KR20110085905A - 냉각 제어 장치, 전자 장치 및 냉각 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서버 장치의 냉각 장치의 소음 및 소비 전력을 적정화하는 것을 과제로 한다.
이를 위해, 제어부(15b)는, 흡기 온도 검지부(13)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도와, 흡기 온도 임계값(15a-1)을 비교한다. 그리고, 비교 결과에 따라 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 결정한다. 또한, 제어부(15b)는, 모든 전자 부품의 부품 온도를 각 전자 부품의 부품 온도 임계값과 비교한 결과에 따라, 제어부(15b)에 의해 결정된 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 증감 또는 유지한다.

Description

냉각 제어 장치, 전자 장치 및 냉각 제어 방법{COOLING CONTROLLING APPARATUS, ELECTRONIC APPARATUS, AND COOLING CONTROLLING METHOD}
본 발명은, 냉각 제어 장치, 전자 장치 및 냉각 제어 방법에 관한 것이다.
종래, 퍼스널 컴퓨터 등에서는, 마더 보드 위에 실장된 ＣＰＵ(Central Processing Unit) 등의 발열 디바이스의 온도를 제어부에서 감시하고, 이 디바이스의 온도가 목표 온도로 되도록 디바이스 전용의 팬(fan) 또는 시스템 전체를 냉각하는 냉각 팬의 회전수가 제어된다.
도 8a는, 종래의 퍼스널 컴퓨터의 구성의 일례를 나타내는 사시도이며, 도 8b는, 도 8a에 나타낸 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 이 퍼스널 컴퓨터는, 시스템 보드에 탑재된 발열 부품인 ＣＰＵ에 대하여 ＣＰＵ 전용의 팬 부착 히트싱크가 고착되어 있다. 이 팬 부착 히트싱크에는, ＣＰＵ 전용의 온도 센서가 설치되어 있다. 또한, 이 퍼스널 컴퓨터의 하우징에는, 하우징 외부의 외기를 흡기하면서 하우징 내부의 공기를 배기하기 위한 냉각 팬이 설치되어 있다.
그리고, 온도 감시·팬 제어부가, 온도 센서에 ＣＰＵ의 온도를 검지시키고, 당해 ＣＰＵ의 온도가 목표 온도 이하로 되도록 팬 부착 히트싱크 및 냉각 팬의 회전수를 제어함으로써, 최적인 냉각을 선택해서 소음의 적정화를 도모하고 있다. 구체적으로는, 도 8c에 나타내는 바와 같이, ＣＰＵ의 온도가 상승하면 팬 부착 히트싱크 및 냉각 팬의 회전수를 올리고, ＣＰＵ의 온도가 하강하면 팬 부착 히트싱크 및 냉각 팬의 회전수를 내린다. 이것에 의해, ＣＰＵ의 온도가 목표 온도 설정 범위에 들어가도록 제어된다. 이렇게, 퍼스널 컴퓨터는, 발열 부품인 ＣＰＵ를 팬 부착 히트싱크로 직접적으로 냉각 제어하게 된다.
이것에 대하여, 회로 기판 상에 다수의 발열 부품이 고밀도 실장된 정보 처리 장치로서의 서버 장치는, 발열 부품에 직접 팬 부착 히트싱크를 설치하지 않고, 하우징에 설치된 냉각 팬에 의존한 냉각을 행하는 것이 통상이다.
도 9a는, 종래의 서버 장치의 구성의 일례를 나타내는 사시도이며, 도 9b는, 도 9a에 나타낸 서버 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 9a 및 도 9b에 나타내는 바와 같이, 이 서버 장치는, 냉각 팬의 고장에 따른 운전 정지를 회피하기 위해서 냉각 팬이 2대 병렬로 설치되어 있다. 이들 냉각 팬은, 냉각 팬의 교환을 용이하게 하기 위해서 장치 외측에 면한 위치에 설치된다.
그 반면에, 이러한 서버 장치에는, 퍼스널 컴퓨터에서 채용하고 있던 팬 부착 히트싱크는 채용하고 있지 않다. 회로 기판 상에 고밀도 실장된 다수의 발열 부품의 각각에 팬 부착 히트싱크를 고착하는 것은, 스페이스, 제어 및 소비 전력의 관점에서 보아 현실적이지 않기 때문이다.
이 때문에, 서버 장치에서는, 하우징 내로의 흡기 온도에 따라 냉각 팬의 회전수가 제어된다. 예를 들면, 도 9c에 나타내는 바와 같이, 흡기 온도가 L1[℃] 미만일 경우에는, 냉각 팬의 회전수가 「저속」으로 제어된다. 흡기 온도가 L1[℃] 이상, 또한, L2[℃] 미만일 경우에는, 냉각 팬의 회전수가 「중속」으로 제어된다. 흡기 온도가 L2[℃] 이상 또한 Ｌ3[℃] 미만일 경우에는, 냉각 팬의 회전수가 「고속」으로 제어된다. 또한, 흡기 온도가 상정 이상으로 되었을 경우에는, 서버 장치의 열폭주(熱暴走)를 회피하기 위해서 장치 자체가 정지된다.
일본국 특개2001-42952호 공보 일본국 특개2007-60835호 공보 일본국 특허 제4157550호 공보
그렇지만, 상기와 같은 종래의 서버 장치에 따르면, 하우징 내로의 흡기 온도에만 의존해서 냉각 팬의 회전수를 제어하고 있었기 때문에, 흡기 온도가 변화되지 않는 바와 같은 경우에는, 항상 냉각 팬의 회전수가 일정해진다. 이 때문에, 각 발열 부품의 온도가 한계값을 초과하지 않도록, 각 발열 부품의 최대 동작시를 상정해서 냉각 팬의 회전수를 설정해야만 하기 때문에, 과잉 냉각으로 되지 않을 수 없는 것이 실상이었다.
이렇게, 각 발열 부품의 온도가 상승하고 있지 않음에도 불구하고, 최대 동작시를 상정해서 과잉 냉각을 행하면, 냉각 팬의 회전에 따르는 전력 소비의 상승 및 냉각 팬의 회전에 따르는 소음의 문제가 생긴다.
이상의 것으로부터, 서버 장치 내의 발열 부품을 냉각할 경우에, 어떻게 전력 절약화 및 정음(靜音)화를 도모할 것인가라고 하는 점이 과제로 되어 있었다. 또한, 이러한 과제는, 서버 장치 등의 정보 처리 장치 뿐만 아니라, 복수의 발열 부품을 냉각 장치로 냉각하는 각종 전자 장치에 공통으로 생기는 과제이다.
개시 기술은, 상기를 감안하여 이루어진 것이며, 탑재한 복수의 발열 부품을 냉각 장치로 냉각할 경우에, 효율적으로 전력 절약화 및 정음화를 도모할 수 있는 냉각 제어 장치, 전자 장치 및 냉각 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
개시 기술은, 하나의 태양에 있어서, 팬의 회전에 의해 장치 내부의 공기를 장치 외부에 배기하는 냉각 팬과, 장치 내부에 배설(配設)된 복수의 전자 부품의 온도를 각각 검지하는 부품 온도 검지부를 구비한다. 그리고, 부품 온도 검지부에서 검지된 각 전자 부품의 온도에 의거하여, 냉각 팬의 회전수를 제어하는 제어부를 구비한 것을 요건으로 한다.
