JP6458619B2 - 電子装置及びその冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子装置及びその冷却方法に関する。

基地局装置（ＢＤＥ：Base station Digital processing Equipment）などの電子装置
（電子機器とも呼ばれる）では、筐体に複数のスロットが設けられ、各スロットに電源や電子回路等が実装されたカード型装置が実装される。筐体内に実装されるカード型装置は発熱源となるため、熱により電子回路が正常に動作しなくなるおそれがある。また、動作温度の上昇により消費電力が増大する問題もある。このため、装置内部を冷却するための冷却ファンなどの冷却装置が電子機器に搭載される。

電子機器の熱源対策として、装置内温度に基づいてファンユニットの回転数制御を行う技術がある（例えば、特許文献１〜４）。また、新たな処理要求を受けた際に、当該処理（ジョブ）の割当先の選択において割当先候補の装置温度を考慮し、温度が低い候補を新たな処理要求の割当先として選択する技術がある（例えば、特許文献５〜９）。

特開２００４−１８６１８３号公報 特開２００８−２１６３８２号公報 特開２００８−２３５６９６号公報 特開２００９−２７０５１号公報 特開２０１４−１９１６７７号公報 特開２００５−１４１６６９号公報 特開２０１０−１６５２６５号公報 特開２０１１−１９７７１５号公報 特開２０１２−０５０３８号公報

しかしながら、装置内温度に基づいてファンユニットの回転数制御を行う技術では、以下の問題があった。すなわち、装置への負荷が集中する状況では、装置の発熱量が大きい状態が継続する。このため、装置内温度の上昇に伴いファンユニットの回転数が増加しても、温度が所望の温度に低下する程度に発熱量を低下させることができないおそれがある。

また、新たな処理を温度が低い装置に割り当てる技術では、割当て後の割当先装置の温度上昇については考慮されていない。このため、処理割り当て後の割当先装置の負荷上昇に伴い、割当先装置の発熱量が冷却装置の冷却能力を上回り、ファンユニットの回転数を増加しても、装置内温度を適切なレベルに低下させることができないおそれがある。

本発明は、モジュール装置の温度が所定範囲まで上昇するのを抑えることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、電子装置である。電子装置は、複数のモジュール装置と、複数のモジュール装置を冷却する少なくとも１つの冷却装置と、各モジュール装置から各モジュー
ル装置の温度を取得する処理と、複数のモジュール装置のうちの或るモジュール装置の温度が所定範囲に達した場合に或るモジュール装置を冷却する冷却装置の冷却レベルを上昇させるとともに、取得した各モジュール装置の温度に基づいて或るモジュール装置が実行している処理の一部を或るモジュール装置と同種の他のモジュール装置へ追い出すための処理とを行う制御装置とを含む。

本発明によれば、モジュール装置の温度が所定範囲まで上昇するのを抑えることができる。

図１は、実施形態に係るＢＤＥ装置の構成例を示す。 図２は、カードのハードウェア構成例を示す。 図３は、管理テーブルのデータ構造例を示す。 図４は、冷却テーブルのデータ構造例を示す。 図５は、制御装置（ＣＰＵ）の処理例を示すフローチャートである。 図６は、制御装置（ＣＰＵ）の処理例を示すフローチャートである。 図７は、図５に示した０６の処理（カードＸの選択処理）の例を示す。 図８は、図５に示した０６の処理（カードＸの選択処理）の例を示す。 図９は、図５に示した０６の処理（カードＸの選択処理）の例を示す。 図１０は、変形例に係る管理テーブルの登録内容を示す。 図１１は、変形例に係る冷却テーブルの登録内容を示す。 図１２は、実施形態２の構成例を示す。 図１３は、実施形態２の処理例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

〔実施形態１〕
本発明に係る電子装置（電子機器）は、複数のモジュール装置を収容する収容部と、各収容部に収容されたモジュール装置を冷却する１又は２以上の冷却装置と、冷却装置の動作及び各モジュール装置の動作を制御する制御装置とを含む装置について広く適用可能である。実施形態では、電子装置の一例として、ＬＴＥ網に適用されるBase station Digital processing Equipment（ＢＤＥ：無線基地局ディジタル処理部）装置（基地局装置）
について説明する。但し、ＬＴＥ網は、移動通信網の一例であって、ＢＤＥ装置は、Ｗ−ＣＤＭＡ，ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどの、他の無線通信規格をサポートするものであってもよい。基地局装置は、ＲＢＳ（Radio Base Station）、ＢＳ（Base Station）、Node-Bなどと称呼されることもある。

ＬＴＥ網は、コア網とコア網に接続された無線網とを含み得る。コア網は、インターネット，イントラネットなどの外部網と接続される。無線網は、基地局（ｅＮＢ）を含んで形成される。無線端末（User Equipment(ＵＥ)，Mobile Station（ＭＳ）などと称呼される。以下「端末」）は、基地局と無線接続される。端末が基地局と無線接続されると、コア網にて端末の位置登録が行われる。また、端末からコア網までの間にユーザデータ（端末が送受信するデータ）を転送するためのパス（ベアラと呼ばれることもある）が設定される。端末から送信されるデータは、パスを通ってコア網から外部網へ転送され、通信相手のノードへ到達する。また、通信相手のノードからのデータは、パスを通って端末に到達する。

ＢＤＥ装置は、基地局が備えるベースバンド部及び無線部（ＲＦ部）のうち、ディジタルベースバンド処理を行うベースバンド部が搭載された装置である。また、ＢＤＥ装置には、ネットワークの保守監視機能が搭載されることもある。ＢＤＥ装置は、無線部が搭載されたＲＥ（Radio processing Equipment）装置と、例えば、Common Public Radio Interface（ＣＰＲＩ）を介して接続される。なお、ＲＥ装置は、ＲＲＥ（Remote Radio Equipment）、ＲＨ（Radio Head）、ＲＲＨ（Remote Radio Head）、ＲＵ（Radio Unit）、ＲＲＵ（Remote Radio Unit）などと称呼されることもある。

