JP5748047B2 - 冷却システム、および効率的装置冷却方法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、ファンユニットで消費される電力量の低減を図るために、通信に必要となる各種基地局の構成機能を実現するカード(プリント基板)毎に、その運用状態を検出し、検出したカードの運用状態に応じて、負荷が所定のカードに偏らないようにすると共に、各カードとファンと連動させて不要な又は故障した機能を受持つカードに対応したファン制御を行う技術が記載されている。
本発明に係る装置の効率的装置冷却方法は、板面上で発熱する複数のデバイスを有して並列化されている筐体内に実装されている複数の回路基板各々を、所定のグリッド状に分割管理して個々のグリッドの温度を温度測定手段によってそれぞれ測定し、測定した前記個々のグリッド又は複数のグリッドの温度に基づいて、前記回路基板上での並列化されている各々のデバイスの動作を変更することにより発熱源を集中または分散させるとともに、発熱源を集中または分散させた結果に対応させて、前記回路基板各々を前記個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて冷却する冷却手段を制御し、制御された前記冷却手段によって、集中または分散した各々の回路基板のデバイスを前記個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて冷却することを特徴とする。
図2は、第2の実施の一形態の基地局装置を示す概略図である。
第2の実施の一形態の基地局装置20では、基地局装置20内のカード毎の基地局回路基板100の熱密度分布を計測して熱密度分布マップで情報化すると共に、その個々の熱密度分布マップを元に、全体のデバイスの使用状況を管理および制御すると共に、冷却手段を制御して、効率的な冷却を行う。
すなわち、サーマルモニタ120で、指定されているグリッドに対応するように個々のグリッドの温度を測定させ、熱密度分布監視機能部210は、その検出結果を取得して複数の熱密度分布マップを作成し、必要に応じて統合熱密度分布マップを生成する。
第3の実施の一形態の基地局装置30の構成は、第2の実施の一形態の基地局装置20と同様であり、熱密度分布マップの利用方法が異なる。個々の熱密度分布マップは、それぞれグリッド、グリッドを纏めた領域を有している。また、第1の実施の一形態の説明において説明した大領域も有している。
各領域の熱密度分布を計算する。図6で示した例の場合、各領域は2段階のビット値で4つのグリッドがあるので分母は2×4=8として、領域内の合計値が分子となる分数で各領域の熱密度分布を示せる。以下に、各領域の計算結果を示す。
(2210):(1+1+1+1)/(2×4)=4/8
(2220):(2+2+2+1)/(2×4)=7/8
(2230):(1+1+2+1)/(2×4)=5/8
(2240):(1+1+1+1)/(2×4)=4/8
すべてのデバイスがSleepした場合の熱密度分布の値である熱密度分布4/8をここでの閾値とする。閾値と各領域の熱密度分布の値とを比較し、閾値より大きい領域のデバイスの動作の一部又は全部をSleepさせ、閾値以下の領域でSleepしているデバイスの動作を開始する。なお、Sleepさせえることに変えて、低発熱となる定出力動作や、低電力モードなどにしてもよい。
これにより、閾値以下となる領域が増加し、基地局回路基板1000全体にデバイスの動作が分散される。
各領域の熱密度分布を計算する。図7で示した例の場合、各領域は2段階のビット値で4つのグリッドがあるので分母は2×4=8として、領域内の合計値が分子となる分数で各領域の熱密度分布を示せる。
(1)サーマルモニタ1200で基地局回路基板1000全体の温度分布を測定のため、個々のグリッドの温度を測定する
(2)熱密度分布監視機能部1100は、サーマルモニタ1200から測定結果を取得し、基地局回路基板1000をあらかじめ設定されているように領域として16分割で識別する
(3)低温部を1、高温部を2として熱密度分布マップを作成する
次に、熱密度分布監視機能部1100で、取得した熱密度分布マップを用いて、個々のデバイスの動作を分散、集中、または組み合わせるかを決定する。
(1)熱密度分布マップ作成後、ビット値を領域に分け、各領域の熱密度分布を計算する
(2)熱密度分布が閾値以上の領域で稼動するデバイスをSleepさせ、閾値より小さい又は閾値の領域でSleepしていた同等の機能を持ったデバイスを動作させる(閾値"4/8"と設定する)
(3)デバイスの動作が分散したため、各FANを一律の回転数で冷却することが可能となるのでFAN制御部1300に一律の回転数を通知する
同様に、熱密度分布監視機能部1100での決定が集中であれば、16分割した熱密度分布マップを用いて、個々のデバイスの動作を以下の例示方法により集中させる(図7参照)。
(1)熱密度分布マップ作成後、ビットを領域に分け、各領域の熱密度分布を計算する(閾値目標"4/8","8/8"と設定する)
(2)熱密度分布が目標閾値"4/8"より大きく近い領域で稼動するデバイスをSleepさせ、閾値"8/8"以下であり且つ近い値を有する領域でSleepしている同等の機能を持ったデバイスに、Sleepさせる機能を移動させる。
(3)稼動するデバイスを集中させた熱密度分布がより大きい領域(集中させた領域)を担当するFANの回転数を上げる制御を行い、その他の領域の回転数を下げて冷却する。