개시 기술에 관련되는 냉각 제어 장치, 전자 장치 및 냉각 제어 방법의 하나의 태양에 따르면, 서버 장치 등의 전자 장치에 있어서의 발열 부품의 냉각에 관하여, 냉각 효과를 손상시키지 않고, 효율적으로 정음화 및 전력 절약화를 도모할 수 있다는 효과를 나타낸다.
도 1a는, 제 1 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 1b는, 제 1 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 사시도.
도 2는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 서버 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 3a는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 흡기 온도 임계값을 나타내는 도면.
도 3b는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 부품 온도 임계값을 나타내는 도면.
도 4a는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리(모드 1) 순서를 나타내는 풀로우차트.
도 4b는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리(모드 2) 순서를 나타내는 풀로우차트.
도 5는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리에 의한 흡기 온도 및 디바이스 온도에 따른 팬 회전수의 시간 변화를 나타내는 도면.
도 6은, 제 3 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리(모드 2) 순서를 나타내는 풀로우차트.
도 7은, 제 3 실시형태의 일례에 따른 흡기 온도에 따른 팬의 최소 회전수를 나타내는 도면.
도 8a는, 종래의 퍼스널 컴퓨터의 구성의 일례를 나타내는 사시도.
도 8b는, 종래의 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 블록도.
도 8c는, 종래의 퍼스널 컴퓨터에 있어서의 ＣＰＵ 온도에 따른 팬 회전수의 제어의 시간 변화를 나타내는 도면.
도 9a는, 종래의 서버 장치의 구성의 일례를 나타내는 사시도.
도 9b는, 종래의 서버 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 9c는, 종래의 서버 장치에 있어서의 흡기 온도에 따른 팬 회전수의 제어의 시간 변화를 나타내는 도면.
이하에, 개시의 기술에 따른 냉각 제어 장치, 전자 장치 및 냉각 제어 방법의 실시형태의 일례를 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 또한, 이하의 실시형태의 일례에 나타내는 전자 장치는, 서버 장치를 예로 하지만, 교환기, 라우터, ＬＡＮ 스위치 등의 통신 장치여도 된다. 즉, 이하의 실시형태의 일례에 의해 개시 기술이 한정되는 것은 아니다.
(제 1 실시형태의 일례)
도 1a는, 제 1 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도 1b는, 제 1 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 사시도이다. 제 1 실시형태의 일례에 따른 전자 장치(50a)는, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 직방체 형상의 하우징(51)의 내부에 회로 기판(10), 온도 감시·냉각 제어부(15), 냉각 장치 제어부(16), 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)을 갖는다. 회로 기판(10)에는, 동작에 따라 발열하는 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)이 실장되어 있다.
또한, 회로 기판은, 예를 들면 시스템 보드나 마더 보드이다. 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)은, 동작에 따라 발열하는 반도체 소자이다. 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)은, 반도체 소자에 한정되지 않고, 동작에 따라 발열하는 전자 장치, 예를 들면 기억 매체를 갖는 기억 장치 등이어도 된다. 또는, 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)은, 동작에 따라 발열하는 전자 부품 혹은 전자 장치의 방열을 촉진하는 히트싱크나 히트 파이프(heat pipe) 등의 방열 부품이어도 된다.
또한, 전자 장치(50a)가 갖는 냉각 장치는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 2개에 한정되는 것은 아니다. 또한, 전자 장치(50a)가 갖는 회로 기판(10)에 실장되는 전자 부품은, 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)의 3개에 한정되지 않고, 복수이면 어떠한 개수여도 된다.
도 1b에 나타내는 바와 같이, 하우징(51)은, 전면판(52)과, 전면판(52)에 대향하는 배면판(53)을 갖는다. 전면판(52)에는 흡기면이 설치되어 있다. 또한, 배면판(53)에는 배기면이 설치되어 있다.
냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)은, 하우징(51)의 내부에 있어서, 배면판(53)에 면해서 배치된다. 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)은, 예를 들면 블레이드(羽根)부를 갖는 축류(軸流) 팬이다. 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 블레이드부의 회전에 의해, 전면판(52)의 흡기면으로부터 하우징(51)의 내부에 냉각풍이 흡기된다.
한편, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)은, 축류 팬에 한정되지 않고, 블로워(blower)나 사류(斜流) 팬 등, 전자 장치(50a)의 하우징(51) 내에 있어서, 적절한 방향으로 가압하여 냉각풍을 흡배기 가능한 송풍기이면, 어느 것이어도 된다.
그리고, 하우징(51)의 내부에 흡기된 냉각풍은, 유로 A 및 유로 B를 경유해서 회로 기판(10)에 설치된 전자 부품(11a), 전자 부품(11b) 및 전자 부품(11c)을 냉각한다. 유로 A의 냉각풍은, 전자 부품(11a) 및 전자 부품(11b)을 주로 냉각한다. 또한, 유로 B의 냉각풍은, 전자 부품(11c)을 주로 냉각한다.
그리고, 전자 부품(11a), 전자 부품(11b) 및 전자 부품(11c)을 냉각한 냉각풍은, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)에 의해 배면판(53)에 설치된 배기면을 통해서 하우징(51)의 외부에 배기된다. 특히, 유로 A의 냉각풍은, 냉각 팬(54a-1)에 의해 배면판(53)에 설치된 배기면을 통해서 하우징(51)의 외부에 배기된다. 또한, 유로 B의 냉각풍은, 냉각 팬(54a-2)에 의해 배면판(53)에 설치된 배기면을 통해서 하우징(51)의 외부에 배기된다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 전자 장치(50a)는, 회로 기판(10), 흡기 온도 검지부(13), 온도 감시·냉각 제어부(15), 냉각 장치 제어부(16), 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)을 갖는다.
회로 기판(10)에는, 회로 기판(10)에 실장된 전자 부품(11a)에 근접해서 부품 온도 검지부(12a)가 배치된다. 부품 온도 검지부(12a)는, 전자 부품(11a)의 온도를 검지하는 서미스터(thermistor)나 반도체 온도 센서 등의 온도 센서이다. 마찬가지로, 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)에 각각 근접해서 부품 온도 검지부(12b), 부품 온도 검지부(12c)가 배치된다. 부품 온도 검지부(12b), 부품 온도 검지부(12c)는, 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)의 온도를 각각 검지하는 온도 센서이다.
부품 온도 검지부(12a), 부품 온도 검지부(12b), 부품 온도 검지부(12c)는, 바람직하게는 냉각풍의 유로 A 또는 유로 B에 있어서의 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)의 바람 하측에 배치된다. 이러한 각 전자 부품의 배치는, 냉각풍에 의한 각 전자 부품의 냉각 후의 온도를 보다 정밀하게 측정하기 위해서이다.
흡기 온도 검지부(13)는, 하우징(51)의 전면판(52)과, 회로 기판(10)의 사이에 배치된다. 그리고, 흡기 온도 검지부(13)는, 전면판(52)의 흡기면으로부터 하우징(51)의 내부에 흡기된 냉각풍의 흡기 온도를 검지한다.
그리고, 부품 온도 검지부(12a), 부품 온도 검지부(12b), 부품 온도 검지부(12c), 흡기 온도 검지부(13)는, I2C I/F(Inter Integrated-Circuit Interface) 등의 인터페이스(14)를 통해서 온도 감시·냉각 제어부(15)와 접속된다. 부품 온도 검지부(12a), 부품 온도 검지부(12b), 부품 온도 검지부(12c)는, 온도 감시·냉각 제어부(15)에 대하여, 검지한 각각의 전자 부품의 온도를 통지한다. 또한, 흡기 온도 검지부(13)는, 온도 감시·냉각 제어부(15)에 대하여, 검지한 흡기 온도를 통지한다.
