JP6589299B2

JP6589299B2 - 冷却制御装置、回路基板、冷却方法及びプログラム

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Publication number: JP6589299B2
Application number: JP2015044295A
Authority: JP
Inventors: 村井　逸朗; 逸朗村井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-03-06
Also published as: JP2016164911A

Description

本発明は、冷却制御装置、回路基板、冷却方法及びプログラムに関する。

特許文献１に記載された冷却制御装置では、各スロットに接続されたユニットの実際の消費電力とユニット設計値の最大消費電力との比較結果に基づいて、ユニット冷却の必要性の有無と、風速の強弱とが決定される。以下、「スロット」をＩＯ（入出力）スロットまたは拡張スロットとも言う。また以下、「ユニット」をＩＯカードまたは拡張カードとも言う。

特開２０１１−１５１３３２号公報

特許文献１に記載の装置のように複数のＩＯスロットを有する装置では、ＩＯスロットの位置によってＩＯカードに対する空冷の冷却効率が変化する場合がある。この場合に当該装置が例えば冷却効率が最低のＩＯスロットに合わせて風速の強弱を決定すると、冷却が過剰となってしまうことがある。すなわち、当該装置によっては冷却制御を効率的に行うことができない場合があるという課題があった。

本発明の目的は、上記した課題を解決する冷却制御装置、回路基板、冷却方法及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る冷却制御装置は、複数のスロットのうち拡張カードが挿入されたスロットを特定するスロット特定部と、前記スロットごとに、当該スロットに挿入される拡張カードの前記送風機による冷却効率を記憶する冷却効率記憶部と、前記スロット特定部が特定した前記スロットに関連付けて前記冷却効率記憶部が記憶する冷却効率を特定する冷却効率特定部と、前記スロット特定部が特定した前記スロットに挿入された前記拡張カードの稼働率に係る性能値を取得する性能監視部と、前記スロット特定部が特定した前記スロットと前記性能監視部が取得した前記性能値と前記冷却効率特定部が特定した前記冷却効率とに基づいて、送風機に送風させる風の強度を決定する風力決定部とを備える。

また、本発明の一態様に係る回路基板は、拡張カードを挿入可能な複数のスロットと、前記複数のスロットに風を送る送風機であって、前記拡張カードが挿入された前記スロットと当該拡張カードの稼働率と当該スロットにおける前記拡張カードの当該送風機による冷却効率とに応じた強度の風を、前記複数のスロットに送る送風機とを備える。

また、本発明の一態様に係る冷却方法は、複数のスロットのうち拡張カードが挿入されたスロットを特定するステップと、前記スロットごとに、当該スロットに挿入される拡張カードの前記送風機による冷却効率を記憶する冷却効率記憶部を参照し、特定した前記スロットに関連付けられた冷却効率を特定するステップと、特定した前記スロットに挿入された前記拡張カードの稼働率に係る性能値を取得するステップと、特定した前記スロットと、取得した前記性能値と、特定した前記冷却効率とに基づいて、送風機に送風させる風の強度を決定するステップとを有する。

また、本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、複数のスロットのうち拡張カードが挿入されたスロットを特定するスロット特定部、前記スロットごとに、当該スロットに挿入される拡張カードの前記送風機による冷却効率を記憶する冷却効率記憶部、前記スロット特定部が特定した前記スロットに関連付けて前記冷却効率記憶部が記憶する冷却効率を特定する冷却効率特定部、前記スロット特定部が特定した前記スロットに挿入された前記拡張カードの稼働率に係る性能値を取得する性能監視部、前記スロット特定部が特定した前記スロットと前記性能監視部が取得した前記性能値と前記冷却効率特定部が特定した前記冷却効率とに基づいて、送風機に送風させる風の強度を決定する風力決定部
として機能させる。

上述した少なくとも１つの態様によれば、冷却制御装置は、拡張カードが挿入されたスロットに応じた強度に風速を制御することができるので、冷却制御を効率的に行うことができる。

本発明の実施形態に係る冷却制御装置の構成を説明するための概略ブロック図である。図１に示したＦＡＮ（ファン）１３２とＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４との位置関係の一例を模式的に示した平面図である。図１に示した冷却制御装置１の動作例を説明するための説明図である。図１に示した冷却制御装置１の動作例を説明するための説明図である。図１に示した冷却制御装置１の動作例を説明するためのフローチャートである。図１に示した冷却制御装置１の基本構成を示す概略ブロック図である。図２に示したマザーボード２００の基本構成を示す概略ブロック図である。