サーマルモニタ1200により基地局回路基板1000の発熱の測定結果を取得する(ステップS1)。
取得した測定結果から熱密度分布マップを作成する(ステップS2)。
各領域の熱密度分布は集中させるべき値であるか(ステップS3)? なお、このとき、集中させる他の判断要素を加えて用いてもよい。
Yesの場合:ステップS4へ
Noの場合:デバイスの動作を集中しない
閾値をもとにデバイスの動作を集中したデバイス動作マップを算定し、基地局回路基板1000に通知する(ステップS4)。
取得した測定結果から熱密度分布マップを作成する(ステップS2)。
各領域の熱密度分布は分散させるべき値(対象の領域の熱密度分布が全て同じなど)であるか(ステップS3)? なお、このとき、分散させる他の判断要素を加えて用いてもよい。
Yesの場合:ステップS4へ
Noの場合:デバイスの動作を分散しない
閾値をもとにデバイスの動作を分散したデバイス動作マップを算定し、基地局回路基板1000に通知する(ステップS4)。
サーマルモニタにより基地局回路基板における各カード内の発熱の測定結果を取得する。(ステップS1)
取得した測定結果から各カードの熱密度分布マップを作成する。(ステップS2)
各領域の熱密度分布は、1つのカードに動作を集中させるべき値であるか(ステップS3)? なお、このとき、集中させる他の判断要素を加えて用いてもよい。
Yesの場合:ステップS4へ
Noの場合:デバイスの動作を集中しない
閾値をもとにデバイスの動作を集中した各カードのデバイス動作マップを算定し、基地局回路基板に通知する(ステップS4)。
FAN制御部1300に各FANの回転速度などを通知する(ステップS5)。
[付記1]
複数のデバイスを有して並列化されている板状の発熱源を、所定のグリッド状に分割して個々のグリッドの温度を測定する温度測定手段と、
前記発熱源を、前記グリッドに対応させて冷却可能とする冷却手段と、
前記温度測定手段によって測定された個々のグリッドの温度に基づいて、前記発熱源上での並列化されたデバイスの動作を変更することにより発熱源を集中または分散させるとともに、発生する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する熱密度分布監視手段
を備えることを特徴とする冷却システム。
前記熱密度分布監視手段は、
前記温度測定手段の測定結果から前記板状の発熱源の熱密度分布マップを生成し、当該熱密度分布マップ上の各グリッドをまとめて複数の領域に分割し、当該分割した個々の領域の熱密度分布と予め定めた閾値とを比較することによって、分散させる発熱源となるデバイスを特定して そのデバイスの受持つ動作を分散させると共に、
分散させたことによって変化する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の冷却システム。
前記熱密度分布監視手段は、
前記温度測定手段の測定結果から前記板状の発熱源の熱密度分布マップを生成し、当該熱密度分布マップ上の各グリッドをまとめて複数の領域に分割し、当該分割した個々の領域の熱密度分布と予め定めた閾値とを比較することによって、集中させる発熱源となるデバイスを特定して そのデバイスの受持つ動作を集中させると共に、
集中させたことによって変化する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の冷却システム。
前記熱密度分布監視手段は、
分散させる場合に、発熱源となるデバイスの動作を板状の発熱源の端部方向に移動させ、
集中させる場合に、発熱源となるデバイスの動作を板状の発熱源の特定の領域に移動させ、
それぞれ移動させた状態に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の冷却システム。
前記温度測定手段は、複数の前記板状の発熱源に対して、それぞれ所定のグリッド状に分割して個々のグリッドの温度を測定し、
前記冷却手段は、前記複数の発熱源を、前記グリッドに対応させて冷却可能であり、
前記熱密度分布監視手段は、前記温度測定手段によって測定された それぞれの発熱源の熱密度分布に基づいて、前記所定の発熱源でのデバイスの動作を 他の発熱源のデバイスに変更することにより、発熱源を集中または分散させるとともに、発生する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の冷却システム。
前記熱密度分布監視手段は、
発熱源の所定動作に対応して発熱する各デバイスの関連性について予測マップとして保持し、
前記所定動作に対応させて、前記温度測定手段によって測定された それぞれの発熱源の熱密度分布と前記予測マップに基づいて、前記所定の発熱源でのデバイスの動作を 他の発熱源のデバイスに変更するとともに、発生する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の冷却システム。
前記予測マップは、時間経過を伴うようにマップされており、
前記熱密度分布監視手段は、前記前記予測マップの時間経過と共に、発熱源となるデバイスの動作の変更と前記冷却手段の制御とを追随させる
ことを特徴とする上記付記記載の冷却システム。
発熱源となる複数のデバイスを有して並列化されている板形状を有する基地局回路基板と、