온도 감시·냉각 제어부(15)는, 임계값 기억부(15a), 제어부(15b)를 갖는다. 온도 감시·냉각 제어부(15)는, 예를 들면 ＲＯＭ(Read Only Memory) 등의 반도체 기억 장치 및 ＭＰＵ(Micro Processing Unit) 등의 반도체 처리 장치를 포함한다. 임계값 기억부(15a)는 예를 들면 ＲＯＭ에 의해 실현되고, 제어부(15b)는 예를 들면 ＭＰＵ에 의해 실현된다.
임계값 기억부(15a)는, 흡기 온도 임계값(15a-1), 부품 온도 임계값(15a-2)을 기억한다. 흡기 온도 임계값(15a-1)은, 흡기 온도 검지부(13)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도의 고저를 판정하는 임계값이다. 흡기 온도 임계값(15a-1)은, 예를 들면 「임계값1」, 「임계값1」보다 큰 「임계값2」, 「임계값2」보다 큰 「임계값3」의 3개의 임계값을 포함한다.
또한, 부품 온도 임계값(15a-2)은, 부품 온도 검지부(12a), 부품 온도 검지부(12b), 부품 온도 검지부(12c)에 의해 검지된 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c) 각각의 부품 온도의 고저를 판정하는 전자 부품마다의 임계값이다. 부품 온도 임계값(15a-2)은, 전자 부품마다 예를 들면 「임계값1」, 「임계값1」보다 큰 「임계값2」, 「임계값2」보다 큰 「임계값3」, 「임계값3」보다 큰 「임계값4」의 4개의 임계값을 포함한다.
또한, 흡기 온도 임계값(15a-1)이 포함하는 임계값의 수는, 3개에 한정되는 것은 아니다. 또한, 부품 온도 임계값(15a-2)이 포함하는 임계값의 수는, 4개에 한정되는 것은 아니고, 복수이면 어떠한 수여도 된다.
제어부(15b)는, 흡기 온도 검지부(13)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도와, 흡기 온도 임계값(15a-1)을 비교한다. 그리고, 제어부(15b)는, 비교 결과에 따라 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 결정한다.
예를 들면, 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(15a-1)의 「임계값1」 이하일 경우에는, 제어부(15b)는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 「회전수1[RPM(Rotation Per Minutes:회전/분)]」로 결정한다. 또한, 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(15a-1)의 「임계값1」보다 크고, 또한, 「임계값2」 이하일 경우에는, 제어부(15b)는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 「회전수2[RPM]」로 결정한다. 또한, 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(15a-1)의 「임계값2」보다 크고, 또한, 「임계값3」 이하일 경우에는, 제어부(15b)는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 「회전수3[RPM]」으로 결정한다. 또한, 「회전수1[RPM]」, 「회전수2[RPM]」, 「회전수3[RPM]」은, 「회전수1[RPM]」<「회전수2[RPM]」<「회전수3[RPM]」이 되는 대소 관계를 갖는다.
또한, 팬 회전수가 일정하면 냉각풍의 풍속도 일정하고, 이 경우에는, 냉각풍의 흡기 온도가 높으면 높을 수록 냉각풍에 의한 전자 부품의 냉각 효과가 저감한다. 그러나, 냉각풍의 흡기 온도가 높을 경우에는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 높게 결정해서 냉각풍의 풍속을 올림으로써, 전자 부품의 냉각 효과의 저감을 억제할 수 있다.
그리고, 제어부(15b)는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 결정 후, ΔT의 시간만큼 대기한 후, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수의 「증감 제어 개시 판정」을 행한다. 「증감 제어 개시 판정」에 대해서는, 후술한다.
또한, 제어부(15b)는, 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(15a-1)의 「임계값3」보다 클 경우에는, 「흡기 온도 이상 경고」를 전자 장치(50a)의 전체 동작을 관리하는 제어 장치(도시하지 않음)에 통지한다. 전자 장치(50a)의 전체 동작을 관리하는 제어 장치(도시하지 않음)는, 「흡기 온도 이상 경고」가 통지되면, 예를 들면 전자 장치(50a) 자체의 동작을 정지한다.
제어부(15b)는, 부품 온도 검지부(12a), 부품 온도 검지부(12b), 부품 온도 검지부(12c)에 의해 검지된 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c) 각각의 부품 온도와, 전자 부품마다의 부품 온도 임계값(15a-2)을 비교한다. 그리고, 제어부(15b)는, 비교 결과에 따라, 제어부(15b)에 의해 결정된 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수(r)[RPM]로부터 「소정의 변동 단위」만큼 팬 회전수를 증감 제어한다.
또한, 「소정의 변동 단위」란, 예를 들면 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬의 최대 회전수에 대한 백분률이라고 한다. 즉, 제어부(15b)는, 제어부(15b)에 의해 결정된 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수로부터, α[％]만큼 팬 회전수를 감소시키거나, 또는, β[％]만큼 팬 회전수를 증가시킨다. 또한, α, β는, 백분률에 한정되지 않고, 회전수여도 된다.
제어부(15b)는, 예를 들면 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)의 모든 부품 온도가 각 전자 부품의 부품 온도 임계값(15a-2)의 「임계값1」 이하일 경우에, 제어부(15b)는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수의 증감 제어를 개시한다. 전자 부품(11a), 전자 부품(11b), 전자 부품(11c)의 모든 부품 온도가 각 전자 부품의 부품 온도 임계값(15a-2)의 「임계값1」 이하인지의 여부의 판정이 「증감 제어 개시 판정」이다.
그리고, 모든 부품 온도가 각 전자 부품의 부품 온도 임계값(15a-2)의 「임계값1」보다 크고, 또한, 「임계값2」 이하일 경우에는, 제어부(15b)는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 α[％]만큼 감소시킨다. 또한, 모든 부품 온도가 각 전자 부품의 부품 온도 임계값(15a-2)의 「임계값2」보다 크고, 또한, 「임계값3」 이하일 경우에는, 제어부(15b)는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 증감하지 않는다. 또한, 모든 부품 온도가 각 전자 부품의 부품 온도 임계값(15a-2)의 「임계값3」보다 크고, 또한, 「임계값4」 이하일 경우에는, 제어부(15b)는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 β[％]만큼 증가시킨다. 이상이, 「팬 회전수의 증감 제어」이다.
그리고, 제어부(15b)는, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수를 증감 후, Δt의 시간만큼 대기한 후, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수의 증감 제어를 다시 반복한다.
또한, 상술한 α, β는, α<β의 관계를 충족시킨다고 해도 된다. 즉, 전자 부품의 온도 상승은 전자 장치(50a) 자체의 정지에 직결된다. 이 때문에, 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수의 증가 폭을 크게 취함으로써, 전자 부품의 냉각을 급속하게 행할 수 있다. 한편, 전자 부품의 냉각 과잉은, 냉각 장치의 회전에 의한 소음이나 전력의 과잉 소비의 문제는 있지만, 전자 장치(50a) 자체의 정지까지 이르지는 않는다. 따라서, α<β와 같이 팬 회전수의 변동 단위를 설정함으로써, 전자 장치(50a)의 운전의 연속성을 더 높일 수 있다.
또한, 상술한 Δt는, ΔT와 비교해서 미소한 시간 간격이어도 된다. 예를 들면, ΔT가 30분일 경우에는, Δt는 1분이라고 해도 된다. 이렇게, Δt를 ΔT와 비교해서 미소한 시간 간격으로 함으로써, 동작 상황에 따라 시시각각 변화되는 전자 부품의 수형(雄) 부품 온도에 따라 팬 회전수의 「증감 제어」를 세밀하게 행할 수 있다.