ＲＥ装置は、ＢＤＥ装置との間で無線リンクを確立した（基地局に無線接続された）端末と無線通信を行う。ＲＥ装置は、端末から受信された無線信号をベースバンド信号に変換し、ＣＰＲＩを介してＢＤＥ装置へ送る。一方、ＲＥ装置は、ＢＤＥ装置からＣＰＲＩを介して受信されたベースバンド信号を無線信号に変換し、端末へ送信する。ＢＤＥ装置は、ＲＥ装置から受信されたベースバンド信号に対する復調及び復号処理を行い、ディジタルデータを得る。また、ＢＤＥ装置は、ディジタルデータの符号化及び変調処理によってベースバンド信号を生成し、ＣＰＲＩを介してＲＥ装置へ送る。

ＢＤＥ装置は、伝送路（ネットワーク）を介してコア網（Mobility Management Entity（ＭＭＥ），Serving Gateway（Ｓ−ＧＷ），Packet Data Network Gateway（Ｐ−ＧＷ）などのコアノードを含む）や他の基地局と接続される第１の伝送路インタフェース（回線インタフェースともいう）を備える。また、ＢＤＥ装置は、光ケーブルなどの媒体を用いた通信リンク（例えばＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface））を介して無線装置
（Radio Equipment）と接続される第２の伝送路インタフェースを備える。

ＭＭＥは、制御プレーン（Ｃプレーン）を扱い、基地局の制御装置として動作するノードである。ＭＭＥは、基地局と無線接続された端末の位置登録を行う。また、ＭＭＥは、基地局と無線接続された端末に関するパスの設定を制御する。Ｓ−ＧＷは、ＭＭＥの制御下でパスを設定する。Ｐ−ＧＷは、外部網とコア網との間のゲートウェイである。

＜装置構成＞
図１は、実施形態に係るＢＤＥ装置の構成例を示す。図１において、ＢＤＥ装置１０は、複数のスロット１１を有するシャーシ（筐体）１２と、各スロット１１に挿入（収容）されるカード１３と、筐体に設置され各スロット１１に収容されたカード１３の冷却に用いられる複数のファンユニット１４と、制御装置１５とを含む。

図１に示すように、各スロット１１は、カード１３の収容部として使用される。収容部は、「ラック」や「棚」を含む概念である。各ファンユニット１４は、所定数（図１では４つ）のスロット１１に風を送る位置にそれぞれ配置されている。ファンユニット１４が備えるファンの回転数は、制御装置１５によって制御される。本実施形態では、ファンユニット１４は、「高速回転」と「低速回転」との２段階で回転数が制御される。スロット１１は、「収容部」或いは「収容位置」の一例である。ファンユニット１４の回転数は、制御装置１５によって制御される「冷却レベル」の一例である。なお、各ファンユニット１４は、単独のファンで構成しても良いし、複数のファンの集合体であっても良い。

カード１３は、板状の外観形状を有する装置であり、所望の機能或いは処理を実行するためのモジュールが実装されている。モジュールは、電子部品，電子デバイス，及び物理装置の少なくとも一つ、又はこれらの２以上の組み合わせを含む。カード１３は、「機能カード」とも呼ばれる。カード１３は、「パネル」、「ボード」、「パッケージ」、「ＰＩＵ（ＰｌｕｇＩｎ Ｕｎｉｔ）」などと呼ばれる場合もある。カード１３は、「モジュ
ール装置」の一例である。モジュール装置は、カード型以外の外観形状を有していても良い。

各カード１３は、図示しないコネクタを有し、各スロット１１の内部に設けられたコネクタ（図示せず）と接続される。これにより、カード１３は、固定された状態でスロット１１内に収容される。スロットに収容されたカード１３は、コネクタ同士の接続により、図示しない装置内Ｉ／Ｏを介して相互に通信可能に接続される。装置内Ｉ／Ｏは、例えば、ＳＲＩＯ（Serial Rapid IO）である。但し、カード１３が通信可能に接続される限り
、ＳＲＩＯと異なるインタフェースで接続されても良い。

本実施形態において、スロット１１は、所定数のスロット１１で形成されるグループにグループ分けされている。図１の例では、所定数は４であり、１６個のスロット１１が４つのグループに分けられている。ファンユニット１４は、各グループに属するスロット１１に収容されたカード１３に例えば冷却用の風を送る。このように、各ファンユニット１４は、何れかのスロット１１のグループに関連づけられている。ここで、ＢＤＥ装置の筐体に実装される冷却装置（例えばファンユニット）の実装幅に対してカードが占める幅が狭いため、１つの冷却装置の実装範囲に複数枚のカードを搭載可能にさせることがＢＤＥ装置の高密度化の実現に有効であることに留意されたい。本実施形態では、複数枚のカードが属するグループ単位でファンユニットの制御を行うことで、１つの冷却装置の実装範囲に複数枚のカードを搭載可能にし、ＢＤＥ装置の高密度化を実現している。なお、ＢＤＥ装置の筐体に実装される冷却装置に加えて、カード１３に個別の冷却装置を実装してもよい。なお、冷却装置１４の各々は、複数のサブユニット（ファン）の集合体であってもよいし、各サブユニットが相互に独立した筐体を有する実装態様であってもよい。

なお、スロット１１の数、グループの数、及びファンユニット１４の数は、上記例に限定されず、所望の数を用意することができる。例えば、１つのスロット１１（カード１３）に対して１つの冷却装置が割り当てられるようにしても良い。また、制御装置１５が制御対象とする冷却装置（ファンユニット１４）は、筐体に設けられていても、カード１３に設けられていても、双方に設けられていても良い。

ファンユニット１４は、冷却装置の一例であり、冷却装置はファンユニット１４に限定されない。例えば、空冷方式、水冷方式、ガス冷方式などの各種の冷却方式を任意に用いた冷却装置を使用することができる。