前記基地局回路基板を所定のグリッド状に分割して個々のグリッドの温度を測定する温度測定手段と、
前記基地局回路基板を、前記グリッドに対応させて冷却可能とする冷却手段と、
前記温度測定手段によって測定された個々のグリッドの温度に基づいて、前記基地局回路基板上での並列化されたデバイスの動作の変更することによって発熱源を集中または分散させるとともに、発生させる発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する熱密度分布監視手段
を備えることを特徴とする基地局装置。
前記熱密度分布監視手段は、
前記温度測定手段の測定結果から前記基地局回路基板の熱密度分布マップを生成し、当該熱密度分布マップ上の各グリッドをまとめて複数の領域に分割し、当該分割した個々の領域の熱密度分布と予め定めた閾値とを比較することによって、分散させる対象となるデバイスを特定して そのデバイスの受持つ動作を分散させると共に、
分散させたことによって変化する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
前記熱密度分布監視手段は、
前記温度測定手段の測定結果から前記基地局回路基板の熱密度分布マップを生成し、当該熱密度分布マップ上の各グリッドをまとめて複数の領域に分割し、当該分割した個々の領域の熱密度分布と予め定めた閾値とを比較することによって、集中させる対象となるデバイスを特定して そのデバイスの受持つ動作を集中させると共に、
集中させたことによって変化する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
前記熱密度分布監視手段は、
分散させる場合に、デバイスの動作を基地局回路基板の端部方向に移動させ、
集中させる場合に、デバイスの動作を基地局回路基板の特定の領域に移動させ、
それぞれ移動させた状態に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
前記温度測定手段は、複数の基地局回路基板の温度を測定し、
前記冷却手段は、前記複数の基地局回路基板を、前記グリッドに対応させて冷却可能であり、
前記熱密度分布監視手段は、前記温度測定手段によって測定された それぞれの基地局回路基板の熱密度分布に基づいて、所定の基地局回路基板でのデバイスの動作を 他の基地局回路基板のデバイスに変更することにより、発熱源を集中または分散させるとともに、発生する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
前記熱密度分布監視手段は、
基地局回路基板の所定動作に対応して発熱する各デバイスの関連性について予測マップとして保持し、
前記所定動作に対応させて、前記温度測定手段によって測定された それぞれの基地局回路基板の熱密度分布と前記予測マップに基づいて、前記所定の基地局回路基板でのデバイスの動作を 他の基地局回路基板のデバイスに変更するとともに、発生する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
前記予測マップは、時間経過を伴うようにマップされており、
前記熱密度分布監視手段は、前記前記予測マップの時間経過と共に、集中または分散させるデバイスの動作の変更と前記冷却手段の制御とを追随させる
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
前記予測マップに反映されている基地局回路基板の所定動作は、上位装置から又は前記上位装置と自装置の通信状況から取得する
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
前記予測マップに反映されている基地局回路基板の所定動作は、前記基地局回路基板から通知を受けて取得する
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
前記熱密度分布監視手段は、前記予測マップを前記温度測定手段から取得した測定結果と前記基地局回路基板の所定動作に基づき生成する
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
前記熱密度分布監視手段は、前記予測マップを前記温度測定手段から取得した測定結果に基づき補正する
ことを特徴とする上記付記記載の基地局装置。
発熱源となる複数のデバイスを有して並列化されている板形状を有するサーバ基板と、
前記サーバ基板を所定のグリッド状に分割して個々のグリッドの温度を測定する温度測定手段と、
前記サーバ基板を、前記グリッドに対応させて冷却可能とする冷却手段と、
前記温度測定手段によって測定された個々のグリッドの温度に基づいて、前記サーバ基板上での並列化されたデバイスの動作の変更することによって発熱源を集中または分散させるとともに、発生させる発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する熱密度分布監視手段
を備えることを特徴とするサーバ装置。
前記熱密度分布監視手段は、
前記温度測定手段の測定結果から前記サーバ基板の熱密度分布マップを生成し、当該熱密度分布マップ上の各グリッドをまとめて複数の領域に分割し、当該分割した個々の領域の熱密度分布と予め定めた閾値とを比較することによって、分散させる対象となるデバイスを特定して そのデバイスの受持つ動作を分散させると共に、
