JP5866076B2 - 記憶制御装置の冷却機構 - Google Patents
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Description
本発明は、記憶制御装置を冷却するための技術に関する。
複数の回路基板(プリント基板)の冷却機構が、例えば、特開2011−249731号公報に開示されている。
上記冷却機構においては、回路基板を効率よく冷却するため、冷却風の流路に対して回路基板が平行に配置されている。回路基板を接続するための接続基板(バックプレーン)が流路に対して垂直に配置される場合には(例えば、図2)、接続基板が、冷却風の流路を塞いでしまい、回路基板の冷却を妨げるおそれがある。このため、接続基板に風穴を設けている。
しかしながら、接続基板に風穴を設けただけでは、冷却風の流量が制限されてしまい、回路基板の冷却が十分ではない。特に、近年では、回路基板に取りつけられた部品の小型化、高性能化に伴い、年々回路基板の発熱量は高くなっており、十分な冷却が必要である。
上記課題を解決するために、本発明の一態様である冷却機構は、互いに平行に配置されている複数の第一回路基板と、複数の第一回路基板に沿って形成される第一流路内に、冷却風を生成する1つ以上の第一ファンと、第一流路に対して垂直に且つ第一流路とは異なる位置に配置されており、複数の第一回路基板を接続する接続基板と、を備える。
本発明の一態様によれば、回路基板の冷却効率を高めることができる。
なお、以後の説明では「aaaテーブル」等の表現にて情報を説明するが、これら情報はテーブル等のデータ構造以外で表現されていてもよい。
さらに、各情報の内容を説明する際に、「識別子」、「番号」という表現を用いるが、これらについてはお互いに置換が可能である。
各図において共通の要素については、同一の参照番号を付して説明する。また、共通の要素に関し、各要素を識別する場合には、数字の最後に1a、#1A等の個別の番号等を付して説明する。ただし、必要に応じて番号等を省略して説明する場合がある。
以下、図面等を用いて、本発明の幾つかの実施例について説明する。以下の実施例は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこの実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。例えば、以下の説明においては、本発明にかかる冷却機構を、記憶制御装置の冷却機構として説明している。しかし、これに限定されるものではない。
以下、実施例1の記憶制御装置について説明する。
図1は、実施例1の記憶制御装置を備えたストレージシステムの斜視図である。
ストレージシステム1は、複数のモジュールが組み合わされて構築される。モジュールとしては、例えば、記憶装置が搭載された記憶モジュール2や、記憶モジュール2を制御する論理モジュール3がある。本実施例に係る記憶制御装置は、論理モジュール3に相当する。ストレージシステム1は、例えば、複数種のモジュール2、3が搭載された筐体4の、一以上の集合体として構築される。
本実施例では、ストレージシステム1は、筐体4に搭載された記憶モジュール2及び論理モジュール3で構成される。筐体4の下部には、論理モジュール3が搭載される。筐体4の上部、つまり論理モジュール3の上側には、記憶モジュール2が搭載される。なお、ストレージシステム1の各モジュールの配置はこれに限られない。例えば、論理モジュール3と記憶モジュール2とが逆の位置に配置されてもよい。また、1つの筐体4に、記憶モジュール2及び論理モジュール3が、複数搭載されてもよい。
筐体4は、フレームで組み立てられた構造である。本実施例では、筐体4は、フレームのみからなる1つの構造体であるが、これに限られない。例えば、筐体4は、その上面、下面及び両側面が閉じられ、前面及び後面が開放された構造であってもよい。筐体4には、前面及び/又は後面に、その(又はそれらの)面を実質的に完全に覆うドアを備えることができる。筐体4のドアには、ストレージシステム1の外から中に空気を吸い込む、或いは、ストレージシステム1の中から外に空気を排出するための空気通過部を設けることができる。空気通過部は、例えば、多数の孔である。
また、例えば、筐体4は、記憶モジュール2及び論理モジュール3の、それぞれの一部又は全部を囲うように形成されてもよい。この場合、筐体4は、各モジュールの上面、下面及び両側面が閉じられ、前面及び後面が開放された構造であってもよい。なお、本実施例では、簡単のため、記憶モジュール2及び論理モジュール3の各要素は、筐体4の前半部分の領域にのみ示されている。