制御装置１５は、各ファンユニット１４及び各カード１３と通信可能に接続されている。制御装置１５は、少なくともCentral Processing Unit（ＣＰＵ）１６及びメモリ１７
を含む。メモリ１７は、不揮発性記憶媒体と、揮発性記憶媒体を含む。不揮発性記憶媒体は、例えば、Read Only Memory（ＲＯＭ），ハードディスク，Solid State Drive（ＳＳ
Ｄ），フラッシュメモリ，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory（Ｅ
ＥＰＲＯＭ）などである。不揮発性記憶媒体は、ＣＰＵ１６で実行されるプログラムと、プログラムの実行に際して使用されるデータを記憶する。揮発性記憶媒体は、例えば、Random Access Memory（ＲＡＭ）である。揮発性記憶媒体は、ＣＰＵ１６の作業領域、及びデータの記憶領域として使用される。メモリ１７は、図１に示すように、管理テーブル１７Ａと、冷却テーブル１７Ｂとを記憶している。

ＣＰＵ１６は、不揮発性記憶媒体に記憶されたプログラムを揮発性記憶媒体にロードして実行することにより、様々な処理を行うことができる。例えば、ＣＰＵ１６は、プログラムの実行によって、ＢＤＥ装置内の或る温度に基づいて各ファンユニット１４の回転数を制御する。また、ＣＰＵ１６は、ＢＤＥ装置内の或る温度に基づいて、或るカード１３で実行されている処理を、他の同種のカード１３での実行に移す追い出し処理を行う。

なお、制御装置１５は、ＣＰＵ１６に加えてDigital Signal Processor（ＤＳＰ）を含
んでも良い。制御装置１５が行う処理は、ＣＰＵ１６及びＤＳＰによってなされても良い。また、制御装置１５のＣＰＵ１６が行う処理は、Field Programmable Gate Array（Ｆ
ＰＧＡ）のようなProgrammable Logic Device（ＰＬＤ）及び集積回路（ＩＣ，ＬＳＩ，Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）の少なくとも一つ）の少なくとも一つで実行されるようにしても良い。

ＢＤＥ装置１０に実装されるカード１３は、カード１３に搭載されたモジュール、カード１３で発揮される機能、カード１３が行う処理の少なくとも一つの相違から複数の種別に分類される。例えば、カード１３は、Ｌ１カード，Ｌ２カード，呼制御カード，ＢＢ信号処理カード，伝送路カードに分類することができる。例えば、ＢＤＥ装置１０が収容する回線数に従って、同種のカード１３が２以上実装され得る。

Ｌ１カードは、物理チャネル及びトランスポートチャネルに関する処理（例えばＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved - Universal Terrestrial Radio Access Network）プロトコルスタックのレイヤ１（物理層）、レイヤ２（ＭＡＣ（Media Access Control）層）に関する処理）の処理を担うカード１３であり、物理チャネル及びトランスポートチャネルに関する処理を行うモジュールを具備する。例えば、Ｌ１カードは、無線通信レイヤにおけるＬ１カードよりも上位レイヤを扱う処理カード（例えばＬ２カード）に対して、無線リソース（例えばセル）に依存しない論理的な階層を提供する。

Ｌ２カードは、論理チャネル以上のレイヤについて、Ｌ２（Layer ２）に関する処理
（例えばＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）層、ＲＬＣ（Radio Link Control）層に関する処理）を担うカード１３である。Ｌ２カードは、レイヤ２（Radio Link Control（ＲＬＣ：無線リンク制御），Packet Data Convergence Protocol（ＰＤＣ
Ｐ））に関する処理を行うモジュールを具備する。例えば、Ｌ２カードは、無線通信レイヤにおけるＬ２カードよりも上位レイヤの処理カード（例えば呼制御カード）に対して、ヘッダ圧縮などのＰＤＣＰサービスを提供する。

呼制御カードは、回線設定及び回線解放等の呼処理制御（例えばＲＲＣ（Radio Resource Control））等を担うカードである。呼制御カードは、例えばＥ−ＵＴＲＡＮ（Evolved - Universal Terrestrial Radio Access Network）プロトコルスタックのRadio Resource Control（ＲＲＣ）層の処理を担うモジュールを具備する。また、呼制御カードは、複数枚を収容されることがあり、主呼制御カードである場合は、上述の呼処理制御等の処理とともに、他の呼制御カードに対して移動局を割当てる負荷分散制御なども行う。

ＢＢ信号処理カードは、無線通信レイヤの各種処理を扱う複数のカードにより移動局に対して形成される信号経路のスケジューリング処理や無線リソース（周波数ブロック、プリアンブルコードなど）の割当て処理を行う。

伝送路カードは、上述した第１の伝送路インタフェースとして機能するカード１３と、第２の伝送路インタフェースとして機能するカード１３との二種類がある。第１の伝送路インタフェースとしての伝送路カードは、コア網上のノード（例えば、ＭＭＥ、Ｓ−ＧＷ）や他の基地局との通信を司る。第２の伝送路インタフェースとしての伝送路カードは、Ｌ１カードからの信号を通信リンクを介して無線装置ＲＥに送信し、無線装置ＲＥからの信号をＬ１カードへ提供する処理を行う。また、カード１３は、ＢＤＥ装置全体の動作を制御する制御カードを含むことができる。