제어부(15b)는, 결정한 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수(r)[RPM]를 냉각 장치 제어부(16)에 통지한다. 또한, 제어부(15b)는, 팬 회전수(r)[RPM]로부터 α[％]만큼 감소시킨 팬 회전수(r1)[RPM], 및, 팬 회전수(r)[RPM]로부터 β[％]만큼 증가시킨 팬 회전수(r2)[RPM]를 냉각 장치 제어부(16)에 통지한다.
냉각 장치 제어부(16)는, 제어부(15b) 또는 제어부(15b)로부터 통지된 팬 회전수(r)[RPM], 팬 회전수(r1)[RPM] 또는 팬 회전수(r2)[RPM]에 따른 제어 펄스를 선택해서 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)에 공급한다. 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)은, 냉각 장치 제어부(16)로부터 공급되는 제어 펄스에 따라 블레이드부를 회전시킨다.
상술해 온 바와 같이, 제 1 실시형태의 일례에서는, 흡기 온도에 따라 결정된 냉각 팬(54a-1) 및 냉각 팬(54a-2)의 팬 회전수(r)[RPM]를 각 전자 부품의 온도에 따라 더 증감한다. 이 때문에, 냉각 효과를 손상시키지 않고, 세밀하게 팬 회전수를 제어할 수 있다. 그리고, 전자 부품의 과잉한 냉각에 의한 냉각 장치의 팬 회전의 소음이나 전력의 과잉 소비를 적절하게 회피할 수 있다. 또한, 냉각 부족에 의한 전자 부품의 열폭주 방지를 위한 전자 장치(50a)의 정지를 적절하게 회피할 수 있다.
(제 2 실시형태의 일례)
도 2는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 서버 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 제 2 실시형태의 일례에서는, 제 1 실시형태의 일례와의 차이 부분에 대해서만 설명하고, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태의 일례에 따른 서버 장치(50b)는, 하우징(51b)의 내부에 시스템 보드(20), 흡기 온도 센서(23), 온도 감시·냉각 제어부(25), 팬 컨트롤러 디바이스(26), 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)을 갖는다.
냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)은, 하우징(51b)의 내부에 있어서, 배면판(53b)에 면해서 배치된다. 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)은, 예를 들면, 블레이드부를 갖는 축류 팬이다. 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 블레이드부의 회전에 의해, 전면판(52b)의 흡기면으로부터 하우징(51)의 내부에 냉각풍이 흡기 된다.
그리고, 하우징(51b) 내에 흡기된 냉각풍은, 시스템 보드(20)에 실장된 디바이스(21a), 디바이스(21b) 및 디바이스(21c)를 냉각 후, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)에 의해 배면판(53b)의 배기면을 통해서 하우징(51b) 외부로 배기된다.
시스템 보드(20)에는, 시스템 보드(20)에 설치된 디바이스(21a)에 근접해서 온도 센서(22a)가 배치된다. 또한, 디바이스란, 동작에 따라서 발열하는 반도체 소자 등의 전자 부품 또는 전자 부품은 열을 발하는 발열 부품이다. 온도 센서(22a)는, 디바이스(21a)의 온도를 검지하는 반도체 온도 센서나 서미스터 등의 온도 센서이다. 마찬가지로, 디바이스(21b), 디바이스(21c)에 각각 근접해서 온도 센서(22b), 온도 센서(22c)가 배치된다. 온도 센서(22b), 온도 센서(22c)는, 디바이스(21b), 디바이스(21c)의 온도를 각각 검지하는 온도 센서이다.
온도 센서(22a), 온도 센서(22b), 온도 센서(22c)는, 바람직하게는 냉각풍의 유로에 있어서의 디바이스(21a), 디바이스(21b), 디바이스(21c)의 바람 하측에 배치된다. 이것은, 냉각풍에 의한 각 디바이스의 냉각 후의 온도를 더 정밀하게 측정하기 위해서이다.
흡기 온도 센서(23)는, 하우징(51b)의 전면판(52b)과, 시스템 보드(20)의 사이에 배치된다. 그리고, 흡기 온도 센서(23)는, 전면판(52b)의 흡기면으로부터 하우징(51b)의 내부에 흡기된 냉각풍의 흡기 온도를 검지한다.
그리고, 온도 센서(22a), 온도 센서(22b), 온도 센서(22c), 흡기 온도 센서(23)는, I2C I/F(Inter-Integrated Circuit Interface)(24)를 통해서 온도 감시·냉각 제어부(25)와 접속된다. 온도 센서(22a), 온도 센서(22b), 온도 센서(22c)는, 온도 감시·냉각 제어부(25)에 대하여, 검지한 각각의 디바이스의 온도를 통지한다. 또한, 흡기 온도 센서(23)는, 온도 감시·냉각 제어부(25)에 대하여, 검지한 흡기 온도를 통지한다.
온도 감시·냉각 제어부(25)는, 임계값 기억부(25a), 팬 동작량 결정부(25b), 팬 동작량 증감부(25c)를 갖는다. 임계값 기억부(25a)는, 흡기 온도 임계값(25a-1), 부품 온도 임계값(25a-2)을 기억한다. 흡기 온도 임계값(25a-1)은, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 「임계값1」로서 「25℃」, 「임계값2」로서 「30℃」, 「임계값3」으로서 「35℃」를 포함한다. 도 3a는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 흡기 온도 임계값을 나타내는 도면이다. 「임계값1」, 「임계값2」, 「임계값3」은, 그 값이 「임계값1」<「임계값2」<「임계값3」이 되는 대소 관계를 갖는다. 그리고, 「임계값1」, 「임계값2」, 「임계값3」은, 서버 장치(50b) 전체의 발열 특성에 따라 미리 설정되는 값이다. 도 3a에 나타내는 「임계값1」, 「임계값2」, 「임계값3」의 구체적 수치는, 일례를 나타내는 것에 불과하다.
또한, 부품 온도 임계값(25a-2)은, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 디바이스마다 「임계값1」, 「임계값2」, 「임계값3」, 「임계값4」를 포함한다. 도 3b는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 부품 온도 임계값을 나타내는 도면이다. 도 3b에 나타내는 바와 같이, 디바이스(21a)의 부품 온도 임계값은, 「임계값1」로서 「30℃」, 「임계값2」로서 「55℃」, 「임계값3」으로서 「70℃」, 「임계값4」로서 「80℃」를 포함한다.
마찬가지로, 디바이스(21b)의 부품 온도 임계값은, 「임계값1」로서 「30℃」, 「임계값2」로서 「55℃」, 「임계값3」으로서 「75℃」, 「임계값4」로서 「85℃」를 포함한다. 또한, 디바이스(21c)의 부품 온도 임계값은, 「임계값1」로서 「20℃」, 「임계값2」로서 「50℃」, 「임계값3」으로서 「65℃」, 「임계값4」로서 「85℃」를 포함한다.
디바이스마다의 「임계값1」, 「임계값2」, 「임계값3」, 「임계값4」는, 그 값이 「임계값1」<「임계값2」<「임계값3」<「임계값4」가 되는 대소 관계를 갖는다. 그리고, 「임계값1」, 「임계값2」, 「임계값3」, 「임계값4」는, 각 디바이스의 발열 특성에 따라 미리 설정되는 값이다. 도 3b에 나타내는 디바이스마다의 「임계값1」, 「임계값2」, 「임계값3」, 「임계값4」의 구체적 수치는, 일례를 나타내는 것에 불과하다.