記憶モジュール2には、複数の記憶装置を搭載する、複数の記憶ボックス21が配設される。記憶装置は、例えば、SAS(Serial Attached Small Computer System Interface)−HDD(Hard Disk Drive)、SATA(Serial Advanced Technology Attachment)−HDD等のハードディスクデバイスであってもよいし、SSD(Solid State Drive)等の半導体記憶デバイスであってもよい。
論理モジュール3には、複数の論理基板31が搭載される。論理基板31は、複数の論理回路が集積された回路基板である。論理基板31には、幾つかの種類がある。論理基板31の種類としては、例えば、マイクロプロセッサ(MP)、スイッチ(SW)、キャッシュメモリ(CM)、ディスクアダプタ(DKA)、チャネルアダプタ(CHA)等がある。論理基板31は、例えば、図1に示すように、その種類毎に異なる大きさであってもよい。論理モジュール3には、論理基板31を冷却するためのファン32が搭載される。
図2は、図1の論理モジュール3の右側面図である。
本図においては、論理モジュール3の冷却機構を説明するため、構成要素を模式的に示している。論理モジュール3の外形は、点線で示される。論理モジュール3の前方及び後方には、それぞれ、複数の論理基板31からなる論理基板群30が配置される。本実施例では、2つの論理基板群30が、論理モジュール3の前部及び後部の領域に、それぞれ1つずつ配置されているが、これに限られない。論理基板群30は、各領域にそれぞれ1つ以上配置されてよい。各領域の論理基板群30は、上下方向に互いにずれて配置される。本実施例では、前部の領域の論理基板群#Aが上側に寄せられて配置され、後方の領域の論理基板群#Bが下側に寄せられて配置されているが、これに限られない。
論理基板群#Aの下方には、ファン32bが配置される。例えば、ファン32bは、流路f1に冷却風を送出するファンである。ファン32bは、論理基板群#Bの前方に配置される。これにより、流路f1は、論理基板群#Bの複数の論理基板31に沿って形成される。すなわち、流路f1は、論理モジュール3内の空間のうちファン32bの後方に位置する下部空間である。下部空間は、論理基板群#Bの複数の論理基板31の間の空間と、論理基板群#Bに接する空間とを含む。なお、本実施例では、複数のファン32bが、流路f1に対面し、論理基板群#Aを構成する複数の論理基板31の配列方向に平行に並設される(図3参照)。
論理基板群#Aを構成する各論理基板31は、それぞれ部品313を有する。部品313について詳細は後述する。論理基板群#A内の論理基板31上で部品313の前方には、1つ以上の温度センサ37aが設けられる。温度センサ37aは、例えば、論理基板群#Aを構成する複数の論理基板31のうち、任意の1つ以上の論理基板31に設置されてもよいし、すべての論理基板31にそれぞれ設置されてもよい。この温度センサ37aにより、論理モジュール3に流入する空気の温度を測定できる。
論理基板群#Bの上方には、ファン32aが配置される。例えば、ファン32aは流路f2から冷却風を吸引するファンである。ファン32aは、論理基板#Aの後方に配置される。これにより、流路f2は、流路f1上方に、論理基板群#Aに沿って形成される。すなわち流路f2は、論理モジュール内の空間のうち、ファン32aの前方に位置する上部空間である。上部空間は、論理基板群#Aの複数の論理基板31の間の空間と、論理基板群#Aに接する空間とを含む。なお、本実施例では、複数のファン32aが、流路f2に対面し、論理基板群#Bを構成する複数の論理基板31の配列方向に平行に並設される(図示なし)。
論理基板群#Bを構成する各論理基板31は、それぞれ部品313を有する。部品313について詳細は後述する。論理基板群#B内の論理基板31上で部品313の後方には、1つ以上の温度センサ37bが設けられる。具体的には、例えば、温度センサ37bは、論理基板群#Bを構成する複数の論理基板31のうち、任意の1つ以上の論理基板31に設けられてもよいし、すべての論理基板31にそれぞれ設けられてもよい。この温度センサ37bにより、論理モジュール3から流出する空気の温度を測定できる。また、1つの流路f1(f2)が1つの論理基板群#A(#B)に対応しているので、温度センサ37bの測定値から温度センサ37aの測定値を減ずることにより、論理基板#B群の発熱温度(発熱量)を推定することができる。
論理モジュール3には、流路f1、f2に対して垂直に、バックプレーン36が設けられる。バックプレーン36は、例えば、論理基板群#Aの複数の論理基板31を電気的に接続するとともに論理基板群#Bの複数の論理基板31を電気的に接続する、プリント配線が施された回路基板である。例えば、バックプレーン36は、前面にコネクタ363を備えており、論理基板31の後端に設けられているコネクタ312と接続される。同様に、バックプレーン36は、後面にコネクタを363備えており、論理基板31の前端に設けられているコネクタ312と接続される。すなわち、論理基板群#Aを構成する論理基板31は、バックプレーン36に対して、論理基板群#Bを構成する論理基板31の反対側に配置されている。
