。 図１４は、マニホールド配管をスロット間に配置した第１の図である。 図１５は、マニホールド配管をスロット間に配置した第２の図である。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

図１は、実施形態に係るラックマウント型情報処理装置１０の外観を示した図である。ラックマウント型情報処理装置１０は、板状の電子機器を差し込むスロットを筐体内に複数有する。ラックマウント型情報処理装置１０は、配管１を介して冷媒循環装置（以下、「ＣＤＵ：Coolant Distribution Unit」という）２に接続されている。ラックマウント
型情報処理装置１０は、ＣＤＵ２から供給される液体の冷媒を各スロットの電子機器へ供給するマニホールド配管を内部に有する。なお、図１では、各スロットが上下方向に沿って並ぶラックマウント型情報処理装置１０が図示されている。しかし、ラックマウント型情報処理装置１０は、各スロットが横方向に沿って並ぶものであってもよい。

図２は、実施形態に係るラックマウント型情報処理装置１０内の全体構造を示した図である。実施形態に係るラックマウント型情報処理装置１０は、図２に示すように、電子機器１５を差し込むスロット１１が並ぶ方向に沿って延在するマニホールド配管１２Ａ，１２Ｂを有する。マニホールド配管１２Ａは、ＣＤＵ２から各電子機器１５へ至る冷媒の経路の一部を形成する。マニホールド配管１２Ａの各スロット１１に対応する部位には、マニホールド配管１２Ａと電子機器１５とを繋ぐ柔軟な２本のホース（本願でいう「接続配管」の一例である）１３Ａ１、１３Ａ２が並列に繋がっている。マニホールド配管１２Ｂは、各電子機器１５からＣＤＵ２へ至る冷媒の経路の一部を形成する。マニホールド配管１２Ｂの各スロット１１に対応する部位には、電子機器１５とマニホールド配管１２Ｂとを繋ぐ２本のホース１３Ｂ１，１３Ｂ２が並列に繋がっている。各電子機器１５には、冷媒が内部を流通する２つの液冷部品１４−１，１４−２が設けられている。液冷部品１４−１にはホース１３Ａ１，１３Ｂ１が接続され、液冷部品１４−２にはホース１３Ａ２，１３Ｂ２が接続されている。液冷部品１４−１，１４−２は、何れも冷却対象のユニット（例えば、演算処理装置等の各種発熱部品）に設けられている。

図３は、実施形態に係るラックマウント型情報処理装置１０内における電子機器１５とマニホールド配管１２Ａ，１２Ｂとの接続状態を示した図である。ラックマウント型情報
処理装置１０では、液冷部品１４−１がホース１３Ａ１，１３Ｂ１を介してマニホールド配管１２Ａ，１２Ｂに接続され、液冷部品１４−２がホース１３Ａ２，１３Ｂ２を介してマニホールド配管１２Ａ，１２Ｂに接続されている。すなわち、電子機器１５には、液冷部品１４−１と液冷部品１４−２とを互いに直接接続する冷媒用の配管が不要である。本実施形態に係るラックマウント型情報処理装置１０であれば、液冷部品１４−１と液冷部品１４−２とを直接接続する冷媒用の配管が不要なので、電子機器１５に実装する電子部品の設置スペースの減少による電子部品の実装密度の低下を防ぐことができる。また、各液冷部品１４−１，１４−２がマニホールド配管１２Ａから冷媒の供給を直接受けるため、液冷部品１４−１，１４−２間で冷媒の温度差が生じることもなく、各液冷部品１４−１，１４−２が適正に冷却される。

