JP5218280B2 - 監視装置、監視プログラムおよび監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、監視装置、監視プログラムおよび監視方法に関する。

近年、情報処理装置の高性能化にともなう発熱量の増加が大きな問題となっている。特に、多数の情報処理装置を収容するデータセンタやコンピュータ室では、情報処理装置の発熱量の増加によって、温度が許容温度を超過する事態が発生し易くなっている。

かかる問題を解決するため、室温を監視し、室温が上限値を超える前に自動的に冷房運転を行うことによって、コンピュータ室の室温が許容温度を超過することを防止する技術が提案されている。

特開２００７−１７０６８６号公報

しかしながら、上記の従来技術は、単純に室温を閾値判定して空調機を制御するものであったため、必ずしも、発生している状況に応じて適切な対処をとることができない場合があった。データセンタやコンピュータ室の室温が上昇する原因は種々存在し、原因を特定した上で対処を行わないと十分な効果を得ることができないからである。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、温度上昇の原因を特定することができる監視装置、監視プログラムおよび監視方法を提供することを目的とする。

本願の開示する監視装置は、一つの態様において、複数の情報処理装置を搭載する１ないし複数のラックに設けられた複数の温度センサが計測する温度に基づいて該ラックに対する空調の状況を監視する監視装置であって、前記複数の温度センサにそれぞれに対応付けて、所定の位置と温度センサの距離に応じた重みを記憶する記憶部と、前記複数の温度センサと対応付けて前記記憶部に記憶されている重みを用いて、前記複数の温度センサによって計測された温度の加重平均を算出する平均温度算出部と、前記平均温度算出部によって算出された加重平均と閾値とを比較することによって、前記情報処理装置の排気の回り込みによる温度上昇が発生しているか否かを判定する判定部を備える。

本願の開示する監視装置、監視プログラムおよび監視方法の一つの態様によれば、温度上昇の原因を特定することができるという効果を奏する。

図１は、本実施例に係る監視装置を含むデータセンタの一例を示す図である。 図２は、本実施例に係る監視装置の構成を示す機能ブロック図である。 図３は、排気の回り込みの一例を示す図である。 図４は、重みの設定と温度上昇の一例を示す図である。 図５は、温度上昇の一例を示すグラフである。 図６は、排気の回り込みの他の一例を示す図である。 図７は、重みの設定と温度上昇の他の一例を示す図である。 図８は、温度上昇の他の一例を示すグラフである。 図９は、温度監視処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、監視プログラムを実行するコンピュータを示す機能ブロック図である。

以下に、本願の開示する監視装置、監視プログラムおよび監視方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

まず、本実施例に係る監視装置１０を含むデータセンタの一例について説明する。図１に例示するデータセンタは、監視装置１０と、複数の情報処理装置を搭載する１ないし複数のラック２０と、ラック２０へ冷却風を供給する空調機３０とを含む。そして、監視装置１０は、ラック２０が備える複数の温度センサ２１と、空調機３０が備える風量センサ３１と接続され、これらのセンサの測定値に基づいて空調の状況を監視する。

なお、図１の例に示すデータセンタには、図示しない他のラックや、それらのラックへ冷却風を供給する他の空調機も含まれる。

次に、図２を参照しながら、監視装置１０の構成について説明する。図２に示すように、監視装置１０は、温度取得部１１０と、空調機状況取得部１２０と、記憶部１３０と、制御部１４０とを有する。温度取得部１１０は、複数の温度センサ２１によって測定された温度を取得する。

空調機状況取得部１２０は、風量センサ３１によって測定された風量を取得する。なお、空調機状況取得部１２０が取得する情報は、空調機３０の稼働状況を判断することができるものであればよく、例えば、空調機３０が冷却風を送風するためのファンの回転数であってもよい。

記憶部１３０は、各種データを記憶する記憶装置であり、重みデータ１３１を記憶する。重みデータ１３１は、後述する加重平均を算出するための重みを、それぞれの温度センサ２１と対応付けて保持する。重みデータ１３１が保持する重みは、ラック２０の排気側から吸気側へ一定以上の流量の排気が流れうる経路から、対応する温度センサ２１までの距離が遠いほど小さな値に設定される。

制御部１４０は、監視装置１０を全体制御する制御部であり、平均温度算出部１４１と、閾値算出部１４２と、判定部１４３と、報知部１４４と、対処実行部１４５とを有する。平均温度算出部１４１は、各温度センサ２１と対応付けて重みデータ１３１に保持されている重みを用いて、各温度センサ２１によって計測された温度の加重平均を算出する。

