JP4600489B2 - 電源制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源制御装置にかかり、特に、装置に電力を供給可能な複数の電源ユニットのオンオフを制御する電源制御装置に関する。

企業内などにおいて、データベースサーバ、アプリケーションサーバ、ウェブサーバなどのサーバコンピュータとして、プロセッサ、メモリ、ストレージデバイス等を有するＣＰＵモジュールを複数備えた複合型計算機装置が用いられる。そして、複合型計算機装置では、電源ユニットを複数備えており、当該複合型計算機装置の構成・稼働状況に応じて、必要な台数の電源ユニットを使用するよう電源制御を行っている。

例えば、特許文献１では、複合型計算機装置の構成・稼動状況を監視して、当該装置の稼動に必要な電源ユニット数を算出し、それに基づいて必要数の電源ユニットの出力を開始する、という技術を開示している。また、特許文献２では、装置の動作状況から消費電力を見積もり、情報処理装置が持っている電源の効率と給電可能な装置の電源の効率を比較して、効率のよい電源を選択する方法を開示している。これらの技術によると、通常、装置に搭載される電源ユニット数は装置の最大消費電力に基づいて決定されるが、一般に電源回路は低負荷状態では効率が悪いため、装置の一部のみが動作している場合などに装置の稼動に最低限必要な電源ユニットのみ出力させることにより、出力をしている電源ユニットの負荷を高めて電源の効率を高めることができる。

特開２００６−３０２０５９号公報 特開２００７−２６０８３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の技術では、電源回路は低負荷状態では効率が悪いという一般則のみを利用しているため、個々の電源ユニットの個体差を制御に反映できていない。従って、電源ユニットの効率が最良とはならず、複合型計算機装置の消費電力が必ずしも低減できない、という問題がある。加えて、上述したように個々の電源ユニットの個体差を制御に反映できないため、例えば効率が悪化した電源ユニットを利用してしまうことにより、場合によっては供給電力が不足し、複合型計算機装置の稼動が不可能になることもありうる、という問題がある。

また、上記特許文献２に開示の技術では、電源の効率を考慮して、最適な１つの電源を選択することは可能ではあるが、必ずしも１つの電源を使用した場合に最適な効率とならない場合が生じうる。従って、依然として電源効率の最適化を図ることができない、という問題がある。

このため、本発明の目的は、上述した課題である、電源ユニットの効率化を図り、装置の省電力化を図る、ということにある。

そこで、本発明の一形態である電源制御装置は、
所定の装置に電力を供給する複数の電源ユニットのオンオフを制御する電源制御装置であって、
装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得手段と、
各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルに基づいて、必要電力量を供給可能な１つ又は複数の電源ユニットの組み合わせを抽出して、当該各組み合わせにおいて各電源ユニットが前記装置に供給する電力量に対する効率を算出し、これら算出された効率が予め定められた条件を満たす電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定手段と、
特定された組み合わせを構成する電源ユニットから装置に電力を供給するよう制御する電源制御手段と、
を備えた、という構成を採る。

また、本発明の他の形態である電源組込装置は、
電源ユニットと、当該電源ユニットから電力供給を受けて作動する被電源供給装置と、電源ユニットのオンオフを制御する電源制御装置と、を備えた電源組込装置であって、
各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルを記憶し、
上記電源制御装置は、
被電源供給装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得手段と、
電力量−効率テーブルに基づいて、必要電力量を供給可能な１つ又は複数の電源ユニットの組み合わせを抽出して、当該各組み合わせにおいて各電源ユニットが被電源供給装置に供給する電力量に対する効率を算出し、これら算出された効率が予め定められた条件を満たす電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定手段と、
特定された組み合わせを構成する電源ユニットから被電源供給装置に電力を供給するよう制御する電源制御手段と、
を備えた、という構成を採る。

また、本発明の他の形態であるプログラムは、
所定の装置に電力を供給可能な複数の電源ユニットのオンオフを制御する電源制御装置に、
装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得手段と、
各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルに基づいて、必要電力量を供給可能な１つ又は複数の電源ユニットの組み合わせを抽出して、当該各組み合わせにおいて各電源ユニットが装置に供給する電力量に対する効率を算出し、これら算出された効率が予め定められた条件を満たす電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定手段と、
特定された組み合わせを構成する電源ユニットから装置に電力を供給するよう制御する電源制御手段と、
を実現させる、という構成を採る。

さらに、本発明の他の形態である電源制御方法は、
所定の装置に電力を供給可能な複数の電源ユニットのオンオフを制御する電源制御方法であって、
装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得工程と、
各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルに基づいて、必要電力量を供給可能な１つ又は複数の電源ユニットの組み合わせを抽出して、当該各組み合わせにおいて各電源ユニットが装置に供給する電力量に対する効率を算出し、これら算出された効率が予め定められた条件を満たす電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定工程と、
特定された組み合わせを構成する電源ユニットから装置に電力を供給するよう制御する電源制御工程と、
を有する、という構成を採る。

本発明は、以上のように構成されるため、電源ユニットの効率的な使用を実現でき、電源ユニットの寿命の増大や消費電力の低減を図ることができる、という従来にない優れた効果を有する。

本発明は、複数の電源ユニットを備える装置において、当該装置の稼働状況や電源ユニットの特性が変わった場合であっても、電力効率の悪化を抑制して、無駄な電力消費を削減するよう、稼動させる電源ユニットを制御することに特徴を有する。

