JP5239796B2 - ラックマウントシステム、ラック装置及びラック装置の制御方法 - Google Patents

ラックマウントシステム、ラック装置及びラック装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、複数のコンピュータ機器を収容するラック装置を複数組備えたラックマウントシステム、およびそれに用いるラック装置、ラック装置の制御方法に関するものである。
データセンタ等の多数のコンピュータ機器を利用する部門などにおいて、設置面積の効率化、管理の効率化等を目的として、各種のコンピュータ機器をラック装置に搭載して設置する、ラックマウントシステムが用いられている(例えば、特許文献1参照。)。
このようなラック装置を複数台設置する場合、分電盤から個々のラック装置に電力が分配供給される。ラック装置に搭載されるコンピュータ機器には、ラック装置に設けられた電力分配部にコンピュータ機器を接続することで、電力供給が行われる。
特開2007−324427号公報
ラック装置を接続する分電盤の設計は、ラックマウントシステムの最大構成に必要な容量を用いて行われている。昨今、ラック装置に搭載されるコンピュータ機器の必要電源容量の増加に伴い、分電盤への影響が大きくなっている。すなわち、ラック装置に実際に搭載されるコンピュータ機器の構成に応じた電力値での分電盤の設計を要望されるケースが増大している。また、データセンタではラック装置あたりで使用できる電力の上限が決められている場合も多い。このため実際の構成に応じた電力値を見積もるためのツールを用いることなどで対応を取っている。しかし、いずれの場合においても、実際の構成に応じた電力値の見積もり、それに基づいた分電盤の設計には多大な手間とコストを要している。
また、見積値での分電盤の設計を行った場合、事前の見積もりでは予測できなかった不測の事態が発生し、電力値が超過になった場合に、それをガードすることができず分電盤への影響が発生してしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数のラック装置を用いた構成において、必要電力値の超過等が生じた場合にも電力供給をフレキシブルに行い、分電盤の設計を容易に行うことのできるラックマウントシステム、およびそれに用いるラック装置、ラック装置の制御方法を提供することを目的とする。
かかる目的のもとになされた本発明のラックマウントシステムは、複数のコンピュータ機器を搭載し、個々のコンピュータ機器に電力を供給するラック装置を、複数組備えるラックマウントシステムであって、複数組のラック装置は、電力供給源から電力を供給する第一の電力供給系統にそれぞれ接続されるとともに、複数組のラック装置間で電力を供給しあうための第二の電力供給系統により互いに接続され、ラック装置は、第一の電力供給系統から電力の供給を受けて作動中、当該ラック装置に搭載されたコンピュータ機器のそれぞれにおける使用電力を検出し、検出された使用電力の合計値が予め設定された使用電力上限値を超えたときに、第二の電力供給系統を介し、他のラック装置から電力供給を受けることを特徴とする。
本発明のラック装置は、複数のコンピュータ機器を搭載し、個々のコンピュータ機器に電力を供給するラック装置であって、コンピュータ機器のそれぞれに電力を供給する複数の電源ポートと、電源ポートにおける電力供給量を検出する電力測定器と、外部の電力供給源から電力の供給を受ける第一の電力供給系統と、他のラック装置から電力の供給を受ける第二の電力供給系統と、電源ポートを、第一の電力供給系統および第二の電力供給系統のいずれか一方に選択的に接続する電力供給系統選択手段と、ラック装置に備えられた全ての電力測定器における電力供給量の合計値を算出することで使用電力の合計値を検出し、検出された使用電力の合計値が、予め設定された使用電力上限値を超えたときに、他のラック装置に対し、電力供給を要求する制御部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明のラック装置の制御方法は、複数のコンピュータ機器を搭載し、個々のコンピュータ機器に電力を供給するラック装置を複数組備えたラックマウントシステムにおけるラック装置の制御方法であって、ラック装置に搭載されたコンピュータ機器のそれぞれにおける使用電力を検出するステップと、検出された使用電力の合計値が予め設定された使用電力上限値を超えたか否かを判定するステップと、使用電力の合計値が使用電力上限値を超えたときに、他のラック装置から電力供給を受けるステップと、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、ラック装置に搭載されたコンピュータ機器のそれぞれにおける使用電力を検出し、検出された使用電力の合計値が予め設定された使用電力上限値を超えたときに、他のラック装置から電力供給を受けることで、必要電力値の超過等が生じた場合にも電力供給をフレキシブルに行い、分電盤の設計を容易に行うことが可能となる。