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。図１は、本発明の実施形態に係る冷却制御装置１の構成例を説明するための概略ブロック図である。図１に示した構成例では、冷却制御装置１が、サーバー装置１０に含まれている。冷却制御装置１は、ＢＭＣ（Baseboard Management Controller）制御部１００と、ＩＯカード情報管理テーブル１０１とを含んでいる。なお、図１は、サーバー装置１０が備えるハードウエアとそのハードウエアを制御するソフトウエアとの一部をブロックに分けて示している。サーバー装置１０は、図示していないＣＰＵ（中央処理装置）、主記憶装置、補助記憶装置、入出力装置、通信装置等を備える。サーバー装置１０は、ＣＰＵによって例えば補助記憶装置に記憶されているＯＳ（オペレーティングシステム）１４１等のプログラムを実行する。

図１に示したサーバー装置１０には、各所に温度センサ（ＣＰＵ）１１１、温度センサ（ＭＢ）１１２、温度センサ（ＨＤＤ）１１３等の複数の温度センサが配置されている。ここで、ＭＢはマザーボード（回路基板とも言う。）、ＨＤＤはハードディスクドライブの略語である。温度センサ（ＣＰＵ）１１１はＣＰＵ内部、表面または近傍の温度を検知し、検知結果を示す信号１１０を出力する。温度センサ（ＭＢ）１１２はＭＢの表面または近傍の温度を検知し、検知結果を示す信号１１０を出力する。温度センサ（ＨＤＤ）１１３はＨＤＤの内部、表面または近傍の温度を検知し、検知結果を示す信号１１０を出力する。

サーバー装置１０は、さらに、ＯＳ１４１と、ＩＯスロット＃１１２１と、ＩＯスロット＃２１２２と、ＩＯスロット＃３１２３と、ＩＯスロット＃４１２４と、ＦＡＮ制御部１３１と、ＦＡＮ１３２とを含む。

図１に示したＢＭＣ制御部１００は、プロセッサとメモリとを含む。ＢＭＣ制御部１００は、プロセッサに所定のプログラムを実行させることで、ＯＳ１４１と独立してまたは連携してサーバー装置１０の各部の動作を管理する。例えば、ＢＭＣ制御部１００は、ＯＳ１４１と連携してＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４に接続されたＩＯカードの性能を監視する機能（以下、性能監視機能と言う。）を有する。ＢＭＣ制御部１００は、この性能監視機能を用いて、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）等を経由してある一定間隔でＯＳ１４１から、各ＩＯカードの稼働率を表す情報であるＩＯ性能値１４０を取得する。ＩＯ性能値１４０は、例えばＩＯカードの種類別の稼働レベルを表す情報（例えばＭａｘ（最大値）、Ｔｙｐｉｃａｌ（代表値）、Ｉｄｌｅ（アイドル時の値）等）である。

本実施形態においてＢＭＣ制御部１００は、温度センサ１１１、１１２、１１３等の温度センサと、ＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４と、ＦＡＮ制御部１３１との間で所定の信号１１０または１２０を入出力する。信号１１０は、上述したように、温度センサ１１１、１１２、１１３等の温度センサが出力した温度情報を表す信号である。信号１２０は、ＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４に挿入された図示していないＩＯカードとの間で入出力される信号であり、ＩＯカード種別等のＩＯカード情報を表す信号である。ＢＭＣ制御部１００が有する各機能の詳細については後述する。

ＩＯスロット＃１１２１と、ＩＯスロット＃２１２２と、ＩＯスロット＃３１２３と、ＩＯスロット＃４１２４とは、種々の種別のＩＯカードを着脱可能に接続する。ＩＯカードには、例えば、ネットワークカードやＦＣ（ファイバーチャネル）カードのように消費電力が比較的小さいものや、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）搭載カードのように消費電力が比較的大きなものがある。つまり、ＩＯカードは、その種別によって消費電力が異なる。

ＦＡＮ制御部１３１は、ＢＭＣ制御部１００が出力したＦＡＮの回転数（回転速度）を指示する信号１３０に基づいてＦＡＮ１３２の回転数を制御する。ここで、信号１３０は、ＦＡＮ回転数の指令値を表す信号である。ＦＡＮ１３２は、送風機であり、ＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４の設置位置に対して風を吹き付ける向きまたは風を吸い込む向きに設置されている。ＦＡＮ１３２の回転数は、ＦＡＮ制御部１３１によって制御される。

