JP6064457B2

JP6064457B2 - 異常検出装置

Info

Publication number: JP6064457B2
Application number: JP2012194793A
Authority: JP
Inventors: 横山　淳; 淳横山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: US9482632B2; JP2014052689A; US20140064321A1

Description

本発明は、サーバ等のＩＣＴ(Information and Communication Technology)機器の冷却機能の異常を検出する異常検出装置、ＩＣＴ機器、異常検出方法、および、プログラムに関する。

サーバ等のＩＣＴ機器では、ＣＰＵなどの電子部品の発熱によって筐体内の温度が過度に上昇しないようにするため、筐体内に冷却用ファンを設置するようにしたものがある。冷却用ファンを回転させることにより、筐体に設けられた吸気口から外気が吸気され、筐体内部が冷却される。また、吸気口にはフィルタが取り付けられ、粉塵が筐体内に入らないようにしている。しかし、冷却用ファンを設置しても、フィルタが目詰まりしたり、冷却用ファンが故障したりすると、外気の吸気量が減少し、筐体内を冷却できなくなってしまう。そして、筐体内を冷却できなくなると、ＩＣＴ機器が正常動作できなくなってしまう。

このような問題点を解決するための技術として、次のような技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されている技術では、先ず、温度センサによって吸気温度とＣＰＵ温度とを検出し、吸気温度に対して定められている許諾温度を求める。その後、許諾温度とＣＰＵ温度とを比較し、ＣＰＵ温度が許諾温度を超えている場合は、冷却用ファンの回転数が設定回転数になっているか否かを調べる。そして、設定回転数になっている場合は、ユーザに対してフィルタの目詰まりが発生していることを通知し、設定回転数になっていない場合は、冷却用ファンが故障していることをユーザに通知する。

特開２００６−１２７２８３号公報

ＩＣＴ機器の稼働状況が一定であれば、特許文献１に記載されている技術でも、フィルタの目詰まり等の異常を正確に検出することができる。しかし、特許文献１に記載されている技術は、吸気温度に対して定められている許諾温度とＣＰＵ温度とを比較することにより、フィルタの目詰まり等の異常が発生しているか否かを判定するようにしているため、ＩＣＴ機器の稼働状況が一定でない場合には、目詰まりなどの異常を検出できなかったり、反対に、目詰まりなどの異常が発生していないにもかかわらず、異常が発生していると判定してしまうことがある。つまり、最新のＩＣＴ機器においては、稼働状況によりＣＰＵの発熱量が３倍程度変化するが、特許文献１に記載されている技術は、このことを考慮していないため、フィルタの目詰まり等の異常を正確に検出することができない。

[発明の目的]
そこで、本発明の目的は、ＩＣＴ機器の稼働状況が一定でない場合には、フィルタの目詰まり等の冷却機能の異常を正確に検出することができないという課題を解決した異常検出装置を提供することにある。

本発明にかかる異常検出装置は、
ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段の検出結果と、前記ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサの検出結果とに基づいて、前記ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、前記ＩＣＴ機器の所定位置において取り得る温度の上限値を予測する予測手段と、
前記所定位置の温度を検出する温度センサの検出結果が、前記予測手段によって予測されている上限値を超えている場合、異常が発生していると判定する判定手段とを備える。

本発明にかかるＩＣＴ機器は、
自ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段と、
自ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサと、
自ＩＣＴ機器の所定位置の温度を検出する温度センサと、
前記稼働状況検出手段の検出結果と、前記吸気温度センサの検出結果とに基づいて、自ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、自ＩＣＴ機器の所定位置において取り得る温度の上限値を予測する予測手段と、
前記温度センサの検出結果が、前記予測手段によって予測されている上限値を超えている場合、異常が発生していると判定する判定手段とを備える。

本発明にかかる異常検出方法は、
予測手段が、ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段の検出結果と、前記ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサの検出結果とに基づいて、前記ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、前記ＩＣＴ機器の所定位置において取り得る温度の上限値を予測し、
判定手段が、前記所定位置の温度を検出する温度センサの検出結果が、前記予測手段によって予測されている上限値を超えている場合、異常が発生していると判定する。

本発明にかかるプログラムは、
コンピュータを、
ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段の検出結果と、前記ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサの検出結果とに基づいて、前記ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、前記ＩＣＴ機器の所定位置において取り得る温度の上限値を予測する予測手段、
前記所定位置の温度を検出する温度センサの検出結果が、前記予測手段によって予測されている上限値を超えている場合、異常が発生していると判定する判定手段として機能させる。