分散させたことによって変化する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載のサーバ装置。
前記熱密度分布監視手段は、
前記温度測定手段の測定結果から前記サーバ基板の熱密度分布マップを生成し、当該熱密度分布マップ上の各グリッドをまとめて複数の領域に分割し、当該分割した個々の領域の熱密度分布と予め定めた閾値とを比較することによって、集中させる対象となるデバイスを特定して そのデバイスの受持つ動作を集中させると共に、
集中させたことによって変化する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載のサーバ装置。
前記熱密度分布監視手段は、
分散させる場合に、デバイスの動作をサーバ基板の端部方向に移動させ、
集中させる場合に、デバイスの動作をサーバ基板の特定の領域に移動させ、
それぞれ移動させた状態に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載のサーバ装置。
前記温度測定手段は、複数のサーバ基板の温度を測定し、
前記冷却手段は、前記複数のサーバ基板を、前記グリッドに対応させて冷却可能であり、
前記熱密度分布監視手段は、前記温度測定手段によって測定された それぞれのサーバ基板の熱密度分布に基づいて、所定のサーバ基板でのデバイスの動作を他のサーバ基板のデバイスに変更することにより、発熱源を集中または分散させるとともに、発生する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載のサーバ装置。
前記熱密度分布監視手段は、
サーバ基板の所定動作に対応して発熱する各デバイスの関連性について予測マップとして保持し、
前記所定動作に対応させて、前記温度測定手段によって測定された それぞれのサーバ基板の熱密度分布と前記予測マップに基づいて、前記所定のサーバ基板でのデバイスの動作を 他のサーバ基板のデバイスに変更するとともに、発生する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする上記付記記載のサーバ装置。
前記予測マップは、時間経過を伴うようにマップされており、
前記熱密度分布監視手段は、前記前記予測マップの時間経過と共に、集中または分散させるデバイスの動作の変更と前記冷却手段の制御とを追随させる
ことを特徴とする上記付記記載のサーバ装置。
前記予測マップに反映されているサーバ基板の所定動作は、前記サーバ基板から通知を受けて取得する
ことを特徴とする上記付記記載のサーバ装置。
前記熱密度分布監視手段は、前記予測マップを前記温度測定手段から取得した測定結果と前記サーバ基板の所定動作に基づき生成する
ことを特徴とする上記付記記載のサーバ装置。
前記熱密度分布監視手段は、前記予測マップを前記温度測定手段から取得した測定結果に基づき補正する
ことを特徴とする上記付記記載のサーバ装置。
複数のデバイスを有して並列化されている情報処理を行う板状の発熱源を、所定のグリッド状に分割管理して個々のグリッドの温度を温度測定手段によって測定し、
測定結果した個々のグリッドの温度に基づいて、前記発熱源上での並列化されたデバイスの動作を変更することにより発熱源を集中または分散させるとともに、発生する発熱量に対応させて、前記発熱源を前記グリッドに対応させて冷却する冷却手段を制御し、
制御された冷却手段によって、集中または分散した発熱源を冷却する
ことを特徴とする装置の効率的装置冷却方法。
前記制御では、
前記温度測定手段の測定結果から前記板状の発熱源の熱密度分布マップを生成し、
当該熱密度分布マップ上の各グリッドをまとめて複数の領域に分割して、当該分割した個々の領域の熱密度分布と予め定めた閾値とを比較することによって、集中又は分散させる対象となるデバイスを特定し、
特定したデバイスの受持つ動作を集中又は分散さる
ことを特徴とする上記付記記載の効率的装置冷却方法。
100 基地局回路基板
110 210 310 熱密度分布監視機能部
120 サーマルモニタ
130 冷却部
230 冷却部(全体用)
Claims (10)
- 板面上で発熱する複数のデバイスを有して並列化されて筐体内に実装されている複数の回路基板各々を、所定のグリッド状に分割して個々のグリッドの温度をそれぞれ測定する温度測定手段と、
前記回路基板各々を前記個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて冷却可能とする冷却手段と、
前記温度測定手段によって測定された前記個々のグリッド又は複数のグリッドの温度に基づいて、前記回路基板上での並列化されている各々のデバイスの動作を変更することにより発熱源を集中または分散させることと、発熱源を集中または分散させた結果に対応させて前記冷却手段を各々の回路基板の個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて制御することとを統括制御する熱密度分布監視手段と、
を備えることを特徴とする冷却システム。 - 前記熱密度分布監視手段は、前記統括制御として、
前記温度測定手段の測定結果から前記回路基板各々の熱密度分布マップを生成し、当該熱密度分布マップ上の各グリッドをまとめて複数の領域に分割し、当該分割した個々の領域の熱密度分布と予め定めた閾値とを比較することによって、分散させる発熱源となるデバイスを特定して そのデバイスの受持つ動作を分散させると共に、
