JP5278433B2

JP5278433B2 - 冷却方法及び計算機

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Publication number: JP5278433B2
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Inventors: 愼一山崎
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Description

本発明は、冷却方法及び計算機に係り、特にラックに搭載された装置をファンにより冷却する冷却方法及びそのような冷却方法を用いた計算機に関する。

一般的な電子装置では、稼働時の発熱に対応するために冷却用ファンが設けられている。このようなファンを用いた冷却方法は、計算機を構成する複数の処理装置がラックに搭載された所謂ラック搭載型の計算機においても採用されている。ラック内に搭載された他の処理装置有無や処理装置の搭載位置に依存せずに各処理装置を冷却可能とするために、個々の処理装置には、ラックに搭載された状態で水平方向に冷却風が流れるようにファンが設けられている。
比較的小さい処理装置をラックに多数搭載し、各処理装置間をネットワークで接続することで大規模な計算機システムを構築する場合においても、各処理装置での冷却方法は上記と同様である。

図１は、従来の冷却方法を用いた計算機の一例を示す図である。図１に示す例では、計算機１のラック２に複数の処理装置３−１〜３−５が搭載されている。各処理装置３−１〜３−５は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の部品群５、制御ユニット６及びファン７を有する。図１中、９は計算機１が設置される設置面を示す。各処理装置３−１〜３−５のファン７が動作すると、この例では冷却風が図１中矢印で示すように左側から右側へ接地面９に対して水平方向に流れる。
上記の如き大規模計算機システムにおいては、各処理装置単位にジョブが割り付けられるため、計算機システムの負荷状態に応じて処理装置の実質的な稼働台数が動的に変わる。計算機システムの負荷が大きくなれば稼働処理装置の台数を増やし、負荷が下がれば稼働処理装置の台数を減らすが、負荷の急変に備えるため、処理装置の電源自体は常にオン状態としている。

計算機システムの負荷が少ない状態では、実際に稼働していない処理装置、即ち、ジョブを処理していない処理装置の電源も投入されており、処理装置単位の冷却は必要である。このため、実際には稼働状態にない処理装置についても、ファンの動作により電力が消費されている。大規模計算機システムの消費電力は非常に大きく、消費電力の低減は運用コストの低減する上でも、地球規模の環境問題を解決する上でも重要である。しかし、処理装置の冷却効率の向上と消費電力の低減の両方を同時に実現することは難しい。
一方、冷却用ファンは、故障による処理装置の稼働停止を防止するため、処理装置内で冗長構成を採用していることが多い。しかし、大規模計算機システムを構成する処理装置の台数が多く、処理装置をより確実に冷却するために処理装置毎に冗長構成のファンを設けると、処理装置の台数に比例して冷却用冗長ファンの台数が増えてしまい、計算機システムのコストが増大してしまう。
特開平１０−２６８９７９号公報特開平８−１３７５７９号公報特表２００６−５１２６２７号公報

従来は、処理装置を確実、且つ、効率良く冷却すると共に、消費電力を低減することは難しいという問題があった。

そこで、本発明は、処理装置を確実、且つ、効率良く冷却すると共に、消費電力を低減可能とすることを目的とする。

本発明の一観点によれば、複数のラックを有し、各ラックにはファンを有する複数台の処理装置が搭載される計算機の冷却方法であって、各ラック内で前記複数台の処理装置を当該ラックの垂直方向にスタックした状態で搭載し、各ラック内で前記垂直方向に冷却風が流れるように前記複数台の処理装置のうち少なくとも１台の処理装置のファンを動作させて、当該ラックに搭載された前記複数台の処理装置の冷却をラック単位で制御し、ファンが故障した処理装置からの故障通知に応答して、停止中のファンを有する、前記ファンが故障した処理装置以外の処理装置があれば、前記ファンが故障した処理装置以外の当該処理装置のファンに動作開始指示を行い、停止中のファンを有する、前記ファンが故障した処理装置以外の処理装置がなければ、動作中のファンを有する処理装置に当該動作中のファンの高速回転の指示を行う処理を、ラック単位で行う冷却方法が提供される。

本発明の一観点によれば、複数のラックと、各ラックの垂直方向にスタックした状態で搭載された、ファンを有する複数台の処理装置と、各ラック内で前記垂直方向に冷却風が流れるように前記複数台の処理装置のうち少なくとも１台の処理装置のファンを動作させて、当該ラックに搭載された前記複数台の処理装置の冷却をラック単位で制御する制御手段を備え、前記制御手段は、ファンが故障した処理装置からの故障通知に応答して、停止中のファンを有する、前記ファンが故障した処理装置以外の処理装置があれば、前記ファンが故障した処理装置以外の当該処理装置のファンに動作開始指示を行い、停止中のファンを有する、前記ファンが故障した処理装置以外の処理装置がなければ、動作中のファンを有する処理装置に当該動作中のファンの高速回転の指示を行う処理を、ラック単位で行う計算機が提供される。