バックプレーン36は、流路f1の上方に配置される。換言すると、バックプレーン36は、ファン32bの後方の領域を除いて形成される。図示例においては、バックプレーン36は、その下方の流路f1を避けて形成される。これにより、流路f1が、バックプレーン36に妨げられることなく、論理モジュール3の前端から後端に亘って形成される。バックプレーン36には、通気孔361が形成される。通気孔361により流路f1より細くなるものの、流路f2が論理モジュール3の前端から後端に亘って形成される。従って、流路f1の流方向に垂直な断面は、流路f2の流方向に垂直な断面よりも広く形成される。
図3は、図1の論理モジュール3の正面図である
論理モジュール3においては、その幅方向に、論理基板群#Aを構成する複数の論理基板31が互いに平行に配置され、その下方に、複数のファン32bが後方に向けて並設される。換言すると、複数のファン32bは、流路f1に対面し、論理基板群#Aを構成する複数の論理基板31の配列方向に平行に並設される。これにより、流路f1に冷却風を生成する。なお、論理モジュール3の前面において、ファン32bと論理基板31とは、上下方向に重なり合わないように配置されてもよい。
論理基板群#Aを構成する複数の論理基板31は、それぞれ論理ボックス35に格納される。論理ボックス35は、ファン32から送出される冷却風を遮らないように前面及び後面が開放されてよい。論理基板31は、冷却風の流路f1に沿って配置される。論理基板31は、基板本体311と、バックプレーン36に接続されるコネクタ312と、部品313とを有する。部品313は、論理基板31の種類に応じて異なってもよい。各種の部品313は、複数の部品を有する部品群であってよい。なお、本実施例では、1つの論理ボックス35に1つの論理基板31が配設されているが、これに限られない。また、1つの論理ボックス35に、複数の論理基板31が配設されてもよいし、論理ボックス35を配置せずに、複数の論理基板31を配設してもよい
図4は、図1のA−A断面図である。
論理モジュール3は、ストレージシステム1を搭載する筐体4の一部であるフレーム41で囲われている。フレーム41は、周縁部411と補強部412とからなる。本実施例では、補強部412は、周縁部411の上縁及び下縁とそれぞれ平行に設けられている補助部412a及び補助部412bである。バックプレーン36は、固定具としてのネジ362によって、フレーム41に取付けられる。具体的には、バックプレーン36の上縁及び下縁は、周縁部411の上方及び補助部412bに、それぞれ、4つのネジによって略等間隔で固定される。
バックプレーン36は、流路f1と異なる位置に配置される。具体的には、例えば、バックプレーン36は、その大きさが、フレーム41の幅方向とおおよそ同じ長さで、かつ、上下方向の長さよりも短く形成される。例えば、バックプレーン36の上下方向の長さは、周縁部411の上下方向の長さの70%〜75%にしてもよい。
通気孔361は、流路f2に冷却風を通気させるように、ファン32aに対面する位置に配置される。なお、本実施例では、通気孔は1つであるが、複数形成されてもよい。
バックプレーン36には、論理基板31を接続するための複数のコネクタ363が設けられる。具体的には、例えば、バックプレーン36と論理基板31とを接続する配線が、コネクタ363及びコネクタ312を介して接続される。バックプレーン36と論理基板31との配線を含む領域を、有効配線領域VA(Valid Area)とする。有効配線領域のうち、高速配線及び低速配線は、上下方向に交互に配置されてもよい。なお、高速配線は、例えば、PCI−Expressである。
上記のとおり、バックプレーン36を流路f1と異なる位置に配置することにより、冷却風の流路f1を広く確保することができ、論理基板31の冷却効率を高めることができる。具体的には、例えば、図5に示されるように、周縁部411xの全体に亘るバックプレーン36xの下部に通気孔hを設けた場合に比べて、冷却風の流路を広く形成することができる。この場合、バックプレーン36xの強度を所定以上にするためには、図5のように、通気孔hの大きさも考慮しなければならならない。本実施例は、流路f1とは異なる位置にバックプレーン36を配置したことにより、冷却風の流路f1を広く確保でき、論理基板31の冷却効率を高めることができる。また、流路f1が広く形成されたことにより、ファン回転数、つまり冷却風の風量及び風速を減らすことができる。これにより、ファン32の数や、論理モジュール3の維持コストを削減することができる。