具体的には、ｎ個の温度センサ２１ａ〜２１ｎによって上昇温度ΔＴａ〜ΔＴｎが測定され、温度センサ２１ａ〜２１ｎに対応付けて重みＷａ〜Ｗｎが重みデータ１３１に保持されている場合の加重平均Ｇは以下の式（１）を用いて算出される。

Ｇ＝（ΔＴａ×Ｗａ＋…ΔＴｎ×Ｗｎ）／ｎ
＝Σ（ΔＴｉ×Ｗｉ）／ｎ ・・・式（１）

閾値算出部１４２は、平均温度算出部１４１によって算出された加重平均と比較するための閾値を算出する。具体的には、閾値算出部１４２は、各温度センサ２１によって計測された温度の相加平均と、各温度センサ２１と対応付けて重みデータ１３１に保持されている重みの相加平均とを算出する。そして、閾値算出部１４２は、これらの相加平均を掛け合わせたものに所定値ｄを加算したものを閾値とする。

ｎ個の温度センサ２１ａ〜２１ｎによって上昇温度ΔＴａ〜ΔＴｎが測定され、温度センサ２１ａ〜２１ｎに対応付けて重みＷａ〜Ｗｎが重みデータ１３１に保持されている場合の閾値ＴＨは以下の式（２）を用いて算出される。

ＴＨ＝（ΔＴａ＋…ΔＴｎ）／ｎ × （Ｗａ＋…Ｗｎ）／ｎ ＋ｄ
＝Σ（ΔＴｉ）／ｎ × Σ（Ｗｉ）／ｎ ＋ｄ ・・・式（２）

なお、本実施例では、上昇温度ΔＴａ〜ΔＴｎを、通常可動時に測定される温度との差分と仮定しているが、同一の温度センサによって前回測定された温度または直近の一定期間内に測定された温度の平均値との差分を上昇温度ΔＴａ〜ΔＴｎとしてもよい。また、上昇温度ΔＴａ〜ΔＴｎに代えて、ｎ個の温度センサ２１ａ〜２１ｎによって測定された温度Ｔａ〜Ｔｎを用いて加重平均や閾値を算出することとしてもよい。

判定部１４３は、平均温度算出部１４１によって算出された加重平均と、閾値算出部１４２によって算出された閾値と、空調機状況取得部１２０によって取得された空調機３０の稼働状況を示す情報とに基づいて空調の状況を判定する。

具体的には、判定部１４３は、平均温度算出部１４１によって算出された加重平均が予め決められた基準値よりも小さければ、空調が正常であると判定する。また、判定部１４３は、平均温度算出部１４１によって算出された加重平均が予め決められた基準値以上であれば、空調が異常であると判定する。

なお、空調が正常であるか否かを判定するために、平均温度算出部１４１によって算出された加重平均ではなく、温度センサ２１によって測定された温度の平均値や最大値等を用いることとしてもよい。

判定部１４３は、空調が異常であると判定した場合、平均温度算出部１４１によって算出された加重平均と、閾値算出部１４２によって算出された閾値とを比較する。そして、加重平均が閾値よりも大きい場合、判定部１４３は、排気の回り込みが発生していると判定する。一方、加重平均が閾値以下の場合、判定部１４３は、空調機状況取得部１２０によって取得された空調機３０の稼働状況を示す情報とに基づいて、異常の原因が空調機３０にあるか否かを判定する。

報知部１４４は、空調が異常であると判定部１４３が判定した場合に、判定部１４３の判定結果を報知する。報知部１４４は、例えば、システム管理者が参照するモニタに警告文を表示したり、システム管理者宛に判定結果を含む電子メールを送信することによって報知を実行する。対処実行部１４５は、空調が異常であると判定部１４３が判定した場合に、判定部１４３の判定結果に応じた対処を実行する。

次に、各温度センサ２１と対応付けて重みデータ１３１に設定される重みと空調の異常の判定について具体例を示してさらに詳しく説明する。図３は、排気の回り込みの一例を示す図である。図３に示す例では、ラック２０に６台の情報処理装置４０が搭載され、それぞれの情報処理装置４０の吸気側にＡ〜Ｆの温度センサ２１が設置されている。