팬 동작량 결정부(25b)는, 흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도와, 흡기 온도 임계값(25a-1)을 비교한다. 그리고, 팬 동작량 결정부(25b)는, 비교 결과에 따라 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수를 결정한다.
예를 들면, 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값1」(「25℃」) 이하일 경우에는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수(r)를 「2000[RPM]」으로 결정한다. 또한, 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값1」(「25℃」)보다 크고, 또한, 「임계값2」(「30℃」) 이하일 경우에는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수(r)를 「3000[RPM]」으로 결정한다. 또한, 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값2」(「30℃」)보다 크고, 또한, 「임계값3」(「35℃」) 이하일 경우에는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수(r)를 「4000[RPM]」으로 결정한다. 한편, 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값1」, 「임계값2」, 「임계값3」에 따라 결정되는 팬 회전수(r)의 구체적 수치는, 일례를 나타내는 것에 불과하다.
그리고, 팬 동작량 결정부(25b)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수를 결정 후, 예를 들면, ΔT=30분간만큼 대기한 후, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수의 「증감 제어 개시 판정」을 행한다.
팬 동작량 증감부(25c)는, 디바이스(21a), 디바이스(21b), 디바이스(21c)의 모든 부품 온도가 각 전자 부품의 부품 온도 임계값(25a-2)의 「임계값1」 이하일 경우에, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수의 증감 제어를 개시한다. 디바이스(21a), 디바이스(21b), 디바이스(21c)의 모든 부품 온도가 각 전자 부품의 부품 온도 임계값(25a-2)의 「임계값1」 이하인지의 여부의 판정이 「증감 제어 개시 판정」이다.
그리고, 모든 디바이스의 온도가 각 디바이스의 부품 온도 임계값(25a-2)의 「임계값1」보다 크고, 또한, 「임계값2」 이하일 경우에는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수를 α=1[%]만큼 감소시킨다. 또한, 모든 부품 온도가 각 전자 부품의 부품 온도 임계값(25a-2)의 「임계값2」보다 크고, 또한, 「임계값3」 이하일 경우에는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수를 증감하지 않는다. 또한, 모든 디바이스의 온도가 각 디바이스의 부품 온도 임계값(25a-2)의 「임계값3」보다 크고, 또한, 「임계값4」 이하일 경우에는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수를 β=5[%]만큼 증가시킨다. 이상이, 「팬 회전수의 증감 제어」이다. 또한, α=1[%] 및 β=5[%]는, 서버 장치(50b)의 전체 동작에 의거하는 발열 특성에 따라 미리 설정되는 값이다.
그리고, 팬 동작량 증감부(25c)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수를 증감 후, 예를 들면, Δt=1분간만큼 대기한 후, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수의 증감 제어를 다시 반복한다.
팬 동작량 결정부(25b)는, 결정한 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수(r)[RPM]를 팬 컨트롤러 디바이스(26)에 통지한다. 팬 동작량 증감부(25c)는, 팬 회전수(r)[RPM]로부터 α=1[%]만큼 감소시킨 팬 회전수(r1)[RPM] 및 팬 회전수(r)[RPM]로부터 β=5[%]만큼 증가시킨 팬 회전수(r2)[RPM]를 팬 컨트롤러 디바이스(26)에 통지한다.
팬 컨트롤러 디바이스(26)는, 팬 동작량 결정부(25b) 또는 팬 동작량 증감부(25c)로부터 통지된 팬 회전수(r)[RPM], 팬 회전수(r1)[RPM] 또는 팬 회전수(r2)[RPM]에 따른 제어 펄스를 선택해서 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)에 공급한다. 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)은, 팬 컨트롤러 디바이스(26)로부터 공급되는 제어 펄스에 따라 블레이드부를 회전시킨다. 또한, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)은, 팬 컨트롤러 디바이스(26)에 대하여, 자기(自) 장치의 블레이드부의 회전 속도 신호(ＴＡＣＨ)를 송신한다. 팬 컨트롤러 디바이스(26)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)으로부터의 회전 속도 신호를 감시하면서 목표로 하는 팬 회전수가 되도록 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)을 제어한다.
또한, 냉각 제어 장치(20a)는, 온도 센서(22a), 온도 센서(22b), 온도 센서(22c), 흡기 온도 센서(23), I2C I/F(24), 온도 감시·냉각 제어부(25), 팬 컨트롤러 디바이스(26)를 포함한다.
다음으로, 도 4a 및 도 4b를 참조해서, 제 2 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리를 설명한다. 도 4a는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리(모드 1) 순서를 나타내는 풀로우차트이다. 또한, 도 4b는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리(모드 2) 순서를 나타내는 풀로우차트이다. 또한, 모드 1의 냉각 팬 제어 처리란, 냉각풍의 흡기 온도에 따라 냉각 팬을 제어하는 처리이다. 또한, 모드 2의 냉각 팬 제어 처리란, 디바이스의 부품 온도에 따라 냉각 팬을 제어하는 처리이다. 냉각 팬 제어 처리(모드 1) 및 냉각 팬 제어 처리(모드 2)는, 온도 감시·냉각 제어부(25)가 행한다.
먼저, 스텝 S101에서는, 온도 감시·냉각 제어부(25)의 팬 동작량 결정부(25b)는, 흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도를 체크한다. 계속해서, 스텝 S102에서는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값1」(「25℃」) 이하인지의 여부를 판정한다.
흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값1」(「25℃」) 이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S102 긍정), 스텝 S103으로 이행한다. 흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값1」(「25℃」) 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S102 부정), 스텝 S104로 이행한다.
스텝 S103에서는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 팬 회전수(r)를 2000[RPM]으로 결정해서 팬 컨트롤러 디바이스(26)에 통지한다. 그리고, 팬 컨트롤러 디바이스(26)는, 통지된 팬 회전수(r)=2000RPM으로 되도록 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)을 제어한다(이상, 스텝 S103). 스텝 S103이 종료하면, 스텝 S109로 이행한다.
스텝 S104에서는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값2」(「30℃」) 이하인지의 여부를 판정한다.
흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값2」(「30℃」) 이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S104 긍정), 스텝 S105로 이행한다. 흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값2」(「30℃」) 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S104 부정), 스텝 S106으로 이행한다.
스텝 S105에서는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 팬 회전수(r)를 3000RPM으로 결정해서 팬 컨트롤러 디바이스(26)에 통지한다. 그리고, 팬 컨트롤러 디바이스(26)는, 통지된 팬 회전수(r)=3000RPM으로 되도록 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)을 제어한다(이상, 스텝 S105). 스텝 S105가 종료하면, 스텝 S109로 이행한다.
스텝 S106에서는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값3」(「35℃」) 이하인지의 여부를 판정한다.
흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값3」(「35℃」) 이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S106 긍정), 스텝 S107로 이행한다. 흡기 온도 센서(23)에 의해 검지된 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값3」(「35℃」) 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S106 부정), 스텝 S108로 이행한다.
스텝 S107에서는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 팬 회전수(r)를 4000RPM으로 결정해서 팬 컨트롤러 디바이스(26)에 통지한다. 그리고, 팬 컨트롤러 디바이스(26)는, 통지된 팬 회전수(r)=4000RPM으로 되도록 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)을 제어한다(이상, 스텝 S107). 스텝 S107이 종료하면, 스텝 S109로 이행한다.