ここで、図２を参照して、ＦＡＮ１３２とＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４との位置関係の一例について説明する。図２は、図１に示したＦＡＮ１３２とＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４との位置関係の一例を模式的に示した平面図である。図２では、サーバー装置１０が備えるマザーボード２００上に４個のＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４が設けられている。また、マザーボード２００には、４個のＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４に挿入される１または複数のＩＯカードの冷却用に１個のＦＡＮ１３２が設けられている。また、図２では、ＦＡＮ１３２から送り出された風の向きと風量とを破線の矢印で模式的に示している。すなわち、矢印の向きが風の向きを表し、矢印の幅が風量の大きさを表している。図２に示したように、ＦＡＮ１３２から送り出された風は各ＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４において均等な風量となるわけではない。図２に示したように、ＩＯスロット＃２１２２やＩＯスロット＃３１２３のように強い風量を確保できる箇所もあるが、ＩＯスロット＃１１２１やＩＯスロット＃４１２４のように端に風が流れて、強い風量を得られない箇所もある。またＦＡＮ１３２とＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４との間にマザーボード２００に搭載される部品等の障害物がある場合も、同様に強い風量を得られないスロット箇所が存在する可能性がある。なお、ＦＡＮ１３２は、マザーボード２００に取り付けられていてもよいし、サーバー装置１０の図示していない筐体等に取り付けられていてもよい。

次にＢＭＣ制御部１００の機能について詳細に説明する。本実施形態においてＢＭＣ制御部１００は、実際の冷却制御に必要となる補正した消費電力値を算出し、この補正消費電力値から最適なＦＡＮ回転数を決定する。補正した消費電力値は、ＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４に接続された各ＩＯカードの種別によって異なる消費電力の大きさ、各ＩＯカードの搭載スロット位置によって異なる冷却効率の大きさ、および運用時の各ＩＯカード性能値によって異なるＩＯ稼働率の大きさ等に基づいて算出される。そのため、ＢＭＣ制御部１００は、次の各機能を有している。

すなわち、ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４を介して図示していないＩＯカードと所定の信号を入出力することで、ＩＯカードの実装状態を検知し、各ＩＯカードの搭載スロット位置に関する情報を取得する機能を有する。

また、ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４を介して図示していないＩＯカードにアクセスし、ベンダＩＤ（ベンダ識別符号）やデバイスＩＤ等の識別情報を取得する。ＢＭＣ制御部１００は、識別情報に基づいて当該ＩＯカードの種別を認識する機能を有する。

また、ＢＭＣ制御部１００は、各ＩＯカードの搭載スロット位置に関する情報と、各ＩＯカードの種別を表す情報とを対応づけてＩＯ情報管理テーブル１０１内に保持管理する機能を有する。本実施形態においてＩＯ情報管理テーブル１０１は、ＩＯスロットやＩＯカードに対応した複数のデータの対応関係を示す複数種類のテーブルの総称である。また、ＩＯカード情報１０２は、ＩＯ情報管理テーブル１０１が含む複数種類のデータの総称である。なお、ＩＯ情報管理テーブル１０１は、ＢＭＣ制御部１００が内部に備えるメモリに記憶してもよいし、ＢＭＣ制御部１００の外部に設けられた所定のメモリに記憶してもよい。

図３（Ａ）は、ＩＯ情報管理テーブル１０１が含むテーブルの１つであるテーブル１０１−１の構成例を説明するための図である。テーブル１０１−１は、上述した、各ＩＯカードの搭載スロット位置に関する情報と、各ＩＯカードの種別を表す情報とを対応づけるテーブルである。図３（Ａ）に示したテーブル１０１−１は、ＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４の識別情報である各ＩＯスロット番号に対して、搭載ＩＯカードの種別を表すデータまたはＩＯカードが未搭載であることを示すデータを対応付けている。図３（Ａ）に示した例においてテーブル１０１−１は、ＩＯスロット＃１には消費電力の中程度のＩＯカードＢが搭載され、ＩＯスロット＃２には消費電力の小さなＩＯカードＣが搭載され、ＩＯスロット＃３には消費電力が大きなＩＯカードＡが搭載され、ＩＯスロット＃４にはＩＯカードが搭載されていないことを示している。