図２は、カード１３のハードウェア構成例を示す。図２において、カード１３は、モジュールの一例として、バスを介して相互に接続されたＣＰＵ２１，Digital Signal Processor（ＤＳＰ）２２，メモリ２３，ネットワークインタフェース（ＮＩＦ）２４，及び温
度センサ２５を含む。ＣＰＵ２１，ＤＳＰ２２，メモリ２３，ＮＩＦ２４は、カード１３（モジュール装置）に含まれる電子回路、電子デバイスの一例である。なお、カード１３は、図示しない電源装置（電源回路）を含む場合もある。また、ＢＢ信号処理カードとして動作するカード１３は、無線通信レイヤの各種処理を扱う複数のカードにより移動局に対して形成される信号経路のスケジューリング処理や無線リソース（周波数ブロック、プリアンブルコードなど）の割当て処理を行うため、他のカードに比べて処理負荷が高く、また他のカード１３に比べて発熱量が大きいため、ヒートシンク及びヒートポンプの少なくとも一方のような冷却装置がカード自体に設けられる場合がある。なお、他の処理カードも上述と同様の冷却装置をカード自体に実装しても良い。

メモリ２３は、メモリ１７と同じ構成を適用できる。メモリ２３は、少なくとも、温度センサ２５で測定された温度の測定値を記憶する。さらに、メモリ２３が実装されたカード１３に対応する温度の閾値を記憶することもできる。また、メモリ２３には、カード１３の種別を示す情報（カード１３の識別子）を記憶していても良い。

ＣＰＵ２１及びＤＳＰ２２は、メモリ２３に記憶されたプログラムを実行する。メモリ２３には、カード種別に応じたプログラムがメモリ２３に記憶される。プログラムの実行によって、カード１３は、Ｌ１カード，Ｌ２カード，呼制御カード，ＢＢ信号処理カード，或いは伝送路カードのいずれかとして動作することができる。

各カード１３のＣＰＵ２１及びＤＳＰ２２の少なくとも一方は、プログラムの実行によって、処理可能な容量を示す情報（空き状態の計算資源（空きリソース）を示す情報）を計算し、メモリ２３に記憶する。リソースの計算方法は、既存のあらゆる方法を適用することができる。空きリソースの情報は、制御装置１５が定期的に各カード１３から収集することができる。或いは、制御装置１５がカード１３への問い合わせによって各カード１３から取得することができる。空きリソースの情報は、「モジュール装置の負荷を示す情報」の一例である。

ＮＩＦ３４は、他のカード１３や制御装置１５との通信インタフェース回路である。ＮＩＦ３４として、例えば、ＬＡＮカード、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）、Serial RapidIO（sRIO）インタフェースカード、PCI Express（Peripheral Component Interconnect Express）インタフェースカードなどを適用できる。

温度センサ２５は、実装された部品の発熱により影響を受ける温度を測定する。例えば、カード１３の周囲の気温又はカード１３の表面温度を測定する。温度の測定結果は、ＮＩＦ３４を介して制御装置１５（ファンユニット制御部２６）に送信される。温度センサ２５の数は、２以上でも良い。１つのカード１３に２以上の温度センサ２５が設けられる場合には、カード１３の複数箇所を測定し、測定値の平均値，最高値，及び平均値以外の集約値のいずれかを制御装置１５に送信しても良い。

なお、制御装置１５のＣＰＵ１６で行われるファンユニット１４の回転数制御及び追い出し処理の少なくとも一方は、カード１３のＣＰＵ２１によって実行されても良い。

図３は、管理テーブル１７Ａのデータ構造例を示す。図３に例示する管理テーブル１７Ａは、スロット番号毎に用意された複数のエントリを有する。各エントリは、スロット番号、グループＩＤ、カード種別、温度測定値、高温閾値、低温閾値、温度状態フラグを含む。

スロット番号は、スロット１１の識別子であり、グループＩＤは、各スロット１１が属するグループの識別子であり、図１に示す各ファンユニット（冷却装置）１４に対応する
概念でもある。例えば、グループＩＤ「１」はファンユニット（冷却装置）１４「＃１」に対応し、グループＩＤ「２」はファンユニット（冷却装置）１４「＃２」に対応し、グループＩＤ「３」はファンユニット（冷却装置）１４「＃３」に対応し、グループＩＤ「４」はファンユニット（冷却装置）１４「＃４」に対応する。なお、制御装置１５による制御対象を各カード１３に設けられた冷却装置（ファンユニット１４）とする場合、冷却装置１４に対応する概念としてスロット番号を用いてもよい。

カード種別は、カード１３の種別を示す。図３の例では、説明を簡単にするため、上述したカード種別が、Ｌ１カード，Ｌ２カード，及び呼制御（Ｌ３）カードである例を示す。“Ｌ１”はカード１３がＬ１カードであることを示し、“Ｌ２−１”はカード１３がＬ２カードであることを示す。“Ｌ２−２”はカード１３がＢＢ信号処理カードであることを示す。“Ｌ３”はカード１３が呼制御カードであることを示す。

温度測定値は、各カード１３で測定された温度の測定値を示す。高温閾値は、ファンユニット１４の回転数を「高速回転」に変更するか否かの判定に用いられる温度閾値である。低温閾値は、ファンユニット１４の回転数を「低速回転」に変更するか否かの判定に用いられる温度閾値である。高温閾値及び低温閾値のそれぞれは、カード１３の全種別について共通であっても良く、グループ毎に共通であっても良く、カード１３の種別毎に共通であっても良く、カード１３毎に異なっていても良い。

温度状態フラグは、温度が高温閾値より大きい場合に“高（High）”を示す値が設定され、温度が低温閾値より小さい場合に“低（Low）”を示す値が設定される。

スロット番号及びグループＩＤは、管理テーブル１７Ａに静的に設定される。冷却装置の実装位置とスロットの実装位置との相対関係に応じてスロット番号とグループＩＤとの組合せを適宜変更しても良い。カード種別は、管理テーブル１７Ａに静的に設定されてもよいし、制御装置１５が各カード１３から取得したカード１３の識別子を用いて管理テーブル１７Ａに設定されても良い。例えば、グループに属するカードの種別、枚数及びカード１３の配置が予め決定されている場合には、管理テーブル１７Ａに静的に設定してもよいし、制御装置１５が各カード１３からカードの識別子を取得して管理テーブル１７Ａに動的に設定してもよい。あるいは、サーバ装置などからネットワークを介して設定内容をダウンロードしても良い。図３の例では、各グループに関するカード１３の構成及び配置が決定されており、Ｌ１カード（Ｌ１）が１枚、Ｌ２カード（Ｌ２−１）が１枚、ＢＢ信号処理カード（Ｌ２−２）が１枚、呼制御カード（Ｌ３）が１枚、Ｌ１→Ｌ２−１→Ｌ２−２→Ｌ３の順で配置されている。これに対し、カード１３の配置が動的に変更される場合には、制御装置１５がカード１３に記憶されているカードの識別子を取得して管理テーブル１７Ａに登録する構成を採用することができる。

