JP3660860B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報処理装置に係り、特に、マルチプロセッササーバに用いる公的な実装方式を採用する情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、多くのコンピュータがインタネットやLANにより相互接続されて使用されることが一般的となり、インタネットやLAN上の多くのユーザに様々なサービスを提供するサーバがますます重要な役割を果たしている。このサーバにおいては、第一に、ますます増大するユーザにサービスを提供するために高性能が要求される。そこで、高周波数で動作するマイクロプロセッサを複数搭載するマルチプロセッササーバが普及している。第二に、サーバは常に安定動作してユーザにサービスを提供するための高信頼性が要求される。第三に、サーバにおいては、メモリやディスクといった記憶装置やより高速なネットワークコンポーネントを増設したり、サーバを構成するあるハードウェアコンポーネントに障害が発生して正常に機能しなくなるような障害が発生した場合にその障害発生コンポーネントを速やかに交換するといった保守作業を容易にできることが重要である。第四に、サーバにおいては、インターネットの普及によりますます多くのネットワーク機器やファイル装置、他のサーバを接続する必要が高まっており、ラックマウント型キャビネットに実装して管理する形態が普及しつつある。ラックマウント型キャビネットの使用により、サーバを始めとするコンピュータ機器を効率よくオフィスに据え置くことが可能になり、また、機器の増設や保守作業を容易にできる。
【０００３】
一方、ラックマウント型キャビネットを用いて限られたスペースに大容量で高性能なコンピュータシステムを構築するためには、ラックキャビネットに実装するサーバの体積を小さくすることが重要になっている。ラックマウント型キャビネットは、横幅や奥行き、高さに制限があるため、サーバを小型化することで、１つのキャビネットにより多くの機器を実装することが可能になり、スペースの有功利用と保守作業を容易にすることが可能になる。
【０００４】
しかしながら、ラックマウント型キャビネットに実装するタイプのサーバにおいては、実装されるマイクロプロセッサの周波数は年々増大しており、それに伴い発熱量も増加する傾向にある。また、マイクロプロセッサとメモリ、Ｉ／O間を接続するディジタル信号の本数及び周波数も年々増大しており、ますます限られたサイズの筐体に実装することが困難になりつつある。
【０００５】
ラックマウント型キャビネットに実装するタイプのサーバとしては、たとえば、マイクロプロセッサの製造メーカの１つである米国インテル社が年に２回開催している「インテルデベロッパフォーラム」の1999年9月開催において紹介された「Merced System Overview Bassam Elkhoury Mark Swearingen 」が知られている。このサーバでは、４個のマイクロプロセッサ．６４枚のメモリモジュール，業界標準Ｉ／Ｏアダプタの仕様であるＰＣＩに準拠した１０個のスロット，マイクロプロセッサやメモリモジュール及びＰＣＩスロット間を接続する素子や電源等を横幅１９インチ，奥行き２２インチ，高さ７Ｕ（Ｕはラックマウント型キャビネットの高さ方向の単位：１Ｕは１．７５インチ）という体積の筐体内に実装している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のサーバ例では、個々の発熱モジュールの冷却を十分に行いながら、しかも７Ｕという決められたスペースにすべてを実装することを可能にしているが、サーバを１９インチラックマウント型キャビネットに実装した場合は、マイクロプロセッサやメモリモジュールを交換したり増設したりする場合に、サーバ本体全体をラックキャビネットから後方に引き出し、サーバ本体の横方向からマイクロプロセッサとメモリモジュールを実装するユニットを引き出す必要があり、保守性が悪いという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、保守性の向上した情報処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、第１の処理装置を搭載する第１の基板と、第２の処理装置を搭載する第２の基板と、上記第１の基板と第２の基板間の信号の接続を行うプラッタ基板とが筐体内に収納され、この筐体を前面及び後面に開口を有するキャビネットに収納して用いる情報処理装置において、上記プラッタ基板は、上記キャビネットの前面及び後面に平行な方向で、上記筐体内に配置され、上記第１の基板は、上記プラッタ基板の一方の面に直交する向きに接続されるとともに、上記キャビネットの前面もしくは後面の開口から挿抜可能であり、上記第２の基板は、上記プラッタ基板の他方の面に直交し、かつ、上記第１の基板にも直交する向きに接続されるとともに、上記キャビネットの後面もしくは前面の開口から挿抜可能であり、上記第１の基板は、その高さ方向において、上記プラッタ基板よりも突出しており、その突出した部分の上記第１の基板上に、発熱体を搭載し、上記発熱体の冷却風を上記プラッタ基板に対して直角方向に吹き付けることにより、上記発熱体を冷却し、上記第１の基板の突出した部分とは反対側の、上記第２の基板の上に部品を搭載するようにしたものである。