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、ラックマウントシステムAは、複数台(図1の例では2台)のラック装置10からなる。
各ラック装置10は、それぞれ、複数のコンピュータ機器100が搭載可能とされている。ラック装置10は、例えば、前後に開放した略ロ字状をなしており、その両側のサイドフレームに、ラック装置10に搭載するコンピュータ機器100を支持するための支持ガイドレール(図示無し)が、上下に予め定められた間隔を隔てて複数段に設けられている。
各ラック装置10は、搭載されたコンピュータ機器100に対して電力を分配する電力分配部20と、当該ラック装置10に搭載された各コンピュータ機器100への電力供給を制御する制御装置30と、を備える。
図2に示すように、電力分配部20は、外部の分電盤(電力供給源:図示無し)から供給される電力の供給を受ける受電口21と、ラック装置10の各段に搭載されるコンピュータ機器100のコンセントプラグ101が接続され、コンピュータ機器100に電力を供給するための電源ポート22と、を備える。
また、図1に示したように、電力分配部20は、ラックマウントシステムAを構成する他のラック装置10の電力分配部20と、ラック間接続ライン(第二の電力供給系統)23を介し、電気的に接続されている。図3に示すように、電力分配部20内において、前記の電源ポート22には、ラック間接続ライン23と、受電口21からの受電ライン(第一の電力供給系統)24とが、電源ポートスイッチ(電力供給系統選択手段)25を介して接続されている。制御装置30の制御により電源ポートスイッチ25を切り替えることで、電源ポート22に、電力供給を受ける系統を、ラック間接続ライン23と受電ライン24との間で切り替え可能とされている。また、電源ポートスイッチ25は、ラック間接続ライン23と受電ライン24の双方と切断することで、電源ポート22への電力供給自体をOFFとすることができる。
また、電源ポート22と電源ポートスイッチ25との間には、電源ポート22で供給している電力を測定する電力測定器26が設けられている。電力測定器26は、信号線26sを介して制御装置30に接続されており、一定時間ごとに、電力測定器26で測定した電力値を、制御装置30に転送する。
さらに、電源ポート22の近傍には、電源ポート22にコンセントプラグ101が挿入されたことを検出するための検出スイッチ27と、ICタグの読み取りセンサ28と、電源ポート22の状態を示すLED等の表示ランプ29とが設けられている。
検出スイッチ27は、例えばプレッシャースイッチ等からなり、信号線27sを介して制御装置30に接続されている。電源ポート22にコンセントプラグ101が接続されると、検出スイッチ27は、コンセントプラグ101が接続されていることを示す信号を、信号線27sを介して制御装置30に出力する。
各コンピュータ機器100のコンセントプラグ101には、個々のコンピュータ機器100毎に予め割り当てられたICタグ102が備えられている。ICタグ102には、コンピュータ機器100固有の情報として、例えば、そのコンピュータ機器100を作動させたときの電力値の見積り量である見積り電力値、そのコンピュータ機器100の優先順位を示すポリシ情報、コンピュータ機器100のIPアドレス等を示す情報が記憶されている。
読み取りセンサ28は、信号線28sを介して制御装置30に接続されている。読み取りセンサ28は、例えば一定時間毎に、周囲の通信可能範囲内にICタグ102から出力される信号の有無を検出する。ICタグ102からの信号が検出された場合、読み取りセンサ28は、電源ポート22に接続されたコンセントプラグ101のICタグ102から情報を読み取ると、読み取った情報を制御装置30へ転送する。