また、ＢＭＣ制御部１００は、予め実測またはシミュレーションで求めておいたＩＯスロット毎の冷却効率を表す情報を、ＩＯスロット番号に対応付けてＩＯ情報管理テーブル１０１内に保持管理する機能を有する。図３（Ｂ）は、ＩＯ情報管理テーブル１０１が含むテーブルの１つであるテーブル１０１−２の構成例を説明するための図である。テーブル１０１−２は、各ＩＯカードの搭載スロット位置に関する情報と、ＩＯスロット毎の冷却効率を表す情報とを対応づけるテーブルである。図３（Ｂ）に示したテーブル１０１−２は、ＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４の識別情報である各ＩＯスロット番号に対して、ＩＯスロット毎の冷却効率を表すデータを対応付けている。テーブル１０１−２は、図２に示したようにＦＡＮ１３２とＩＯスロット＃１１２１〜＃４１２４とが配置されている場合のＩＯスロット毎の冷却効率を表すデータを含んでいる。テーブル１０１−２は、最もＦＡＮ１３２の風を受けるＩＯスロット＃２１２２およびＩＯスロット＃３１２３の冷却効率を１．０として、やや風が端に漏れるＩＯスロット＃１およびＩＯスロット＃４の冷却効率を０．８として表している。すなわち、図３（Ｂ）に示した例でテーブル１０１−２は、最も冷却効率が高いスロットの冷却効率を１．０に正規化した場合の各スロットの冷却効率を、最も冷却効率が高いスロットの冷却効率に対する比率の値で表している。

また、ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯカードの稼働レベル（例えば上述したＭａｘ、Ｔｙｐｉｃａｌ、Ｉｄｌｅの３段階のレベル）に応じた消費電力値を、ＩＯカードの種別に対応付けてＩＯ情報管理テーブル１０１内に保持管理する機能を有する。当該消費電力値は、予めスペック、実測、またはシミュレーションにより得たものである。図３（Ｃ）は、ＩＯ情報管理テーブル１０１が含むテーブルの１つであるテーブル１０１−３の構成例を説明するための図である。テーブル１０１−３は、各ＩＯカードの種別を表す情報と、各ＩＯカードの稼働レベルに応じた消費電力値を表す情報とを対応づけるテーブルである。図３（Ｃ）に示したテーブル１０１−３は、搭載ＩＯカードの種別を表すデータまたはＩＯカードが未搭載であることを示すデータに対して、稼働レベル毎に消費電力値を表すデータを対応付けて格納する。テーブル１０１−３に格納される消費電力値は、例えば、ＩＯカードＡ、ＩＯカードＢおよびＩＯカードＣのそれぞれについて、Ｍａｘ動作（高負荷）、Ｔｙｐｉｃａｌ動作（中負荷）およびＩｄｌｅ動作（低負荷）で動作させたときの消費電力値を、スペック、実測またはシミュレーションにより得たものである。テーブル１０１−３は、また、搭載ＩＯカードが未搭載の場合の消費電力値の値を含んでいる。図３（Ｃ）に示した例では、テーブル１０１−３において、ＩＯカードＡに対して、Ｍａｘ動作時の消費電力５０Ｗ、Ｔｙｐｉｃａｌ動作時の消費電力２５ＷおよびＩｄｌｅ動作（低負荷）時の消費電力３Ｗが対応付けられている。

また、ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯカード種別、ＩＯカードの搭載スロット位置およびＩＯカードの稼働レベルにより、各ＩＯカードの実際の動作状態に応じた、補正された消費電力値を算出する機能を有する。すなわち、ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯ情報管理テーブル１０１を参照して、ＩＯカード種別とＩＯカードの稼働レベルとに基づいてＩＯカードの消費電力値を取得し、取得した消費電力値をＩＯカードの搭載スロット位置による冷却効率に基づいて補正することで、ＩＯカードの実際の搭載位置および動作状態に応じた、補正された消費電力値を算出する。

さらに、ＢＭＣ制御部１００は、補正された各ＩＯカードの消費電力値により、ＩＯカードの搭載状況に応じた冷却に最低限必要なＦＡＮ１３２の回転数を、ＩＯ情報管理テーブル１０１内の消費電力とＦＡＮ回転数とを対応付けるテーブルを参照して選択する。そして、ＢＭＣ制御部１００は、当該ＩＯカード分の回転数にＣＰＵ等のプロセッサやメモリ等の基本モジュールの冷却に必要なＦＡＮ回転数を合算することで、ＦＡＮ制御部１３１に対して出力される回転数を指令する制御信号１３０に設定する。図３（Ｄ）は、ＩＯ情報管理テーブル１０１が含むテーブルの１つであるテーブル１０１−４の構成例を説明するための図である。テーブル１０１−４は、補正された各ＩＯカードの消費電力値である補正消費電力値と、そのときの温度を一定に保つために必要となるＦＡＮ回転数とを対応づけるテーブルである。テーブル１０１−４は、例えば予め実測またはシミュレーションで求めておいた補正した消費電力値と、実際の搭載ＩＯカードを冷却するのに必要なＦＡＮ回転数との対応関係を、複数の回転数領域毎に格納する。図３（Ｄ）に示した例では、テーブル１０１−４において、例えば、補正消費電力値０Ｗに対して０ｒｐｍ（＝ｍｉｎ^−１）、補正消費電力値が０Ｗより大きく２Ｗ以下である領域に対して２００ｒｐｍが対応付けられている。