かかる構成により、筐体をキャビネットから取り外すことなく、第１の基板や第２の基板を挿抜することができ、保守性を向上し、また、発熱体の冷却効率を向上し得るものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態による情報処理装置の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による情報処理装置の側面図であり、図２は、本発明の一実施形態による情報処理装置の正面図であり、図３は、本発明の一実施形態による情報処理装置の他方向から見た側面図である。なお、図１〜図３において、同一符号は、同一部分を示している。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態による情報処理装置は、筐体２０の中に収納されている。筐体２０は、ラックマウント側キャビネット３０に搭載される。キャビネット３０は、フロントパネル３０Ｆと、バックパネル３０Ｂを備えている。フロントパネル３０Ｆには、筐体２０を挿入可能な開口が形成されており、筐体２０は、矢印Ｘ１方向からキャビネット３０内に挿入することができる。また、バックパネル３０Ｂには、後述するように、筐体２０内のボードを交換するための開口が形成されている。
【００１４】
筐体２０の内部には、プラッタボード４と、ＣＰＵボード３と、ＩＯボード７が備えられている。なお、ＣＰＵボード３は、図２を用いて後述するように、２枚備えられている。また、筐体２０の内部であって、キャビネット３０のフロントパネル３０Ｆの側には、２個の冷却ファン１４Ｆ１，１４Ｆ２が備えられ、バックパネル３０Ｂの側には、冷却ファン１４Ｂが備えられている。冷却ファン１４Ｆ１，１４Ｆ２及び冷却ファン１４Ｂは、それぞれ、筐体２０をキャビネット３０に取り付けた状態で、キャビネット３０の外側から取り外し可能である。
【００１５】
プラッタボード４は、ＣＰＵボード３及びＩＯボード７間を接続する基板である。プラッタボード４は、鉛直方向（Ｚ軸方向）（縦方向）であって、ＹＺ平面と平行に配置されている。すなわち、プラッタボード４は、キャビネット３０のフロントパネル３０Ｆ及びバックパネル３０Ｂに平行である。プラッタボード４は、筐体２０の奥行き方向（Ｘ軸方向）のほぼ中央に、２０に対して、ネジ等によって固定されている。プラッタボード４には、コネクタ９及びコネクタ８が取り付けられている。なお、プラッタボード４の高さは、Ｈ１とする。
【００１６】
ＣＰＵボード３は、プラッタボード４に対して直交するように筐体２０内に配置されている。すなわち、鉛直方向（Ｚ軸方向）（縦方向）であって、ＸＺ平面と平行に配置されている。ＣＰＵボード３は、プラッタボード４に対して、コネクタ９によって電気的に接続され、挿抜可能に固定されている。ＣＰＵボード３の高さＨ２は、プラッタボード４の高さＨ１よりも高く、かつ、ＣＰＵボード３は、プラッタボード４に対して、鉛直方向（Ｚ軸方向に）に、高さＨ３分だけ突出している。
【００１７】
ＣＰＵボード３の一方の面（図示の手前側の面）には、２個のマイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂと、２個の電源モジュール２Ａ，２Ｂと、２個のメモリモジュール１０Ａ，１０Ｂと、プロセッサバスコントローラ１１，１２と、メモリコントローラ１３Ａ，１３Ｂが搭載されている。プロセッサバスコントローラ１１，１２と、メモリコントローラ１３Ａ，１３Ｂとは、マイクロプロセッサ１と、メモリモジュール１０と、ＰＣＩスロット７間のデータのやりとりを行う素子であり、これらを総称して、チップセットと称する。また、図２を用いて後述するように、ＣＰＵボード３の他方の面（図示の裏側の面）には、２個のマイクロプロセッサと、２個の電源モジュールと、２個のメモリモジュールが搭載されている。すなわち、ＣＰＵボード３は、４個のプロセッサが搭載可能である。
【００１８】
マイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂは、それぞれ、冷却用のフィンが搭載されたマクロプロセッサである。電源モジュール２Ａは、マイクロプロセッサ１Ａ用の電源であり、電源モジュール２Ｂは、マイクロプロセッサ１Ｂ用の電源である。電源モジュール２Ａ，２Ｂは、それぞれ、冷却用のフィンが等された電源である。マイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂ及び電源モジュール２Ａ，２Ｂは、ＣＰＵボード３の中で、プラッタボード４の下側，すなわち、ＣＰＵボード３がプラッタボード４から突出した位置に等されている。
【００１９】
ＣＰＵボード３のほぼ中央の位置には、プロセッサバスコントローラ１１，１２が配置されている。プロセッサバスコントローラ１１，１２の周囲に、すなわち、下方にマイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂが配置され、左方向に、メモリコントローラ１３Ａ，１３Ｂ及びメモリモジュール１０Ａ，１０Ｂが配置されている。電源モジュール２Ａ，２Ｂは、それぞれ、マイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂに近接して配置されている。電源モジュール２Ａ，２Ｂの配置位置としては、マイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂの左側（冷却ファン１４Ｆ２に近い側）と、マイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂの右側（冷却ファン１４Ｂに近い側）とが考えられるが、本実施形態では、冷却ファン１４Ｂに近い側としている。その結果、マイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂと冷却ファン１４Ｆ２の間、及び電源モジュール２Ａ，２Ｂと冷却ファン１４Ｂの間に、それぞれ、空間ＳF及び空間ＳBを形成することができる。
【００２０】
ＣＰＵボード３は、筐体２０から冷却ファン１４Ｆ１，１４Ｆ２を取り外すことにより、キャビネット３０に筐体２０を取り付けたまま、キャビネット３０の外部から矢印Ｘ１方向に引き出すことにより、コネクタ９から引き抜くことができる。また、逆方向に操作することにより、キャビネット３０の外部から筐体２０の内部に挿入し、コネクタ９に挿入固定することができる。
【００２１】
ＩＯボード７は、プラッタボード４に対して直交するとともに、ＣＰＵボード３に対しても直交するように筐体２０内に配置されている。すなわち、水平方向（Ｘ軸方向）であって、ＸＹ平面と平行に配置されている。ＩＯボード７は、プラッタボード４に対して、コネクタ８によって電気的に接続され、挿抜可能に固定されている。ＩＯボード７は、業界標準Ｉ／ＯバスであるＰＣＩに準拠したアダプタを実装するＰＣＩスロット６を複数個搭載している。ＰＣＩスロット６には、ＰＣＩカード５が挿入されている。
【００２２】
ＩＯボード７は、キャビネット３０のバックパネル３０Ｂに設けられた開口から、キャビネット３０に筐体２０を取り付けたまま、キャビネット３０の外部から矢印Ｘ２方向に引き出すことにより、コネクタ８から引き抜くことができる。また、逆方向に操作することにより、キャビネット３０の外部から筐体２０の内部に挿入し、コネクタ８に挿入固定することができる。
【００２３】
冷却ファン１４Ｆ１，１４Ｆ２は、プラッタボード４と平行になるように、筐体２０の一方の端部に取り付けられている。冷却ファン１４Ｂは、プラッタボード４と平行になるように、筐体２０の他方の端部に取り付けられている。冷却ファン１４Ｆ１は、冷却風ＷＩＮ−Ｆ１を筐体２０の内部に導入する。冷却ファン１４Ｆ２は、冷却風ＷＩＮ−Ｆ２を筐体２０の内部に導入する。冷却ファン１４Ｂは、筐体２０の内部から外部に対して、冷却風ＷＩＮ−Ｂを形成する。
【００２４】
冷却風ＷＩＮ−Ｆ１は、ＣＰＵボード３の一方の面に搭載された２個のメモリモジュール１０Ａ，１０Ｂと、プロセッサバスコントローラ１１，１２と、メモリコントローラ１３Ａ，１３Ｂ及びＣＰＵボード３の他方の面に搭載された同様の部品に吹き付けられ、これらの部品を冷却した後、プラッタボード４と筐体２０の隙間を通り、ＰＣＩボード５を冷却し、外部に排出される。冷却風ＷＩＮ−Ｆ２は、ＣＰＵボード３の一方の面に搭載された２個のマイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂと、２個の電源モジュール２Ａ，２Ｂ及びＣＰＵボード３の他方の面に搭載された同様の部品とに吹き付けられ、これらの部品を冷却した後、冷却ファン１４Ｂに吸引されて、冷却風ＷＩＮ−Ｂとして、外部に排出される。