한편, 스텝 S108에서는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 냉각풍의 흡기 온도가 흡기 온도 임계값(25a-1)의 「임계값3」보다 크므로, 「흡기 온도 이상 경고」를 서버 장치(50b)의 전체 동작을 관리하는 제어 장치(도시하지 않음)에 통지한다. 스텝 S108이 종료하면, 스텝 S101로 이행한다. 서버 장치(50b)의 전체 동작을 관리하는 제어 장치(도시하지 않음)는, 「흡기 온도 이상 경고」가 통지되면, 예를 들면 서버 장치(50b) 자체의 동작을 정지한다.
스텝 S109에서는, 팬 동작량 결정부(25b)는, 스텝 S103 혹은 스텝 S105, 스텝 S107이 연속하고 있는 사이에 있어서 제 1 시간 ΔT의 계시(計時) 개시로부터 ΔT=30분이 경과했는지의 여부를 판정한다. 제 1 시간 ΔT의 계시 개시로부터 ΔT=30분이 경과했다고 판정되었을 경우에는(스텝 S109 긍정), 스텝 S110으로 이행한다. 제 1 시간 ΔT의 계시 개시로부터 ΔT=30분이 경과했다고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S109 부정), 스텝 S101로 이행한다.
스텝 S110에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값1」 이하인지의 여부를 판정한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값1」 이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S110 긍정), 도 4b의 스텝 S201로 이행한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값1」 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S110 부정), 스텝 S101로 이행한다.
도 4b의 스텝 S201에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값2」 이하인지의 여부를 판정한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값2」이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S201 긍정), 스텝 S202로 이행한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값2」 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S201 부정), 스텝 S203으로 이행한다.
스텝 S202에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 도 4a의 스텝 S103, 스텝 S105 또는 스텝 S107의 처리에서 결정된 팬 회전수를 1% 내린다. 이 처리가 종료하면, 스텝 S206으로 이행한다.
스텝 S203에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값3」 이하인지의 여부를 판정한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값3」 이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S203 긍정), 스텝 S103, 스텝 S105 또는 스텝 S107의 처리에서 결정된 팬 회전수를 유지한다. 그리고, 스텝 S206으로 이행한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값3」 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S203 부정), 스텝 S204로 이행한다.
스텝 S204에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값4」 이하인지의 여부를 판정한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값4」 이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S204 긍정), 스텝 S205로 이행한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값4」 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S204 부정), 도 4a의 스텝 S101로 이행한다.
스텝 S205에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 도 4a의 스텝 S103, 스텝 S105 또는 스텝 S107의 처리에서 결정된 팬 회전수를 5% 올린다. 이 처리가 종료하면, 스텝 S206으로 이행한다.
스텝 S206에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 제 2 시간 Δt의 계시 개시로부터 Δt=1분이 경과할 때까지 처리를 대기한다. 이 처리가 종료하면, 스텝 S201로 이행한다.
도 5는, 제 2 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리에 의한 흡기 온도 및 디바이스 온도에 따른 팬 회전수의 시간 변화를 나타내는 도면이다. 도 5에서는, 흡기 온도에 따르는 제어(모드 1)와 부품 온도에 따르는 제어(모드 2)의 흡기 온도, 팬 회전수, 디바이스의 온도에 대해서, 팬 회전수의 해칭 부분은, 종래보다 팬 전력이나 소음의 저감을 얻을 수 있는 영역을 의미하고 있다. 또한, 도 5에서는, 설명을 간단히 하기 위해서, 온도를 검지하는 디바이스는 1개를 예로 하고 있다.
도 5의 (5C)에 있어서, 흡기 온도에 따르는 제어(모드 1)의 저속 회전(2000RPM)에서의 회전 제어의 개시 후로부터 ΔT=30분 시간 경과 후인 시각 t1에, 디바이스 온도가 「임계값1」 이하인 것이 검출된다. 그리고, 부품 온도에 따르는 제어(모드 2)로 이행해서 팬 회전수가 내려진다.
도 5의 (5C)에 있어서, A점에서는, 디바이스의 동작 부하가 늘어나서 발열량이 증가함에 따라 온도 상승이 발생한다. 그리고, 시각 t2에서 디바이스의 온도 상승이 「임계값3」으로 검출되어, 팬 회전수가 올려진다. 그 후, 시각 t3에서 디바이스의 온도 상승이 「임계값4」로 검출되어, 흡기 온도에 따르는 제어(모드 1)에 복귀한다. 이 시점의 냉각풍의 흡기 온도가 저온(「임계값1」(「25℃」) 이하)에서 저속 회전역(域)이었기 때문에, 모드 1에서는 팬 회전수는 저속 회전(2000RPM)으로 결정된다.
도 5의 (5C)에 있어서, B점에서는, 디바이스의 동작 부하가 줄어서 발열량이 저하함에 따라 온도 강하가 발생했다. 그리고, 흡기 온도에 따르는 제어(모드 1)의 저속 회전(2000RPM)에서의 회전 제어의 개시 후로부터 ΔT=30분 시간 경과 후인 시각 t4에, 디바이스 온도가 「임계값1」 이하인 것이 검출되었다. 그리고, 부품 온도에 따르는 제어(모드 2)로 이행해서 팬 회전수가 내려졌다.
도 5의 (5A)의 Ｃ점 및 (5C)의 시각 t5에 있어서, 냉각풍의 흡기 온도의 상승 및 디바이스의 온도 상승이 발생한다. 그러나, 이 단계에서는, 디바이스 온도는, 「임계값3」, 「임계값4」의 어느 것도 넘고 있지 않으므로, 팬 회전수는 유지된다.
그리고, 도 5의 (5C)의 시각 t6에 있어서, 디바이스의 온도 상승을 「임계값3」으로 검출했기 때문에, 팬 회전수가 올려진다. 또한, 도 5의 (5C)의 시각 t7에 있어서, 디바이스의 온도 상승이 「임계값4」로 검출되기 때문에, 흡기 온도에 따르는 제어(모드 1)로 복귀한다. 이 시점의 흡기 온도는, 「임계값1」보다 크고, 또한, 「임계값2」 이하이기 때문에, 모드 1에서는 팬 회전수는 중속 회전(3000RPM)으로 결정된다.
도 5의 (5C)에 있어서, 시각 t8에서는, 디바이스의 동작 부하가 줄어서 발열량이 저하함에 따라 온도 강하가 발생한다. 즉, 모드 1의 중속 회전으로 ΔT=30분 경과 후에 디바이스의 온도가 「임계값1」 이하인 것이 검출된다. 그리고, 부품 온도에 따르는 제어(모드 2)로 이행하고, 팬 회전수가 내려진다.
도 5의 (5A)의 Ｄ점 및 (5C)의 시각 t9에 있어서, 냉각풍의 흡기 온도의 상승 및 디바이스의 온도 상승이 발생한다. 그러나, 이 단계에서는, 디바이스 온도는, 「임계값3」, 「임계값4」의 어느 것도 넘고 있지 않으므로, 팬 회전수는 유지된다.
그리고, 도 5의 (5C)의 시각 t10에 있어서, 디바이스의 온도 상승이 「임계값4」로 검출되기 때문에, 흡기 온도에 따르는 제어(모드 1)로 복귀한다. 이 시점의 흡기 온도가 「임계값2」보다 크고, 또한, 「임계값3」 이하이기 때문에, 팬 회전수는 중속 회전(3000RPM)으로 결정된다.