図４は、第１比較例に係るラックマウント型情報処理装置１１０内の全体構造を示した図である。比較例に係るラックマウント型情報処理装置１１０は、図４に示すように、電子機器１１５を差し込むスロット１１１に沿って延在するマニホールド配管１１２Ａ，１１２Ｂを有する。マニホールド配管１１２Ａの各スロット１１１に対応する部位には、マニホールド配管１１２Ａと電子機器１１５とを繋ぐ柔軟な１本のホース１１３Ａが繋がっている。また、マニホールド配管１１２Ｂの各スロット１１１に対応する部位には、マニホールド配管１１２Ｂと電子機器１１５とを繋ぐ柔軟な１本のホース１１３Ｂが繋がっている。液冷部品１１４−１にはホース１１３Ａ，１１３Ｂが接続される。一方、液冷部品１１４−２は、マニホールド配管１１２Ａ，１１２Ｂには接続されておらず、電子機器１１５内に設けられている機器内配管１１６を介して液冷部品１１４−１と接続されている。

図５は、第１比較例に係るラックマウント型情報処理装置１１０内における電子機器１１５とマニホールド配管１１２Ａ，１１２Ｂとの接続状態を示した図である。ラックマウント型情報処理装置１１０では、液冷部品１１４−１と液冷部品１１４−２とを接続する機器内配管１１６が電子機器１１５内に配設される。よって、本第１比較例に係るラックマウント型情報処理装置１１０では、機器内配管１１６の配設に伴い、電子機器１１５に実装する電子部品の設置スペースが減少し、電子部品の実装密度が低下する。また、液冷部品１１４−１と液冷部品１１４−２が機器内配管１１６の経路上で直列に繋がっているため、上流側から下流側へ至るにつれて冷媒の温度が上昇し、冷却性能が十分に発揮されない。

図６は、第２比較例に係るラックマウント型情報処理装置１２０内の全体構造を示した図である。比較例に係るラックマウント型情報処理装置１２０は、図６に示すように、電子機器１２５を差し込むスロット１２１に沿って延在するマニホールド配管１２２Ａ１，１２２Ｂ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ２を有する。マニホールド配管１２２Ａ１の各スロット１２１に対応する部位には、マニホールド配管１２２Ａ１と電子機器１２５とを繋ぐ柔軟な１本のホース１２３Ａ１が繋がっている。また、マニホールド配管１２２Ｂ１の各スロット１２１に対応する部位には、マニホールド配管１２２Ｂ１と電子機器１２５とを繋ぐ柔軟な１本のホース１２３Ｂ１が繋がっている。また、マニホールド配管１２２Ａ２の各スロット１２１に対応する部位には、マニホールド配管１２２Ａ２と電子機器１２５とを繋ぐ柔軟な１本のホース１２３Ａ２が繋がっている。また、マニホールド配管１２２Ｂ２の各スロット１２１に対応する部位には、マニホールド配管１２２Ｂ２と電子機器１２５とを繋ぐ柔軟な１本のホース１２３Ｂ２が繋がっている。液冷部品１２４−１にはホース１２３Ａ１，１２３Ｂ１が接続され、液冷部品１２４−２はホース１２３Ａ２，１２３Ｂ２が接続される。

図７は、第２比較例に係るラックマウント型情報処理装置１２０内における電子機器１２５とマニホールド配管１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１、１２２Ｂ２との接続状態
を示した図である。ラックマウント型情報処理装置１２０の内部には、液冷部品１２４−１に繋がるマニホールド配管１２２Ａ１，１２２Ｂ１とは別に、液冷部品１２４−２に繋がるマニホールド配管１２２Ａ２，１２２Ｂ２が配設される。すなわち、実施形態に係るラックマウント型情報処理装置１０に比べると、マニホールド配管１２２Ａ１，１２２Ｂ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ２の設置に多くのスペースが使われる。よって、ラックマウント型情報処理装置１２０全体を俯瞰して見た場合、全体的に電子部品の実装密度が低下する。