図３に示すラック２０の場合、床面とラック２０の隙間は狭いため、この部分を通過して排気が吸気側に回り込むことはほとんどない。一方、ラック２０の上方は、天井との間に広い空間があるため、ラック２０の上方を通過して一定以上の流量の排気が吸気側に回り込む可能性がある。排気が吸気側に回り込むと、空気が情報処理装置４０によって温められながら循環することになるため、空調機３０が正常に稼動している場合でも温度が上昇し、各種障害を発生させる。

そこで、排気の回り込みを検出するため、図３に示す例の場合、図４に示すように、排気の回り込みが発生しうる経路から最も遠い位置である床面から遠くなるほど重みが大きくなるように、重みデータ１３１に重みが設定される。図３に示す例では、床面から近い順にＡ〜Ｆの温度センサ２１が設置されているため、図４に示す例では、Ａの温度センサ２１に対応する重みが最も小さく、Ｆの温度センサ２１に対応する重みが最も大きく設定されている。

このように、床面から遠くなるほど重みが大きくなるように設定するには、例えば、床面と温度センサ２１との距離に応じて重みの大きさを決定することとすればよい。また、温度センサ２１の位置の影響を大きく顕在化させるために、床面と温度センサ２１との距離の２乗に応じて重みの大きさを決定することとしてもよい。

ここで、空調機３０が故障したときに各温度センサ２１によって計測された温度の上昇と、排気の回り込みが発生した場合に各温度センサ２１によって計測された温度の上昇が図４に示す通りであったとする。この場合、上昇温度の相加平均は、いずれの場合も「５．０」となる。このように、相加平均を算出しても、排気の回り込みが発生したのか、空調機３０が故障したのかを判定することはできない。

しかしながら、図５のグラフを参照すれば明らかなように、空調機３０の故障時には、各温度センサ２１によって計測される温度がほぼ一様に上昇するのに対し、排気の回り込み時には、床面から遠いほど温度の上昇が大きくなる傾向がある。したがって、図４に示したように、床面から遠くなるほど大きくなるように設定した重みを用いて上昇温度の加重平均を算出すれば、この傾向を顕在化させ、排気の回り込みが発生したのか、空調機３０が故障したのかを容易に判定することが可能になる。

図４に示すように、空調機３０の故障時の上昇温度の加重平均は、「２２．３７」であり、上昇温度の相加平均「５．０」に重みの相加平均「４．５」を乗じた値である「２２．５」とほぼ一致する。一方、回り込み発生時の上昇温度の加重平均は、「３１．４２」であり、上昇温度の相加平均に重みの相加平均を乗じた値である「２２．５」よりもはるかに大きい。

したがって、式（１）を用いて上昇温度の加重平均を算出し、これを式（２）のように上昇温度の相加平均に重みの相加平均を乗じた値に所定値ｄを加算した閾値と比較し、加重平均の方が大きければ、排気の回り込みが発生していると判定することができる。ここで用いられる所定値ｄは、各温度センサ２１で計測される温度のぶれの影響を吸収するための値であり、予め決められた固定値であってもよいし、上昇温度の相加平均に重みの相加平均を乗じた値に予め決められた係数を乗じて算出される値であってもよい。

なお、図３〜５では、排気の回り込みが上下方向に発生する例を示したが、排気の回り込みは水平方向に発生する場合もある。水平方向に発生する排気の回り込みを検出する場合について、図６〜図８を用いて説明する。

図６は、１２台のラックが吸排気方向に対して垂直に一列に配置され、各ラックにＡ〜Ｌの温度センサ２１が１台ずつ設けられている状態を上方から見下ろした図である。この例の場合、図６に示す通り、列の両端のラックの脇を通過して一定以上の流量の排気が吸気側に回り込む可能性がある。

列の両端のラックの脇を通過する排気の回り込みが発生した場合、図７および図８に示すように、列の両端に近いラックに設けられた温度センサ２１ほど大きな温度の上昇が検出される。そこで、図６に示す例の場合、排気の回り込みが発生しうる経路から最も遠い位置である列の中央から遠くなるほど重みが大きくなるように、重みデータ１３１に重みが設定される。図７に示す例では、列の中央に最も近いＦおよびＧの温度センサ２１に対応する重みが最も小さく、列の両端のＡおよびＬの温度センサ２１に対応する重みが最も大きく設定されている。