本発明によれば、ＩＣＴ機器の稼働状況が変化する場合であっても、フィルタの目詰まり等の冷却機能の異常を確実に検出することができる。

本発明の第１の実施の形態にかかるＩＣＴ機器１の構成例を示すブロック図である。マネージメント部１６の構成例を示すブロック図である。ファン回転数・温度範囲記憶部１６５の内容例を示す図である。マネージメント部１６の処理例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態にかかる異常検出手段５０の構成例を示すブロック図である。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

[本発明の第１の実施の形態]
図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態にかかるＩＣＴ機器１は、筐体の前面側に複数のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１と、吸気温度を検出する吸気温度センサ２１とが配置され、その後方には複数の冷却用ファン（ＦＡＮ）１２が配置されている。冷却用ファン１２の後方には、発熱量が多いＣＰＵ１３と、ＣＰＵ１３の部品温度を検出するＣＰＵ温度センサ２２とが配置されている。更に、その後方には、メモリ１４、入出力部１５、チップセットやＢＭＣ（Base Management Controller）等によって実現され、制御装置として機能するマネージメント部１６と、電源部１７と、排気温度を検出する排気温度センサ２３とが配置されている。

冷却用ファン１２が回転すると、筐体前面に設けられた吸入口（図示せず）から外気が吸入される。吸入された外気は筐体背面方向に進み、筐体背面に設けられている排気口（図示せず）から排気される。また、吸入口には塵埃を取り除くためのフィルタが設けられている。

図２を参照すると、マネージメント部１６は、ファン制御手段１６１と、ＣＰＵ負荷検出手段１６２と、予測手段１６３と、判定手段１６４と、ファン回転数・温度範囲記憶部１６５と、ブザー、ＬＥＤなどのアラーム手段１６６とを備えている。

ファン回転数・温度範囲記憶部１６５には、吸気温度とＣＰＵ負荷との組み合わせに関連付けて、ファン回転数と、吸気温度範囲と、ＣＰＵ温度範囲とが記録される。図３は、ファン回転数・温度範囲記憶部１６５の内容例を示した図である。本実施の形態では、吸気温度Ｔaが同じなら、ＣＰＵ負荷Ｌが小さいときほど、排気温度範囲およびＣＰＵ温度範囲の上限値および下限値が低い温度になっている。同図の例えば、第２行目は、吸気温度ＴaがＴa1≦Ｔa＜Ｔa2で、ＣＰＵ負荷ＬがＬ2≦Ｌ＜Ｌ3の場合は、冷却用ファン１２の回転数をＲ2とすることを示すと共に、筐体内への外気の吸気量（単位時間当たりの吸気量）が適切な場合に、排気温度Ｔbが取り得ると予測される排気温度範囲がＴb2≦Ｔb＜Ｔb3で、ＣＰＵ１３の部品温度Ｔcが取り得ると予測されるＣＰＵ温度範囲がＴc2≦Ｔc＜Ｔc3であることを示している。なお、排気温度範囲およびＣＰＵ温度範囲は、ＩＣＴ機器１が正常動作している時（フィルタの目詰まり等の異常が発生していない時）に、実際に測定した値に基づいて決定する。また、本実施の形態では、吸気温度とＣＰＵ負荷との組み合わせに関連付けてファン回転数、排気温度範囲、及び、ＣＰＵ温度範囲が記録されているファン回転数・温度範囲記憶部１６５を利用するようにしたが、その代わりに、吸気温度とＣＰＵ負荷との組み合わせに関連付けてファン回転数が記録されたファン回転数記憶部と、吸気温度とＣＰＵ負荷との組み合わせに関連付けて排気温度範囲とＣＰＵ温度範囲とが記録された温度範囲記憶部とを利用するようにしても構わない。

ＣＰＵ負荷検出手段１６２は、ＣＰＵ１３の負荷を検出する機能を有する。なお、本実施の形態では、ＣＰＵ１３の負荷としてＣＰＵ１３の使用率を検出する。また、ＣＰＵ負荷検出手段１６２は、ＩＣＴ機器１の稼働状況を検出するために使用するものであり、ＩＣＴ機器１の稼働状況を検出することができるのであれば、他の手段、例えば、ＩＣＴ機器１の消費電力を検出する消費電力検出手段を用いるようにしても構わない。