図８は、実施形態の第１変形例に係るラックマウント型情報処理装置内における電子機器とマニホールド配管との接続状態を示した図である。本第１変形例に係るラックマウント型情報処理装置２０では、電子機器を差し込むスロットが２列備わっており、２列あるスロットのうち何れか一方の列のスロットに電子機器２５Ａが差し込まれ、何れか他方の列のスロットに電子機器２５Ｂが差し込まれるようになっている。電子機器２５Ａには液冷部品２４Ａ−１，２４Ａ−２が設けられており、電子機器２５Ｂには液冷部品２４Ｂ−１，２４Ｂ−２が設けられている。ラックマウント型情報処理装置２０には、電子機器２５Ａ，２５Ｂに繋がるマニホールド配管２２Ａ，２２Ｂが設けられている。マニホールド配管２２Ａの各スロットに対応する部位には、電子機器２５Ａの液冷部品２４Ａ−１とマニホールド配管２２Ａとを繋ぐホース２３Ａ１と、電子機器２５Ｂの液冷部品２４Ｂ−１とマニホールド配管２２Ａとを繋ぐホース２３Ａ２の２本のホースが並列に繋がっている。また、マニホールド配管２２Ｂの各スロットに対応する部位には、電子機器２５Ａの液冷部品２４Ａ−１とマニホールド配管２２Ｂとを繋ぐホース２３Ｂ１と、電子機器２５Ｂの液冷部品２４Ｂ−１とマニホールド配管２２Ｂとを繋ぐホース２３Ｂ２の２本のホースが並列に繋がっている。液冷部品２４Ａ−２は、マニホールド配管２２Ａ，２２Ｂには接続されておらず、電子機器２５Ａ内に設けられている機器内配管２６Ａを介して液冷部品２４Ａ−１と繋がっている。液冷部品２４Ｂ−２は、マニホールド配管２２Ａ，２２Ｂには接続されておらず、電子機器２５Ｂ内に配設されている機器内配管２６Ｂを介して液冷部品２４Ｂ−１と繋がっている。

ラックマウント型情報処理装置２０では、電子機器２５Ａと電子機器２５Ｂが何れもマニホールド配管２２Ａ，２２Ｂを共有している。よって、本第１変形例のラックマウント型情報処理装置２０は、電子機器２５Ａに冷媒を供給するマニホールド配管と電子機器２５Ｂに冷媒を供給するマニホールド配管とを別々に設ける場合に比べると、マニホールド配管の設置スペースの削減により、全体的に電子部品の実装密度の向上を図ることができる。

図９は、実施形態の第２変形例に係るラックマウント型情報処理装置内における電子機器とマニホールド配管との接続状態を示した図である。本第２変形例に係るラックマウント型情報処理装置３０は、第１変形例に係るラックマウント型情報処理装置２０にマニホールド配管を２本更に追加した形態になっており、代わりに液冷部品同士を相互接続する機器内配管が省略されている。本第２変形例に係るラックマウント型情報処理装置３０は、液冷部品３４Ａ−１，３４Ａ−２が設けられた電子機器３５Ａと、液冷部品３４Ｂ−１，３４Ｂ−２が設けられた電子機器３５Ｂとを備える。ラックマウント型情報処理装置３０には、電子機器３５Ａ，３５Ｂに繋がるマニホールド配管３２Ａ１，３２Ｂ１，３２Ａ２，３２Ｂ２が設けられている。マニホールド配管３２Ａ１の各スロットに対応する部位には、電子機器３５Ａの液冷部品３４Ａ−１とマニホールド配管３２Ａ１とを繋ぐホース３３Ａ１と、電子機器３５Ｂの液冷部品３４Ｂ−１とマニホールド配管３２Ａ１とを繋ぐホース３３Ａ２の２本のホースが並列に繋がっている。また、マニホールド配管３２Ｂ１の各スロットに対応する部位には、電子機器３５Ａの液冷部品３４Ａ−１とマニホールド配管３２Ｂ１とを繋ぐホース３３Ｂ１と、電子機器３５Ｂの液冷部品３４Ｂ−１とマニホールド配管３２Ｂ１とを繋ぐホース３３Ｂ２の２本のホースが並列に繋がっている。また
、マニホールド配管３２Ａ２の各スロットに対応する部位には、電子機器３５Ａの液冷部品３４Ａ−２とマニホールド配管３２Ａ２とを繋ぐホース３３Ａ３と、電子機器３５Ｂの液冷部品３４Ｂ−２とマニホールド配管３２Ａ２とを繋ぐホース３３Ａ４の２本のホースが並列に繋がっている。また、マニホールド配管３２Ｂ２の各スロットに対応する部位には、電子機器３５Ａの液冷部品３４Ａ−２とマニホールド配管３２Ｂ２とを繋ぐホース３３Ｂ３と、電子機器３５Ｂの液冷部品３４Ｂ−２とマニホールド配管３２Ｂ２とを繋ぐホース３３Ｂ４の２本のホースが並列に繋がっている。

