JP2004240967A - ブレードサーバ - Google Patents

Abstract

【課題】冷却効果が高く、コンパクトなブレードサーバの冷却構造を提供する。
【解決手段】シャシーを備えたブレードサーバであって、複数のブレードの各々の両面及び面板が、シャシの前部及び後部に垂直になるようにシャシ内に配置されている。複数のブレードには、少なくとも１つのサーバブレードがある。シャシの前部及び後部の少なくとも一方には１つまたは複数のファンが配置されており、その１つまたは複数の入口及び出口の少なくとも一方における流路が、複数のブレードの各々の両面及び面板に平行になるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般的にはブレードサーバに関する。

パーソナルコンピュータなどのコンピュータは、コンピュータ間でデータを転送できるようにインターネットなどのデータネットワークに接続される場合が多い。複数のコンピュータが大量のデータを共用する時、データをコンピュータに与えるために、サーバをデータネットワークに接続することが多い。サーバは、ネットワーク内に保存されている情報に多くのコンピュータがアクセスできるようにする。

ブレードサーバは、１つのタイプのサーバである。ブレードサーバは、プロセッサ、メモリ、ネットワーク接続部及び関連電子回路部をすべて、たとえば、サーバブレードと呼ばれる単一または複数の回路カード上に含む包括的コンピュータシステムである。１つの用例では、サーバアプライアンスブレード、ネットワークスイッチ(network-switch)ブレード、ストレージ(storage)ブレード、管理ブレード、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）ブレード及び他のブレードと共に、１つまたは複数のサーバブレードがシャシ内に収容されている。多くの用例では、幾つかのシャシが垂直ラックキャビネット内に縦に積み重ねられるか、水平ラックキャビネット内に横に並べて配置される。

シャシは通常、表面(faceplane)がラックキャビネットの前部にほぼ平行になるような向きの背面または中央面(backplane or midplane)を備えている。さまざまなブレードが背面または中央面に電気接続され、通常は、表面にほぼ垂直になる向きになっており、また、各ブレードの面板が表面に、従ってラックキャビネットの前部にほぼ平行になるような向きに配置されている。この向きでは、ブレードの面板が、シャシの前部と一致して、シャシの前部を閉鎖する。

ブレードは通常、熱を放散し、この熱をブレードから、したがってシャシから取り除かなければ、ブレードが故障するであろう。したがって、多くのシャシは、シャシ内を通り抜けてブレードを冷却する空気流を発生させるためのファンを有する。多くの用例では、空気は、ブレード及びブレードの面板に平行に流れる。さらに、たとえば、ＰＣＩ（ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト）工業用コンピュータ製造者グループ（ＰＩＣＭＧ）によって広められている工業用仕様(industry specifications)によって定められるような多くの用例では、空気がラックキャビネットの前部でラック取り付けシャシに流入し、ラックキャビネットの後部でシャシから流出しなければならない。したがって、これらの用例では、空気がシャシの前部に流入し、約９０度旋回して面板及びブレードに平行に流れてから、約９０度旋回してシャシの後部から流出する。

これに伴う１つの問題は、空気流が旋回の度に運動量を失い、それによって空気流の効率が、したがって冷却効果が低下する。さらに、空気が旋回できるようにするために、妨げられない空間が通常必要であり、空気流を旋回させるために、プレナムやバッフルなどが一般的に使用される。たとえば、シャシが垂直ラックキャビネット内に縦に積み重ねられている時、プレナム及び／またはバッフルが各シャシの底部及び上部に配置されることが多い。これによって、各シャシの高さが増大し、したがって、ラックキャビネット内に配置することができるシャシの数が減少する。同様に、シャシを水平ラックキャビネット内に横に並べて配置する時、各シャシのいずれかの側部にプレナム及び／またはバッファが配置されることが多く、それによって、ラックキャビネット内に配置することができるシャシの数が減少する。

上記理由、及び本明細書を読んで理解すれば当該技術分野の専門家に明らかになる後述の他の理由から、当該技術においてブレードサーバのブレードを冷却する代替手段が必要である。

本発明の１つの実施形態としては、前部及び後部を有するシャシを備えたブレードサーバを提供する。複数のブレードの各々の両面及び面板はシャシの前部及び後部に垂直（本発明の実施形態の説明で、垂直とはほぼ垂直も含む)になるようにシャシ内に配置されている。複数のブレードには、少なくとも１つのサーバブレードが含まれる。シャシの前部及び後部の少なくとも一方には１つまたは複数のファンが配置されており、その１つまたは複数の入口及び出口の少なくとも一方における流路が、複数のブレードの各々の両面及び面板に平行（本発明の実施形態の説明で、平行とはほぼ平行も含む)になるようになっている。