ファン制御手段１６１は、吸気温度センサ２１の検出結果と、ＣＰＵ負荷検出手段１６２の検出結果と、ファン回転数・温度範囲記憶部１６５の内容とに基づいて、冷却用ファン１２の回転数を決定し、決定した回転数で冷却用ファン１２を回転させる機能を有する。より具体的には、吸気温度センサ２１の検出結果とＣＰＵ負荷検出手段１６２の検出結果との組み合わせに関連付けて記録されている回転数をファン回転数・温度範囲記憶部１６５から検索し、検索した回転数で冷却用ファン１２を回転させる。

予測手段１６３は、吸気温度センサ２１の検出結果と、ＣＰＵ負荷検出手段１６２の検出結果と、ファン回転数・温度範囲記憶部１６５の内容とに基づいて、筐体内への単位時間当たりの外気の吸気量が適切な場合に、排気温度が取り得ると予測される排気温度範囲と、ＣＰＵ１３の部品温度が取り得ると予測されるＣＰＵ温度範囲とを求める機能を有する。より具体的には、吸気温度センサ２１の検出結果とＣＰＵ負荷検出手段１６２の検出結果との組み合わせに関連付けて記録されている排気温度範囲およびＣＰＵ温度範囲をファン回転数・温度範囲記憶部１６５から検索する機能を有する。

判定手段１６４は、予測手段１６３で求められたＣＰＵ温度範囲および排気温度範囲と、ＣＰＵ温度センサ２２の検出結果と、排気温度センサ２３の検出結果とに基づいて、フィルタの目詰まりなどの冷却機能の異常が発生したか否かを判定する機能を有する。

なお、マネージメント部１６は、ＣＰＵ（中央処理装置）によって実現可能であり、その場合には、例えば、次のようにする。ＣＰＵをファン制御手段１６１、ＣＰＵ負荷検出手段１６２、予測手段１６３、及び、判定手段１６４として機能させるためのプログラムを記録したディスク、半導体メモリ、その他の記録媒体を用意し、ＣＰＵに上記プログラムを読み取らせる。ＣＰＵは読み取ったプログラムに従って自身の動作を制御することにより、自ＣＰＵ上にファン制御手段１６１、ＣＰＵ負荷検出手段１６２、予測手段１６３、及び、判定手段１６４を実現する。

[第１の実施の形態の動作]
次に、本実施の形態の動作について詳細に説明する。

マネージメント部１６は、一定時間毎に、図４のフローチャートに示す処理を実行する。

予測手段１６３は、ステップＳ４１において、吸気温度センサ２１、ＣＰＵ温度センサ２２及び排気温度センサ２３の検出結果を入力し、次のステップＳ４２において、ＣＰＵ負荷検出手段１６２の検出結果を入力する。その後、予測手段１６３は、吸気温度センサ２１の検出結果とＣＰＵ負荷検出手段１６２の検出結果との組み合わせに関連付けて記録されている排気温度範囲およびＣＰＵ温度範囲をファン回転数・温度範囲記憶部１６５から検索し、検索結果を判定手段１６４に渡す（ステップＳ４３）。

判定手段１６４は、予測手段１６３から検索結果が渡されると、先ず、ＣＰＵ温度センサ２２の検出結果が、予測手段１６３から渡されたＣＰＵ温度範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ４４）。

そして、ＣＰＵ温度センサ２２によって検出したＣＰＵ１３の実際の部品温度が、ＣＰＵ温度範囲内である場合（ステップＳ４４がＹｅｓ）は、排気温度センサ２３の検出結果が排気温度範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。排気温度センサ２３によって検出した実際の排気温度も排気温度範囲内の場合（ステップＳ４５がＹｅｓ）は、フィルタの目詰まり等の異常が発生していないと判断し、処理を終了する。

これに対して、ステップＳ４４において、ＣＰＵ温度センサ２２の検出結果がＣＰＵ温度範囲内ではないと判定した場合（判定結果がＮｏ）は、ＣＰＵ温度センサ２２の検出結果がＣＰＵ温度範囲の上限値を超えているか否かを調べる（ステップＳ４６）。

そして、上限値を超えている場合（ステップＳ４６がＹｅｓ）は、フィルタの目詰まり等の冷却機能の異常が発生していると判断し、アラーム手段１６６を駆動する（ステップＳ４７）。