ラックマウント型情報処理装置３０では、筐体内配管の設置スペースの削減により、各電子機器３５Ａ，３５Ｂの電子部品の実装密度の向上を図ることができる。

また、電子機器２５Ａと電子機器２５Ｂは、何れも同じラックマウント型情報処理装置２０内に設けられているため、電子機器２５Ａと電子機器２５Ｂが互いに別体のラックマウント型情報処理装置に設けられる場合に比べると、互いを接続するデータ伝送ケーブル３７の長さを短縮することができる。図１０は、別体の２つのラックマウント型情報処理装置１１０に各々設けられている電子機器１１５同士をデータ伝送ケーブル１１７で繋いだ状態の第１の比較例を示した図である。また、図１１は、別体の２つのラックマウント型情報処理装置１２０に各々設けられている電子機器１２５同士をデータ伝送ケーブル１２７で繋いだ状態の第２の比較例を示した図である。また、図１２は、別体の２つのラックマウント型情報処理装置１１０に各々設けられている電子機器１１５同士をデータ伝送ケーブル１１７で繋いだ状態の第３の比較例を示した図である。図１３は、別体の２つのラックマウント型情報処理装置１２０に各々設けられている電子機器１２５同士をデータ伝送ケーブル１２７で繋いだ状態の第４の比較例を示した図である。１つのラックマウント型情報処理装置３０内に設けられている電子機器３５Ａ，３５Ｂ同士をデータ伝送ケーブル３７で繋ぐ場合、別体の２つのラックマウント型情報処理１１０，１２０に各々設けられている電子機器１１５，１２５同士をデータ伝送ケーブル１１７，１２７で繋ぐ場合に比べると、ラックマウント型情報処理１１０，１２０の外側部分に引き回される分だけケーブルを短縮することが可能である。ケーブルが短縮されれば、電子機器３５Ａ，３５Ｂ間の通信速度の向上が図られる。

なお、図９ではマニホールド配管３２Ａ１，３２Ｂ１，３２Ａ２，３２Ｂ２が電子機器３５Ａ，３５Ｂの隙間の外側に配置されているが、マニホールド配管３２Ａ１，３２Ｂ１，３２Ａ２，３２Ｂ２は、電子機器３５Ａと電子機器３５Ｂとの間に配置されていてもよい。図１４は、マニホールド配管３２Ａ１，３２Ｂ１，３２Ａ２，３２Ｂ２を、電子機器３５Ａと電子機器３５Ｂとの間に配置した第１の図である。また、図１５は、マニホールド配管３２Ａ１，３２Ｂ１，３２Ａ２，３２Ｂ２を、電子機器３５Ａと電子機器３５Ｂとの間に配置した第２の図である。マニホールド配管３２Ａ１，３２Ｂ１，３２Ａ２，３２Ｂ２を、電子機器３５Ａと電子機器３５Ｂとの間に配置すれば、ホース３３Ａ１，３３Ａ２，３３Ａ３，３３Ａ４，３３Ｂ１，３３Ｂ２，３３Ｂ３，３３Ｂ４を短縮することができる。例えば、液冷部品を裏返しに実装する等により、液冷部品にあるホース接続口の出入口の位置関係を変えれば、例えば、図１５に示すように、ホース３３Ａ１，３３Ａ２，３３Ａ３，３３Ａ４，３３Ｂ１，３３Ｂ２，３３Ｂ３，３３Ｂ４が互いに交差しないようにして更なる短縮化を図ることが可能である。また、マニホールド配管３２Ａ１，３２Ｂ１，３２Ａ２，３２Ｂ２と液冷部品とを接近させれば、ホース３３Ａ１，３３Ａ２，３３Ａ３，３３Ａ４，３３Ｂ１，３３Ｂ２，３３Ｂ３，３３Ｂ４に代えて連結用のカプラ（本願でいう「接続配管」の一例である）を用いることも可能である。ホースの代わりにカプラが用いられていれば、スロットへの電子機器の抜き差しが容易である。