図４は、本実施形態の動作時においける温度とＦＡＮ回転数の関係を模式的に示したものである。横軸はサーバー装置１０内の温度、縦軸はＦＡＮ１３２の回転数を表す。太線の破線３０１は、ＣＰＵ等のプロセッサやメモリ等の基本モジュールの冷却に必要なＦＡＮ回転数を表す。細線の破線３００は、基本モジュールの冷却用のＦＡＮ回転数３０１に、最大消費電力で換算したＩＯカード分の回転数を合算したＦＡＮ回転数を表す。太線の実線はＢＭＣ制御部１００の制御による実際のＦＡＮ回転数の変化を表す。図４に示した例では、横軸の温度が、時間とともに増加する傾向を有するものとしている。

温度とＦＡＮ回転数の関係は、サーバー装置１０全体のＦＡＮ回転数制御として、一般的には温度の上昇とともに階段状に回転数が増加する制御を行う。

例えば、ＩＯカードを搭載しない場合は、最小消費電力を０［Ｗ］として算出した回転数３０１のように基本モジュール分の値からＦＡＮ回転数の指令値を設定することができる。つまり、テーブル１０１−４よりＦＡＮ回転数に換算して０［ｒｐｍ］をＩＯカード分のＦＡＮ回転数に設定することができる。

次に、ＩＯカードが搭載された場合について、説明を分かりやすくするため、まず、ＩＯカード種別、ＩＯカードの搭載スロット位置およびＩＯカードの稼働レベルに応じて回転数を調節しない場合について説明し、続いて調節する場合について説明する。

ＩＯカードの種別、搭載スロット位置および稼働レベルに応じた制御を行わない場合、ＢＭＣ制御部１００が数少ない温度センサの情報のみに基づいてＩＯカード周辺の温度を予測すると、回転数の値は最大消費電力で算出した回転数３００のようになる。つまり図３に示した例では、消費電力が最大のＩＯカードＡが冷却効率の悪いＩＯスロット＃１１２１またはＩＯスロット＃４１２４に搭載されＩＯ稼働率が最大になることを想定する。この場合、例では消費電力値は、ＩＯカードＡのＭａｘ動作時の消費電力５０［Ｗ］÷冷却効率０．８＝６２．５［Ｗ］と算出され、これをテーブル１０１−４よりＦＡＮ回転数に換算した場合、ＦＡＮ回転数は７００［ｒｐｍ］に設定される。

一方、ＩＯカードの種別、搭載スロット位置および稼働レベルに応じた制御を行う場合、ＢＭＣ制御部１００は、以下の手順で回転数制御を行う。すなわち、ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯカードの搭載位置およびＩＯカードの種別によって、搭載ＩＯカード種別と搭載位置で補正する回転数３０２を算出する。ＢＭＣ制御部１００は、最大消費電力で算出した回転数３００から回転数３０２を差し引いて、鎖線で示した回転数による静的な回転数制御を行う。さらにＢＭＣ制御部１００は、ＩＯカードの稼働状況から単位時間あたりのＩＯ性能状況で補正する回転数３０３を算出する。ＢＭＣ制御部１００は、鎖線で示した回転数から回転数３０３を差し引いて、動的な回転数制御を行う。
つまり、搭載スロット位置および稼働レベルに応じた制御を行わない場合、ＦＡＮ回転数には、図３に示す補正しない場合の回転数の差３０４に相当する大きなマージンを含む。これに対し、本実施形態に係るＦＡＮ回転数は、搭載ＩＯカード種別と搭載位置で補正する回転数３０２と、単位時間あたりのＩＯ性能状況で補正する回転数３０３の分を差し引いた適切な回転数（太線の実線の特性）となり、マージンを小さくすることができる。

次に、図５を参照して、図１に示した冷却制御装置１の動作について説明する。図５は、ＢＭＣ制御部１００によるＦＡＮ回転数の制御フローを示したものである。なお、図５のフローにおいて、冷却効率（１）は図３（Ａ）の１．０、冷却効率（２）は図３（Ａ）の０．８に対応する。

ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯカードの初期化時に、各ＩＯスロットのプレゼンス信号などによりＩＯカード搭載有無を認識する。ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯカードが搭載されている場合、当該ＩＯカードのベンダＩＤやデバイスＩＤ等の識別情報を取得することで、ＩＯスロット毎に搭載ＩＯカード種別を判別する。識別情報の取得は、例えばＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓ（登録商標）ならばコンフィグレーション空間を読み出すことでなされる。そして、ＢＭＣ制御部１００は、図３のテーブル１０１−１の情報をＩＯカード情報管理テーブル１０１に書き込んで保持する（４００）。

ＢＭＣ制御部１００は、ＯＳが起動するまでは静的に認識したＩＯカードの構成によって、最大消費電力で算出した回転数３００（図４）から、搭載ＩＯカード種別と搭載位置で補正する回転数３０２（図４）を差し引いたＦＡＮ回転数（鎖線の特性）を設定する。つまり、図３に示す例においてはＢＭＣ制御部１００は、図３のテーブル１０１−１および１０１−２より消費電力が最大のＩＯカードＡが冷却効率の良いＩＯスロット＃３に搭載されＩＯ稼働率が最大になる場合に基づいてＦＡＮ回転数を設定する。搭載ＩＯカード種別と搭載位置で補正する消費電力はＩＯカードＡのＭａｘ動作時の消費電力５０［Ｗ］÷冷却効率１．０＝５０［Ｗ］となる。ＢＭＣ制御部１００は、消費電力５０Ｗを図３のテーブル１０１−４よりＦＡＮ回転数に換算し、ＦＡＮ回転数６００［ｒｐｍ］を設定する。そして、ＢＭＣ制御部１００は、ＯＳ起動後、ＩＯ性能監視を開始し、ある一定間隔におけるＩＯ性能値１０４と図３のテーブル１０１−３により、現在のＩＯ稼働状況の中で消費電力が最大のＩＯカードを抽出する（４０１）。

例えば、ステップ（４０１）で抽出したＩＯカードが、ＩＯ性能値１０４よりＴｙｐｉｃａｌ動作時のＩＯカードＡであった場合、ＢＭＣ制御部１００は、図３のテーブル１０１−３よりＩＯカードＡの稼働レベル（Ｔｙｐｉｃａｌ動作時）の消費電力として２５［Ｗ］を決定する。次にＢＭＣ制御部１００は、図３のテーブル１０１−２よりＩＯカードＡはＩＯスロット＃３に搭載されていることから冷却効率１．０と決定する。ＢＭＣ制御部１００は、これらの情報から、搭載ＩＯカード種別と搭載位置で補正する回転数３０２と単位時間あたりのＩＯ性能状況で補正する回転数３０３を補正した消費電力値を算出する。補正した消費電力値は、ＩＯカードＡの稼働レベル（Ｔｙｐｉｃａｌ動作時）の消費電力２５［Ｗ］÷冷却効率（１．０）＝２５［Ｗ］となる。よって、ＢＭＣ制御部１００は、図３のテーブル１０１−４よりＦＡＮ回転数に換算して５００［ｒｐｍ］を設定する（４０２、４０３、４０５）。以後、ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯ性能監視を継続する。

これにより、本実施形態によれば、ＢＭＣ制御部１００は、ＦＡＮ回転数を低減することができる。具体的には、ＢＭＣ制御部１００は、ＦＡＮ回転数を、上述したＩＯカードの種別、搭載スロット位置および稼働レベルに応じた制御を行わない場合の最大消費電力で算出した回転数の７００［ｐｍ］から、搭載ＩＯカード種別と搭載位置で補正した回転数の６００［ｒｐｍ］に抑えることができる。さらにＢＭＣ制御部１００は、ＦＡＮ回転数を、単位時間あたりのＩＯ性能状況で補正した回転数の５００［ｒｐｍ］へと補正し、最低限のＦＡＮ回転数に抑えることができる。

図５のフローの他の場合も同様であり、ステップ（４０１）で抽出したＩＯカードが、ＩＯカードＡでＩＯスロット＃１または＃４に搭載されている場合（４０４）、ＩＯカードＢの場合（４０６、４０７、４０８、４０９）やＩＯカードＣの場合（４１０、４１１、４１２、４１３）も同じ制御フローにより最適なＦＡＮ回転数を決定できる。また全てのＩＯスロットにもＩＯカードが搭載されていない場合、ＢＭＣ制御部１００は、ＩＯカード分の消費電力を０［Ｗ］としてＦＡＮ回転数０［ｒｐｍ］を設定する（４１４）。