分散させたことによって変化する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の冷却システム。 - 前記熱密度分布監視手段は、前記統括制御として、
前記温度測定手段の測定結果から前記回路基板各々の熱密度分布マップを生成し、当該熱密度分布マップ上の各グリッドをまとめて複数の領域に分割し、当該分割した個々の領域の熱密度分布と予め定めた閾値とを比較することによって、集中させる発熱源となるデバイスを特定して そのデバイスの受持つ動作を集中させると共に、
集中させたことによって変化する発熱量に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の冷却システム。 - 前記熱密度分布監視手段は、前記統括制御として、
分散させる場合に、発熱源となるデバイスの動作を回路基板の端部方向に移動させ、
集中させる場合に、発熱源となるデバイスの動作を回路基板の特定の領域に移動させ、
それぞれ移動させた状態に対応させて前記冷却手段を制御する
ことを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の冷却システム。 - 前記温度測定手段は、複数の前記回路基板各々に対して、それぞれ所定のグリッド状に分割して個々のグリッドの温度を測定し、
前記冷却手段は、前記回路基板各々を、前記個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて冷却可能であり、
前記熱密度分布監視手段は、前記統括制御として、前記温度測定手段によって測定された それぞれの回路基板の熱密度分布に基づいて、任意回路基板でのデバイスの動作を 他の回路基板のデバイスに変更することにより、発熱源を集中または分散させ、その結果に対応させて前記冷却手段を各々の回路基板の個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて制御する
ことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の冷却システム。 - 前記熱密度分布監視手段は、
発熱源の所定動作に対応して各デバイスの関連性について予測マップとして保持し、
前記所定動作に対応させて、前記温度測定手段によって測定された それぞれの回路基板の熱密度分布と前記予測マップに基づいて、任意回路基板でのデバイスの動作を 他の回路基板のデバイスに変更するとともに、その結果に対応させて前記冷却手段を各々の回路基板の個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて制御する
ことを特徴とする請求項1ないし5の何れか一項に記載の冷却システム。 - 前記予測マップは、時間経過を伴うようにマップされており、
前記熱密度分布監視手段は、前記統括制御として、前記前記予測マップの時間経過と共に、発熱源となるデバイスの複数の回路基板上での動作の変更と前記冷却手段の制御とを追随させる
ことを特徴とする請求項6記載の冷却システム。 - 前記熱密度分布監視手段は、前記所定動作に対応させて、前記温度測定手段から得られた実測温度に基づいて前記予測マップを補正することを特徴とする請求項6又は7に記載の冷却システム。
- 前記温度測定手段は、板面上で発熱する複数のデバイスを有して並列化されて基地局装置筐体又はサーバ装置筐体内に前記複数の回路基板として実装されている基地局回路基板又はサーバ基板の各々を、所定のグリッド状に分割して個々のグリッドの温度を測定し、
前記冷却手段は、前記基地局回路基板各々又はサーバ基板各々を前記個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて冷却でき、
前記熱密度分布監視手段は、前記統括制御として、前記温度測定手段によって測定された前記個々のグリッド又は複数のグリッドの温度に基づいて、前記基地局回路基板又は前記サーバ基板上での並列化されている各々のデバイスの動作を変更することにより発熱源を集中または分散させ、発熱源を集中または分散させた結果に対応させて前記冷却手段を各々の回路基板の個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて制御する
ことを特徴とする請求項1ないし8の何れか一項に記載の冷却システム。 - 板面上で発熱する複数のデバイスを有して並列化されている筐体内に実装されている複数の回路基板各々を、所定のグリッド状に分割管理して個々のグリッドの温度を温度測定手段によってそれぞれ測定し、
測定した前記個々のグリッド又は複数のグリッドの温度に基づいて、前記回路基板上での並列化されている各々のデバイスの動作を変更することにより発熱源を集中または分散させるとともに、発熱源を集中または分散させた結果に対応させて、前記回路基板各々を前記個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて冷却する冷却手段を制御し、
制御された前記冷却手段によって、集中または分散した各々の回路基板のデバイスを前記個々のグリッド又は複数のグリッドに対応させて冷却する
ことを特徴とする装置の効率的装置冷却方法。
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