表示ランプ29は、電源ポート22の状態、例えば、電源ポート22で電力供給を行っているか否か等の情報を、ランプの点灯の有無、点灯ランプの色等に応じて表示する。この表示ランプ29は、信号線29sにより制御装置30に接続されており、表示ランプ29の表示状態を示す信号を制御装置30に出力する。
制御装置30は、予め定められたコンピュータプログラムにより、外部から入力された信号に応じ、図示しない演算処理部、メモリ等が協働して所定の処理を実行する。図2に示したように、制御装置30は、所定の処理の際に各種情報を格納するためのデータベース(優先順位情報格納部、使用電力見積値格納部)31と、所定の処理により生成された、ラック装置10における電力供給状況を示す情報を外部に表示(出力)するためのランプやモニタ等からなる状態表示部32と、を備える。
制御装置30は、ラック装置10内に設けられた制御用LAN(Local Area Network)33を介して各コンピュータ機器100に接続され、各コンピュータ機器100のシャットダウンを制御できるようになっている。
さらに、各ラック装置10に搭載された制御装置30は、他のラック装置10の制御装置30と通信が行えるよう、ラック間通信用LAN34により接続されている。
このような制御装置30は、各ラック装置10単位において、電力の設定上限を守る運用を維持する。また、各ラック装置10において、電力の不足が生じた場合、電力経路の切り替えを行い、機器100の物理的な移動を伴わずに、余剰となる電力を有している他のラック装置10からの供給を受ける制御を実行する。
以下、これについて詳述する。
次に、本実施例の動作を図4に示す制御フローを使用して説明する。
制御装置30のデータベース31には、ラック装置10における最大電力値(目標値)が外部から登録可能であり、ラック装置10の使用開始前に、予め、最大電力値が設定され、データベース31に記憶されている。
ラック装置10に搭載される各コンピュータ機器100のコンセントプラグ101が電力分配部20の各電源ポート22に差し込まれると(ステップS101)、電源ポート22にある検出スイッチ27がONされる(ステップS102)。すると、ラック装置10の電源ポート22がONされ、電源ポート22からコンピュータ機器100に電力が供給される(ステップS103)。
このとき、検出スイッチ27のONに伴い、その電源ポート22の読み取りセンサ28が動作し、コンセントプラグ101のICタグ102の情報が読み取られる。ICタグ102には、コンピュータ機器100のIPアドレス、コンピュータ機器100のポリシ(優先順位)、コンピュータ機器100の使用電力の見積値が格納されている。読み取りセンサ28では、これらの情報をICタグ102から読み取り、制御装置30に伝達する。制御装置30では、これら情報を受け取ると、データベース(DB)31に登録し、図5に示すように、各電源ポート22を識別する情報(例えば、電源ポートNo)に関連付けて構成データベース情報を構築する(ステップS104)。そして、構成データベース情報から、各電源ポート22に接続されたコンピュータ機器100における電力見積値の合計値、すなわちラック装置10全体における合計使用電力見積値αを算出する。算出された合計使用電力見積値αは、データベース31に記憶させるとともに、制御装置30に設けられた状態表示部32に表示させる。
この後、コンピュータ機器100の動作中は、電源がONされている各電源ポート22の電力測定器26において、一定時間毎に電源ポート22からコンピュータ機器100に実際に供給している電力の測定を実施することで、コンピュータ機器100の実際の使用電力を検出し、その測定値情報を制御装置30に通知する(ステップS105)。
制御装置30では、各電源ポート22のそれぞれについて、この測定値と、ICタグ102より読み込んだコンピュータ機器100の使用電力の見積値と比較する(ステップS106)。その結果、測定値の方が見積値よりも小さい場合は、ステップS104に戻り、構成データベース情報を更新する。逆に、測定値の方が見積値よりも大きい場合は、コンピュータ機器100としての電力がオーバしている状況のため、ラック装置10全体で使用電力量の合計値が、ラック装置10に登録された最大電力値(目標値)を越えていないか否かを確認する。このため、制御装置30は、ラック装置10に登録された目標値に閾値(例えば90%)を掛け合わせたものと、構成データベース情報から取得できる、ラック装置10に搭載されている全コンピュータ機器100の測定値の合計値βと比較する(ステップS107)。この際、測定値の合計値βが目標値を下回っている場合は、ステップS104に戻り、構成データベース情報の内容を更新し、状態を維持する。逆に測定値の合計値βが目標値を上回っている場合は、使用電力が目標値を上回らないようにする制御、すなわち電力天井制御処理を次のように行う。
