JP6683424B2 - ブレードサーバ、ブレードシステム、bmc、チップセットおよびエンクロージャマネージャ - Google Patents

ブレードサーバ、ブレードシステム、bmc、チップセットおよびエンクロージャマネージャ Download PDF

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本発明は、CPU(Central Processing Unit)ブレードとエンクロージャマネージャとを収納するブレードシステムに関する。
ブレードシステムとは、ブレード収納ユニットと呼ばれるエンクロージャ(筐体)内に、CPUブレードと呼ばれるブレード型のサーバを複数台収納するとともに、サーバシステムを構築するうえで必要となるネットワークスイッチ、ファイバーチャネルスイッチなどのスイッチモジュールを収納可能なシステムをいう。
ブレードシステムを用いると、複数サーバをブレード収納単位にまとめて管理できるので、運用管理が容易になる等の利点がある。
ブレードシステムは、上述のように複数台のCPUブレードが収納可能である。CPUブレードとは、CPU、HDD(Hard Disk Drive)、メモリ、I/O(Input/Output)バス、ストレージ等が1枚の基板に搭載され、サーバコンピュータとして動作可能なブレードである。
また、ブレードシステムには、エンクロージャマネージャ(以下、「EM」と称する)が搭載されている。EMは、ブレードシステム全体を管理および制御する機能を有している。EMは、例えば、筐体管理、冷却管理、システム情報監視等を行う。
CPUブレードは、ファームウェアの一つであるBMC(Baseboard Management Controller)によって管理される。BMCは、一般に、ハードウェア(CPU、メモリ等)の監視、電源の管理、リモートコントロール、ハードウェアイベントの記録等を行う。
BMCを搭載するシステムは、起動する際に、先ず、BMCを初期化する必要がある。一般に、CPUブレードは、フラッシュROM(Flash Read Only Memory)を搭載し、起動の際に、フラッシュROMに保存されたBMCファームウェアをBMCのメモリにロードすることによって、BMCを初期化する。
また、一般に、マイクロコンピュータを用いたシステムでは、システムが起動するときに実行する処理の内容を記述した命令コードを、BIOS(Basic Input/Output System)としてROMに格納している。システムは、起動するときに、CPUによりBIOSプログラムをROMから読み出してメモリにロードする。
図6は、複数のCPUブレード10を備えたブレードシステム40の構成の一例を示す図である。図6に示すように、ブレードシステム40においては、BMCファームウェアイメージやBIOSファームウェアイメージを格納したフラッシュROM14が、CPUブレード10ごとに実装される。CPUブレード10の起動時に、フラッシュROM14に格納されたBMCファームウェアイメージを、BMCが自メモリにロードすることによってBMCを初期化する。そして、CPUがフラッシュROM14に格納されているBIOSファームウェアイメージをシステムメモリ13にロードすることによってCPUブレード10が起動される。以降、BMCファームウェアをなすプログラムコードを記載したファイルのまとまりであるBMCファームウェアイメージを、「BMCFW」、「BMCFWイメージ」とも称する。同じく、BIOSファームウェアイメージを、「BIOSFW」、「BIOSFWイメージ」とも称する。
例えば、特許文献1は、ブレードサーバを起動することなく、ブレードサーバに搭載されたすべてのファームウェアの設定データの変更およびファームウェアイメージの更新を可能とするエンクロージャマネージャを開示する。
特開2012−203442
上述のようなブレードシステムでは、BIOSFWイメージやBMCFWイメージを格納するフラッシュROMに不具合や故障が生じた場合、被疑のCPUブレードを一旦取り外して交換および調査する必要がある。その理由は、ブレードシステムでは、BIOSFWおよびBMCFWのイメージファイルを格納するフラッシュROMを、CPUブレードに搭載しているためである。したがって、復旧に時間を要するので多大な保守コストがかかるという課題がある。