그리고, 모드 1 중에, 흡기 온도가 「임계값1」보다 크고, 또한, 「임계값2」 이하로 되기 때문에, 팬 회전수는 저속 회전(2000RPM)으로 결정된다. 그리고, 흡기 온도에 따르는 제어(모드 1)의 저속 회전(2000RPM)에서의 회전 제어의 개시 후로부터 ΔT=30분 시간 경과 후인 시각 t13에, 디바이스 온도가 「임계값1」 이하인 것이 검출된다. 그리고, 부품 온도에 따르는 제어(모드 2)로 이행하고, 팬 회전수가 내려진다.
상술해 온 바와 같이, 제 2 실시형태의 일례에서는, 흡기 온도에 따라서 결정된 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수(r)[RPM]를 각 디바이스의 온도에 따라 더 증감하므로, 세밀하게 팬 회전수를 제어할 수 있다.
구체적으로는, 흡기 온도에 따라 결정된 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수(r)를 모든 디바이스의 온도가 각각의 「임계값2」 이하일 경우에 α=1[%]만큼 감소시킨다. 이것에 의해, 디바이스의 과잉한 냉각에 의한 냉각 팬의 팬 회전의 소음이나 전력의 과잉 소비를 적절히 회피할 수 있다.
또한, 흡기 온도에 따라 결정된 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수(r)를 온도 임계값을 넘고 있는 디바이스의 온도에 맞춰서 β=5[%]만큼 증가시킨다. 이것에 의해, 서버 장치(50b)의 냉각 부족을 미연에 회피할 수 있다. 그리고, 냉각 부족에 의한 디바이스의 열폭주 방지를 위한 서버 장치(50b)의 정지를 적절히 회피할 수 있다.
(제 3 실시형태의 일례)
제 3 실시형태의 일례에서는, 제 2 실시형태의 일례에서 설명한 모드 2의 냉각 팬 제어 처리에 있어서의 팬 회전수의 증감 제어에 있어, 냉각풍의 흡기 온도(x)[℃]에 따라 구해지는 냉각 팬의 최소 회전수 PMW_duty[min]를 하회하지 않도록 제어한다. 여기에서, 냉각 팬의 최소 회전수값 PMW_duty[min]란, 흡기 온도가 x[℃]일 경우에, 서버 장치(50b)의 디바이스의 냉각에 필요해지는 냉각 팬의 회전수이다. 또한, 냉각풍의 흡기 온도(x)[℃]로서, PMW_duty[min]는, 다음 식에 의해 구해진다.
Figure pat00001
도 6은, 제 3 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리(모드 2) 순서를 나타내는 풀로우차트이다. 도 6에서는, 도 4b에 나타낸 제 2 실시형태의 일례에 따른 냉각 팬 제어 처리(모드 2) 순서를 나타내는 풀로우차트와 동일한 스텝에는 동일한 스텝 번호를 부여하고 있다.
도 6의 스텝 S201에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값2」 이하인지의 여부를 판정한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값2」 이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S201 긍정), 스텝 S201a로 이행한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값2」 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S201 부정), 스텝 S203으로 이행한다.
스텝 S201a에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 현상(現狀)의 회전수(이하, 「현상 duty」라고 함)로부터 1%의 팬 회전수를 내린 값이 상기 (1)식에 의해 구해진 PMW_duty[min] 이상인지의 여부를 판정한다.
「현상 duty」로부터 1%의 팬 회전수를 내린 값이 상기 (1)식에 의해 구해진 PMW_duty[min] 이상이라고 판정되었을 경우에는(스텝 S201a 긍정), 스텝 S202로 이행한다. 또한, 「현상 duty」로부터 1%의 팬 회전수를 내린 값이 상기 (1)식에 의해 구해진 PMW_duty[min] 이상이라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S201a 부정), 스텝 S202a로 이행한다.
스텝 S202a에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 도 4a의 스텝 S103, 스텝 S105 또는 스텝 S107의 처리에서 결정된 팬 회전수를 1% 내린다. 또한, 스텝 S202a에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 회전수를 PMW_duty[min]로 한다. 이들 처리가 종료하면, 스텝 S206으로 이행한다.
스텝 S203에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값3」 이하인지의 여부를 판정한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값3」 이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S203 긍정), 스텝 S203a로 이행한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값3」 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S203 부정), 스텝 S204로 이행한다.
스텝 S203a에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 「현상 duty」의 팬 회전수의 값이 상기 (1)식에 의해 구해진 PMW_duty[min] 이상인지의 여부를 판정한다.
「현상 duty」의 팬 회전수의 값이 상기 (1)식에 의해 구해진 PMW_duty[min] 이상이라고 판정되었을 경우에는(스텝 S203a 긍정), 스텝 S206으로 이행한다. 또한, 「현상 duty」의 팬 회전수의 값이 상기 (1)식에 의해 구해진 PMW_duty[min] 이상이라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S203a 부정), 스텝 S202a로 이행한다.
스텝 S204에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값4」 이하인지의 여부를 판정한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값4」 이하라고 판정되었을 경우에는(스텝 S204 긍정), 스텝 S204a로 이행한다. 모든 디바이스의 온도가 부품 온도 임계값(25a-2)의 각 디바이스의 「임계값4」 이하라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S204 부정), 도 4a의 스텝 S101로 이행한다.
스텝 S204a에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 「현상 duty」로부터 5%의 회전수를 올린 팬 회전수의 값이 상기 (1)식에 의해 구해진 PMW_duty[min] 이상인지의 여부를 판정한다.
「현상 duty」로부터 5%의 회전수를 올린 팬 회전수의 값이 상기 (1)식에 의해 구해진 PMW_duty[min] 이상이라고 판정되었을 경우에는(스텝 S204a 긍정), 스텝 S205로 이행한다. 또한, 「현상 duty」로부터 5%의 회전수를 올린 팬 회전수의 값이 상기 (1)식에 의해 구해진 PMW_duty[min] 이상이라고 판정되지 않았을 경우에는(스텝 S204a 부정), 스텝 S201로 이행한다.
스텝 S205에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 도 4a의 스텝 S103, 스텝 S105 또는 스텝 S107의 처리에서 결정된 팬 회전수를 5% 올린다. 이 처리가 종료하면, 스텝 S206으로 이행한다.
스텝 S206에서는, 팬 동작량 증감부(25c)는, 제 2 시간 Δt의 계시 개시로부터 Δt=1분이 경과할 때까지 처리를 대기한다. 이 처리가 종료하면, 스텝 S201로 이행한다.
또한, PMW_duty[min]는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 흡기 온도(x)[℃]에 관해서 단조(單調) 증가로 된다. 도 7은, 제 3 실시형태의 일례에 따른 흡기 온도에 따른 팬의 최소 회전수를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 흡기 온도(x)=35℃일 때, PMW_duty[min]는, 4000[RPM]이다. 한편, 4000[RPM]은, 일례를 나타내는 수치에 불과하고, PMW_duty[min]는, 서버 장치(50b)가 갖는 디바이스의 발열 특성에 따라 결정된다.
제 3 실시형태의 일례에서는, 흡기 온도(x)[℃]에 따라 결정된 냉각 팬(54b-1) 및 냉각 팬(54b-2)의 팬 회전수(r)[RPM]를 흡기 온도(x)에 의해 결정되는 팬 회전수의 최저 필요값을 하회하지 않도록 각 디바이스의 온도에 따라 증감한다. 따라서, 서버 장치(50b)가 갖는 발열한 디바이스의 냉각에 필요한 최저한의 팬 회전수를 항상 확보할 수 있다.