電力天井制御は、先のステップS107における比較で、ラック装置10に登録された目標値に閾値を掛け合わせたものより上回っている測定値の合計値βを、下回るようにするため、一部のコンピュータ機器100への電力供給を遮断することで行う。これには、目標値に閾値を掛け合わせたものより、実際の使用電力値の合計値βが下回るようなコンピュータ機器100の組み合わせを検索する。
そこで、まず、コンピュータ機器100のポリシ(優先順位)が設定されているか否かを確認する(ステップS108)。コンピュータ機器100のポリシ(優先順位)が設定されていない場合は、先の電力オーバしたコンピュータ機器100を、電力供給を停止する対象として識別する。そして、電力供給を停止する対象として識別されたコンピュータ機器100に対応したIPアドレスに対し、制御用LAN33を介し、制御装置30より停止(シャットダウン)指示を出す(ステップS109)。これにより、電力供給を停止する対象として識別されたコンピュータ機器100が停止する。
この後、制御装置30は、電力供給を停止する対象として識別されたコンピュータ機器100が接続されている電源ポート22の電源ポートスイッチ25をOFFとすることで、コンピュータ機器100への電力供給を停止する(ステップS110)。また、これとともに、電源ポートスイッチ25をOFFとした電源ポート22の表示ランプ29を、電力供給が停止している状態であることを示す点灯状態に切り替える(ステップS111)。
一方、コンピュータ機器100のポリシ(優先順位)が設定されている場合は、構成データベース情報に情報が登録されているコンピュータ機器100のうち、一部のコンピュータ機器100への電力供給を停止させた場合の、残りのコンピュータ機器100における測定値を合算する(ステップS112)。この測定値の合算は、優先順位の低いものから高いものへと、電力供給を停止させるコンピュータ機器100を順次変えて、同様にして行う。また、電力供給を停止させるコンピュータ機器100は、1台に限らず、複数台を組み合わせることも可能である。その場合も、それぞれの組み合わせにおいて、電力供給を停止させるコンピュータ機器100以外の、残りのコンピュータ機器100における測定値の合算を行う。
次いで、ステップS112で求めた測定値の合算値が、目標値を下回る条件があるか否かを判断する(ステップS113)。測定値の合算値が目標値を下回る条件が複数存在する場合、優先順位の最も低いコンピュータ機器100を含む条件を選択する。
そして、選択されたコンピュータ機器100(1台〜複数台)を、電力供給を停止する対象となるコンピュータ機器100として識別する。電力供給を停止する対象として識別された全てのコンピュータ機器100に対応したIPアドレスに対し、制御用LAN33を介し、制御装置30より停止(シャットダウン)指示を出す(ステップS114)。これにより、電力供給を停止する対象として識別されたコンピュータ機器100の全てが停止する。
そして、電力供給を停止する対象となるコンピュータ機器100が接続されている電源ポート22の電源ポートスイッチ25をOFFにし、コンピュータ機器100への電力供給を停止する(ステップS115)。また、これとともに、電源ポートスイッチ25をOFFとした電源ポート22の表示ランプ29を、電力供給が停止している状態であることを示す点灯状態に切り替える(ステップS116)。
このようにしてラック装置10ごとに、使用電力の上限を守る運用を維持する。
また、上記のステップS111、S116を経た場合、制御装置30は、強制的な電源停止が発生したことを検知する(ステップS117)。
さらに、ラック装置10において、使用電力の上限を超えたために一部のコンピュータ機器100への電力供給を停止した場合、電源経路の切り替えを行い、機器100の物理的な移動を伴わずに、余剰となる電力を有している他のラック装置10からの供給を受けるための処理を行う。
すなわち、まず、ステップS117に引き続き、コンピュータ機器100への電力供給停止を行ったラック装置10において、ステップS109、S114で電力供給を停止する対象となったコンピュータ機器100の電力情報(ICタグ102の見積値情報)の合計値を算出する。