温度測定値は、各カード１３から制御装置１５が収集し、管理テーブル１７Ａに登録する。なお、温度測定値の収集方法については、特に限定しない。例えば、制御装置１５は任意のタイミングで各カードに問合せを送信し、それを受けたカードから温度測定値を含む応答を受信することで温度測定値を収集してもよい。あるいは、各カードは任意のタイミングで温度測定値を制御装置に送信し、制御装置は各カードから送信される温度測定値を受信することで温度測定値を収集してもよい。あるいは、各カードは制御装置から参照可能な記憶素子に温度測定値を書き込み、制御装置は各カードの記憶素子に書き込まれた温度測定値を参照することで温度測定値を収集してもよい。

高温閾値及び低温閾値は、管理テーブル１７Ａに静的に予め設定されても良く、各カード１３が記憶している値を制御装置１５が管理テーブル１７Ａに登録しても良い。例えば、スロット１１に対するカード１３の配置が予め決まっている場合には、各閾値を管理テ
ーブル１７Ａに静的に設定してもよい。これに対し、カード１３の配置が動的に変更される場合には、制御装置１５が各カード１３から取得した値を管理テーブル１７Ａに設定してもよい。

換言すれば、制御装置１５は、温度測定値を含む温度情報をカード１３から取得してもよい。また、制御装置１５は、温度測定値と閾値との組み合わせを含む温度情報をカード１３から取得してもよい。この場合、同一のカード種別を有するカードであっても、カード毎に固有の閾値を管理テーブル１７Ａに設定することができる。或いは、制御装置１５は、温度情報とともにカード種別情報（カードの識別子）を取得しても良い。この場合、各スロット１１で収容されるカード１３の種別を適宜選択可能となる。

図４は、冷却テーブル１７Ｂのデータ構造例を示す。冷却テーブル１７Ｂは、冷却装置の制御量（実施形態ではファンユニット１４の回転量）を示す冷却レベルを各グループのグループＩＤと対応付けて管理する。

図５及び図６は、制御装置１５（ＣＰＵ１６）の処理例を示すフローチャートである。図５及び図６に示す処理は、例えば所定周期で実行される。但し、ＢＤＥ装置１０のオペレータからのコマンド入力時のような、所定周期以外のタイミングで開始することもできる。なお、一例として、図５及び図６の処理の開始時点では、全てのファンユニット１４の回転数が「低速回転」であると仮定する。この場合、冷却テーブル１７Ｂにおける各グループの冷却レベルは「低」に設定される。

処理が開始されると、スロット１１（カード１３）を示す変数“ｉ”（ｉは正の整数：本実施形態では１〜１６）の値を１に設定し、ｉの値がＮ（Ｎは正の整数、スロット数（＝１６）を示す）以下である場合に、０１以降のループ処理が繰り返される。なお、０１以降のループ処理が１回終了する都度、変数“ｉ”の値に１が加算される。

０１の処理では、ＣＰＵ１６は、ｉ番目のスロットに収容されたカード（カード（ｉ）と表記）と通信し、温度情報を受信する。温度情報は、温度測定値を含んでおり、その他の情報要素として閾値（高温閾値、低温閾値）を含んでも良い。温度情報に閾値を含まない場合、閾値は管理テーブル１７Ａに予め登録されているか、一律に適用される所定の閾値を用いればよい。この場合、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）の温度測定値を含む温度情報を取得する。

０２の処理では、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）の温度情報（温度情報（ｉ））を管理テーブル１７Ａの対応するエントリに登録する。０３の処理では、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）に対応する管理テーブル１７Ａのエントリを参照し、温度情報（ｉ）に含まれる温度測定値（ｉ）が高温閾値（ｉ）以上か否か（所定範囲に達したか）を判定する。このとき、温度測定値（ｉ）が高温閾値（ｉ）未満である場合には（０３，Ｎｏ）、処理が図６の０８に進む。これに対し、温度測定値（ｉ）が高温閾値（ｉ）以上である場合には（０３，Ｙｅｓ）、処理が０４に進む。なお、０３の処理は、高温閾値を上回るか否かの判定であっても良い。

０４の処理では、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）のエントリの温度状態フラグ（ｉ）の値を“Ｈｉｇｈ”に設定する。次の０５の処理では、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）のエントリからカード（ｉ）が属するグループを特定し（グループＩＤの参照によって特定される）、当該グループに属するカード１３を冷却するファンユニット１４の冷却レベルを「高」に制御する。例えば、ＣＰＵ１６は、グループＩＤ「１」の場合、当該グループＩＤに対応するファンユニット１４「＃１」に対して、回転数を「高速回転」に変更するための制御信号を送り、ファンユニット１４「＃１」が回転数を上昇させる。また、ＣＰＵ１６
は、冷却テーブル１７Ｂの対応する冷却レベルを「高」に設定する。

なお、上述したように、各グループＩＤは、各スロット１１が属するグループの識別子であり、図１に示す各冷却装置１４に対応する概念でもある。なお、制御装置１５による制御対象を各カード１３に設けられた冷却装置（ファンユニット１４）とする場合、冷却装置１４に対応する概念としてスロット番号を用いてもよい。例えば、カード（ｉ）の温度状態フラグ（ｉ）の値を“Ｈｉｇｈ”に設定する場合、ＣＰＵ１６は、スロット番号ｉに対応する冷却装置１４に対して、回転数を「高速回転」に変更するための制御信号を送ってもよい。この場合、スロット番号ｉと冷却装置１４とは一対一対応しているものとすればよい。なお、ファンユニット（冷却装置）１４は、複数のサブユニット（ファン）の集合体であってもよいし、各サブユニットが相互に独立した筐体を有する実装態様であってもよい。