そして、本発明の一形態である電源制御装置は、
所定の装置に電力を供給する複数の電源ユニットのオンオフを制御する電源制御装置であって、
装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得手段と、
各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルに基づいて、必要電力量を供給可能な１つ又は複数の電源ユニットの組み合わせを抽出して、当該各組み合わせにおいて各電源ユニットが装置に供給する電力量に対する効率を算出し、これら算出された効率が予め定められた条件を満たす電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定手段と、
特定された組み合わせを構成する電源ユニットから装置に電力を供給するよう制御する電源制御手段と、
を備えた、という構成を採る。

また、上記電源ユニット特定手段は、算出された各電源ユニットの効率に基づいて各組み合わせを構成する電源ユニット全体における全体効率を算出し、この全体効率が予め定められた条件を満たす組み合わせを特定する、という構成を採る。また、上記電源ユニット特定手段は、算出された効率又は全体効率が最も高い組み合わせを特定する、という構成を採る。また、上記電源ユニット特定手段は、各電源ユニットの効率として、必要電力量を組み合わせを構成する電源ユニットの台数で均等に分割した電力量に対応する効率を算出する、という構成を採る。

また、上記必要電力量取得手段は、装置の構成及び稼働状態を表す装置情報を取得して、当該装置情報に基づいて装置全体の消費電力量を算出し、この算出した消費電力量を必要電力量として取得する、という構成を採る。また、上記装置が、少なくともプロセッサとメモリとを備えた計算機モジュールを複数備えた複合型計算機装置である場合に、上記必要電力量取得手段は、各計算機モジュールの消費電力をそれぞれ算出して、複合型計算機装置全体の消費電力量を算出する、という構成を採る。

上記発明によると、電源制御装置は、まず、装置が必要とする電力量の値を表すデータである必要電力量を取得する。例えば、装置を構成する各構成の消費電力量および装置全体の消費電力量を算出して、これを必要電力量として取得する。続いて、電源制御装置は、予め電源制御装置内、あるいは、電源ユニット内など、所定の記憶部に記憶されている各電源ユニットごとの電力量−効率テーブルに基づいて、上記取得した必要電力量を供給可能な電源ユニットの組み合わせ（１つ又は複数の電源ユニット）を全て抽出する。そして、各組み合わせ毎に、上記電力量−効率テーブルに基づいて、各電源ユニットが装置に供給する電力量に対応する効率を算出する。このとき、例えば、複数の電源ユニットの組み合わせの場合には、算出した各電源ユニットの効率に基づいて複数の電源ユニットの組み合わせ全体における全体効率を算出する。そして、算出した効率（又は全体効率）が、例えば最も高いなど、予め設定された条件を満たす電源ユニットの組み合わせを特定する。その後、特定された組み合わせを構成する１つ又は複数の電源ユニットから装置に電源を供給するよう、そのオンオフを制御する。

以上により、電源制御装置は、装置に対する必要電力量を供給可能であり、効率が最適な電源ユニットの組み合わせを特定して、そのオンオフを制御するため、電源ユニットの効率的な使用を実現でき、電源ユニットの寿命の増大や消費電力の低減を図ることができる。

また、上記電源制御手段は、各電源ユニットの入力電力量と出力電力量との値をそれぞれ取得して、当該各電源ユニットの電力量−効率テーブルを更新するテーブル更新手段を備えた、という構成を採る。これにより、各電源ユニットの経年変化などに応じて、その電力量−効率テーブルが更新される。従って、各時点における電源ユニットの状態に対応して、最適な効率となる電源ユニットを特定することができる。従って、電源ユニットの使用のさらなる効率化を図ることができる。

また、上記電源ユニット特定手段は、特定した組み合わせを構成する１つ又は複数の電源ユニットに、さらに別の電源ユニットを加えた組み合わせを特定する、という構成を採る。また、上記電源ユニット特定手段は、特定した組み合わせを構成する１つ又は複数の電源ユニットに、当該組み合わせを構成するいずれの電源ユニットとも代替可能な別の電源ユニットを加えた組み合わせを特定する、という構成を採る。また、上記電源ユニット特定手段は、特定した組み合わせを構成する１つ又は複数の電源ユニットのうち、所定の電源ユニットが欠けた場合に残りの電源ユニットにて装置に必要電力量を供給可能な組み合わせを特定する、という構成を採る。

これにより、装置に電力を供給する電源ユニットが冗長構成となるため、上述したように電源ユニットの効率化、消費電力の低減を図りつつ、電源供給の安定化を図ることができ、装置の信頼性の向上を図ることができる。

また、本発明の他の形態である電源組込装置は、
電源ユニットと、当該電源ユニットから電力供給を受けて作動する被電源供給装置と、電源ユニットのオンオフを制御する電源制御装置と、を備えた電源組込装置であって、
各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルを記憶し、
上記電源制御装置は、
被電源供給装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得手段と、
電力量−効率テーブルに基づいて、必要電力量を供給可能な１つ又は複数の電源ユニットの組み合わせを抽出して、当該各組み合わせにおいて各電源ユニットが被電源供給装置に供給する電力量に対する効率を算出し、これら算出された効率が予め定められた条件を満たす電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定手段と、
特定された組み合わせを構成する電源ユニットから被電源供給装置に電力を供給するよう制御する電源制御手段と、
を備えた、という構成を採る。

そして、上記各電力量−効率テーブルは、それぞれ電源ユニット内に記憶されている、という構成を採る。これにより、電源制御装置は、電源ユニットに記憶されている電力量−効率テーブルに基づいて電源ユニットの組み合わせを特定することができる。従って、電源組込装置に対する電源ユニットを交換した場合であっても、当該電源ユニットに格納されたテーブルを参照することができ、電源組込装置の構成の変更が容易である。

以下、本発明の具体的な構成および動作を、実施形態にて説明する。なお、以下では、電源ユニットが組み込まれた電源組込装置として、複数のＣＰＵモジュールを備えた複合型計算機装置を一例に挙げて説明するが、電源組込装置は複合型計算機装置であることに限定されず、いかなる装置であってもよい。

＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図７を参照して説明する。図１は、複合型計算機装置の構成を示す機能ブロック図である。図２は、ＢＭＣの構成を示す機能ブロック図であり、図３は、管理モジュールの構成を示す機能ブロック図である。図４乃至図５は、電源ユニットの効率テーブルの一例を示す図である。図６乃至図７は、複合型計算機装置の動作を示すフローチャートである。

［構成］
図１に、本実施形態における複合型計算機装置の構成を示す。この図に示すように、複合型計算機装置１は、複数のＣＰＵモジュール２と、複数のＡＣ−ＤＣ電源ユニット４と、管理モジュール５と、を備えた、ブレードサーバなどのコンピュータである。例えば、複合型計算機装置１は、ＣＰＵモジュール２を８台装備しており、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４を４台装備している。以下、各構成について詳述する。

まず、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４は、後述するＣＰＵモジュール２のＤＣ−ＤＣ電源や、管理モジュール５に対して給電を行う電源装置である。なお、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４は、本実施形態では、４台装備されていることとする。具体的には、後述するが、２種類の性能の電源ユニット４がそれぞれ２台ずつ、計４台装備されている。

また、上記各ＣＰＵモジュール２は、プロセッサであるＣＰＵ２１と、記憶部であるメモリ（Memory）２２と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２３と、ＤＣ−ＤＣ電源２４と、を備えた計算機モジュールである。また、各ＣＰＵモジュール２は、当該ＣＰＵモジュール２の上記各構成の稼動状態を監視するＢＭＣ（Baseboard Management Controller）３を、それぞれ装備している。

ここで、図２を参照して、ＢＭＣ３の構成を詳述する。図２に示すように、ＢＭＣ３は、当該ＢＭＣ内に装備された演算部に所定のプログラムが組み込まれることによって構築された、構成情報取得部３１と、動作情報取得部３２と、モジュール消費電力算出部３３と、消費電力通知部３４と、を備えている。

上記構成情報取得部３１は、ＣＰＵモジュール２の構成を表すＣＰＵモジュール構成情報（装置情報）を取得して、ＢＣＭ３内に装備された記憶部である一時記憶部３５に記憶する。具体的に、構成情報取得部３１は、同一のＣＰＵモジュール２内に装備されたＣＰＵ２１やメモリ２２、ＨＤＤ２３、ＤＣ−ＤＣ電源２４などの各構成要素から、ＣＰＵの搭載数、ＣＰＵの種別、メモリの搭載数、ＨＤＤの搭載数など、当該各構成の詳細を表すＣＰＵモジュール構成情報を取得する。

また、上記動作情報取得部３２は、ＣＰＵモジュール２の各構成の稼働状態を表すＣＰＵモジュール動作状態情報（装置情報）を取得して、ＢＣＭ３内に装備された記憶部である一時記憶部３５に記憶する。具体的に、動作情報取得部３２は、同一のＣＰＵモジュール２内に装備されたＣＰＵ２１やメモリ２２、ＨＤＤ２３、ＤＣ−ＤＣ電源２４などの各構成要素から、ＣＰＵ２１のオン／オフの状況、ＣＰＵ２１の動作クロック、ＣＰＵ２１が省電力モードにあるか否か、などの稼働状況の詳細を表すＣＰＵモジュール動作状態情報を取得する。

また、上記モジュール消費電力算出手段３３は、上述したようにＣＰＵ２１やメモリ２３などの各構成要素から取得して一時記憶部３５に記憶しているＣＰＵモジュール構成情報及びＣＰＵモジュール動作状態情報（装置情報）に基づいて、ＣＰＵモジュール２全体の消費電力量の値を算出し、消費電力通知部３４に通知する。なお、このときの消費電力量を算出する計算式は、上記ＣＰＵやメモリ等の搭載数や、動作クロックなど、取得したＣＰＵモジュール情報をパラメータとして予め設定され、ＢＭＣ３に予め記憶されている。これにより、ＢＭＣ３は、上記計算式を用いて、ＣＰＵモジュール２の消費電力量を算出することができる。そして、消費電力通知部３４は、モジュール消費電力算出部３３にて算出され通知されたＣＰＵモジュールの消費電力量を、管理モジュール５に通知する。

以上のように、ＢＭＣ３は、ＣＰＵモジュールの構成及び稼働状態を表すＣＰＵモジュール情報（装置情報）を取得して、当該ＣＰＵモジュール２の消費電力量を算出し、管理モジュールに通知する、という機能を有し、後述するように管理モジュールと協働して、複合型計算機装置１の必要電力量を算出する必要電力量算出手段として機能する。なお、ＢＭＣ３は、必ずしも上述した方法にてＣＰＵモジュール２の消費電力量を算出することに限定されない。つまり、ＢＭＣ３は他の手法にてＣＰＵモジュール２の消費電力量を算出して、管理モジュール５に通知してもよい。

次に、管理モジュール５は、上述したＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の稼動状態を監視すると共に、ＢＭＣ３から送信された情報を用いて、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４のオン／オフを制御する電源制御装置として機能する。具体的に、管理モジュール５は、図３に示すように、当該管理モジュール５内に装備された演算部に所定のプログラムが組み込まれることによって構築された、消費電力収集部５１と、必要電力算出部５２と、電源ユニット特定部５３と、電源オンオフ制御部５４と、テーブル更新部５５と、を備えている。また、管理モジュール５は、当該管理モジュール５内に装備された記憶部に形成された、一時記憶部５６と、電源ユニット効率テーブル５７と、を備えている。以下、各構成について詳述する。