また、ネットワークを経由して接続される管理ソフトウェアにより各CPUブレードに搭載されたBMC、BIOSの管理を行う場合、使用されるネットワーク帯域によっては情報取得に時間がかかるという欠点がある。例えば、ネットワーク経由でFWイメージを配布するデプロイメントサービスを実施するシステムがある。この場合、各CPUブレード内部のBIOSおよびBMCにFWアップデートを行う最低限のプログラムが書き込まれた不揮発性メモリが実装された上で、当該プログラムとネットワークのデプロイメントシステムが連携してFWイメージのロードを行う。しかしながら、このFWイメージの配布は、CPUブレード毎に個別に実施されるので、ネットワーク帯域または回線品質によってはFWアップデート完了までに時間がかかり、それに伴って保守コストがかかるという課題がある。
また、BIOSFWやBMCFWを格納したフラッシュROMをブレードシステムがそれぞれ搭載する場合、フラッシュROMに格納されているBMCFW、BIOSFWのアップデートにおいて、アップデートの対象となるCPUブレードが複数ある場合、フラッシュROMそれぞれ個別のアップデート用プログラムが必要となる。これは、CPUブレード毎に搭載するフラッシュROMが異なる部品であるので、フラッシュROMのインタフェースが異なり、そのためにアップデートの仕組みが異なるからである。したがって、上述のようなブレードシステムでは、BMCFW、BIOSFWのアップデートのための開発コストがかかるという課題がある。
上記特許文献1には、CPUブレードを起動することなく、ファームウェアの設定データの変更およびファームウェアイメージの更新を可能とする技術は開示されるが、ブレードシステムにおいて開発コストおよび保守コストを削減する技術は開示されていない。
本願発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、開発コストおよび保守コストを削減することが可能なブレードシステム等を提供することを主要な目的とする。
本発明の第1のブレードサーバは、CPUと、該CPUが処理の実行において使用するシステムメモリとを備えたブレードサーバであって、インタフェースを介してエンクロージャマネージャに接続されたBMCと、該BMCとインタフェースを介して接続され、前記BMCにより前記エンクロージャマネージャから読み出されたBMCファームウエアがロードされるBMCメモリとを備え、前記BMCは、AC電源が投入されると、予め格納された第1の命令コードにしたがって、自身と前記BMCメモリの初期化を行うと共に、前記エンクロージャマネージャから前記BMCファームウエアを読み出し、当該読み出したBMCファームウエアを前記初期化された前記BMCメモリにロードすると共に実行する。
本発明の第1のBMCは、ブレードシステムに搭載されたエンクロージャマネージャとの接続インタフェースと、前記接続インタフェースを介して前記エンクロージャマネージャからBMCファームウエアを読み出す第1の命令コードを格納する不揮発性メモリと、前記エンクロージャマネージャから読み出された前記BMCファームウエアがロードされるBMCメモリと、AC電源が投入されると、前記第1の命令コードにしたがって、自身と前記BMCメモリの初期化を行うと共に、前記エンクロージャマネージャから前記BMCファームウエアを読み出し、当該読み出したBMCファームウエアを前記初期化された前記BMCメモリにロードすると共に実行するプロセッサとを備える。
本発明の第1のチップセットは、ブレードサーバのCPUが処理の実行において使用するシステムメモリとの接続インタフェースと、前記ブレードサーバのコントローラであるBMCとの接続インタフェースと、DC電源が投入されると、予め格納された第2の命令コードにしたがって、前記BMCを介して、該BMCに接続されるエンクロージャマネージャからBIOSファームウエアを読み出し、当該読み出したBIOSファームウエアを前記システムメモリにロードすると共に実行するプロセッサとを備える。
本発明の第1のエンクロージャマネージャは、CPUと、該CPUが処理の実行において使用するシステムメモリとを備えたブレードサーバのコントローラであるBMCとの接続インタフェースと、前記ブレードサーバに対するBMCファームウエアとBIOSファームウエアとを格納する不揮発性メモリと、前記BMCから、前記BMCファームウエアまたは前記BIOSファームウエアの読み出し要求を受けると、前記不揮発性メモリに格納される、当該読み出し要求を送出した前記BMCに関連付けられたブレードサーバに対するBMCファームウエアまたはBIOSファームウエアを読み出すコントローラとを備える。