また、図5で示されるバックプレーン36xに比べて、本実施例に係るバックプレーン36は、面積を小さくできる。また、本実施例では、バックプレーン36は、その下部のみを縮小しているため、有効配線領域を削減することがなく、コネクタ363の数を低減する必要がない。
また、バックプレーン36の通気孔361及び有効配線領域の間は、2つのネジ362によって補助部412aに固定される。図5で示されるバックプレーン36xに比べて、本実施例では、バックプレーン36自体の面積を小さくすることで、バックプレーン36を筐体4に固定するネジ362の数を減らすことができる。これにより、論理モジュール3を作成するためのコストを低減できると共に、組み立て作業の効率を向上させることができる。また、有効配線領域においても、ネジ362を減らすことができる。
また、本実施例では、ファン32a、32bが上下方向に異なる位置に配置され、2つの論理基板群30を上下方向にずらしたことにより(図2参照)、各流路f1、f2にそれぞれ1つの論理基板群30が配置される。例えば、図6に示されるように、複数の論理基板群30xを上下方向の位置を合わせて配置し、2つの流路f1x、f2xがともに2つの論理基板群30x内を通る論理モジュール3xに比べて、本実施例の論理モジュール3の冷却機構は、論理基板31の冷却効率がよい。加えて、論理基板群30の各々に1つの流路が対応づけられているため、流路の広さにより、論理基板群30の配置を考慮してもよい。例えば、本実施例では、論理基板群#Bに対応する流路f1の方が、論理基板群#Aに対応する流路f2よりも、その流方向に垂直な断面が広く形成されているため、論理基板群#Aよりも論理基板群#Bに、部品の発熱量の高い論理基板31を配置するようにしてもよい。
また、本実施例では、複数のファン32bが、流路f1に対面し、論理基板群#Aを構成する複数の論理基板31の配列方向に平行に並設されている。これにより、流路f1である下部空間全体に冷却風を流すことができ、全体を効率よく冷却することができる。また、本実施例では、複数のファン32aが、流路f2に対面し、論理基板群#Bを構成する複数の論理基板31の配列方向に平行に並設されている。これにより、流路f2である上部空間全体に冷却風を流すことができ、全体を効率よく冷却することができる。
また、本実施例では、論理モジュール3内の流路f1、f2に、冷却風を生成するファンとして、流路f1に冷却風を送出するファン32aと、流路f2から冷却風を吸引するファン32bを設けている。これにより、論理モジュール3内において、流路f1、f2を通る冷却風を流方向にスムースに流すことができる。
なお、本実施例では、バックプレーン36を、冷却風の流路f1と異なる位置に配置した。具体的には、バックプレーン36は、ファン32bに面する下部空間を除いて形成されたが、これに限られない。例えば、バックプレーン36は、冷却風の流路f2と異なる位置に配置してもよい。この場合、バックプレーン36は、ファン32bに対面した位置に通気孔を有するとともに、ファン32aに面する上部空間を除いて形成されてもよい。
図7は、実施例1のバックプレーン36の変形例を説明する図である。
バックプレーン36aは、冷却風の流路f1、f2と異なる位置に配置される。具体的には、バックプレーン36aは、ファン32bに面する下部空間及びファン32aに面する上部空間を除いて形成されてもよい。これにより、冷却風の異なる2つの流路f1、f2を共に広く確保でき、論理基板31の冷却効率をさらに向上させることができる。特に、本実施例のように、2つの論理基板群30を冷却する流路f1、f2が異なる場合には、各論理基板群30を効率よく冷却できる。この場合、バックプレーン36aの上縁は、4つのネジ362によって補助部412aに固定される。この変形例は、図4で示されるバックプレーン36xに比べて、バックプレーン36自体の面積を小さくすることで、バックプレーン36を筐体4に固定するネジ362の数を減らすことができる。
次に、実施例1に係る論理モジュール3の冷却構造における温度管理方法を説明する。
本実施例では、論理基板群30の温度に基づいて複数のファンの制御が行われる。以下では、論理基板群#Aに対応づけられた1つ以上のファン32a、及び、論理基板群#Bに対応づけられた1つ以上のファン32bのそれぞれの制御について説明する。
図8は、実施例1の論理モジュール3の構成図である。