なお、上記実施形態や変形例は適宜組み合わせることも可能である。また、１つのラックマウント型情報処理装置には電子機器を差し込む複数のスロットが３列以上設けられて
いてもよい。また、ラックマウント型情報処理装置は、全てのスロットに電子機器が差し込まれていなくてもよい。また、複数のスロットのうち少なくとも何れか一つのスロットに対応する部位で並列にマニホールド配管と繋がる複数のホースは、マニホールド配管に繋がっている部位に対応するスロットの電子機器と繋がる形態のみならず、マニホールド配管の他の部位に対応するスロットの電子機器と繋がっていてもよい。複数のスロットのうち少なくとも何れか一つのスロットに対応する部位で並列にマニホールド配管と繋がる複数のホースは、例えば、互いに異なる段のスロットの電子機器と繋がっていてもよい。

１０，２０，３０，１１０，１２０・・ラックマウント型情報処理装置：１・・配管：２・・ＣＤＵ：１１，１１１，１２１・・スロット：１２Ａ，１２Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，３２Ａ１，３２Ｂ１，３２Ａ２，３２Ｂ２，１１２Ａ，１１２Ｂ，１２２Ａ１，１２２Ｂ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ２・・マニホールド配管：１３Ａ１，１３Ｂ１，１３Ａ２，１３Ｂ２，２３Ａ１，２３Ｂ１，２３Ａ２，２３Ｂ２，３３Ａ１，３３Ｂ１，３３Ａ２，３３Ｂ２，３３Ａ３，３３Ｂ３，３３Ａ４，３３Ｂ４，１１３Ａ，１１３Ｂ，１２３Ａ１，１２３Ｂ１，１２３Ａ２，１２３Ｂ２・・ホース：１４−１，１４−２，２４Ａ−１，２４Ａ−２，２４Ｂ−１，２４Ｂ−２，３４Ａ−１，３４Ａ−２，３４Ｂ−１，３４Ｂ−２，１１４−１，１１４−２，１２４−１，１２４−２・・液冷部品：１５，２５Ａ，２５Ｂ，３５Ａ，３５Ｂ，１１５，１２５・・電子機器：２６Ａ，２６Ｂ，１１６・・機器内配管：２７，３７，１１７，１２７・・データ伝送ケーブル

Claims (4)

1. 電子機器を差し込む複数のスロットを有するラックマウント型情報処理装置であって、
   前記電子機器が有する冷却対象のユニットに設けられており、前記ユニットを冷却する液体が内部を流通する液冷部品と、
   前記複数のスロットが並ぶ方向に沿って延在するマニホールド配管と、
   前記液冷部品と前記マニホールド配管とを繋ぐ接続配管であり、前記複数のスロットのうち少なくとも何れか一つのスロットに対応する部位で前記マニホールド配管に対し並列に繋がる複数の接続配管と、を備える、
   ラックマウント型情報処理装置。
2. 前記液冷部品は、前記ユニットに複数設けられており、
   前記複数の接続配管は、前記ユニットに設けられている複数の前記液冷部品の各々に繋がる、
   請求項１に記載のラックマウント型情報処理装置。
3. 前記ラックマウント型情報処理装置は、前記複数のスロットを複数列有し、
   前記複数の接続配管は、前記複数列のうち何れか一列にあるスロットの電子機器と何れか他の列にあるスロットの電子機器の各々に繋がる、
   請求項１または２に記載のラックマウント型情報処理装置。
4. 前記マニホールド配管は、前記複数列のうち何れか一列と他の列との間に配置される、
   請求項３に記載のラックマウント型情報処理装置。

Images