本願発明によれば、ブレードシステムにおいて、保守コストや開発コストを削減することが可能となるという効果が得られる。
本発明の第1の実施形態に係るブレードシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の第1実施形態に係るブレードシステムのAC電源がオンされた際の動作を示すフローチャートである。 本発明の第1実施形態に係るブレードシステムのEMが備える管理テーブルの一例を示す図である。 本発明の第1実施形態に係るブレードシステムのDC電源がオンされた際の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態に係るブレードサーバの構成を示すブロック図である。 ブレードシステムの構成の一例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
第1の実施形態
図1は、本発明の第1の実施形態に係るブレードシステム100の構成を示す図である。図1に示すように、ブレードシステム100は、1または複数のCPUブレード110−1乃至110−nと、EM200とを備える。CPUブレード110−1乃至110−nは、それぞれ同一の構成を有するので、同一の構成要素には同一の符号を付すと共に、以降の説明ではCPUブレード110−2乃至110−nに関する詳細な説明は省略する。
CPUブレード110−1は、ブレード型のサーバであり、CPU120、チップセット130、システムメモリ140、BMC用メモリ150およびBMC160を備える。チップセット130は、プロセッサ131および不揮発性メモリ132を備える。BMC160は、プロセッサ161および不揮発性メモリ162を備える。
CPU120とチップセット130は、互いに接続する接続インタフェースをそれぞれ有し、インタフェース(以降、「IF」と称する)121を介して互いに接続される。チップセット130とシステムメモリ140は、互いに接続する接続インタフェースをそれぞれ有し、IF133を介して互いに接続される。
チップセット130とBMC160は、互いに接続する接続インタフェースをそれぞれ有し、IF134を介して互いに接続される。システムメモリ140とBMC160は、互いに接続する接続インタフェースをそれぞれ有し、IF141を介して互いに接続される。BMC用メモリ150とBMC160は、互いに接続する接続インタフェースをそれぞれ有し、IF151を介して互いに接続される。
CPUブレード110−1乃至110−nの各BMC160は、内部バス262を介してEM200に接続される。
EM200は、EMコントローラ210を備える。EMコントローラ210には、IF260を介して管理テーブル220、BMC用ROM230およびBIOS用ROM240が接続されている。
EMコントローラ210は、ネットワークインタフェース261を介して、管理ソフトウエア251を搭載した管理PC250に接続されており、管理ソフトウエア251により管理される。
各構成要素の概要について説明する。まず、CPUブレード110−1の各構成要素について説明する。
CPU120は、CPUブレード110−1のプロセッサである。CPU120は、DC(Direct Current)電源がオンされた際に、チップセット130を介してBMC160と連携して、BIOSFWやオペレーションシステムコードをシステムメモリ140にロードして実行する。
チップセット130は、CPU120、システムメモリ140および各種I/O(Input Output)の制御を行う。不揮発性メモリ132は、命令コード(第2の命令コード)を格納する。命令コードとは、自身とシステムメモリ140を初期化すると共にBMC160と連携してシステムメモリ140にBIOSFWを書き込むためのプログラムコードである。プロセッサ131は、DC電源がオンされた際に、不揮発性メモリ132に格納されている命令コードをシステムメモリ140に読み出すと共に実行する。
システムメモリ140は、DC電源がオンされた際に、BIOSFWおよびオペレーションシステムコードがロードされる揮発性メモリである。