別の実施形態では、ブレードサーバを冷却する方法を提供する。本方法は、シャシ内に複数のブレードの各々の面板及び両面がシャシの前部に垂直になるような向きに配置する。複数のブレードの１つまたは複数が、サーバブレードである。本方法は、シャシの前部及び後部の少なくとも一方に１つまたは複数のファンを配置し、１つまたは複数のファンの入口及び出口の少なくとも一方における流路が、複数のブレードの各々の両面及び面板に平行になるようにする。１つまたは複数のファンを使用して、シャシの前部にほぼ水平に流入し、複数のブレードの各々の両面に沿ってほぼ水平に流れて、シャシの後部でほぼ水平に流出するほぼ水平の空気流を発生することも、本方法に含まれる。

本発明のさらなる実施形態には、さまざまな方法及び装置がある。

本実施形態の以下の詳細な説明では、その一部を構成する添付図面を参照し、図面には例示として、本発明を実行することができる具体的な実施形態が示されている。これらの実施形態は、当該技術分野の専門家であれば本発明を実行できるほどに十分に詳細に記載されており、また、他の実施形態も使用でき、本発明の範囲から逸脱することなく、プロセス、電気的または機械的変更を加えることができることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、制限的な意味で理解されるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等によって定義されるだけである。

図１及び図２は、本発明の実施形態に従ったブレードサーバ１００を示す、それぞれ斜視図及び上面図である。ブレードサーバ１００は、前部１０４及び後部１０６を有するシャシ１０２を備えている。ブレード（回路カード）１０８₁ 〜１０８_Nが、シャシ１０２内で前部１０４及び後部１０６間に配置されている。ブレード１０８₁ 〜１０８_N の少なくとも１つがサーバブレード、たとえば、ネットワークを介してそれに接続されたコンピュータにサービスを提供する回路カードである。１つの実施形態では、ブレード１０８₁ 〜１０８_N は、ストレージブレード、管理ブレード及びネットワークスイッチブレードの中の少なくとも１つである。ブレード１０８₁ 〜１０８_N の各々は、図１に示されているように、両面１１０及び１１２と面板１１４とを有する。ブレード１０８₁ 〜１０８_N は、その両面１１０及び１１２と面板１１４とがシャシ１０２の前部１０４及び後部１０６に垂直になるようにしてシャシ１０２内に配置される。

１つの実施形態では、図１及び図２に示されているように、ファン１１６が、シャシ１０２の前部１０４及び後部１０６に配置されている。別の実施形態では、ファン１１６が、シャシ１０２の前部１０４または後部１０６のいずれかに配置される。ファン１１６は、図１に示されているように、各ファン１１６の入口１２０における（図１に矢印１１８で示された）流路が両面１１０及び１１２と面板１１４とに平行になるように配置される。別の実施形態では、ファン１１６は、図１に示されているように、各ファン１１６の出口１２４における（図１に矢印１２２で示された）流路が両面１１０及び１１２と面板１１４とに平行になるように配置される。

作用を説明すると、ファン１１６は、前部１０４から後部１０６へほぼ水平に流れる空気流を発生する。詳細には、空気流は、シャシ１０２の前部１０４に、矢印１２２で示されているようにほぼ水平に流入し、矢印１１８及び１２２で示されているように、各ブレード１０８₁ 〜１０８_Nの両面１１０及び１１２に沿ってほぼ水平に、かつそれらに平行に流れて、矢印１１８で示されているように、シャシ１０２の後部１０６でほぼ水平に流出する。さまざまな実施形態では、空気流は、ブレード１０８₁〜１０８_Nから熱を除去することによってブレード１０８₁〜１０８_Nを冷却する。

背面または中央面１２６が、シャシ１０２内に配置されている。背面または中央面１２６は、図１に示されているように、背面または中央面１２６の表面１２８が前部１０４及び後部１０６に垂直になるような向きにある。各ブレード１０８₁ 〜１０８_Nは、背面または中央面１２６に電気接続される。

１つの実施形態では、スロット１３０及び１３２がシャシ１０２内に配置され、図２に示されているように、それぞれ前部１０４及び後部１０６に隣接した位置にある。各スロット１３０がそれぞれ各スロット１３２に整合して、図２に示されているように、整合スロット対１３６を形成している。各整合スロット対１３６が、ブレード１０８₁ 〜１０８_N の１つを受け取る。すなわち、各ブレード１０８₁ 〜１０８_N の両縁部１３８及び１４０（図１に示す）が、それぞれスロット１３０及び１３２にはまる。