上記消費電力収集部５１は、上述したように各ＣＰＵモジュール２のＢＭＣ３からそれぞれ送信されたＣＰＵモジュール２毎の消費電力量の値を収集して、一時記憶部５６に記憶する機能を有する。

また、上記必要電力算出部５２は、上述したように消費電力収集部５１にて収集した各ＣＰＵモジュール２の消費電力量に基づいて、複合型計算機装置１全体の消費電力量を算出する。このとき、例えば、複合型計算機装置１全体の電力消費量を算出は、各ＣＰＵモジュール２の消費電力量やその他の複合型計算機装置１の構成要素の消費電力の合算によって求める。そして、必要電力算出部５２は、上述したように算出した複合型計算機装置１全体の消費電力量に基づいて、当該複合機計算機装置１が必要とする必要電力量、換言すると、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４から供給すべき電力量を算出する。この必要電力量の算出は、例えば、上記算出した複合型計算機装置１全体の消費電力量をそのまま必要電力量として求める。但し、必要電力量の算出は、上記方法に限定されず、消費電力量に所定の電源ユニットが供給可能な電力量を上乗せした値を必要電力量として算出してもよい。

以上のようにして、管理モジュール５は、複合型計算機装置１が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する。つまり、上記ＣＰＵモジュール１のＢＭＣ３と、管理モジュール５の消費電力収集部５１及び必要電力算出部５２とは、協働して、上記必要電力量を取得する必要電力量取得手段として機能する。

また、上記電源ユニット特定部５３（電源ユニット特定手段）は、電源ユニット効率テーブル５７を参照して、上述したように算出した必要電力量を満たし、かつ、稼動効率がよくなるＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の組み合わせを特定する機能を有する。ここで、電源ユニット効率テーブル５７及び電源ユニット４の組み合わせの特定方法について詳述する。

電源ユニット効率テーブル５７は、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４が出力可能な電力量に対する効率を表す、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４毎の電力量−効率テーブルであり、その一例を、図４に示す。なお、本実施形態では、出力特性の異なる２種類のＡＣ−ＤＣ電源ユニットＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を計４台備えており、符号Ａ１，Ａ２は同一種類（電源ユニットＡ）であり、また、符号Ｂ１，Ｂ２は別の種類（電源ユニットＢ）である。そして、図４に示すように、電力量−効率テーブルは、各ＡＣ−ＤＣ電源ユニットが供給する電力量である負荷毎に、当該負荷時における入力電力量に対する出力電力量の割合である効率を示している。なお、図４の例では、電源ユニットの出荷時等から予め設定された効率を示している。但し、後述するように、電力量−効率テーブルは、実際のＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の稼動状態に応じて、適宜更新される。なお、図５には、上記２種類のＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の負荷−効率を、グラフに表したものである。この図５の点線に示すように、ＡＣ−ＤＣ電源ユニットＡ（Ａ１，Ａ２）は、最大出力１５００Ｗの性能を持つ電源ユニットであり、負荷に応じて効率が変化する特性を有している。また、同様に、図５の実線に示すように、ＡＣ−ＤＣ電源ユニットＢ（Ｂ１，Ｂ２）は、最大出力２２５０Ｗの性能を持つ電源ユニットであり、同様に、負荷に応じて効率が変化する特性を有している。

そして、電源ユニット特定部５３は、上記図４に示す電源ユニット効率テーブル５７と、上述したように算出した必要電力量に基づいて、当該必要電力量を供給可能な１つ又は複数のＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の組み合わせを抽出する。ここで、例えば、複合型計算機装置１の必要電力量が３６００Ｗと算出されている場合を考える。すると、１台の電源ユニットＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２では必要電力量をまかなうことができないため、２つ以上の組み合わせを抽出する。なお、２つ以上のＡＣ−ＤＣ電源ユニットをオンにした場合には、当該各ＡＣ−ＤＣ電源ユニットには、それぞれに均等に分散して負荷がかかる。従って、上記の場合には、電源ユニットの組み合わせとして、（１）電源ユニット２台「Ｂ１，Ｂ２」（負荷：１８００Ｗ）、（２）電源ユニット３台「Ａ１，Ｂ１，Ｂ２」（負荷：１２００Ｗ）、（３）電源ユニット３台「Ａ２，Ｂ１，Ｂ２」（負荷：１２００Ｗ）、（４）電源ユニット３台「Ａ１，Ａ２，Ｂ１」（負荷：１２００Ｗ）、（５）電源ユニット３台「Ａ１，Ａ２，Ｂ２」（負荷：１２００Ｗ）、（６）電源ユニット４台「Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２」（負荷：９００Ｗ）、の６通りの組み合わせを抽出する。そして、各組み合わせにおける各電源ユニットにかかる負荷に対応する効率を、効率テーブルから求め、組み合わせ全体における効率を算出する。つまり、求めた各電源ユニットの効率を平均することで、全体の効率を算出する。

例えば、上記組み合わせ（１）の場合には、電源ユニット「Ｂ１，Ｂ２」（負荷：１８００Ｗ）の効率は、それぞれ８７．９０％、８７．９０％であり、平均して８７．９０％である。また、上記組み合わせ（２）及び（３）の場合には、電源ユニット「Ａ１（又はＡ２），Ｂ１，Ｂ２」（負荷：１２００Ｗ）の効率は、それぞれ８９．４４％、８８．７８％、８８．７８％であり、平均して８９．００％である。また、上記組み合わせ（４）及び（５）の場合には、電源ユニット「Ａ１，Ａ２，Ｂ１（又はＢ２）」（負荷：１２００Ｗ）の効率は、それぞれ８９．４４％、８９．４４％、８８．７８％であり、平均して８９．２２％である。さらに、上記組み合わせ（６）の場合には、電源ユニット「Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２」（負荷：９００Ｗ）の効率は、それぞれ８８．３５％、８８．３５％、８７．９２％、８７．９２％であり、平均して８８．１４％である。