開示の冷却方法及び計算機によれば、処理装置を確実、且つ、効率良く冷却すると共に、消費電力を低減可能となる。

従来の冷却方法を用いた計算機の一例を示す図である。本発明の第１実施例における計算機を示す図である。ラックの構成を示す斜視図である。ラックにダミー装置が搭載された状態を示す図である。部品群の構成を示す平面図である。処理装置内に設けられた温度センサを説明する図である。装置状態情報の一例を示す図である。制御ユニットの装置状態情報生成処理を説明するフローチャートである。稼働中の処理装置のファンのみを動作させる場合の制御サーバの処理を説明するフローチャートである。装置状態リストの生成を説明する図である。装置状態リストの一例を示す図である。冷却が必要な処理装置のファンのみを動作させる場合の制御サーバの処理を説明するフローチャートである。ファン動作開始温度情報の一例を示す図である。本発明の第２実施例における計算機を示す図である。稼働中の処理装置のファンのみを動作させる場合の制御ユニットの処理を説明するフローチャートである。冷却が必要な処理装置のファンのみを動作させる場合の制御ユニットの処理を説明するフローチャートである。本発明の第４実施例の処理を説明するフローチャートである。本発明の第５実施例の処理を説明するフローチャートである。本発明の第６実施例における計算機を示す図である。

符号の説明

１１計算機
１２−１〜１２−Ｎラック
１３−１〜１３−Ｍ処理装置
１５部品群
１６制御ユニット
１７ファン
１８冷却風整流板
１９設置面
２０，２１通信経路
２５温度センサ
３１制御サーバ

開示の冷却方法及び計算機では、計算機のラックに搭載される各処理装置には、ラックに搭載された状態で略垂直方向に冷却風が流れるようにファンが設けられている。１つのラックに搭載された複数の処理装置のうち、少なくとも１台の処理装置内のファンが動作すれば、このラックに搭載された全ての処理装置を冷却可能である。

これにより、処理装置を確実、且つ、効率良く冷却すると共に、消費電力を低減することが可能となる。特に、冷却風がラックの下側から上側へ垂直方向に流れるようにすれば、ラック内の上昇気流に逆らうこともないので、冷却効率が向上する。

図２は、本発明の第１実施例における計算機を示す図である。図２に示す例では、計算機１１は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信経路２０により接続された複数のラック１２−１〜１２−Ｎを有する。Ｎは１以上の自然数である。各ラック１２−１〜１２−Ｎには、内部ＬＡＮ等の通信経路２１により接続された複数の処理装置１３−１〜１３−Ｍが搭載されている。処理装置１３−１〜１３−Ｍは、各ラック１２−１〜１２−Ｎ内で垂直方向にスタックされた状態で搭載されている。Ｍは２以上の自然数であり、この例ではＭ＝５である。各処理装置１３−１〜１３−Ｍの上面或いは下面には、冷却風整流板１８が設けられ、隣り合う処理装置間の隙間を塞いでいる。冷却風整流板１８は、例えばゴム等の適切な柔軟性を有する材料で形成されている。各処理装置１３−１〜１３−Ｍは、ＡＳＩＣ等の部品群１５、制御ユニット１６及びファン１７等を有する。図２中、１９は計算機１１が設置される設置面を示す。

本実施例では、外部制御装置として機能する制御サーバ３１が通信経路２０に接続されている。制御サーバ３１には、プロセッサと記憶部を含む周知の構成を有する汎用コンピュータを用いることができる。尚、制御サーバ３１は、計算機１１の一部を構成するものであっても良い。

本実施例では、説明の便宜上、各ラック１２−１〜１２−Ｎは同じ構成を有し、同じ台数の処理装置１３−１〜１３−Ｍを搭載可能であるものとする。図３は、一例としてラック１２−１の構成を示す斜視図である。ラック１２−１の上面１２１及び下面１２２には、冷却風を通すための開口部１２１Ａ，１２２Ａが設けられている。例えばラック１２−１内の処理装置１３−１〜１３−Ｍのうち少なくとも１台の処理装置のファン１７が動作すると、この例では冷却風が図１中矢印で示すように下側から上側へ略垂直方向に流れてラック１２−１内の全ての処理装置１３−１〜１３−Ｍを冷却する。