BMC160は、CPUブレード110−1のマネージメントコントローラである。不揮発性メモリ162は、命令コード(第1の命令コード)を格納する。命令コードとは、自身とBMC用メモリ150の初期化を行うと共にEMコントローラ210と連携してBMC用メモリ150にBMCFWを書き込むためのプログラムコードである。プロセッサ161は、不揮発性メモリ162に格納されている命令コードを実行すると共に、BMCFWのプログラムコードを実行する。
BMC用メモリ150は、BMC160からアクセスされ、BMCFWがロードされる揮発性メモリである。
次に、EM200の各構成要素について説明する。
EMコントローラ210は、EM200のコントローラであり、筐体の管理、CPUブレード110−1乃至110−nのBMC、BIOSの管理等を行う。
BMC用ROM230は、CPUブレード110−1乃至110−nのBMCFWイメージ、設定情報、ログ等を格納する。BIOS用ROM240は、CPUブレード110−1乃至110−nのBIOSFWイメージ、設定情報等を格納する。
管理テーブル220は、BMC用ROM230およびBIOS用ROM240における、BMCFWおよびBIOSFWの格納先(格納アドレス)を管理するテーブルであり、EMコントローラ210からアクセスされる。
EMコントローラ210は、管理PC250の管理ソフトウエア251と通信を行うと共に、管理ソフトウエア251の指示に基づいてBMC用ROM230およびBIOS用ROM240に格納されるBMCFW、BIOSFWをアップデートする。また、管理ソフトウエア251は、EMコントローラ210によって管理されるBMC、BIOSの設定情報やログの取得等を行う。
次に、ブレードシステム100の動作について説明する。
ここで、CPUブレード110−1において、BMC用メモリ150およびBMC160は、ブレードシステム100にAC(Alternating Current)電源がオンされると動作可能となる。CPU120、チップセット130およびシステムメモリ140は、CPUブレード110−1にDC電源がオンされると動作可能となる。本実施形態では、ブレードシステム100の構成要素は互いにインタフェースを介して接続されており、ブレードシステム100にAC電源がオンされるとすべての構成要素にAC電源がオンされる。また、CPUブレード110−1乃至110−nへのDC電源のオン/オフは、EMコントローラ210により管理されている。
図2は、AC電源がオンされた際のブレードシステム100の動作を示すフローチャートである。図2を参照して、AC電源がオンされた際のブレードシステム100の動作について説明する。
ブレードシステム100にAC電源がオンされると、CPUブレード110−1乃至110−nのBMC160(プロセッサ161)は、不揮発性メモリ162から命令コードを読み出すと共に実行する。これにより、EMコントローラ210との通信のために必要となるBMC160のハードウエア(HW)初期化(S101)、BMC用メモリ150の初期化が行われる(S102)。
続いて、BMC160は、上記命令コードにしたがってEMコントローラ210に、自身が搭載されるCPUブレードの識別番号(CPUブレード番号)とともに、BMC160の起動要求を送る(S103)。EMコントローラ210は、BMC160から起動要求を受けると、受け取ったCPUブレード番号に応じたBMCFWを格納するアドレス(格納アドレス)を、管理テーブル220から取得する(S104)。
ここで、図3は、管理テーブル220の一例を示す図である。図3に示すように、管理テーブル220は、CPUブレード番号、BMCバージョン、BMC用ROM230におけるBMC格納アドレス、BIOSバージョンおよびBIOS用ROM240におけるBIOS格納アドレスの各値を格納する。このように、管理テーブル220は、CPUブレード番号に、BMCに関連する情報(BMCバージョン、BMC格納アドレス)とBIOSに関連する情報(BIOSバージョン、BIOS格納アドレス)とを関連付けた状態で格納している。
EMコントローラ210は、S104において取得した格納アドレスに基づいてBMC用ROM230からBMCFWイメージを読み出す(S105)。読み出されたBMCFWイメージは、EMコントローラ210からBMC160に渡される(S106)。BMC160は、取得したBMCFWイメージをBMC用メモリ150にロードする(S107)。