そして、他のラック装置10に搭載されている制御装置30に対し、ステップS109、S114で電力供給を停止する対象となったコンピュータ機器100への電力供給が可能か否か、ラック間通信用LAN34を介して問い合わせる(ステップS120)。問い合わせを受け取った他のラック装置10の制御装置30では、その時点での自らのラック装置10の電力状態に加え、電力供給を停止する対象となったコンピュータ機器100を受け入れた場合に、ラック装置10の目標値を満足するか否かを比較する(ステップS121)。
目標値を満足しない場合は受け入れ不可能(移行不可能)であることを、目標値を満足する場合は受け入れ可能(移行可能)であることを、問い合わせ元のラック装置10の制御装置30に回答する(ステップS122、S123)。回答を受けた制御装置30では、受け入れ不可の場合、さらに他のラック装置10が存在する場合は、その制御装置30に再度問い合わせを実施する(ステップS124、S120)。
一方、受け入れが可能な場合は、構成データベース情報に、電力供給を停止する対象となるコンピュータ機器100を他のラック装置10からの給電に移行することを反映させる。
しかる後、受け入れ先の制御装置30を有したラック装置10において、電源ポートスイッチ25を、受電ライン24側からラック間接続ライン23へと電力が供給されるように切り換える。一方、電力供給を停止する対象となったコンピュータ機器100を搭載したラック装置10においては、電源ポートスイッチ25を、ラック間接続ライン23からコンピュータ機器100への電力供給が行われるように切り換える。
そして、電源ポートスイッチ25をONにすることで、電力供給を停止する対象となったコンピュータ機器100を再び稼動状態にする。これにより、電力供給を停止する対象となったコンピュータ機器100は、他のラック装置10から電力供給を受けて作動する。
さらに、構成データベース情報に、電力供給を停止する対象となったコンピュータ機器100を他のラック装置10からの給電に移行したことを反映させる(ステップS125)。
以上説明したように、本発明においては以下に記載するような効果を奏する。
まず、ラック装置10毎に、当該ラック装置10が許容できる電力を超えないように使用電力の制御(天井制御)を実施しているので、図示しない分電盤への影響を最小限にとどめることができる。
さらに、各ラック装置10において、使用電力が、許容できる電力を超えたときには、他のラック装置10において余剰している電力の供給を受けることができる。したがって、複数のラック装置10を用いた構成において、必要電力値の超過等が生じた場合にも、コンピュータ機器100の物理的な移動を伴わず、電力供給をフレキシブルに行って電力供給を安定して行うことができる。その結果、図示しない分電盤の設計を容易に行うことが可能となる。
なお、上述した各実施形態では、ラック装置10を2台のみ備える構成としたが、もちろんその台数は複数台であればいかなるものであっても良い。
本発明の実施形態にかかるラックマウントシステムの概略構成を示す図である。 ラック装置の構成を示す図である。 ラック装置の電力分配部の構成を示す図である。 ラック装置における電力供給制御の流れを示す図である。 構成データベース情報の一例を示す図である。
符号の説明
10 ラック装置
20 電力分配部
21 受電口
22 電源ポート
23 ラック間接続ライン(第二の電力供給系統)
24 受電ライン(第一の電力供給系統)
25 電源ポートスイッチ(電力供給系統選択手段)
26 電力測定器
27 検出スイッチ
28 センサ
30 制御装置
31 データベース(優先順位情報格納部、使用電力見積値格納部)、
32 状態表示部
33 制御用LAN
34 ラック間通信用LAN
100 コンピュータ機器
101 コンセントプラグ
102 ICタグ
A ラックマウントシステム

Claims (5)

  1. 複数のコンピュータ機器を搭載し、個々の前記コンピュータ機器に電力を供給する複数のラック装置
    を備え、
    前記ラック装置は、
    当該ラック装置に搭載される前記コンピュータ機器のそれぞれに電力を供給する複数の電源ポートと、
    前記電源ポートにおける電力供給量を検出する電力測定器と、
    外部の電力供給源から電力供給を受ける第一の電力供給系統と、
    のラック装置から電力供給を受ける第二の電力供給系統