各ラック１２−１〜１２Ｎにおいて、処理装置が搭載されない位置には、ダミー装置１３Ｄを搭載することが望ましい。図４は、ラック１２−１の上から２段目の位置にダミー装置１３Ｄが搭載された状態を示す図である。図４中、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ダミー装置１３Ｄは、各処理装置１３−１〜１３−Ｍと同様の外形寸法及び外形形状を有する筐体のみから構成されている。処理装置１３−２が搭載されない位置にダミー装置１３Ｄを搭載することで、ダミー装置１３Ｄを搭載しない場合と比較すると、冷却風の垂直方向の流れを阻害しないように冷却風を整流することができる。

尚、本実施例及び後述する各実施例において、冷却風は各ラックの下側から上側へ設置面１９に対して垂直方向或いは略垂直方向に流れるものとする。隣り合う処理装置間の間隙は冷却風整流板１８により塞がれており、冷却風は前記間隙から漏れることはないので、一定流量以上の垂直方向の冷却風を確保することができる。又、冷却風はラック内の上昇気流に逆らって流れることもないので、冷却効率が向上する。しかし、冷却風は、各ラックの上側から下側へ設置面１９に対して垂直方向或いは略垂直方向に流れるようにしても良いことは言うまでもない。更に、冷却風が流れる方向を、全てのラック内において同じに設定する必要はなく、例えば隣り合う２つのラック内では冷却風の流れる方向が反対方向に設定されていても良い。

図５は、部品群１５の構成を示す平面図である。例えば、図５の下側が、図２の正面に相当する。図５に示す処理装置１３−１内の部品群１５は、部品実装基板１５１、部品実装基板１５１上に実装された構成部品１５２、及び部品冷却用放熱フィン１５３を含む。構成部品１５２には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサや、半導体メモリやディスク装置等の記憶装置等が含まれる。この例では、ラック１２−１の下側から上側へ冷却風を流すように、処理装置１３−１内に２つのファン１７が設けられている。又、構成部品１５２及び部品冷却用放熱フィン１５３は、図２中垂直方向に流れる冷却風により部品群１５が効率良く冷却されるように配置されている。部品冷却用放熱フィン１５３は、垂直方向に流れる冷却風の流れをできるだけ阻害しない形状を有する。尚、１台の処理装置内に設けられるファン１７の数は２つに限定されず、１つであっても、３以上であっても良い。

図６は、各処理装置１３−１〜１３−Ｍ内に設けられた温度センサを説明する図である。図６は、一例として処理装置１３−１内の温度センサ２５を示す。温度センサ２５は、部品群１５の各構成部品１５２及びファン１７に対して設けられており、各処理装置１３−１〜１３−Ｍ内の所定位置の温度を検出する。ファン１７に対して設けられている温度センサ２５は、ファン１７の上流側（即ち、処理装置１３−１の下側）に設けられた温度センサ２５とファン１７の下流側（即ち、処理装置１３−１の上側）に設けられた温度センサ２５を含む。温度センサ２５の数は、図６に示すように５つに限定されるものではない。

図６に示す処理装置１３−１が例えば周知の構成を有するSPARC Enterprise（商品名）等のUNIX（登録商標）サーバである場合、制御ユニット１６に相当するシステム監視機構（XSCF: eXtended System Control Facility）が設けられている。このXSCFは、自処理装置１３−１のファン１７の回転数を制御する機能、各温度センサ２５の出力値を読み出す機能、他の処理装置のXSCFと通信経路２１を介して各種情報をやり取りする通信機能、制御サーバ３１と通信経路２１，２２を介して各種情報をやり取りする通信機能等を備えている。従って、処理装置１３−１内の制御ユニット１６は、制御サーバ３１の制御下で、処理装置１３−１内の温度センサ２５、他の処理装置１３−２〜１３−Ｍ内の温度センサ２５の出力値、上記各種情報に含まれる装置状態情報等に基づいて処理装置１３−１内のファン１７の回転速度を制御することができる。本実施例では、説明の便宜上、温度センサ２５の出力値や装置状態情報を含む各種情報等が制御ユニット１６内の記憶部に格納されるものとするが、記憶部は制御ユニット１６に外部接続されていても良く、例えば構成部品１５２に含まれていても良い。

装置状態情報は、各処理装置１３−１〜１３−Ｍの状態を示すものであり、例えば図７に示す如き形式を有する。図７は、装置状態情報の一例を示す図である。図７において、装置番号は処理装置に付けられた処理装置識別用の情報、電源状態は処理装置の電源がオン状態ＰＯＮであるかオフ状態ＰＯＦＦであるかを示す情報、ジョブ走行状態は処理装置の稼働状態が走行中ｒｕｎであるか停止中ｓｔｏｐであるかを示す情報、温度センサ出力値＃０，＃１，...は処理装置内に設けられた対応する温度センサ２５の出力値を示す情報、ファン稼働状態ＦＡＮ＃０，ＦＡＮ＃１，...は処理装置内に設けられたファン１７の稼働状態を示す情報を示す。ファン１７の稼働状態には、停止状態ＳＴＯＰ、定常状態ＲＵＮ、高速回転状態ＨＩＧＨ、故障状態ＡＬＡＲＭ等が含まれる。尚、ジョブ走行状態と電源状態とは、必ずしも一致しない。