マイクロプロセッサ１及び電源モジュール２の前後には、空間ＳF及び空間ＳBが設けられているため、冷却風ＷＩＮ−Ｆ２は効率よく、マイクロプロセッサ１及び電源モジュール２を冷却することができる。また、このとき、マイクロプロセッサ１及び電源モジュール２は、ＣＰＵボード３の中で、プラッタボード４よりも突出した位置に設けられているため、プラッタボード４が冷却風ＷＩＮ−Ｆ２の流れを遮ることがなく、冷却効率を上げることができる。ＣＰＵボード３上のマイクロプロセッサ１及び電源モジュール２の冷却風がマイクロプロセッサ１及び電源モジュール２の風上，風下に障害物が無いことにより、スムースに流れ、消費電力が大きいマイクロプロセッサ１及び電源モジュール２専用を搭載した場合にも十分冷却できる。
【００２５】
なお、ＣＰＵボード３上のマイクロプロセッサ１及び電源モジュール２の並びは、風上側にマイクロプロセッサ１，風下側に電源モジュール２という順番であるが、逆に風上側に電源モジュール２，風下側にマイクロプロセッサ１という順番に配置してもよいものである。
【００２６】
また、冷却風の向きは、図示する例と逆向きであってもよいものである。すなわち、後方から吹き付けられてマイクロプロセッサ１及び電源モジュール２上をすり抜ける冷却風を前面に吸い出すようにしてもよいものである。
【００２７】
冷却ファン１４Ｆ１，１４Ｆ２，１４Ｂは、筐体２０にネジ等で取り付けられており、容易に取り外すことができる。そして、ＣＰＵボード３上の発熱体であるマイクロプロセッサ１及び電源モジュール２の冷却風の風上に設置されたファン１４Ｆ１，１４Ｆ２を取り外ことにより、ＣＰＵボード３は、筐体２０の前面（すなわち、キャビネット３０の前面）から筐体２０をキャビネット３０に取り付けた状態のまま、挿抜することができる。また、ＩＯボード７は、筐体２０の後面（すなわち、キャビネット３０の後面）から筐体２０をキャビネット３０に取り付けた状態のまま、挿抜することができる。従って、筐体２０をラックマウント型キャビネット２２に搭載した状態で、ＣＰＵボード３及びＩＯボード７を筐体の前方あるいは後方から保守交換可能となり、ＣＰＵボード３上の部品やＩＯボード７上の部品の保守を容易に行うことができる。
【００２８】
次に、図２に示すように、本実施形態では、筐体２０の内部に、２枚のＣＰＵボード３，３’が配置されている。２枚のＣＰＵボード３，３’は、それぞれ、コネクタ９，９’により、プラッタボード４に接続固定されている。ＣＰＵボード３及びＣＰＵボード３’は、互いに平行に配置されるとともに、プラッタボード４に対して、直交している。ＣＰＵボード３の一方の面（図示の右側の面）には、図１において説明したように、２個のマイクロプロセッサ１Ａ，１Ｂと、２個の電源モジュール２Ａ，２Ｂと、２個のメモリモジュール１０Ａ，１０Ｂと、プロセッサバスコントローラ１１，１２と、メモリコントローラ１３Ａ，１３Ｂが搭載されている。また、ＣＰＵボード３の他方の面（図示の左側の面）には、２個のマイクロプロセッサ１Ｃ，１Ｄと、２個の電源モジュール２Ｃ，２Ｄと、２個のメモリモジュール１０Ｃ，１０Ｄが搭載されている。なお、プラッタボード４に接続されるＣＰＵボード３としては、１枚や２枚に限らず、Ｎ枚（Ｎ：自然数）分を同一方向から実装するようにしてもよいものである。
【００２９】
ＣＰＵボード３’は、ＣＰＵボード３と同様に、部品が搭載されている。すなわち、ＣＰＵボード３’の一方の面（図示の右側の面）には、２個のマイクロプロセッサ１Ｅ，１Ｆと、２個の電源モジュール２Ｅ，２Ｆと、２個のメモリモジュール１０Ｅ，１０Ｆと、２個のプロセッサバスコントローラと、２個のメモリコントローラ１３Ｅが搭載されている。また、ＣＰＵボード３’の他方の面（図示の左側の面）には、２個のマイクロプロセッサ１Ｇ，１Ｈと、２個の電源モジュール２Ｇ，２Ｈと、２個のメモリモジュール１０Ｇ，１０Ｈが搭載されている。すなわち、本実施形態では、筐体２０の内部に、８個のプロセッサが搭載可能である。
【００３０】
さらに、筐体２０の内部には、平行に配置された２枚のＣＰＵボード３，３’と平行に、３個の電源ユニット２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃが配置されている。