これらのうち、もっとも全体効率の高い組み合わせは、上記組み合わせ（４）又は（５）の電源ユニット「Ａ１，Ａ２，Ｂ１（又はＢ２）」であるため、かかる組み合わせを選択する。なお、上記例では、２通りの組み合わせがもっとも高くなるため、そのうち任意の組み合わせを特定する。例えば、電源ユニット番号が若い組み合わせを特定することで、電源ユニット「Ａ１，Ａ２，Ｂ１」を特定する。そして、電源ユニット特定部５３は、特定した電源ユニットの組み合わせを、電源オンオフ制御部５４に通知する。

そして、上記電源オンオフ制御部５４（電源制御手段）は、上述したように特定された電源ユニットの組み合わせに含まれる各ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４（Ａ１，Ａ２，Ｂ１）のオンオフを制御する。つまり、複合型計算機装置１を稼動する場合には、上記ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４（Ａ１，Ａ２，Ｂ１）の電源をオンにする。これにより、電力を供給する電源ユニットをより効率的に使用することができ、当該電源ユニットの寿命の増大やさらなる消費電力の低減を図ることができる。

ここで、上記では、電源ユニットの組み合わせ全体において効率が最大となる組み合わせを特定したが、電源ユニット特定部５３は、必ずしも全体効率が最大となる組み合わせを特定することに限定されない。例えば、組み合わせに含まれる個々の電源ユニットのいずれかの効率が最大となる組み合わせを特定してもよい。また、上記では、必要電力量が電源ユニットの台数で均等に分割される場合を例示したが、必ずしも均等に分割されるわけではない。例えば、電源ユニットの特性に応じて当該各電源ユニットにかかる負荷が決定される場合には、その特性に基づいて予め設定された算出式に基づいて、電源ユニット特定部５３が各電源ユニットにかかる負荷を算出して、かかる負荷に対応する効率を算出する。

また、電源ユニット特定部５３は、稼動する電源ユニットを冗長構成にするよう、電源ユニットの組み合わせを特定してもよい。つまり、上記特定した電源ユニットの組み合わせに、さらに１台又は複数台の別の電源ユニットを加えた組み合わせを特定してもよい。あるいは、上記特定した組み合わせで、いずれか１台が故障などにより欠けた場合であっても、残りの電源ユニットにより必要電力量が供給可能な組み合わせを特定してもよい。ここで、上記の場合の組み合わせである電源ユニット「Ａ１，Ａ２，Ｂ１」では、仮に電源ユニットＢ１が故障した場合には、残りの電源ユニットＡ１，Ａ２で必要電力量３６００Ｗを供給することができない。従って、上記組み合わせ「Ａ１，Ａ２，Ｂ１」に、さらにもう１台の電源ユニットＢ２を加えた組み合わせである４台の電源ユニット「Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２」を特定する。このとき、加えた電源ユニットＢ２は、上記いずれの電源ユニットＡ１，Ａ２，Ｂ１が供給可能な電力量を供給することができるため、これらのいずれに対しても代替が可能である。従って、仮に１台の電源が故障した場合であっても、残りの３台の電源ユニットで必要電力量を供給することができるため、冗長構成となる。

なお、仮に、４台の組み合わせ「Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２」が最も効率が高い組み合わせとしてはじめから特定された場合には、このうち１台が欠けた場合であっても残りの３台で必要電力量を供給することが可能である。従って、かかる場合には、はじめから冗長構成となっているため、その組み合わせを特定する。このように、電源ユニット特定部５５３は、冗長構成となる組み合わせのうち、もっとも効率がよい組み合わせを特定してもよい。

また、上記テーブル更新部５５（テーブル更新手段）は、常時、あるいは、一定の時間間隔にて、各ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の動作状態を監視し、電源ユニット効率テーブルを更新する機能を有する。具体的には、各ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４のオンオフ状況、故障しているか否か、入力電流量、入力電圧、出力電流量、出力電圧等を検出し、その出力電圧と出力電流量の積（出力電力量）を入力電圧と入力電流量の積（入力電力量）で割ることによって、負荷毎における効率を算出する。そして、算出した効率を、該当するＡＣ−ＤＣ電源ユニットの効率テーブルに格納し、当該効率テーブルを更新する。これにより、各ＡＣ−ＤＣ電源ユニットの個体差や経年変化などに対応して、当該電源ユニットの電力量−効率テーブルが更新される。従って、各時点における電源ユニットの状態に対応して、最適な効率となる電源ユニットを特定することができ、電源ユニットの使用のさらなる効率化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、ＣＰＵモジュール２に搭載されたＣＰＵ２１、メモリ２２、ＨＤＤ２３ＤＣ−ＤＣ電源２４などの稼動状態の監視やＣＰＵモジュール２の消費電力の算出を、ＢＭＣ３が実行するものとして説明したが、これに限定されない。また、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４を監視及びそのオン／オフ制御を、管理モジュール５が実施する場合を例示したが、これに限定されない。上述した処理は、一部のみがＢＭＣ３や管理モジュール５によって実行されてもよく、あるいは、外部に用意した管理ソフトウェアなどによって実施してもよい。

［動作］
次に、上述した構成の複合型計算機装置の動作を、図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。