図８は、各処理装置１３−１〜１３−Ｍ内の制御ユニット１６の装置状態情報生成処理を説明するフローチャートである。ここでは説明の便宜上、処理装置１３−１の制御ユニット１６の装置状態情報生成処理を説明する。図８において、ステップＳ１は、処理装置１３−１の電源状態を取得し、電源状態を処理装置１３−１内の記憶部１６１に格納する。ステップＳ２は、処理装置１３−１のジョブ走行状態を取得し、ジョブ走行状態を記憶部１６１に格納する。ステップＳ３は、処理装置１３−１内の各温度センサ２５の出力値を取得し、温度センサ出力値を記憶部１６１に格納する。ステップＳ４は、処理装置１３−１内の各ファン１７の稼働状態を取得し、ファン稼働状態を記憶部１６１に格納する。ステップＳ５は、処理装置１３−１のジョブ走行状態を再度取得し、ジョブ走行状態を記憶部１６１に格納する。ステップＳ１〜Ｓ５の処理は、定期的に繰り返される。

次に、制御サーバ３１で、各ラック１２−１〜１２−Ｎについて、各処理装置１３−１〜１３−Ｍ内の制御ユニット１６から図７に示す装置状態情報を取得して装置状態リストを生成し、装置状態リスト中、ジョブ走行中（或いは、稼働中）と示されている処理装置の制御ユニット１６にのみファン１７を動作させる指示を行う処理について説明する。この場合、ラック単位で必要最低限の処理装置のファン１７のみが稼働するため、計算機１１の省電力化を図ることができる。

図９は、稼働中の処理装置のファンのみを動作させる場合の制御サーバ３１の処理を説明するフローチャートである。図９において、ステップＳ１１は、任意のラックの装置状態リストを取得する。ステップＳ１２は、装置状態リスト中の任意の処理装置の装置状態情報を参照する。ステップＳ１３は、電源状態が電源オン状態ＰＯＮであるか否かを判定する。ステップＳ１３の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ１４はジョブ走行状態が走行中ｒｕｎであるか否かを判定する。ステップＳ１３又はステップＳ１４の判定結果がＮＯであると、ステップＳ１５は、この任意の処理装置のファン１７を停止させる指示をこの任意の処理装置の制御ユニット１６に対して行い、処理はステップＳ１７へ進む。一方、ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ１６は、この任意の処理装置のファン１７を動作させる指示をこの任意の処理装置の制御ユニット１６に対して行い、処理はステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７は、上記任意のラックの次の処理装置の装置状態情報を参照する。ステップＳ１８は、上記任意のラック内の全ての処理装置１３−１〜１３−Ｍに対するファン制御が済んだか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１２へ戻る。ステップＳ１８の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ１９は、次のラックに対する処理へ進み、次のラックの装置状態情報を取得する。ステップＳ２０は、計算機１１内の全てのラックに対するファン制御が済んだか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１２へ戻る。

図１０は、装置状態リストの生成を説明する図である。図１０に示すように、各ラック１２−１〜１２−Ｎの各処理装置１３−１〜１３−Ｍの装置状態情報が対応する制御ユニット１６から通信経路２１，２０を介して取得され、制御サーバ３１内の記憶部３１１に装置状態リストとして格納される。

図１１は、装置状態リストの一例を示す図である。図１１に示すように、装置状態リストは、各ラック１２−１〜１２−Ｎのラック番号ｍ，ｍ＋１，...に対して、図７に示す如き装置状態情報を格納する。ラック番号は、各ラック１２−１〜１２−Ｎに付けられたラック識別用の情報である。

次に、制御サーバ３１で、上記の如き装置状態リストの生成に加え、各ラック１２−１〜１２−Ｎについて、各処理装置１３−１〜１３−Ｍ内の制御ユニット１６からファン動作開始温度情報を取得する処理について説明する。装置状態リスト中の各処理装置の温度センサ出力値とファン動作開始温度情報の動作開始温度を比較し、温度センサ出力値が動作開始温度以上である処理装置の制御ユニット１６にのみファンを動作させる指示を行う。この場合、ラック単位で必要最低限の処理装置のファン１７のみが稼働するため、計算機１１の省電力化を図ることができる。

図１２は、冷却が必要な処理装置のファンのみを動作させる場合の制御サーバ３１の処理を説明するフローチャートである。図１２中、図９と同一ステップには同一符号を付し、その説明は省略する。