これに対して、上限値を超えていない場合（ステップＳ４６がＮｏ、ＣＰＵ１３の部品温度がＣＰＵ温度範囲の下限値を下回った場合）は、消費電力を削減するために冷却用ファン１２の回転数を低減してもＩＣＴ機器１内部の温度が高くなり過ぎることはないと判断し、ファン制御手段１６１に対して冷却用ファン１２の回転数の低減量Ａを通知する（ステップＳ４８）。これにより、ファン制御手段１６１は、冷却用ファン１２の回転数を通知された低減量Ａだけ下げる。なお、低減量Ａは、例えば、ＣＰＵ温度範囲の下限値と、実際のＣＰＵ１３の部品温度（ＣＰＵ温度センサ２２の検出結果）との差分に応じた値とすることができる。より具体的には、差分が大きいとき程、低減量Ａを大きな値にする。また、低減量Ａを決定する際に、吸気温度や、ＩＣＴ機器１の構造を考慮するようにしても良い。なお、ＣＰＵ１３の部品温度がＣＰＵ温度範囲の下限値を下回る状況としては、例えば、ＩＣＴ機器１を設置後に、ＩＣＴ機器１の外部に冷却用ファンを設置した場合などがある。

また、ステップＳ４５において、排気温度センサ２３の検出結果が排気温度範囲内ではないと判断した場合（判定結果がＮｏ）は、排気温度センサ２３の検出結果が排気温度範囲の上限値を超えているか否かを調べる（ステップＳ４６）。

そして、上限値を超えている場合（ステップＳ４６がＹｅｓ）は、フィルタの目詰まり等の異常が発生していると判断し、アラーム手段１６６を駆動する（ステップＳ４７）。これに対して、上限値を超えていない場合（ステップＳ４６がＮｏ）は、冷却用ファン１２の回転数を低減してもＩＣＴ機器１内の温度が高くなり過ぎることはないと判断し、ファン制御手段１６１に対して、冷却用ファン１２の回転数の低減量Ａを通知する（ステップＳ４８）。この場合、低減量Ａは、排気温度範囲の下限値と、排気温度センサ２３の検出結果との差分に応じたものとすることができる。

[第１の実施の形態の効果]
本実施の形態によれば、ＩＣＴ機器１の稼働状況が変化する場合であっても、フィルタの目詰まり等の異常を確実に検出することができる。その理由は、吸気温度センサ２１の検出結果とＣＰＵ負荷検出手段（稼働状況検出手段）１６２の検出結果とに基づいて、外気の吸気量が適切な場合に、ＣＰＵ１３の部品温度が取り得ると予測される温度範囲および排気温度が取り得ると予測される排気温度範囲を求めるようにしているからである。

また、本実施の形態によれば、ＩＣＴ機器１の消費電力を削減することができる。その理由は、ＣＰＵ１３の部品温度がＣＰＵ温度範囲の下限値を下回った場合、或いは、排気温度が排気温度範囲の下限値を下回った場合、冷却用ファン１２の回転数を低減するようにしているからである。

また、本実施の形態によれば、ＣＰＵ１３の負荷が小さく、ＣＰＵ１３の部品温度や排気温度が低い場合であっても、フィルタの目詰まり等の異常が発生した場合には、それを確実に検出することができる。その理由は、ＣＰＵ負荷検出手段１６２の検出結果が低負荷を示している場合ほど、ＣＰＵ温度範囲及び排気温度範囲の上限値を低い温度にしているからである。

[本発明の第２の実施の形態]
図５を参照すると、本発明の第２の実施の形態にかかる異常検出装置５０は、予測手段５１と、判定手段５２とを備えている。

予測手段は、ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段６１の検出結果と、上記ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサ６２の検出結果とに基づいて、ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、上記ＩＣＴ機器の所定位置において取り得ると予測される温度の上限値を求める。判定手段５１は、上記所定位置の温度を検出する温度センサ６３の検出結果が、予測手段５１によって求められている上限値を超えている場合、異常が発生していると判定する。

なお、異常検出装置５０は、コンピュータにより実現可能であり、その場合は、例えば次のようにする。コンピュータを異常検出装置５０として機能させるためのプログラムを記録したディスク、半導体メモリ、その他の記録媒体を用意し、コンピュータに上記プログラムを読み取らせる。コンピュータは、読み取ったプログラム従って自身の動作を制御することにより、自コンピュータ上に予測手段５１および判定手段５２を実現する。

[第２の実施の形態の効果]
本実施の形態によれば、ＩＣＴ機器の稼働状況が変化する場合であっても、フィルタの目詰まり等の異常を確実に検出することができる。その理由は、ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段６１の検出結果と、ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサ６２の検出結果とに基づいて、ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、ＩＣＴ機器の所定に位置おいて取り得ると予測される温度の上限値を求めるようにしているからである。