次の０６の処理では、ＣＰＵ１６は、他のグループに属するカード（ｉ）と同種のカード１３から温度と空きリソース量（割り当て可能な処理量）との少なくとも一方に基づき所定のカード（カードＸとする）を選択する。例えば、同種のカード１３のうち、温度測定値が高くない値（例えば、温度測定値が最も低い値）のカード１３を負荷分散の対象（カードＸ）として選択し得る。あるいは、同種のカード１３のうち、リソース量に余裕のあるカード（例えば、リソース量が最も多いカード）を負荷分散の対象（カードＸ）として選択し得る。温度測定値が高いカード（ｉ）の処理量をカードＸへ分散させることで、カード（ｉ）の処理量を減らしてカード（ｉ）の発熱量を抑えるためである。なお、カード（ｉ）が属するグループに同種のカード１３が属する場合には、当該同種のカード１３をカードＸとして選択するようにしても良い。図３の例では、カード（ｉ）がＬ１カード又は呼制御カードであれば、他のグループに属するＬ１カード又は呼制御カードがカードＸとして選択される。カード（ｉ）がＬ２カードである場合、他のグループに属するＬ２カードが選択されるが、同グループに属するＬ２カードが選択される場合もあり得る。

選択される他のグループは、温度と空きリソースとの少なくとも一方に基づいて動的に決定されてもよく、事前に決定されていても良い。グループの選択順（優先順位）を予め決めておくこともできる。例えば、同じ温度のカード１３が併存する場合には、優先順位に従ってカードＸとなるカードが選択される。

次の０７の処理では、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）からカードＸへ割り当て可能な処理量（追い出し量：処理量Ａとする）を計算し、処理量Ａ分の追い出しをカード（ｉ）に指示する。処理量Ａは、「処理の一部」の一例である。処理量Ａの計算は、予め各カード１３から収集した空きリソース量に基づきなされても良く、同種のカード１３（カードＸを含む）に対して問い合わせた空きリソース量に基づきなされても良い。追い出し処理は、ＣＰＵ１６がカード（ｉ）及びカードＸに個別に指示（制御信号）を与えることでなされても良く、ＣＰＵ１６から指示を受けたカード（ｉ）がカードＸと通信（ネゴシエーション）を行い、カード（ｉ）とカードＸとの間でなされても良い。０７の処理が終了すると、ｉの値がインクリメントされ、次のカード（ｉ）に対する処理が開始される。

なお、図５において、処理０４乃至処理０７の処理順序は一例であって、これに限定されない。例えば、処理０５による冷却装置の制御を実行する前に、処理０６及び処理０７による負荷分散を実行してもよい。

０８の処理では、ＣＰＵ１６は、温度情報（ｉ）中の温度測定値（ｉ）が低温閾値（ｉ）以下か否か（所定の範囲に低下したか）を判定する。温度測定値（ｉ）が低温閾値（ｉ）を上回る場合（０８，Ｎｏ）には、現在のカード（ｉ）に対する処理が終了し、次のカード（ｉ）に対する処理が開始される。これに対し、温度測定値（ｉ）が低温閾値（ｉ）
以下である場合には（０８，Ｙｅｓ）、処理が０９に進む。なお、０８の処理は、閾値未満か否かの処理であっても良い。

０９の処理では、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）のエントリの温度状態フラグ（ｉ）を“Ｌｏｗ”に設定する。１０の処理では、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）が属するグループの全ての温度状態フラグが“Ｌｏｗ”であるか否かを判定する。このとき、全ての温度状態フラグが“Ｌｏｗ”でなければ（０９，Ｎｏ）、現在のカード（ｉ）に対する処理が終了し、次のカード（ｉ）に対する処理が開始される。これに対し、全ての温度状態フラグが“Ｌｏｗ”であれば（０９，Ｙｅｓ）、処理が１１に進む。なお、制御装置１５による制御対象を各カード１３に設けられた冷却装置（ファンユニット１４）とする場合、冷却装置１４に対応する概念としてスロット番号を用いてもよく、処理１０を省略することができる。

１１の処理では、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）が属するグループの冷却レベルを「低」に制御する。すなわち、ＣＰＵ１６は、対応するファンユニット１４に回転数を「低速回転」に変更するための制御信号を送り、ファンユニット１４が回転数を低下させる。また、ＣＰＵ１６は、冷却テーブル１７Ｂの対応する冷却レベルを「低」に設定する。なお、制御装置１５による制御対象を各カード１３に設けられた冷却装置（ファンユニット１４）とする場合、カード（ｉ）のスロット番号ｉに対応する冷却装置１４（ファンユニット）に対して冷却レベル（回転数）を低下させるように制御信号を送信すればよい。

図７から図９は、図５に示した０６の処理のバリエーションを示す。図７に示す例は、温度と空きリソース量のうち、温度のみが考慮される例を示す。６０１の処理では、ＣＰＵ１６は、管理テーブル１７Ａを参照し、他のグループに属する同種のカード１３のうち、温度測定値が最低のカード１３をカードＸとして選択する。但し、温度測定値が２番目以降に低いカード１３が選択される場合もあり得る。６０２の処理では、ＣＰＵ１６は、カードＸに問合せを行い、カードＸに割り当て可能な処理量Ａを示す情報を取得する。その後、処理が０７に進む。