図１２において、ステップＳ１３の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ２４は、任意の処理装置の制御ユニット１６から図１３に示す如きファン動作開始温度情報を取得し、装置状態リスト中の対応する温度センサ出力値が動作開始温度以上であるか否かを判定する。ステップＳ２４の判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１５へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１６へ進む。従って、ステップＳ１６は、温度センサ出力値が動作開始温度以上の処理装置の制御ユニット１６にのみファンを動作させる指示を行う。

図１３は、ファン動作開始温度情報の一例を示す図である。ファン動作開始温度情報は、各センサ２５に付けられた識別用のセンサ番号、各センサ２５が設けられた処理装置内のファン１７の定常回転を開始する動作開始温度、及び各センサ２５が設けられた処理装置内のファン１７を高速回転させて追加冷却を必要とする異常温度を含む。ファン動作開始温度情報は、各処理装置１３−１〜１３−Ｍの制御ユニット１６内の記憶部１６１に予め格納されている。尚、追加冷却を行う実施例については後述する。

次に、本発明の第２実施例における計算機を説明する。図１４は、本発明の第２実施例における計算機を示す図である。図１４中、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例では、ファン１７の制御に制御サーバ３１を利用する代わりに、１つのラック内ではファン１７を代表の処理装置内の制御ユニット１６により制御する。

次に、各ラック１２−１〜１２−Ｎにおいて、各処理装置１３−１〜１３−Ｍのうち代表の処理装置１３−ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）内の制御ユニット１６が他の制御装置内の制御ユニット１６から図７に示す装置状態情報を取得して装置状態リストを生成し、装置状態リスト中、ジョブ走行中（或いは、稼働中）と示されている処理装置の制御ユニット１６にのみファン１７を動作させる指示を行う処理について説明する。この場合、ラック単位で必要最低限の処理装置のファン１７のみが稼働するため、計算機１１の省電力化を図ることができる。

図１５は、稼働中の処理装置のファンのみを動作させる場合の代表の処理装置１３−ｉ内の制御ユニット１６の処理を説明するフローチャートである。代表の処理装置１３−ｉは、デフォルトにより予め決められていても、ユーザにより選択されても良い。ここでは説明の便宜上、ラック１２−１内の処理について説明するが、他のラック１２−２〜１２−Ｎ内の処理も同様に行える。又、代表の処理装置１３−ｉは処理装置１３−１であるものとする。図１５において、ステップＳ３１は、通信経路２１を介してラック１２−１内の他の処理装置１３−２〜１３−Ｍ内の制御ユニット１６と通信することで、ラック１２−１の装置状態リストを取得する。ステップＳ３２は、装置状態リスト中の任意の処理装置の装置状態情報を参照する。任意の処理装置は、代表の処理装置１３−１を含むラック１２−１内の全ての処理装置１３−１〜１３−Ｍのいずれかである。ステップＳ３３は、電源状態が電源オン状態ＰＯＮであるか否かを判定する。ステップＳ３３の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ３４はジョブ走行状態が走行中ｒｕｎであるか否かを判定する。ステップＳ３３又はステップＳ３４の判定結果がＮＯであると、ステップＳ３５は、この任意の処理装置のファン１７を停止させる指示をこの任意の処理装置の制御ユニット１６に対して行い、処理はステップＳ３７へ進む。一方、ステップＳ３４の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ３６は、この任意の処理装置のファン１７を動作させる指示をこの任意の処理装置の制御ユニット１６に対して行い、処理はステップＳ３７へ進む。

ステップＳ３７は、ラック１２−１内の次の処理装置の装置状態情報を参照する。ステップＳ３８は、ラック１２−１内の全ての処理装置１３−１〜１３−Ｍに対するファン制御が済んだか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３２へ戻る。ステップＳ３８の判定結果がＹＥＳであると、処理はステップＳ３１へ戻る。これにより、ステップＳ３１〜Ｓ３８の処理は定期的に繰り返される。

次に、代表の処理装置１３−１内の制御ユニット１６で、上記の如き装置状態リストの生成に加え、ラック１２−１内の各処理装置１３−１〜１３−Ｍの制御ユニット１６からファン動作開始温度情報を取得する処理について説明する。装置状態リスト中の各処理装置の温度センサ出力値とファン動作開始温度情報の動作開始温度を比較し、温度センサ出力値が動作開始温度以上である処理装置の制御ユニット１６にのみファンを動作させる指示を行う。この場合、ラック単位で必要最低限の処理装置のファン１７のみが稼働するため、計算機１１の省電力化を図ることができる。