以上のように、本実施形態のサーバー装置１０は、ＩＯスロットとして、ＩＯスロット＃１１２１、ＩＯスロット＃２１２２、ＩＯスロット＃３１２３、およびＩＯスロット＃４１２４の４つのスロットを備える。これらＩＯスロット１２１〜１２４は、ＦＡＮ制御部１３１を介してＦＡＮ１３２を制御することで冷却される。ＩＯカード情報管理テーブル１０１は、ＩＯカードの搭載位置、ＩＯカードの種別、ＩＯカードの稼働状況を格納している記憶手段である。ＢＭＣ制御部１００は、各種温度センサからの温度情報１１０を取得し、ＯＳ稼働時は各ＩＯ性能を監視してＩＯ性能値１４０を取得するとともに、ＩＯカード管理テーブル１０１との間でＩＯカード情報１０２を更新および取得を行うことで、最適なＦＡＮの回転数を決定し、ＦＡＮ制御部１３１に対してＦＡＮの回転数１３０を設定する。この構成によれば、ＩＯスロット毎に温度センサなどのハードウエアを多数搭載することで詳細な情報を得なくても、ＩＯカードの搭載状況、種別および稼働状況によって、マージンの少ない最適なＦＡＮ回転数を設定することができるので、マシン構成やマシン運用状況に応じた効率的な消費電力の削減効果がある。また、マージンを多く含んだ過剰なＦＡＮ回転数を設定するわけではないので、ＦＡＮの騒音も低減することができる効果がある。

なお、本発明の実施の形態は上記のものに限定されない。例えば、上記の実施形態は、ＦＡＮがひとつの場合の例であったが、ＦＡＮが２個以上ある構成の場合にも、ＦＡＮとＩＯスロットの位置関係による冷却効率は適用可能である。例えば２つのＦＡＮの間に仕切りがなく、２つのＦＡＮの間にあるＩＯスロットでは、双方のＦＡＮからも風を受け冷却されるため、このＩＯスロットの冷却効率を高く設定することも可能である。
また、例えば、ＦＡＮと特定のＩＯスロットの間に装置固有の大きな部品があり、当該ＩＯスロットに風が当たりにくい特殊な構造の装置であっても、この分の影響を考慮して冷却効率に反映させることも可能である。

また、上記の実施形態では、消費電力が最大のＩＯカード（上記の例ではＩＯカードＡ）に基づいて回転数を制御する場合としているが、消費電力とスロット位置とに鑑みて必要とされる風力が最も高いものに基づいて制御することもできる。すなわち、図５のステップ（４０１）において、ＢＭＣ制御部１００が、消費電力とスロット位置とに基づき、各ＩＯカードについて補正消費電力値を算出するとともに、算出した補正消費電力値に対応する回転数をＩＯカード情報管理テーブル１０１から抽出する。そして、ステップ（４０１）において、ＢＭＣ制御部１００が、ＩＯカード情報管理テーブル１０１から抽出した各ＩＯカードの回転数を比較して、回転数が最大のＩＯカードを抽出することができる。

次に、本発明の実施形態の基本構成について図６および図７を参照して説明する。図６は、本発明による冷却制御装置１の基本構成を示す概略ブロック図である。上述した実施形態では、冷却制御装置１の一実施形態として図１に示す構成について説明したが、冷却制御装置１の基本構成は、図６に示すとおりである。すなわち、冷却制御装置１は、スロット特定部２および風力決定部３を基本構成とする。スロット特定部２は、複数のスロット４のうち拡張カード５が挿入されたスロット４を特定する。風力決定部３は、スロット特定部２が特定したスロット４に基づいて、送風機６に送風させる風の強度を決定する。これにより、冷却制御装置１は、拡張カード５を適切に冷却しつつ、消費電力を低減することができる。

図７は、本発明による回路基板の基本構成を示す概略ブロック図である。上述した実施形態では、冷却制御装置１およびマザーボード２００の一実施形態として図１および図２に示す構成について説明したが、マザーボード２００の基本構成は、図７に示すとおりである。すなわち、回路基板７は、複数のスロット４と、送風機６とを基本構成とする。複数のスロット４は、拡張カード５を挿入可能である。送風機６は、拡張カード５が挿入されたスロット４に応じた強度の風を、複数のスロット４に送る。これにより、回路基板７は、拡張カード５を適切に冷却しつつ、消費電力を低減することができる。

なお、図１、図２および図５に示した各ステップにおいて、ＢＭＣ制御部１００が実行する、ステップ（４００）の処理がスロット特定部２に対応し、ステップ（４０１）および（４０４）または（４０５）の処理が風力決定部３に対応する。また、ＢＭＣ制御部１００が実行する、ステップ（４０１）および（４０２）の処理が、消費電力特定部に対応する。また、ＢＭＣ制御部１００が実行する、ステップ（４００）の処理が、種別特定部に対応する。また、ＢＭＣ制御部１００が実行する、ステップ（４００）の処理が、冷却効率特定部に対応する。そして、ＩＯカード情報管理テーブル１０１が、冷却効率記憶部に対応する。