このように、列の中央から遠くなるほど重みが大きくなるように設定するには、例えば、列の中央と温度センサ２１との距離に応じて重みの大きさを決定することとすればよい。また、温度センサ２１の位置の影響を大きく顕在化させるために、列の中央と温度センサ２１との距離の２乗に応じて重みの大きさを決定することとしてもよい。

このように、重みを設定することにより、図７に示す例では、回り込み発生時の上昇温度の加重平均が「３２．０８」となり、上昇温度の相加平均に重みの相加平均を乗じた値である「２２．５」よりもはるかに大きくなる。

なお、排気の回り込みが上下方向に発生した場合と、排気の回り込みが水平方向に発生する場合の両方に対応できるように重みを設定することとしてもよい。この場合、例えば、一列に配置されたラックに搭載された情報処理装置４０毎に温度センサ２１を設け、列の中央の床面からの距離が遠くなるほど大きな重みが設定されるようにすればよい。

次に、監視装置１０によって実行される温度監視処理の処理手順について図９のフローチャートを参照しながら説明する。図９に示すように、監視装置１０においては、温度取得部１１０が各温度センサ２１が計測した温度データを取得する（ステップＳ１０１）。また、空調機状況取得部１２０が、空調機３０の稼働状況を表す空調機状況データを風量センサ３１から取得する（ステップＳ１０２）。

続いて、平均温度算出部１４１および閾値算出部１４２が、重みデータ１３１を読み出して、各温度センサ２１に対応する重みを取得する（ステップＳ１０３）。そして、平均温度算出部１４１が上述した式（１）を用いて加重平均を算出し（ステップＳ１０４）、閾値算出部１４２が上述した式（２）を用いて閾値を算出する（ステップＳ１０５）。

ここで、加重平均が、予め決められた基準値よりも小さければ（ステップＳ１０６肯定）、判定部１４３は、空調に問題はないと判断し、ステップＳ１０１から処理手順が再実行される。

一方、加重平均が、予め決められた基準値以上であれば（ステップＳ１０６否定）、判定部１４３は空調に異常があると判定するとともに、以下のように異常の原因を特定する。すなわち、加重平均が閾値よりも大きければ（ステップＳ１０７肯定）、判定部１４３は排気の回り込みが発生していると判定し、報知部１４４がその旨を報知する（ステップＳ１０８）。そして、対処実行部１４５が、排気が回り込んでいる情報処理装置４０の放熱を抑制させたり、排気が回り込んでいる情報処理装置４０に対して床下からガラリを通して冷風を供給したりといった対策を実行する（ステップＳ１０９）。

また、加重平均が閾値以下で空調機３０の風量が低下していれば（ステップＳ１０７否定、ステップＳ１１０肯定）、空調機３０に異常が発生していると判定し、報知部１４４がその旨を報知する（ステップＳ１１１）。そして、対処実行部１４５が、他の空調機の風量を増加させるといった対策を実行する（ステップＳ１１２）。

また、加重平均が閾値以下で空調機３０の風量が低下していなければ（ステップＳ１０７否定、ステップＳ１１０否定）、空調機３０の風量が不足していると判定し、報知部１４４がその旨を報知する（ステップＳ１１３）。そして、対処実行部１４５が、空調機３０の風量を増加させるといった対策を実行する（ステップＳ１１４）。

なお、図２に示した本実施例に係る監視装置１０の構成は、要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができる。例えば、監視装置１０の制御部１４０の機能をソフトウェアとして実装し、これをコンピュータで実行することにより、監視装置１０と同等の機能を実現することもできる。以下に、制御部１４０の機能をソフトウェアとして実装した監視プログラム１０７１を実行するコンピュータの一例を示す。

図１０は、監視プログラム１０７１を実行するコンピュータ１０００を示す機能ブロック図である。このコンピュータ１０００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１０と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置１０２０と、各種情報を表示するモニタ１０３０と、記録媒体からプログラム等を読み取る媒体読取り装置１０４０と、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行うネットワークインターフェース装置１０５０と、各種情報を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１０６０と、ハードディスク装置１０７０とをバス１０８０で接続して構成される。

そして、ハードディスク装置１０７０には、図２に示した制御部１４０と同様の機能を有する監視プログラム１０７１と、図２に示した重みデータ１３１に対応する重みデータ１０７２とが記憶される。なお、重みデータ１０７２を、適宜分散させ、ネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶させておくこともできる。

そして、ＣＰＵ１０１０が監視プログラム１０７１をハードディスク装置１０７０から読み出してＲＡＭ１０６０に展開することにより、監視プログラム１０７１は、監視プロセス１０６１として機能するようになる。そして、監視プロセス１０６１は、重みデータ１０７２から読み出した情報等を適宜ＲＡＭ１０６０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開したデータ等に基づいて各種データ処理を実行する。

なお、上記の監視プログラム１０７１は、必ずしもハードディスク装置１０７０に格納されている必要はなく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたこのプログラムを、コンピュータ１０００が読み出して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等を介してコンピュータ１０００に接続される他のコンピュータ（またはサーバ）等にこのプログラムを記憶させておき、コンピュータ１０００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

１０ 監視装置
１１０ 温度取得部
１２０ 空調機状況取得部
１３０ 記憶部
１３１ 重みデータ
１４０ 制御部
１４１ 平均温度算出部
１４２ 閾値算出部
１４３ 判定部
１４４ 報知部
１４５ 対処実行部
２０ ラック
２１ 温度センサ
３０ 空調機
３１ 風量センサ
４０ 情報処理装置
１０００ コンピュータ
１０１０ ＣＰＵ
１０２０ 入力装置
１０３０ モニタ
１０４０ 媒体読取り装置
１０５０ ネットワークインターフェース装置
１０６０ ＲＡＭ
１０６１ 監視プロセス
１０７０ ハードディスク装置
１０７１ 監視プログラム
１０７２ 重みデータ
１０８０ バス

Claims (7)

1. 複数の情報処理装置を搭載する１ないし複数のラックに設けられた複数の温度センサが計測する温度に基づいて該ラックに対する空調の状況を監視する監視装置であって、
   前記複数の温度センサにそれぞれに対応付けて、所定の位置と温度センサの距離に応じた重みを記憶する記憶部と、
   前記複数の温度センサと対応付けて前記記憶部に記憶されている重みを用いて、前記複数の温度センサによって計測された温度の加重平均を算出する平均温度算出部と、
   前記平均温度算出部によって算出された加重平均と閾値とを比較することによって、前記情報処理装置の排気の回り込みによる温度上昇が発生しているか否かを判定する判定部と
   を備えたことを特徴とする監視装置。
2. 前記複数の温度センサによって計測された温度の相加平均と、前記複数の温度センサと対応付けて前記記憶部に記憶されている重みの相加平均とを乗じた値に基づいて前記閾値を算出する閾値算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
3. 前記所定の位置は、前記ラックが設定されている床面であることを特徴とする請求項１または２に記載の監視装置。
4. 前記所定の位置は、吸排気方向に対して垂直に一列に配列されている複数のラックの中央であることを特徴とする請求項１または２に記載の監視装置。
5. 前記ラックに対して冷却風を供給する空調機の稼働状況を示すデータを取得する空調機状況取得部をさらに備え、
   前記判定部は、前記情報処理装置の排気の回り込みによる温度上昇が発生していないと判定した場合に、前記空調機状況取得部によって取得されたデータに基づいて、前記空調機の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の監視装置。
6. 複数の情報処理装置を搭載する１ないし複数のラックに設けられた複数の温度センサが計測する温度に基づいて該ラックに対する空調の状況を監視する監視プログラムであって、
   前記複数の温度センサにそれぞれに対応付けて、所定の位置と温度センサの距離に応じた重みを記憶する記憶部から読み出された重みを用いて、前記複数の温度センサによって計測された温度の加重平均を算出する平均温度算出手順と、
   前記平均温度算出手順によって算出された加重平均と閾値とを比較することによって、前記情報処理装置の排気の回り込みによる温度上昇が発生しているか否かを判定する判定手順と
   をコンピュータに実行させることを特徴とする監視プログラム。
7. 複数の情報処理装置を搭載する１ないし複数のラックに設けられた複数の温度センサが計測する温度に基づいて該ラックに対する空調の状況を監視する監視方法であって、
   前記複数の温度センサにそれぞれに対応付けて、所定の位置と温度センサの距離に応じた重みを記憶する記憶部から読み出された重みを用いて、前記複数の温度センサによって計測された温度の加重平均を算出する平均温度算出工程と、
   前記平均温度算出工程によって算出された加重平均と閾値とを比較することによって、前記情報処理装置の排気の回り込みによる温度上昇が発生しているか否かを判定する判定工程と
   を含んだことを特徴とする監視方法。

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