図１６は、冷却が必要な処理装置のファンのみを動作させる場合の代表の処理装置１３−１内の制御ユニット１６の処理を説明するフローチャートである。図１６中、図１５と同一ステップには同一符号を付し、その説明は省略する。

図１６において、ステップＳ３３の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ４４は、任意の処理装置の制御ユニット１６から図１３に示す如きファン動作開始温度情報を取得し、装置状態リスト中の対応する温度センサ出力値が動作開始温度以上であるか否かを判定する。ステップＳ４４の判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３５へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ３６へ進む。従って、ステップＳ３６は、温度センサ出力値が動作開始温度以上の処理装置の制御ユニット１６にのみファンを動作させる指示を行う。

次に、本発明の第３実施例における計算機について説明する。本実施例の計算機は、図２と同様の構成を有する。

本実施例では、図９に示す制御サーバ３１の処理と、図１６に示す代表の処理装置１３−ｉの処理を組み合わせる。つまり、制御サーバ３１による制御に加え、任意のラックの代表の処理装置１３−ｉ内の制御ユニット１６がこの任意のラックの処理装置１３−１〜１３−Ｍ内の温度センサ２５の出力値から温度異常を検出した場合、制御サーバ３１からの指示とは無関係に、代表の処理装置１３−ｉの制御ユニット１６がこの任意のラックの処理装置１３−１〜１３−Ｍのファン１７を動作させる指示を行う。これにより、制御サーバ３１が故障したり、制御サーバ３１とこの任意のラックの処理装置１３−１〜１３−Ｍの制御ユニット１６との間の通信が何らかの理由で行えない通信不可状態となっても、ラック単位での冷却を保証することができる。

次に、本発明の第４実施例における計算機について説明する。本実施例の計算機は、図２又は図１４と同様の構成を有する。任意のラック内のファン１７の故障が発生した際のファン制御を制御サーバ３１で行う場合には図２の構成を用い、任意のラック内のファン１７の故障が発生した際のファン制御をこの任意のラックの代表の処理装置内の制御ユニット１６で行う場合には図１４の構成を用いる。ここでは説明の便宜上、任意のラックがラック１２−１であり、任意のラック１２−１内の任意の処理装置が処理装置１３−３であるものとする。

先ず、ファン制御を制御サーバ３１で行う場合について説明する。任意のラック１２−１の任意の処理装置１３−３において、制御ユニット１６がファン１７の故障を検出すると、この制御ユニット１６は処理装置１３−３の装置状態情報を更新して制御サーバ３１にファン故障イベントを送信する。制御サーバ３１は、ファン故障イベントに応答して処理装置１３−３の制御ユニット１６から装置状態情報を取得し、装置状態リストを更新する。制御サーバ３１は、更新した装置状態リスト中、ファン１７の故障が発生した処理装置１３−３と、ラック１２−１内のファン動作状況を参照し、ファン停止状態の処理装置を選択して選択した処理装置の制御ユニット１６にファン１７を動作させる指示を行う。これにより、ファン１７が故障した処理装置１３−３の冷却を行うだけの冷却風量を確保できる。尚、ファン１７が故障した処理装置１３−３以外の処理装置１３−１，１３−２，１３−４〜１３−Ｍのファン１７が動作中であれば、動作中のファン１７のいずれかに高速回転を指示することにより冷却風量を確保する。高速回転を指示するファン１７は、例えばファン１７が故障した処理装置１３−３の近傍の処理装置、或いは、ラック１２−１内の上側の処理装置１３−１又は下側の処理装置１３−Ｍ内のファン１７である。この場合、ファン１７の故障を検出するとラック１２−１内の他の処理装置１３−１，１３−２，１３−４〜１３−Ｍのファン１７の動作開始或いは高速回転を対応する制御ユニット１６に指示することで、個々の処理装置１３−１〜１３−Ｍのファン１７が冗長化されていなくても、ラック単位での冷却機構の冗長化を実現できる。