(다른 실시형태의 일례)
이상, 개시 기술의 제 1, 제 2 및 제 3 실시형태의 일례에 대해서 설명했지만, 개시 기술은 또 다른 형태로 실시되어도 된다. 복수의 전자 부품을 실장한 시스템 보드 등의 회로 기판을 갖는 서버 장치에 있어서, 최근, 전자 부품의 집적도가 향상하고 있기 때문에, 감시를 요하는 발열 에어리어 또는 전자 부품을 한정하는 것이 가능하게 되어 왔다. 이 때문에, 전자 부품마다 온도 센서를 설치해서 전자 부품마다의 온도를 감시한다고 하는 비용을 치러도, 전자 부품마다 온도를 감시하고 그 온도에 따라 냉각 팬의 회전수를 제어하는 것이 의미있게 되어 왔다.
따라서, 서버 장치의 회로 기판에 있어서 온도 감시를 요하는 발열 부품을 포함하는 감시 영역을 설정한다. 그리고, 용장(冗長) 구성된 냉각 팬 각각이 형성하는 냉각풍의 유로에 해당하는 감시 영역마다의 바람 아래에 반도체 온도 센서나 서미스터 등의 온도 센서를 설치한다. 그리고, 감시 영역마다 온도 센서가 검지하는 온도에 따라 해당하는 냉각풍의 유로를 형성하는 냉각 팬의 팬 회전수를 제어해도 된다. 이렇게 하면, 감시 영역의 온도에 따라 냉각 팬마다, 보다 세밀하게 팬 회전수를 제어할 수 있다.
10 : 회로 기판
11a, 11b, 11c : 전자 부품
12a, 12b, 12c : 부품 온도 검지부
13 : 흡기 온도 검지부
14 : 인터페이스
15 : 온도 감시·냉각 제어부
15a : 임계값 기억부
15a-1 : 흡기 온도 임계값
15a-2 : 부품 온도 임계값
15b : 제어부
16 : 냉각 장치 제어부
20 : 시스템 보드
20a : 냉각 제어 장치
21a, 21b, 21c : 디바이스
22a, 22b, 22c : 온도 센서
23 : 흡기 온도 센서
25 : 온도 감시·냉각 제어부
25a : 임계값 기억부
25a-1 : 흡기 온도 임계값
25a-2 : 부품 온도 임계값
25b : 팬 동작량 결정부
25c : 팬 동작량 증감부
26 : 팬 컨트롤러 디바이스
50a : 전자 장치
50b : 서버 장치
51, 51b : 하우징
52, 52b : 전면판
53, 53b : 배면판
54a-1, 54a-2, 54b-1, 54b-2 : 냉각 팬
A, B : 유로

Claims (8)

  1. 팬의 회전에 의해 장치 내부의 공기를 장치 외부에 배기하는 냉각 팬과,
    상기 냉각 팬에 의해 흡기된 흡기 온도를 검지하는 흡기 온도 검지부와,
    장치 내부에 배설(配設)된 복수의 전자 부품의 온도를 각각 검지하는 부품 온도 검지부와,
    상기 부품 온도 검지부에서 검지된 각 전자 부품의 온도 및 상기 흡기 온도 검지부에 의해 검지된 흡기 온도에 의거하여, 상기 냉각 팬의 회전수를 제어하는 제어부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡기 온도를 판정하는 흡기 온도 임계값과, 상기 복수의 전자 부품의 온도를 판정하는 상기 전자 부품마다의 부품 온도 임계값을 기억하는 임계값 기억부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 흡기 온도 검지부에 의해 검지된 상기 흡기 온도와, 상기 임계값 기억부에 기억되는 상기 흡기 온도 임계값을 비교한 결과에 의거하여 상기 냉각 팬의 회전수를 제어하는 동시에, 상기 부품 온도 검지부에서 검지된 각 전자 부품의 온도와, 상기 임계값 기억부에 기억되는 상기 전자 부품마다의 상기 부품 온도 임계값을 비교한 결과에 의거하여 상기 냉각 팬 회전수를 소정의 변동 단위만큼 더 증감하는 것을 특징으로 하는 냉각 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 부품마다의 부품 온도 임계값은, 상기 복수의 전자 부품마다 제 1 임계값과, 상기 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값을 적어도 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 부품 온도 검지부에서 검지된 각 전자 부품의 온도와, 상기 전자 부품마다의 상기 제 1 임계값을 각각 비교하고, 모든 전자 부품의 온도가 상기 제 1 임계값 이하일 경우에, 각 전자 부품의 온도와, 상기 전자 부품마다의 상기 제 2 임계값을 더 비교하고, 모든 전자 부품의 온도가 상기 제 2 임계값 이하일 경우에는, 상기 흡기 온도에 의거하여 제어한 상기 냉각 팬의 회전수를 제 1 변동 단위 α만큼 감소시키는 것을 특징으로 하는 냉각 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전자 부품마다의 부품 온도 임계값은, 상기 복수의 전자 부품마다 상기 제 2 임계값보다 큰 제 3 임계값을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 부품 온도 검지부에서 검지된 각 전자 부품의 온도가 상기 제 2 임계값 이하가 아닐 경우에, 각 전자 부품의 온도와, 상기 전자 부품마다의 상기 제 3 임계값을 더 비교하고, 모든 전자 부품의 온도가 상기 제 3 임계값 이하일 경우에는, 상기 냉각 팬의 회전수를 유지하는 것을 특징으로 하는 냉각 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전자 부품마다의 부품 온도 임계값은, 상기 전자 부품마다 상기 제 3 임계값보다 큰 제 4 임계값을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 부품 온도 검지부에서 검지된 각 전자 부품의 온도가 상기 제 3 임계값 이하가 아닐 경우에, 각 전자 부품의 온도와, 상기 전자 부품마다의 상기 제 4 임계값을 더 비교하고, 모든 전자 부품의 온도가 상기 제 4 임계값 이하일 경우에는, 상기 냉각 팬의 회전수를 제 2 변동 단위 β만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉각 제어 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 전자 부품의 온도가 상기 제 4 임계값 이하가 아닐 경우에는, 상기 흡기 온도 검지부에 의해 새롭게 검지된 흡기 온도와, 상기 임계값 기억부에 기억되는 냉각풍 온도 임계값을 비교한 결과에 의거하여 상기 냉각 팬의 회전수를 재(再)제어하는 것을 특징으로 하는 냉각 제어 장치.
  7. 장치 내부에 배설된 복수의 전자 부품과,
    팬의 회전에 의해 장치 내부의 공기를 장치 외부에 배기하는 냉각 팬과,
    상기 냉각 팬에 의해 흡기된 흡기 온도를 검지하는 흡기 온도 검지부와,
    상기 복수의 전자 부품의 온도를 각각 검지하는 부품 온도 검지부와,
    상기 부품 온도 검지부에서 검지된 각 전자 부품의 온도 및 상기 흡기 온도 검지부에 의해 검지된 흡기 온도에 의거하여, 상기 냉각 팬의 회전수를 제어하는 제어부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 팬의 회전에 의해 장치 내부의 공기를 장치 외부에 배기하는 냉각 팬을 제어하는 냉각 제어 장치가 행하는 냉각 제어 방법으로서,
    장치 내부에 배설된 복수의 전자 부품의 온도를 각각 검지하는 부품 온도 검지 스텝과,
    상기 냉각 팬에 의해 흡기된 흡기 온도를 검지하는 흡기 온도 검지 스텝과,
    상기 부품 온도 검지 스텝에서 검지된 각 전자 부품의 온도 및 상기 흡기 온도 검지 스텝에 의해 검지된 흡기 온도에 의거하여, 상기 냉각 팬의 회전수를 제어하는 제어 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 제어 방법.
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