ロードが完了すると、BMC160は、BMC用メモリ150にロードしたBMCFWの開始アドレスに処理を移し、BMCFWを実行することによりBMC160を起動する(S108)。
次に、CPUブレード110−1にDC電源がオンされた際のブレードシステム100の動作を、図4を参照して説明する。
CPUブレード110−1にDC電源がオンされると、CPU120は、リセットベクタからプログラムの実行を開始する(S201)。チップセット130(プロセッサ131)は、CPU120からリセット命令を受けると、不揮発性メモリ132から命令コードを読み出すと共に実行する。これにより、BMC160との通信のために必要となるチップセット130自身のHW初期化(S202)、システムメモリ140の初期化(S203)が行われる。
続いてチップセット130は、上記命令コードにしたがって、BMC160にBIOSの起動要求を送る(S204)。BMC160は、BIOSの起動要求に応じて、自身が搭載されるCPUブレードの識別番号(CPUブレード番号)と共に、BIOSの起動要求をEMコントローラ210に送る(S205)。
EMコントローラ210は、BMC160からBIOS起動要求を受けると、受け取ったCPUブレード番号に関連付けられたBIOSFWを格納する格納アドレスを、管理テーブル220から取得する(S206)。
EMコントローラ210は、S206において取得した格納アドレスに基づいてBIOS用ROM240からBIOSFWイメージを読み出す(S207)。読み出されたBIOSFWイメージは、BMC160に渡され(S208)、さらにチップセット130に渡される(S209)。
チップセット130は、取得したBIOSFWイメージをシステムメモリ140にロードする(S210)。ロードが完了すると、チップセット130は、CPU120に割り込み通知を行う(S211)。CPU120は、割り込み通知を受けると、システムメモリ140にロードされたBIOSFWの開始アドレスに処理を移し、BIOSFWを実行することによりBIOSを起動する(S212)。
以上のように、本第1の実施形態によれば、ブレードシステム100において、CPUブレード110−1に、BMCFWおよびBIOSFWを格納した不揮発性メモリを搭載せず、EM200にこれらのFWを格納した不揮発性メモリを搭載する。BMC160は、AC電源オンの際に、EM200からBMCFWを読み出してBMC用メモリ150にロードして実行することにより起動する。チップセット130は、DC電源オンの際に、BMC160を介してEM200からBIOSFWを読み出してシステムメモリ140にロードして実行することにより、BIOSを起動する。
この構成を採用することにより、各CPUブレードのBMCFWおよびBIOSFWを格納した不揮発性メモリをEM200の1カ所に集約したので、ブレードシステム全体に実装される不揮発性メモリの個数を削減でき、開発コストが削減できるという効果が得られる。また、各CPUブレードにこれらFWを格納した不揮発性メモリを搭載しないので、該不揮発性メモリの故障時等にCPUブレードの取り外し作業等が不要となり、保守コストを削減できるという効果が得られる。
また、管理ソフトウエアからネットワークを介してCPUブレード毎にFWの書き込みを行うことは不要となるので、アップデート時間の短縮が可能となり、それに伴って保守コストを削減できるという効果が得られる。また、各CPUブレードに対応したFWを格納した不揮発性メモリのインタフェースが統一されるので、各CPUブレードの不揮発性メモリ毎の書き込みアルゴリズムの差分を考慮したFWアップデートプログラムは不要となり、開発コストの削減が可能となるという効果が得られる。
第2の実施形態
図5は、本発明の第2の実施形態に係るブレードサーバ300の構成を示す図である。図5に示すように、ブレードサーバ300は、CPU330と、該CPU330が処理の実行において使用するシステムメモリ340とを備える。ブレードサーバ300は、さらに、インタフェースを介してエンクロージャマネージャに接続されたBMC310と、BMC310とインタフェースを介して接続され、BMC310によりエンクロージャマネージャから読み出されたBMCファームウエアがロードされるBMCメモリ320とを備える。