次に、ファン制御を制御ユニット１６で行う場合について説明する。任意のラック１２−１の任意の処理装置１３−３において、制御ユニット１６がファン１７の故障を検出すると、この制御ユニット１６は処理装置１３−３の装置状態情報を更新してラック１２−１の代表の処理装置１３−１の制御ユニット１６にファン故障イベントを送信する。代表の処理装置１３−１の制御ユニット１６は、ファン故障イベントに応答して処理装置１３−３の制御ユニット１６から装置状態情報を取得し、装置状態リストを更新する。代表処理緒装置１３−１の制御ユニット１６は、更新した装置状態リスト中、ファン１７の故障が発生した処理装置１３−３と、ラック１２−１内のファン動作状況を参照し、ファン停止状態の処理装置を選択して選択した処理装置の制御ユニット１６にファン１７を動作させる指示を行う。これにより、ファン１７が故障した処理装置１３−３の冷却を行うだけの冷却風量を確保できる。尚、ファン１７が故障した処理装置１３−３以外の処理装置１３−１，１３−２，１３−４〜１３−Ｍのファン１７が動作中であれば、動作中のファン１７のいずれかに高速回転を指示することにより冷却風量を確保する。高速回転を指示するファン１７は、例えばファン１７が故障した処理装置１３−３の近傍の処理装置、或いは、ラック１２−１内の上側の処理装置１３−１又は下側の処理装置１３−Ｍ内のファン１７である。この場合、ファン１７の故障を検出するとラック１２−１内の他の処理装置１３−１，１３−２，１３−４〜１３−Ｍのファン１７の動作開始或いは高速回転を対応する制御ユニット１６に指示することで、個々の処理装置１３−１〜１３−Ｍのファン１７が冗長化されていなくても、ラック単位での冷却機構の冗長化を実現できる。

図１７は、本実施例の処理を説明するフローチャートである。図１７中、ステップＳ４１，Ｓ４２は任意のラック１２−１においてファン１７の故障が検出される任意の処理装置１３−３の制御ユニット１６の処理を示し、ステップＳ５１〜Ｓ５７は制御サーバ３１又は任意のラック１２−１内の代表の処理装置１３−１の制御ユニット１６の処理を示す。

ラック１２−１の処理装置１３−３内の制御ユニット１６がファン１７の故障を検出すると、ステップＳ４１は処理装置１３−３の装置状態情報を更新し、ステップＳ４２は制御サーバ３１（又は、ラック１２−１の代表の処理装置１３−１の制御ユニット１６）にファン故障イベントを送信する。

制御サーバ３１（又は、代表の処理装置１３−１の制御ユニット１６）は、ステップＳ５１でファン故障イベントに応答して処理装置１３−３の制御ユニット１６から装置状態情報を取得し、ステップＳ５２で装置状態リストを更新する。制御サーバ３１（又は、代表の処理装置１３−１の制御ユニット１６）は、ステップＳ５３で更新した装置状態リストを取得し、ステップＳ５４でこの装置状態リスト中、ファン１７の故障が発生した処理装置１３−３と、ラック１２−１内のファン動作状況を参照し、ファン停止状態の処理装置が有るか否かを判定する。ステップＳ５４の判定結果がＮＯであると、ステップＳ５５で処理装置１３−１，１３−２，１３−４〜１３−Ｍのうち動作中のファン１７を有する処理装置のいずれかの制御ユニット１６に高速回転を指示することにより冷却風量を確保する。一方、ステップＳ５４の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ５６で処理装置１３−１，１３−２，１３−４〜１３−Ｍのうちファン１７がファン停止状態の処理装置のいずれかの制御ユニット１６にファン１７を動作させる指示を行う。これにより、ファン１７が故障した処理装置１３−３の冷却を行うだけの冷却風量を確保できる。ステップＳ５５又はステップＳ５６の後、ステップＳ５７では一定時間経過後に高速回転を指示されたファン１７又は停止状態であったファン１７を元の定常状態に戻し、処理は終了する。

次に、本発明の第５実施例における計算機について説明する。本実施例の計算機は、図１４と同様の構成を有する。本実施例では、任意のラック１２−１において代表の処理装置１３−１が図１６の処理を実行中にラック１２−１内の他の処理装置１３−２〜１３−Ｍとの間の通信が何らかの理由で行えない通信不可状態となった場合に、図１８に示す処理が行われる。図１８は、本実施例の処理を説明するフローチャートである。

図１８において、代表の処理装置１３−１がその内部での温度異常を検出すると、ステップＳ６１は代表の処理装置１３−１の装置状態情報を更新し、ステップＳ６２はラック１２−１内の他の処理装置１３−２〜１３−Ｍへ温度異常を通知する。ステップＳ６３は、ラック１２−１内の各処理装置１３−２〜１３−Ｍへの温度異常の通知が成功したか否かを、各処理装置１３−２〜１３−Ｍからの応答に基づいて判定する。代表の処理装置１３−１と他の処理装置１３−２〜１３−Ｍと間の通信が行えず、ステップＳ６３の判定結果がＹＥＳであると、処理は後述するステップＳ６７へ進む。

一方、ステップＳ６３の判定結果がＮＯであると、ステップＳ６４は、代表の処理装置１３−１内のファン１７が停止中であるか否かを判定する。ステップＳ６４の判定結果がＮＯであると、ステップＳ６５は、動作中のファン１７の高速回転を指示し、処理はステップＳ６７へ進む。ステップＳ６４の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ６６は停止中のファン１７の動作開始を指示し、処理はステップＳ６７へ進む。ステップＳ６７は、一定時間経過後にステップＳ６５で高速回転を指示された動作中のファン１７又はステップＳ６６で動作開始を指示された停止中のファン１７を元の定常状態に戻し、処理は終了する。