図８に示す例は、温度と空きリソース量の双方が考慮される第１の例を示す。６２１の処理において、ＣＰＵ１６は、冷却テーブル１７Ｂを参照し、冷却レベルが「低」のグループを抽出する。６２２の処理において、ＣＰＵ１６は、抽出したグループ内のカード（ｉ）と同種の各カード１３に処理可能な容量（空きリソース量）を問い合わせる。６２３の処理では、ＣＰＵ１６は、空きリソース量（空きリソースサイズ）が大きいカード１３をカードＸとして選択する。例えば、空きリソースサイズが最大のカード１３が選択される。但し、２番目以降に空きリソースサイズが大きいカード１３が選択される場合もあり得る。

図９に示す例は、温度と空きリソース量の双方が考慮される第２例を示す。６３１の処理において、ＣＰＵ１６は、カード（ｉ）と同種のカード１３の中から、温度が低い順でｍ個（所定数）のカード１３を抽出する。６３２の処理において、ＣＰＵ１６は、抽出した各カード１３に対し、処理可能な容量（空きリソース量）を問い合わせる。６３３の処理では、ＣＰＵ１６は、空きリソース量（空きリソースサイズ）が大きいカード１３をカードＸとして選択する。例えば、空きリソースサイズが最大のカード１３が選択される。但し、２番目以降に空きリソースサイズが大きいカード１３が選択される場合もあり得る。

このように、温度と空きリソース量のうち、温度のみが考慮される場合には、カードＸでの処理量が少なく空きリソース量が大きいと考えられる。これにより、カード（ｉ）の発熱量を抑える処理量ＡをカードＸへ追い出すことができると考えられる。温度と空きリ
ソース量との双方を考慮する場合には、カードＸの発熱量が高温閾値以上にならない範囲で可能な限り多くの処理量Ａをカード（ｉ）から追い出すことができる。

実施形態１によれば、カード（ｉ）の温度が高温閾値以上の範囲に達した場合に、ＣＰＵ１６がファンユニット１４の回転数（冷却レベル）を上昇（高回転）に変更するとともに、当該カード１３で行われている処理を同種の他のカードＸに追い出す処理を行う。これによって、当該カード（ｉ）の処理量を減らし、当該カード（ｉ）の発熱量を低下させることができる。すなわち、カード（ｉ）の温度が所定範囲（正常に動作できないと考えられる範囲）まで上昇するのを抑えることができる。一方、追い出し先として、温度の低いカードＸが選択される。このため、カードＸの温度も、所定範囲まで上昇するのを抑えることができる。このとき、カードＸは、カードＸの温度が高温閾値を超えない範囲でカード（ｉ）の処理を引き受けることができれば、ファンユニット１４の回転数は、低速回転で維持される。従って、高速回転でファンユニット１４が動作するのは、カード（ｉ）に対応するファンユニット１４で、カードＸに対応するファンユニット１４が高速回転で動作することが回避される。よって、ファンユニット１４全体の消費電力を抑えることができ、ＢＤＥ装置１０の省電力化を図ることができる。

また、カード（ｉ）からカードＸへの処理の追出し後に、追出し先のカードＸの温度が高温閾値以上の範囲に達した場合には、カード（ｉ）に対する処理と同様にして、当該カードＸに対する冷却レベルを上昇させるとともに、他のカードへの追出し処理が試行される。そのため、カード（ｉ）の温度が所定範囲まで上昇するのを抑えつつ、カードＸの温度上昇も抑制することができるため、装置全体としての消費電力及び騒音の低減を図ることができる。

図４の冷却テーブル１７Ｂの内容は、グループ１に属するカード（ｉ）の温度測定値が高温閾値以上となり、グループ１の冷却レベルが「高」に変更されている。一方で、グループ３に属するカードＸへの追い出しが行われたが、カードＸの温度が高温閾値以上とならないため、グループ３の冷却レベルが「低」のままで維持されている様子を示す。

＜変形例１＞
図３に示した管理テーブル１７Ａでは、同種のカード１３が他のグループに属するように実装される例を示している。このため、追出し処理では、追い出し先のカード１３が他のグループに属する。これにより、冷却レベルが低レベルで作動しているファンユニット１４が属するグループに処理を追い出すことができる。このため、冷却レベルが高レベルで作動しているファンユニット１４のグループに属するカード１３の発熱量が著しく上昇するのを抑止することができる。

上記した実施形態は、以下のように変形可能である。図１０は、変形例に係る管理テーブル１７Ａの登録内容を示す。図１１は、変形例に係る冷却テーブル１７Ｂの登録内容（制御結果）を示す。図１０に示す例では、同種のカード１３が同じグループに集中するように実装される例を示す。このため、変形例の追い出し処理では、追い出し先のカードが同じグループに属するカード１３となる。これによって、冷却レベルが高レベルのグループ内で負荷分散が試行される。従って、図１１に示すように、冷却レベルが高レベルとなるのは、複数のグループのうち、カード（ｉ）が属するグループのみである（図１１の例ではグループ２）。

このため、冷却レベルが高レベルのグループから他のグループへの追い出し処理がないことにより冷却レベルが低レベルのカードＸの発熱量上昇を避けることができる。換言すれば、変形例の追い出し処理では、一部の種別のカードを冷却するためだけにＢＤＥ装置１０（電子装置）全体で冷却レベルが高レベルになることを回避しつつ、カードの発熱量
が著しく上昇するのを抑止することができる。

なお、同種のカード１３（例えばＢＢ信号処理カード）を同一のグループに対応付けるために、当該同種のカード１３の収容を許容するスロット１１（特定スロット）を限定してもよい。例えば、特定スロットの形状や特定スロットにおいて当該同種のカード１３と接続されるコネクタの形状を、他のスロット１１とは異ならせることで、当該同種のカード１３の収容を許容するスロット１１を限定することができる。別言すると、当該同種のカード１３は例えばその種別に応じた特定のスロット１１にのみ嵌合するようなコネクタ等の形状を有することで、当該同種のカード１３の収容先のスロット１１を当該同種のカード１３の種別に応じた特定のスロット１１に制限させることができる。