まず、ＣＰＵモジュール２のＢＭＣ３は、実装されているＣＰＵモジュール２の各構成から、その構成を表すＣＰＵモジュール構成情報Ｄ１と、その構成の動作を表すＣＰＵモジュール動作状態情報Ｄ２と、を取得する（ステップＳ１，Ｓ２）。なお、ＣＰＵモジュール構成情報Ｄ１とは、上述したように、例えば、ＣＰＵ搭載数、ＣＰＵの種別、メモリの搭載数、ＨＤＤの搭載数などであり、ＣＰＵモジュール動作状態情報Ｄ２とは、例えば、ＣＰＵやＨＤＤなどのオン／オフの状況、ＣＰＵの動作クロック、ＣＰＵが省電力モードにあるか否か、などの情報である。

続いて、ＢＭＣ３は、上記取得したＣＰＵモジュール構成情報Ｄ１とＣＰＵモジュール動作状態情報Ｄ２に基づいて、つまり、ＣＰＵ搭載数やメモリの搭載数さらにはそのときの動作状態などに応じて、当該ＢＭＣ３が搭載されているＣＰＵモジュール２の消費電力量の値を算出する（ステップＳ３）。そして、ＢＭＣ３は、算出したＣＰＵモジュールの消費電力量を管理モジュール５に送信する（ステップＳ４）。このような動作を、各ＣＰＵモジュール２にそれぞれ搭載されているＢＭＣ３がそれぞれ実行し、各ＣＰＵモジュール２の消費電力量を管理モジュール５に送信する。

続いて、管理モジュール５は、各ＢＭＣ３から送信された各ＣＰＵモジュール２の消費電力量を収集して（ステップＳ５）、当該各ＣＰＵモジュール２の消費電力量をもとにして複合型計算機装置１全体の消費電力量を算出する（ステップＳ６）。ここで、複合型計算機装置１全体の電力消費量を算出は、例えば、各ＣＰＵモジュールの消費電力量やその他の複合型計算機装置１の構成要素の消費電力量の合算によって求める。続いて、管理モジュール５は、算出した複合型計算機装置１全体の消費電力量をもとにして、複合型計算機装置１全体が必要とする電力量、つまり、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４が供給すべき電力量を算出する（ステップＳ７、必要電力量取得工程）。この必要電力量の算出は、例えば、上記算出した複合型計算機装置１全体の消費電力量をそのまま必要電力量として求めてもよく、あるいは、全体の消費電力量に、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の１台分の電力量を加算した値を必要電力量として求めてもよい。

また、管理モジュール５は、一定の時間間隔や予め設定されたタイミングにて、各ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の動作状態を監視し、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット動作状態情報Ｄ３を取得している（ステップＳ８）。このとき、管理モジュール５は、例えば、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット動作状態情報Ｄ３として、各ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の入力電力量と出力電力量とを取得する。そして、管理モジュール５は、各ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４において、入力電力量に対する出力電力量の割合からなる効率を算出し（ステップＳ９）、該当する電源ユニット効率テーブル５７内に格納する（ステップＳ１０、テーブル更新工程）。なお、管理モジュール５は、例えば、後述するように電源をオフにされ稼動していないＡＣ−ＤＣ電源ユニット４に対しても、その電源を定期的にオンにし、その稼動状態を観測して電源ユニット効率テーブルを更新する。このようにして、電源ユニット効率テーブル５７に格納される図４に示す情報は、上述した管理モジュール５によって常に電源ユニット４の状態に対応して更新される。但し、電源ユニット更新テーブル５７は、必ずしも管理モジュール５によって更新されることに限定されない。予め保守者等によって登録されたデータのままであってもよく、あるいは、保守者等によって更新されてもよい。

そして、管理モジュールは、上記電源ユニット効率テーブル５７を参照して、上述したように算出した必要電力量を満たし、かつ、最もＡＣ−ＤＣ電源ユニットが効率よく動作する組み合わせを決定する（ステップＳ１１、電源ユニット特定工程）。そして、決定した組み合わせを構成するＡＣ−ＤＣ電源ユニット４のみが稼動するようオン／オフを制御する（ステップＳ１２、電源制御工程）。

ここで、上述した管理モジュール５による電源ユニットの組み合わせを決定する動作、つまり、図６のステップＳ１０の動作について、図７のフローチャートを参照してさらに詳述する。なお、ここでは、上述同様に、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４として、図４に示すような特性の電源ユニットＡ（Ａ１，Ａ２）と電源ユニットＢ（Ｂ１，Ｂ２）といった２種類の電源ユニットが２台ずつ、計４台搭載されていることとする。そして、複合型計算機装置１の必要電力量が３６００Ｗと算出されていることとする。なお、複合型計算機装置１に供給される電力量、つまり、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の負荷は、オンにされている電源ユニットにて均等に分割されて供給されることとする。

上記条件において、管理モジュール５は、まず、搭載されている電源ユニットの全組み合わせを求める（ステップＳ２１）。ここでは、４台のＡＣ−ＤＣ電源ユニットが搭載されているため、それらのオン／オフの組み合わせは、１６通りある。続いて、管理モジュール５は、これら組み合わせの中から、複合型計算機装置１の必要電力量を供給することができる組み合わせを抽出する（ステップＳ２２）。このとき、上記必要電力量の場合には、各１台の電源ユニット、及び、電源ユニットＡ（Ａ１，Ａ２）を少なくとも１つ含んだ２台の電源ユニットの組み合わせでは、上記必要電力量を満たすことができないため、それ以外の組み合わせを抽出する。