本発明は、サーバ等のＩＣＴ機器に利用可能である。

１・・・ＩＣＴ機器
１１・・・ハードディスクドライブ
１２・・・冷却用ファン
１３・・・ＣＰＵ
１４・・・メモリ
１５・・・入出力部
１６・・・マネージメント部
１７・・・電源部
２１・・・吸気温度センサ
２２・・・ＣＰＵ温度センサ
２３・・・排気温度センサ
１６１・・・ファン制御手段
１６２・・・ＣＰＵ負荷検出手段
１６３・・・予測手段
１６４・・・判定手段
１６５・・・ファン回転数・温度範囲記憶部
１６６・・・アラーム手段
５０・・・異常検出装置
５１・・・予測手段
５２・・・判定手段
６１・・・稼働状況検出手段
６２・・・吸気温度センサ
６３・・・温度センサ

Claims

ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段の検出結果と、前記ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサの検出結果とに基づいて、前記ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、前記ＩＣＴ機器の所定位置において取り得る温度の上限値を予測する予測手段と、
前記所定位置の温度を検出する温度センサの検出結果が、前記予測手段によって予測されている上限値を超えている場合、異常が発生していると判定する判定手段とを備えたことを特徴とする異常検出装置。
請求項１記載の異常検出装置において、
前記予測手段は、前記吸気温度センサの検出結果が同じ場合は、前記稼働状況検出手段によって検出された稼働状況が低い稼働率を示している場合ほど、前記上限値として低い温度を予測することを特徴とする異常検出装置。
請求項１または２記載の異常検出装置において、
第１の稼働率と吸気温度との組み合わせそれぞれについて、前記所定位置において取り得る温度の上限値が記録されると共に、前記第１の稼働率よりも大きな第２の稼働率と吸気温度との組み合わせそれぞれについて、前記所定位置において取り得る温度の上限値が記録された温度範囲記憶部と、
前記予測手段は、前記吸気温度センサで検出された吸気温度と前記稼働状況検出手段で検出された稼働率とに関連付けて記録されている上限値を前記温度範囲記憶部から検索することを特徴とする異常検出装置。
請求項１乃至３の何れか１項に記載の異常検出装置において、
前記予測手段は、前記稼働状況検出手段の検出結果と前記吸気温度センサの検出結果とに基づいて、前記ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、前記所定位置において取り得る温度の下限値を予測し、
前記判定手段は、前記温度センサの検出結果が、前記予測手段によって予測されている下限値を下回っている場合は、冷却用ファンの回転数を制御するファン制御手段に対して、前記冷却用ファンの回転数を低減することを指示することを特徴とする異常検出装置。
請求項１乃至４の何れか１項に記載の異常検出装置において、
前記稼働状況検出手段は、前記ＩＣＴ機器に搭載されているＣＰＵの負荷を前記ＩＣＴ機器の稼働状況として検出することを特徴とする異常検出装置。
請求項１乃至４の何れか１項記載の異常検出装置において、
前記稼働状況検出手段は、前記ＩＣＴ機器の消費電力を前記ＩＣＴ機器の稼働状況として検出することを特徴とする異常検出装置。
請求項１乃至６の何れか１項に記載の異常検出装置において、
前記温度センサは、排気温度を検出するものであることを特徴とする異常検出装置。
自ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段と、
自ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサと、
自ＩＣＴ機器の所定位置の温度を検出する温度センサと、
前記稼働状況検出手段の検出結果と、前記吸気温度センサの検出結果とに基づいて、自ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、自ＩＣＴ機器の所定位置において取り得る温度の上限値を予測する予測手段と、
前記温度センサの検出結果が、前記予測手段によって予測されている上限値を超えている場合、異常が発生していると判定する判定手段とを備えたことを特徴とするＩＣＴ機器。
予測手段が、ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段の検出結果と、前記ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサの検出結果とに基づいて、前記ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、前記ＩＣＴ機器の所定位置において取り得る温度の上限値を予測し、
判定手段が、前記所定位置の温度を検出する温度センサの検出結果が、前記予測手段によって予測されている上限値を超えている場合、異常が発生していると判定することを特徴とする異常検出方法。
コンピュータを、
ＩＣＴ機器の稼働状況を検出する稼働状況検出手段の検出結果と、前記ＩＣＴ機器の吸気温度を検出する吸気温度センサの検出結果とに基づいて、前記ＩＣＴ機器内への外気の吸気量が適切な場合に、前記ＩＣＴ機器の所定位置において取り得る温度の上限値を予測する予測手段、
前記所定位置の温度を検出する温度センサの検出結果が、前記予測手段によって予測されている上限値を超えている場合、異常が発生していると判定する判定手段として機能させるためのプログラム。