〔実施形態２〕
実施形態２について説明する。実施形態２は、実施形態１と共通点を含むので、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。図１２は、実施形態２の構成例を示す。図１２は、実施形態１で示したグループを模式的に示す。図１２には、或るファンユニット１４に対応するグループに属する複数のカード１３（カード＃１〜＃４）と、各カード１３に接続された制御装置１５とが示されている。スロット１１及びファンユニット１４の図示は省略している。

図１３は、制御装置１５（ＣＰＵ１６）の処理例を示すフローチャートである。１０１の処理では、ＣＰＵ１６は、カード＃１〜＃４の温度測定値が高温閾値以上であるか否かを判定する。温度測定値が高温閾値以上でない場合（１０１，Ｎｏ）には、処理が１０１に戻る。これに対し、温度測定値が高温閾値以上である場合（１０１，Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１６は、対応するファンユニット１４の冷却レベル（回転数）を上昇させるとともに、カード＃１〜＃４から温度測定値と空きリソース量とを収集する（１０２）。

次の１０３の処理では、ＣＰＵ１６は、収集した温度測定値の中から温度が所定の高温閾値以上のカード１３または最も高いカード１３（高温カードと称する）と、温度が所定の低温閾値未満のカード１３または最も低いカード１３（低温カードと称する）とを選択する。次の１０４の処理では、ＣＰＵ１６は、低温カードに割り当て可能な処理量Ａを計算する。そして、１０５の処理において、ＣＰＵ１６は、処理量Ａを高温カードから低温カードへ追い出す処理を行う。なお、或るカード１３と高温カードとが同一のカードである場合もあれば、異なる同種のカードである場合もある。高温カードは「第１のカード」の一例であり、低温カードは「第２のカード」の一例である。

実施形態２によれば、グループ内で高温カードから低温カードへの処理の追い出しが行われる。高温カードでは、処理量の減少により、温度が所定範囲に達することが抑えられる。一方、低温カードでは、処理量の上昇により発熱量が増加しても、温度が所定範囲に達することが抑えられる。このように、実施形態２でも、カード１３（モジュール装置）の温度が所定範囲に達するのを抑えることができる。なお、実施形態２でも、高温カードの代わりに、高温閾値より高い温度が測定されたカード１３の処理量Ａを追い出すようにしても良い。以上説明した実施形態の構成は、適宜組み合わせることができる。

１０・・・ＢＤＥ装置
１１・・・スロット
１２・・・シャーシ
１３・・・カード
１４・・・ファンユニット
１５・・・制御装置
１６，２１・・・ＣＰＵ
１７，２３・・・メモリ
１７Ａ・・・管理テーブル
１７Ｂ・・・冷却テーブル
２２・・・ＤＳＰ
２４・・・ネットワークインタフェース
２５・・・温度センサ

Claims (7)

1. 複数のモジュール装置と、
   前記複数のモジュール装置を冷却する少なくとも１つの冷却装置と、
   前記各モジュール装置から前記各モジュール装置の温度を取得する処理と、前記複数のモジュール装置のうちの或るモジュール装置の温度が所定範囲に達した場合に前記或るモジュール装置を冷却する冷却装置の冷却レベルを上昇させるとともに、取得した各モジュール装置の温度に基づいて前記或るモジュール装置が実行している処理の一部を前記或るモジュール装置と同種の他のモジュール装置へ追い出すための処理とを行う制御装置と
   を含み、
   前記制御装置は、前記複数のモジュール装置が同じ冷却装置で冷却されるグループを形成している場合に前記或るモジュール装置が属するグループの中から追い出し先の同種の他のモジュール装置を選択する
   電子装置。
2. 前記制御装置は、前記或るモジュール装置と同種の２以上の他のモジュール装置の中から温度の低いモジュール装置を追い出し先として選択する
   請求項１に記載の電子装置。
3. 前記制御装置は、追い出し先の同種の他のモジュール装置として、前記或るモジュール装置を冷却するモジュール装置と異なる冷却装置で冷却されるモジュール装置を選択する請求項１又は２に記載の電子装置。
4. 前記制御装置は、前記グループ中の全てのモジュール装置の温度が所定範囲に低下した場合に前記グループに属するモジュール装置を冷却する冷却装置の冷却レベルを低下させる
   請求項１に記載の電子装置。
5. 前記制御装置は、前記各モジュール装置の温度と、前記或るモジュール装置と同種のモジュール装置の負荷を示す情報とに基づいて追い出し先の同種のモジュール装置を選択する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電子装置。
6. １つのグループに属する複数のモジュール装置と、
   前記複数のモジュール装置を冷却する冷却装置と、
   前記各モジュール装置から前記各モジュール装置の温度を取得する処理と、前記複数のモジュール装置のいずれかの温度が所定範囲に達した場合に、前記１つのグループに属する、当該モジュール装置及び当該モジュール装置と同種のモジュール装置の中から温度が高い第１のモジュール装置と温度が低い第２のモジュール装置とを選択し、前記第１のモジュール装置が実行している処理の一部を前記第２のモジュール装置へ追い出すための処理を行う制御装置と
   を含む電子装置。
7. 複数のモジュール装置と、前記複数のモジュール装置を冷却する少なくとも１つの冷却装置とを含む電子装置の冷却方法であって、
   前記各モジュール装置から前記各モジュール装置の温度を取得し、
   前記複数のモジュール装置のうちの或るモジュール装置の温度が所定範囲に達した場合に前記或るモジュール装置を冷却する冷却装置の冷却レベルを上昇させるとともに、取得した各モジュール装置の温度に基づいて前記或るモジュール装置が実行している処理の一部を前記或るモジュール装置と同種の他のモジュール装置へ追い出すための処理を行うことを含み、
   前記複数のモジュール装置が同じ冷却装置で冷却されるグループを形成している場合に前記或るモジュール装置が属するグループの中から追い出し先の同種の他のモジュール装置を選択する
   電子装置の冷却方法。

Images