すると、電源ユニットの組み合わせとして、上述したように、（１）電源ユニット２台「Ｂ１，Ｂ２」（負荷：１８００Ｗ）、（２）電源ユニット３台「Ａ１，Ｂ１，Ｂ２」（負荷：１２００Ｗ）、（３）電源ユニット３台「Ａ２，Ｂ１，Ｂ２」（負荷：１２００Ｗ）、（４）電源ユニット３台「Ａ１，Ａ２，Ｂ１」（負荷：１２００Ｗ）、（５）電源ユニット３台「Ａ１，Ａ２，Ｂ２」（負荷：１２００Ｗ）、（６）電源ユニット４台「Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２」（負荷：９００Ｗ）、の６通りの組み合わせを抽出することができる。なお、上記括弧内の負荷の値は、各組み合わせを構成する各電源ユニットにそれぞれ均等にかかる負荷の値を示している。そして、各組み合わせにおける各電源ユニットにかかる負荷に対応する効率を効率テーブルから求め、組み合わせ全体における効率を算出する。つまり、求めた各電源ユニットの効率を平均することで、全体の効率を算出する（ステップＳ２３，Ｓ２４，Ｓ２５）。すると、上述したように、組み合わせ（４），（５）がもっとも全体効率が高くなり、このうち、電源ユニット番号が若い組み合わせ（４）を選択する。これにより、電源ユニット「Ａ１，Ａ２，Ｂ１」の組み合わせを特定する（ステップＳ２６）。

なお、このとき、上述したように、電源ユニットの組み合わせが冗長構成になるよう、つまり、１台あるいは複数台の電源ユニットが故障した場合であっても残りの電源ユニットで複合型計算機装置１の必要電力量を供給できるよう、電源ユニットの組み合わせを決定してもよい。

以上のように、本実施形態によると、複合型計算機装置１に対する必要電力量を供給可能であり、効率が最適な電源ユニットの組み合わせを特定し、この特定された電源ユニットから電源を供給するようオンオフを制御するため、電源ユニットの効率的な使用を実現でき、電源ユニットの寿命の増大や消費電力の低減を図ることができる。

また、各電源ユニットの経年変化などに応じて、その電力量−効率テーブルを更新しているため、各時点における電源ユニットの状態に対応して、より最適な効率となる電源ユニットを特定することができる。従って、電源ユニットの使用のさらなる効率化を図ることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態における複合型計算機装置の構成を示すブロック図である。

この図に示すように、本実施形態における複合型計算機装置１は、上記実施形態１で説明したものとほぼ同様の構成である。但し、本実施形態では、各ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４が、自身の特性である電力量−効率の関係を表す電源ユニット効率テーブル４１を記憶している点で異なる。つまり、本実施形態における管理モジュール５は、電源ユニット効率テーブル４１を記憶していない。

そして、上述した各ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４に記憶されている電源ユニット効率テーブル４１は、製造時の初期状態における自己である電源ユニットの特性を表す効率データを記憶しており、例えば、出荷時に各電源ユニット４に格納される。そして、さらに、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４に格納されている電源ユニット効率テーブル４１は、管理モジュール５の電源ユニット特定部５３にて読み出し可能であり、上述同様に、効率のよいＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の組み合わせを特定する際に用いられる。

上記構成にすることにより、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４を複合型計算機装置１に搭載した直後から、当該ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の状態に対応した効率情報が記憶された効率テーブルを参照することができ、より効率のよいＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の組み合わせにて作動させることができる。従って、上述同様に、複合型計算機装置１の省電力化を図ることができ、さらに、管理モジュール５内のデータの更新などを行う必要が無いため、装置構成の変更等が容易となる。

また、上記ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４内に格納された効率テーブル４１は、管理モジュール５によって書き換え可能なよう構成するとよい。つまり、上述した管理モジュール５のテーブル更新部５５によって、監視されたＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の動作状況に応じて効率が更新される。あるいは、テーブル更新部５５による効率の更新機能は、ＡＣ−ＤＣ電源ユニット自体に実装されていてもよく、また、他の構成に実装されていてもよい。これにより、既に使用したＡＣ−ＤＣ電源ユニットを別の複合型計算機装置に移動させた場合や、管理モジュールを交換した場合であっても、各ＡＣ−ＤＣ電源ユニット４の状況に応じて適切な効率情報を参照することができるため、常に効率のよい組み合わせにてＡＣ−ＤＣ電源ユニットを作動させることができる。

本発明は、複合型計算機装置といった複数の電源ユニットを備えた装置に利用することができ、産業上の利用可能性を有する。

実施形態１における複合型計算機装置の構成を示すブロック図である。 図１に開示したＢＭＣの構成を示す機能ブロック図である。 図１に開示した管理モジュールの構成を示す機能ブロック図である。 図１に開示した電源ユニット効率テーブルの一例を示す図である。 図４に開示した電源ユニット効率テーブルをグラフ化した図である。 実施形態１における複合型計算機装置全体の動作を示すフローチャートである。 実施形態１における複合型計算機装置の管理モジュールによる電源ユニットの組み合わせを特定するときの動作を示すフローチャートである。 実施形態２における複合型計算機装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 複合型計算機装置
２ ＣＰＵモジュール
３ ＢＭＣ
４ ＡＣ−ＤＣ電源ユニット
５ 管理モジュール
２１ ＣＰＵ
２２ Ｍｅｍｏｒｙ
２３ ＨＤＤ
２４ ＤＣ−ＤＣ電源
３１ 構成情報取得部
３２ 動作情報取得部
３３ モジュール消費電力算出部
３４ 消費電力通知部
４１ 電源ユニット効率テーブル
５１ 消費電力収集部
５２ 必要電力算出部
５３ 電源ユニット特定部
５４ 電源オンオフ制御部
５５ テーブル更新部
５７ 電源ユニット効率テーブル

Claims (13)