ここで、図３に示すように、電源ユニット２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、コネクタ２４によりプラッタボード４に電気的に接続され、また、固定されている。電源ユニット２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、プラッタ４を介してＣＰＵボード３及びＩＯボード７に給電する。すなわち、電源ユニット２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、電源モジュール２や、メモリモジュール１０や、プロセッサバスコントローラ１１，１２や、メモリコントローラ１３に電源を供給する。
【００３１】
電源ユニット２３は、３台に限らず、Ｎ台（Ｎ：２以上の自然数）を実装するようにしてもよいものである。電源ユニット２３の前面には、電源ユニット２３を冷却するファン１４Ｆ−３，１４Ｆ−４が実装されている。この構成により、前面のファンの１つが停止した場合でも、もう１台のファンで３台の電源ユニットを冷却できるため、電源冷却障害発生率を低下させることができる。
【００３２】
図１に示す構成において、取り付け可能なＰＣＩボード５の全長Ｌ１を３５０ｍｍとするために、ＩＯボード７の全長Ｌ２を３７６ｍｍとするとき、筐体２０の奥行きは、９００ｍｍである。筐体２０の高さＨ５は、１０Ｕ（１Ｕ＝１．７５インチ）である。また、図２に示す筐体２０の幅Ｗ１は、１９インチである。すなわち、このような小型の筐体を用いながら、冷却効率を高め、ＣＰＵボード３やＩＯボード７の保守性を向上することができる。また、小型の筐体であるにも拘わらず、８個のプロセッサを搭載することができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、１９インチラックキャビネット２２に搭載する筐体２０内に実装するＣＰＵボード３上のマイクロプロセッサ１やメモリモジュール１０を交換したり増設したりするためにＣＰＵボード３を挿抜する際に、筐体２０をラックキャビネット２２から引き出すことなく、筐体２０の前面からファン１６を取り外し、次に、ＣＰＵボード３を引き出す事ができるため、保守性が向上するものである。
【００３４】
また、体積が大きく，発熱量も大きいマイクロプロセッサ１及び専用電源モジュール２を冷却風を十分供給しながら、しかも多数実装することを可能にし、さらに筐体２０内の無駄なスペースを極力減らすことにより全体筐体サイズを小さくできる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、情報処理装置の保守性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による情報処理装置の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態による情報処理装置の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態による情報処理装置の他方向から見た側面図である。
【符号の説明】
１…マイクロプロセッサ
２…電源モジュール
３…ＣＰＵボード
４…プラッタボード
５…ＰＣＩカード
６…ＰＣＩスロット
７…ＩＯボード
８…ＩＯコネクタ
９…ＣＰＵコネクタ
１０…メモリモジュール
１１，１２…プロセッサバスコントローラ
１３…メモリコントローラ
１４…冷却ファン
２０…筐体
２３…電源ユニット
２４…電源ユニットコネクタ
３０…ラックキャビネット

Claims (2)

1. 第１の処理装置を搭載する第１の基板と、第２の処理装置を搭載する第２の基板と、上記第１の基板と第２の基板間の信号の接続を行うプラッタ基板とが筐体内に収納され、この筐体を前面及び後面に開口を有するキャビネットに収納して用いる情報処理装置において、
   上記プラッタ基板は、上記キャビネットの前面及び後面に平行な方向で、上記筐体内に配置され、
   上記第１の基板は、上記プラッタ基板の一方の面に直交する向きに接続されるとともに、上記キャビネットの前面もしくは後面の開口から挿抜可能であり、
   上記第２の基板は、上記プラッタ基板の他方の面に直交し、かつ、上記第１の基板にも直交する向きに接続されるとともに、上記キャビネットの後面もしくは前面の開口から挿抜可能であり、
   上記第１の基板は、その高さ方向において、上記プラッタ基板よりも突出しており、その突出した部分の上記第１の基板上に、発熱体を搭載し、
   上記発熱体の冷却風を上記プラッタ基板に対して直角方向に吹き付けることにより、上記発熱体を冷却し、
   上記第１の基板の突出した部分とは反対側の、上記第２の基板の上に部品を搭載することを特徴とする情報処理装置。
2. 請求項１記載の情報処理装置において、
   上記第２の基板の上に搭載される部品は、ＰＣＩカードであることを特徴とする情報処理装置。

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