また、例えば図１に示した各ブロックは、適宜統合したり、分割または分散したりすることができる。例えば、冷却制御装置１を、ＢＭＣ制御部１００を用いずにまたは一体としてサーバー装置１０のプロセッサとＯＳ１４１とを用いて構成したり、冷却制御装置１がＦＡＮ制御部１３１の機能の一部または全部を備えたりすることができる。また、本実施形態が有するプロセッサが実行するプログラムの一部または全部はコンピュータ読取可能な記録媒体または通信回線を介して頒布することができる。

１冷却制御装置
２スロット特定部
３風力決定部
４スロット
５拡張カード
６送風機
７回路基板
１０サーバー装置
１００ＢＭＣ制御部
１０１ＩＯカード情報管理テーブル
１２１ＩＯスロット＃１
１２２ＩＯスロット＃２
１２３ＩＯスロット＃３
１２４ＩＯスロット＃４
１３１ＦＡＮ制御部
１３２ＦＡＮ
１４１ＯＳ
２００マザーボード

Claims

複数のスロットのうち拡張カードが挿入されたスロットを特定するスロット特定部と、
前記スロットごとに、当該スロットに挿入される拡張カードの送風機による冷却効率を記憶する冷却効率記憶部と、
前記スロット特定部が特定した前記スロットに関連付けて前記冷却効率記憶部が記憶する冷却効率を特定する冷却効率特定部と、
前記スロット特定部が特定した前記スロットに挿入された前記拡張カードの稼働率に係る性能値を取得する性能監視部と、
前記スロット特定部が特定した前記スロットと前記性能監視部が取得した前記性能値と前記冷却効率特定部が特定した前記冷却効率とに基づいて、前記送風機に送風させる風の強度を決定する風力決定部と
を備える冷却制御装置。
前記拡張カードの消費電力を特定する消費電力特定部をさらに備え、
前記風力決定部が、さらに前記消費電力特定部が特定した前記消費電力に基づいて、前記送風機に送風させる風の強度を決定する
請求項１に記載の冷却制御装置。
前記拡張カードの種別を特定する種別特定部をさらに備え、
前記風力決定部が、さらに前記種別特定部が特定した前記種別に基づいて、前記送風機に送風させる風の強度を決定する
請求項１または請求項２に記載の冷却制御装置。
前記風力決定部が、前記スロットに複数の拡張カードが挿入されている場合に、前記スロット特定部が特定した前記スロットのうち最も消費電力が高い拡張カードが挿入されたスロットに基づいて、前記送風機に送風させる風の強度を決定する
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の冷却制御装置。
拡張カードを挿入可能な複数のスロットと、
前記複数のスロットに風を送る送風機であって、前記拡張カードが挿入された前記スロットと当該拡張カードの稼働率と当該スロットにおける前記拡張カードの当該送風機による冷却効率とに応じた強度の風を、前記複数のスロットに送る送風機と
を備える回路基板。
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の冷却制御装置
をさらに備える請求項５に記載の回路基板。
複数のスロットのうち拡張カードが挿入されたスロットを特定するステップと、
前記スロットごとに、当該スロットに挿入される拡張カードの送風機による冷却効率を記憶する冷却効率記憶部を参照し、特定した前記スロットに関連付けられた冷却効率を特定するステップと、
特定した前記スロットに挿入された前記拡張カードの稼働率に係る性能値を取得するステップと、
特定した前記スロットと、取得した前記性能値と、特定した前記冷却効率とに基づいて、前記送風機に送風させる風の強度を決定するステップと
を有する冷却方法。
コンピュータを、
複数のスロットのうち拡張カードが挿入されたスロットを特定するスロット特定部、
前記スロットごとに、当該スロットに挿入される拡張カードの送風機による冷却効率を記憶する冷却効率記憶部、
前記スロット特定部が特定した前記スロットに関連付けて前記冷却効率記憶部が記憶する冷却効率を特定する冷却効率特定部、
前記スロット特定部が特定した前記スロットに挿入された前記拡張カードの稼働率に係る性能値を取得する性能監視部、
前記スロット特定部が特定した前記スロットと前記性能監視部が取得した前記性能値と前記冷却効率特定部が特定した前記冷却効率とに基づいて、前記送風機に送風させる風の強度を決定する風力決定部
として機能させるためのプログラム。