    前記電源ポートを、前記第一の電力供給系統及び前記第二の電力供給系統のいずれか一方に選択的に接続する電力供給系統選択手段と、
    前記ラック装置に搭載される前記コンピュータ機器のそれぞれについて、予め設定された使用電力の見積値を格納する使用電力見積値格納部と、
    当該ラック装置に備えられた全ての前記電力測定器における電力供給量の合計値を算出することで、前記第一の電力供給系統から電力の供給を受けて作動中、当該ラック装置に搭載された前記コンピュータ機器のそれぞれにおける使用電力の合計値を検出し、検出された前記使用電力の合計値が予め設定された使用電力上限値を超えたときに、前記他のラック装置に対し、電力供給を要求すと共に、前記使用電力見積値格納部と前記電力測定器の測定値を参照して、前記測定値が前記使用電力の見積値を上回っている前記コンピュータ機器を特定し、特定された前記コンピュータ機器への電力供給を停止する制御部と
    有するラックマウントシステム。
  2. 前記制御部は、他の前記ラック装置から電力供給を受ける場合、前記電力供給選択手段にて、前記電源ポートを前記第二の電力供給系統に接続する
    請求項に記載のラックマウントシステム。
  3. 前記制御部は、他の前記ラック装置から電力供給を要求された場合、当該制御部が備えられた前記ラック装置における前記使用電力の合計値が、前記使用電力上限値を下回っているときに、他の前記ラック装置への電力供給を行う
    請求項1又は2に記載のラックマウントシステム。
  4. 複数のコンピュータ機器を搭載し、個々の前記コンピュータ機器に電力を供給するラック装置であって、
    当該ラック装置に搭載される前記コンピュータ機器のそれぞれに電力を供給する複数の電源ポートと、
    前記電源ポートにおける電力供給量を検出する電力測定器と、
    外部の電力供給源から電力の供給を受ける第一の電力供給系統と、
    他のラック装置から電力の供給を受ける第二の電力供給系統と、
    前記電源ポートを、前記第一の電力供給系統び前記第二の電力供給系統のいずれか一方に選択的に接続する電力供給系統選択手段と、
    前記ラック装置に搭載される前記コンピュータ機器のそれぞれについて、予め設定された使用電力の見積値を格納する使用電力見積値格納部と、
    前記ラック装置に備えられた全ての前記電力測定器における電力供給量の合計値を算出することで前記第一の電力供給系統から電力の供給を受けて作動中、当該ラック装置に搭載された前記コンピュータ機器のそれぞれにおける使用電力の合計値を検出し、検出された前記使用電力の合計値が、予め設定された使用電力上限値を超えたときに、前記他のラック装置に対し、電力供給を要求すると共に、前記使用電力見積値格納部と前記電力測定器の測定値を参照して、前記測定値が前記使用電力の見積値を上回っている前記コンピュータ機器を特定し、特定された前記コンピュータ機器への電力供給を停止する制御部と
    を備えるラック装置。
  5. 複数のコンピュータ機器を搭載し、個々の前記コンピュータ機器に電力を供給し、前記コンピュータ機器のそれぞれに電力を供給する複数の電源ポートと、前記電源ポートにおける電力供給量を検出する電力測定器と、外部の電力供給源から電力の供給を受ける第一の電力供給系統と、他のラック装置から電力の供給を受ける第二の電力供給系統と、前記電源ポートを、前記第一の電力供給系統及び前記第二の電力供給系統のいずれか一方に選択的に接続する電力供給系統選択手段と、前記ラック装置に搭載される前記コンピュータ機器のそれぞれについて、予め設定された使用電力の見積値を格納する使用電力見積値格納部とを備えるラック装置の制御方法であって、
    前記ラック装置に備えられた全ての前記電力測定機における電力供給量の合計値を算出することで、前記第一の電力供給系統から電力の供給を受けて作動中、当該ラック装置に搭載された前記コンピュータ機器のそれぞれにおける使用電力の合計値を検出する段階と、
    検出された前記使用電力の合計値が予め設定された使用電力上限値を超えたときに、前記他のラック装置に対し、電力供給を要求すと共に、前記使用電力見積値格納部と前記電力測定器の測定値を参照して、前記測定値が前記使用電力の見積値を上回っている前記コンピュータ機器を特定し、特定された前記コンピュータ機器への電力供給を停止する段階
    備えるラック装置の制御方法。
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