BMC310は、AC電源が投入されると、予め格納された第1の命令コードにしたがって、自身とBMCメモリ320の初期化を行うと共に、エンクロージャマネージャからBMCファームウエアを読み出し、読み出したBMCファームウエアを初期化されたBMCメモリ320にロードすると共に実行する。
なお、ブレードサーバ300は、上記第1の実施形態におけるCPUブレード110−1に相当し、BMCメモリ320は、同じくBMC用メモリ150に相当する。
上記構成を採用することにより、本第2の実施形態によれば、ブレードサーバ300がBMCファームウエアを格納する不揮発性メモリを搭載することは不要となるので、開発コストおよび保守コストを削減することが可能となるという効果が得られる。
100 ブレードシステム
110−1乃至110−n CPUブレード
120 CPU
130 チップセット
131 プロセッサ
132 不揮発性メモリ
140 システムメモリ
150 BMC用メモリ
161 プロセッサ
162 不揮発性メモリ
210 EMコントローラ
220 管理テーブル
230 BMC用ROM
240 BIOS用ROM
251 管理ソフトウエア
261 ネットワークインタフェース
262 内部バス
本発明は、例えば、BMCおよびBIOSが搭載された装置や機器等に適用できる。

Claims (2)

  1. CPUと、該CPUが処理の実行において使用するシステムメモリと、インタフェースを介してエンクロージャマネージャに接続されたBMCと、前記BMCとインタフェースを介して接続されるBMCメモリと、前記システムメモリおよび前記BMCと、それぞれインタフェースを介して接続されるチップセットとを備え、
    前記BMCは、AC電源が投入されると、予め格納された第1の命令コードにしたがって、自身と前記BMCメモリの初期化を行うと共に、前記エンクロージャマネージャからBMCファームウエアを読み出し、当該読み出したBMCファームウエアを前記初期化された前記BMCメモリにロードすると共に実行し、
    前記チップセットは、DC電源が投入されると、予め格納された第2の命令コードにしたがって、前記BMCを介して前記エンクロージャマネージャからBIOSファームウエアを読み出し、当該読み出したBIOSファームウエアを前記システムメモリにロードすると共に実行する、
    または複数のブレードサーバと、
    前記ブレードサーバに対する前記BMCファームウエアと前記BIOSファームウエアとを格納する不揮発性メモリと、
    前記BMCから、前記BMCファームウエアまたは前記BIOSファームウエアの読み出し要求を受けると、前記不揮発性メモリに格納される、当該読み出し要求を送出した前記BMCに関連付けられた前記ブレードサーバに対する前記BMCファームウエアまたは前記BIOSファームウエアを読み出すコントローラとを備え
    前記コントローラは、自システムに、前記AC電源及び前記DC電源が投入される前に、前記コントローラを管理する管理PCと通信を行い、前記BMCファームウエアと前記BIOSファームウエアとを前記不揮発性メモリに格納する
    前記エンクロージャマネージャと
    を備えたブレードシステム。
  2. CPUと、該CPUが処理の実行において使用するシステムメモリとを備えたブレードサーバのコントローラであるBMCとの接続インタフェースと、
    前記ブレードサーバに対するBMCファームウエアとBIOSファームウエアとを格納する不揮発性メモリと、
    前記BMCから、前記BMCファームウエアの読み出し要求を受けると、前記不揮発性メモリに格納される、当該読み出し要求を送出した前記BMCに関連付けられた前記ブレードサーバに対する前記BMCファームウエアを読み出し、前記BIOSファームウエアの読み出し要求を受けると、前記不揮発性メモリに格納される、当該読み出し要求を送出した前記BMCに関連付けられた前記ブレードサーバに対する前記BIOSファームウエアを読み出すコントローラと
    を備え
    前記コントローラは、前記ブレードサーバ及び自装置を備えるシステムに、AC電源及びDC電源が投入される前に、前記コントローラを管理する管理PCと通信を行い、前記BMCファームウエアと前記BIOSファームウエアとを前記不揮発性メモリに格納する
    エンクロージャマネージャ。
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