図３は、本発明の別の実施形態に従ったブレードサーバ３００の斜視図である。ブレードサーバ３００は、ラックキャビネット３０２を備えている。シャシ３０４₁ 〜３０４_M が、第１位置及び第２位置間を移動できるようにラックキャビネット３０２に移動可能に取り付けられている。１つの実施形態では、図３においてシャシ３０４₁及び３０４_Mについて示されているように、第１位置にある時、シャシ３０４₁ 〜３０４_M がラックキャビネット３０２内に位置して、各シャシ３０４₁ 〜３０４_M の前部３０６がラックキャビネット３０２の前部と一致する。図３においてシャシ３０４₂ について示されているように、第２位置にある時、シャシ３０４₁ 〜３０４_M はラックキャビネット３０２の前部から延出する。

１つの実施形態では、上記のようなブレード１０８₁ 〜１０８_N は、各シャシ３０４₁ 〜３０４_M 内で各シャシ３０４₁ 〜３０４_M の前部３０６及び後部３０８間に配置されている。ブレード１０８₁ 〜１０８_N は、両面１１０及び１１２と面板１１４とが前部３０６及び後部３０８に垂直になるように各シャシ３０４₁ 〜３０４_M 内に配置されている。シャシ３０４₁ 〜３０４_Mの第２位置はブレード１０８₁ 〜１０８_Nへと通じる。

別の実施形態では、シャシ３０４₁ 〜３０４_M の各々が両側部３１２を有し、シャシ３０４₂ について示されているように、各側部にレール３１４が取り付けられている。各シャシ３０４₁ 〜３０４_M が上記のように第１及び第２位置間を移動できるように、レール３１４がラックキャビネット３０２のチャネル３１６内を摺動または転動する。当該技術分野の専門家であれば、本実施形態では、各シャシ３０４₁ 〜３０４_M が引き出しとして機能することがわかるであろう。

１つの実施形態では、ファン３１８が、各シャシ３０４₁ 〜３０４_M の前部３０６に配置されている。他の実施形態では、各シャシ３０４₁ 〜３０４_M が、図１及び図２のシャシ１０２について記載した通りであって、前部及び後部にファンを有する。別の実施形態では、ファンが後部だけに設けられている。

ブレードサーバ３００が、図３に示されているようにシャシを上下に積み重ねた縦置きに制限されないことに留意されたい。逆に、ブレードサーバ３００は、シャシを横に並べた横置きにすることができる。

１つの実施形態では、図１及び図２に示されているように、各ブレード１０８₁ 〜１０８_N の面板１１４がシャシ１０２の上部と一致し、背面または中央面１２６の表面１２８が上部に平行である。別の実施形態では、図３に示されているように、各ブレード１０８₁〜１０８_Nの面板１１４が各シャシ３０４₁ 〜３０４_M の上部と一致する。

別の実施形態では、たとえば図４に３つのブレード１０８について示されているように、各ブレード１０８₁〜１０８_Nの面板１１４がブレードサーバ４００のシャシ４１０の側部と一致する。この実施形態では、ブレード１０８が背面または中央面４２０に電気接続される。背面または中央面４２０は、図４に示されているように、背面または中央面４２０の表面４３０がシャシ４１０の側部に平行になるようにシャシ４１０内に配置される。ブレード１０８は、両面１１０及び１１２と面板１１４とがシャシ４１０の前部４４０及び後部４５０に垂直になるようにシャシ４１０内に配置される。一部の実施形態では、シャシ４１０がラックキャビネット内に配置される。

１つの実施形態では、図４に示されているように、ファン４６０がシャシ４１０の前部４４０及び後部４５０に配置される。別の実施形態では、ファン４４０が、シャシ４１０の前部４４０または後部４５０のいずれかに配置される。ファン４４０は、図４に示されているように、各ファン４６０の入口４７０における（図４に矢印４６５で示された）流路が両面１１０及び１１２と面板１１４とに平行になるように配置される。別の実施形態では、ファン４６０は、図４に示されているように、各ファン４６０の出口４８０における（図４に矢印４７５で示された）流路が両面１１０及び１１２と面板１１４とに平行になるように配置される。

作用を説明すると、ファン４６０は、シャシ４１０の前部４４０から後部４５０にほぼ水平に流れる空気流を発生する。詳細には、空気流は、前部４４０に、矢印４７５で示されているようにほぼ水平に流入し、矢印４６５及び４７５で示されているように、各ブレード１０８の両面１１０及び１１２に沿ってほぼ水平に流れて、矢印４６５で示されているように、シャシ４１０の後部４５０でほぼ水平に流出する。

本発明の各実施形態は、ブレードサーバを提供する。１つの実施形態では、ブレードサーバは、複数のブレードを収容するシャシを備え、そのブレードの少なくとも１つがサーバブレードである。シャシの前部及び後部の少なくとも一方に、１つまたは複数のファンが配置されている。動作中、ファンが、シャシ内をシャシの前部から後部まで通る水平路に沿った空気路を発生する。流路は、複数のブレードの各々の両面及び面板に平行である。これによって、従来型ブレードサーバで一般的であるように流れを旋回させる必要がなくなる。