これにより、ラック１２−１内において、代表の処理装置１３−１の制御ユニット１６による他の処理装置１３−２〜１３−Ｍのファン制御が行えない状態であっても、ラック１２−１内の冷却条件を保証することができる。

次に、本発明の第６実施例における計算機を説明する。図１９は、本発明の第６実施例における計算機を示す図である。図１９中、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例では、上記第２〜第５実施例のいずれかのいて、代表の処理装置１３−１の代わりに冷却装置１３０−１を用いる。尚、制御サーバ３１は用いても用いなくても良い。

図１９に示すように、冷却装置１３０−１は、部品群１５を有さないことを除けば、基本的には処理装置１３−１と同じ構成を有する。冷却装置１３０−１内のファン１７は、任意のラック１２−１内の処理装置１３−２〜１３−Ｍに共通の冗長ファンとして機能させることもできる。通常運用では冷却装置１３−１は稼働させず、各処理装置１３−２〜１３−Ｍの制御サーバ１６からのファン故障イベントの通知により冷却装置１３０−１内の制御サーバ３１がファン１７の故障を検出した場合に、制御サーバ３１から冷却装置１３０−１の制御ユニット１６に冷却装置１３０−１のファン１７の動作開始又は高速回転を指示することで、ラック単位での冷却機構の冗長化を実現できる。

同様に、通常運用では冷却装置１３−１は稼働させず、各処理装置１３−２〜１３−Ｍの制御サーバ１６からの異常温度の通知により冷却装置１３０−１内の制御サーバ３１がラック１２−１内の異常温度を検出した場合に、制御サーバ３１から冷却装置１３０−１の制御ユニット１６に冷却装置１３０−１のファン１７の動作開始を指示することで、ラック単位での冷却機構の冗長化を実現できる。

又、ファン制御に制御サーバ３１を用いない場合には、冷却装置１３０−１の制御ユニット１６によりラック１２−１内のファン１７の故障又は温度異常を検出して、冷却装置１３０−１内のファン１７の動作開始又は高速回転を指示することで、ラック単位での冷却機構の冗長化を実現できる。

本発明は、ラックに搭載された装置をファンにより冷却する構成の計算機等に適用可能である。

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

Claims

複数のラックを有し、各ラックにはファンを有する複数台の処理装置が搭載される計算機の冷却方法であって、
各ラック内で前記複数台の処理装置を当該ラックの垂直方向にスタックした状態で搭載し、
各ラック内で前記垂直方向に冷却風が流れるように前記複数台の処理装置のうち少なくとも１台の処理装置のファンを動作させて、当該ラックに搭載された前記複数台の処理装置の冷却をラック単位で制御し、
ファンが故障した処理装置からの故障通知に応答して、
停止中のファンを有する、前記ファンが故障した処理装置以外の処理装置があれば、前記ファンが故障した処理装置以外の当該処理装置のファンに動作開始指示を行い、
停止中のファンを有する、前記ファンが故障した処理装置以外の処理装置がなければ、動作中のファンを有する処理装置に当該動作中のファンの高速回転の指示を行う
処理を、ラック単位で行うことを特徴とする、冷却方法。
複数のラックと、
各ラックの垂直方向にスタックした状態で搭載された、ファンを有する複数台の処理装置と、
各ラック内で前記垂直方向に冷却風が流れるように前記複数台の処理装置のうち少なくとも１台の処理装置のファンを動作させて、当該ラックに搭載された前記複数台の処理装置の冷却をラック単位で制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、ファンが故障した処理装置からの故障通知に応答して、
停止中のファンを有する、前記ファンが故障した処理装置以外の処理装置があれば、前記ファンが故障した処理装置以外の当該処理装置のファンに動作開始指示を行い、
停止中のファンを有する、前記ファンが故障した処理装置以外の処理装置がなければ、動作中のファンを有する処理装置に当該動作中のファンの高速回転の指示を行う
処理を、ラック単位で行うことを特徴とする、計算機。
前記制御手段は、
各ラック内の前記複数台の処理装置から取得され前記複数台の処理装置のファンの稼働状態を示す装置状態情報を格納し、格納した装置状態情報に基づいて前記複数台の処理装置の冷却をラック単位で制御し、
前記故障通知に応答して、前記ファンが故障した処理装置の装置状態情報を更新し、
前記更新した装置状態情報に基づいて、停止中のファンを有する、前記ファンが故障した処理装置以外の処理装置の有無を判定することを特徴とする、請求項２記載の計算機。