1. 所定の装置に電力を供給する複数の電源ユニットのオンオフを制御する電源制御装置であって、
   前記装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得手段と、
   前記各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルに基づいて、前記必要電力量を供給可能な１つ又は複数の前記電源ユニットの組み合わせを抽出して、前記電力量−効率テーブルに基づいて、前記抽出した各組み合わせにおいて前記各電源ユニットが前記装置に供給する電力量に対する効率を算出すると共に、当該算出された前記各電源ユニットの効率に基づいて前記各組み合わせを構成する前記電源ユニット全体における全体効率を算出し、この算出された全体効率が予め定められた条件を満たす前記電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定手段と、
   前記特定された組み合わせを構成する前記電源ユニットから前記装置に電力を供給するよう制御する電源制御手段と、
   を備えたことを特徴とする電源制御装置。
2. 前記電源ユニット特定手段は、算出された前記全体効率が最も高い前記組み合わせを特定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
3. 前記電源ユニット特定手段は、前記各電源ユニットの効率として、前記必要電力量を前記組み合わせを構成する前記電源ユニットの台数で均等に分割した電力量に対応する効率を算出する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の電源制御装置。
4. 前記各電源ユニットの入力電力量と出力電力量との値をそれぞれ取得して、当該各電源ユニットの前記電力量−効率テーブルを更新するテーブル更新手段を備えた、
   ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の電源制御装置。
5. 前記電源ユニット特定手段は、前記特定した組み合わせを構成する１つ又は複数の電源ユニットに、さらに別の電源ユニットを加えた組み合わせを特定する、
   ことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の電源制御装置。
6. 前記電源ユニット特定手段は、前記特定した組み合わせを構成する１つ又は複数の電源ユニットに、当該組み合わせを構成するいずれの電源ユニットとも代替可能な別の電源ユニットを加えた組み合わせを特定する、
   ことを特徴とする請求項５記載の電源制御装置。
7. 前記電源ユニット特定手段は、前記特定した組み合わせを構成する１つ又は複数の電源ユニットのうち、所定の電源ユニットが欠けた場合に残りの電源ユニットにて前記装置に前記必要電力量を供給可能な組み合わせを特定する、
   ことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の電源制御装置。
8. 前記必要電力量取得手段は、前記装置の構成及び稼働状態を表す装置情報を取得して、当該装置情報に基づいて前記装置全体の消費電力量を算出し、この算出した消費電力量を前記必要電力量として取得する、
   ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の電源制御装置。
9. 前記装置が、少なくともプロセッサとメモリとを備えた計算機モジュールを複数備えた複合型計算機装置である場合に、
   前記必要電力量取得手段は、前記各計算機モジュールの消費電力をそれぞれ算出して、前記複合型計算機装置全体の消費電力量を算出する、
   ことを特徴とする請求項８記載の電源制御装置。
10. 電源ユニットと、当該電源ユニットから電力供給を受けて作動する被電源供給装置と、前記電源ユニットのオンオフを制御する電源制御装置と、を備えた電源組込装置であって、
    前記各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルを記憶し、
    前記電源制御装置は、
    前記被電源供給装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得手段と、
    前記電力量−効率テーブルに基づいて、前記必要電力量を供給可能な１つ又は複数の前記電源ユニットの組み合わせを抽出して、前記電力量−効率テーブルに基づいて、前記抽出した各組み合わせにおいて前記各電源ユニットが前記被電源供給装置に供給する電力量に対する効率を算出すると共に、当該算出された前記各電源ユニットの効率に基づいて前記各組み合わせを構成する前記電源ユニット全体における全体効率を算出し、この算出された全体効率が予め定められた条件を満たす前記電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定手段と、
    前記特定された組み合わせを構成する前記電源ユニットから前記被電源供給装置に電力を供給するよう制御する電源制御手段と、
    を備えたことを特徴とする電源組込装置。
11. 前記各電力量−効率テーブルは、それぞれ前記電源ユニット内に記憶されている、
    ことを特徴とする請求項１０記載の電源組込装置。
12. 所定の装置に電力を供給可能な複数の電源ユニットのオンオフを制御する電源制御装置に、
    前記装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得手段と、
    前記各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルに基づいて、前記必要電力量を供給可能な１つ又は複数の前記電源ユニットの組み合わせを抽出して、前記電力量−効率テーブルに基づいて、前記抽出した各組み合わせにおいて前記各電源ユニットが前記装置に供給する電力量に対する効率を算出すると共に、当該算出された前記各電源ユニットの効率に基づいて前記各組み合わせを構成する前記電源ユニット全体における全体効率を算出し、この算出された全体効率が予め定められた条件を満たす前記電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定手段と、
    前記特定された組み合わせを構成する前記電源ユニットから前記装置に電力を供給するよう制御する電源制御手段と、
    を実現させるためのプログラム。
13. 所定の装置に電力を供給可能な複数の電源ユニットのオンオフを制御する電源制御方法であって、
    前記装置が必要とする電力量の値を表す必要電力量を取得する必要電力量取得工程と、
    前記各電源ユニットが出力可能な電力量に対する効率を表す電力量−効率テーブルに基づいて、前記必要電力量を供給可能な１つ又は複数の前記電源ユニットの組み合わせを抽出して、前記電力量−効率テーブルに基づいて、前記抽出した各組み合わせにおいて前記各電源ユニットが前記装置に供給する電力量に対する効率を算出すると共に、当該算出された前記各電源ユニットの効率に基づいて前記各組み合わせを構成する前記電源ユニット全体における全体効率を算出し、この算出された全体効率が予め定められた条件を満たす前記電源ユニットの組み合わせを特定する電源ユニット特定工程と、
    前記特定された組み合わせを構成する前記電源ユニットから前記装置に電力を供給するよう制御する電源制御工程と、
    を有することを特徴とする電源制御方法。
    

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