以上に特定の実施形態を図示して記載してきたが、当該技術分野の専門家であれば、同一目的を達成するように計算されたいずれの構造も、図示の特定の実施形態の代わりになることができることがわかるであろう。本発明の多くの応用が、当該技術分野の専門家には明らかであろう。したがって、本出願は、本発明のいずれの応用または変更も範囲に含むものとする。本発明が、添付の特許請求の範囲及びその均等だけによって制限されるべきものであることは、明白である。

本発明の１つの実施形態に従ったブレードサーバの斜視図である。 図１のブレードサーバの平面図である。 本発明の別の実施形態に従ったブレードサーバの斜視図である。 本発明のさらに別の実施形態に従ったブレードサーバの斜視図である。

符号の説明

１００、３００、４００ ブレードサーバ
１０２、３０４、４１０ シャシ
１０４、３０４、４４０ 前部
１０６、３０８、４５０ 後部
１０８₁ 、１０８_N ブレード
１１０、１１２ 両面
１１４ 面板
１１６、３１８、４６０ ファン
１１８、１２２、４６５、４７５ 流路
１２０、４７０ 入口
１２４、４８０ 出口
１２６、４２０ 中央面
１２８、４３０ 表面
３０２ ラックキャビネット

Claims (10)

1. 前部及び後部を有するシャシと、
   少なくとも１つのサーバブレードを有する複数のブレードであって、前記複数のブレードの各々の両面及び面板が前記シャシの前記前部及び前記後部に垂直になるように前記シャシ内に配置されている、複数のブレードと、
   前記シャシの前記前部及び前記後部の少なくとも一方に配置された１つまたは複数のファンであって、前記１つまたは複数のファンの入口及び出口の少なくとも一方における流路が、前記複数のブレードの各々の前記両面及び前記面板に平行である、１つまたは複数のファンと、
   を備えることを特徴とするブレードサーバ。
2. 前記シャシは、ラックキャビネット内に移動可能に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のブレードサーバ。
3. 前記複数のブレードは、ストレージブレード、管理ブレード及びネットワークスイッチブレードの中の少なくとも１つをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のブレードサーバ。
4. 前記シャシ内に背面または中央面をさらに備えており、前記背面または中央面は、その表面が前記前部及び前記後部に垂直になるような向きにあり、前記ブレードの各々は、前記背面または中央面に電気接続されることを特徴とする請求項１に記載のブレードサーバ。
5. 前記複数のブレードの各々の前記面板は、前記シャシの側部または上部と一致することを特徴とする請求項１に記載のブレードサーバ。
6. 前記１つまたは複数のファンは、前記シャシの前記前部及び前記後部の両方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のブレードサーバ。
7. 複数のブレードが、少なくとも１つのサーバブレードを有し、前記複数のブレードの各々の両面及び面板がシャシの前部及び後部に垂直になるように、シャシ内に複数のブレードを配置するステップと、
   １つまたは複数のファンの入口及び出口の少なくとも一方における流路が、前記複数のブレードの各々の前記両面及び前記面板に平行になるように、前記シャシの前記前部及び前記後部の少なくとも一方に１つまたは複数のファンを配置するステップと
   を含むことを特徴とするブレードサーバを製造する方法。
8. 前記背面または中央面の表面が、前記シャシの前記前部及び前記後部に垂直になるような向きに、前記シャシ内の背面または中央面を配置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のブレードサーバを製造する方法。
9. 前記シャシが前記ラックキャビネット内に収容され、前記シャシが第１位置及び第２位置間で移動可能であり、前記シャシが前記第１位置にある時、前記シャシの前記前部が前記ラックの前部と一致し、前記第２位置にある時、前記シャシは前記ラックキャビネットの前記前部から延出するように、前記シャシを前記ラックキャビネットに取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のブレードサーバを製造する方法。
10. 複数のブレードの１つまたは複数がサーバブレードであって、シャシ内に前記ブレードサーバの複数のブレードを、前記複数のブレードの各々の面板及び両面が前記シャシの前記前部に垂直になるような向きに配置するステップと、
    前記１つまたは複数のファンの入口及び出口の少なくとも一方における流路が、前記複数のブレードの各々の前記両面及び前記面板に平行になるように、前記シャシの前記前部及び前記後部の少なくとも一方に１つまたは複数のファンを配置するステップと、
    前記１つまたは複数のファンを使用して、前記シャシの前記前部にほぼ水平に流入し、前記複数のブレードの各々の前記両面に沿って水平に流れて、前記シャシの前記後部で水平に流出する水平の空気流を発生するステップと
    を含むことを特徴とするブレードサーバを冷却する方法。

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