論理モジュール3には、複数の論理基板群30、1つ以上のファン32、環境モニタ6、及び、サービスプロセッサ(SVP)5が搭載される。環境モニタ6及びSVP5は、論理基板群30内の論理基板31に設けられていてもよいし、論理モジュール3の外に設けられてもよい。本実施例では、論理基板群30を構成する複数の論理基板31には、それぞれ、温度センサ37が搭載されている。具体的には、例えば、図2の説明において述べた通り、論理基板群#Aを構成する論理基板A1〜Anは、その前部であって部品313の前方に、それぞれ、温度センサA1〜Anが設置される。また、論理基板群#Bを構成する論理基板B1〜Bnは、その後部であって部品313の後方に、それぞれ、温度センサB1〜Bnが設置される。従って、温度センサA1〜Anにより、論理モジュール3に流入する空気の温度が測定され、温度センサB1〜Bnにより、論理モジュール3から流出する空気の温度が測定される。また、例えば、各論理基板31は、部品313の1部として温度監視回路38を有する。温度監視回路38は、環境モニタ6に接続されており、温度センサ37に検知された測定値を環境モニタ6に送信する。
環境モニタ6は、キャッシュメモリ(CM)61及びマイクロプロセッサ(MP)62を有する。環境モニタ6は、SVP5に接続されている。SVP5は、論理基板群30の構成情報を環境モニタ6から受信し、保守センタ7に送信する。
環境モニタ6のマイクロプロセッサ62は、論理基板群30の構成情報、及び、各論理基板31の温度を受信し、温度管理テーブル90としてキャッシュメモリ61に記憶する。
図9は、実施例1の温度管理テーブル90を示す。
温度管理テーブル90は、論理モジュール3に搭載された複数の論理基板31を管理するためのテーブルである。具体的には、例えば、温度管理テーブル90には、各論理基板31に設置された温度センサ37の温度情報等が記憶される。温度管理テーブル90は、論理基板31毎のエントリを有する。各エントリは、対応するファン32の識別子を示すファン番号901と、ファンの回転数902と、論理基板の識別子を示す論理基板番号903と、論理基板に設置された温度センサの識別子を示すセンサ番号904と、温度センサの温度を示す温度情報905と、論理基板が実装されている否かを示す実装情報906と、論理基板の生死を示す閉塞情報907とを有する。論理基板31に対応するファン32とは、当該論理基板の前方または後方に位置するファン32である。実装情報906については、当該論理基板が実装されている場合を「1」、実装されていない場合を「0」とする。また、閉塞情報907については、当該論理基板が稼働している場合を「1」、稼働していない場合を「0」とする。例えば、論理基板A1は、論理モジュールに実装されており、稼働可能である。そして、論理基板A1には、温度センサA1が設置され、温度センサA1の測定値は25℃である。さらに、論理基板A1〜Anに対応するファンは、ファンaであり、その回転数は、AA/rpmである。また、例えば、論理基板B1は、論理モジュールに実装されており、稼働している。そして、論理基板B1には、温度センサB1が設置され、温度センサB1の測定値は120℃である。さらに、論理基板B1〜Bnに対応するファンは、ファンbであり、その回転数は、BB/rpmである。なお、以下の説明においては、必要に応じて、論理基板群#Aに対応するファンをファンa、論理基板群#Bに対応するファンをファンbとして説明する場合がある。
図10は、指示係数の算出処理のフローチャートである。
この処理は、環境モニタ6のMP62により実行される。
S101で、MP62は、SVP5から論理モジュール3内の論理基板群30の構成情報を受信する。具体的には、例えば、論理基板群30の構成情報は、論理基板群#A及び#Bを構成する各論理基板31の識別子、対応するファンの識別子、論理基板に設置されたセンサの識別子、論理基板が実装されている否かの情報、及び、論理基板の生死を示す閉塞情報等である。MP62は、構成情報に基づき、温度管理テーブル90を作成又は更新する。
S102で、MP62は、論理基板群30の発熱量を算出する。MP62は、例えば、予め規定されている1つの論理基板31の発熱量に基づき、論理基板群30毎の総発熱量を算出する。なお、1つの論理基板31の発熱量は、論理基板の種別毎に規定されていてもよい。
S103で、MP62は、S102で算出された論理基板群30の総発熱量に基づき、論理基板群30に対応するファン32の回転数を算出するための指示係数を算出する。具体的には、例えば、指示係数は、予め設定された規準となる温度におけるファン回転数に基づき、ある温度の測定値が計測されたときに、回転数を何倍にするかを示す値である。なお、MP62は、算出された指示係数をキャッシュメモリ61に記憶するようにしてもよい。
MP62は、温度と、指示係数と、現在のファンの回転数とに基づいて、ファンの新たな回転数を決定する。
図11は、ファンaの回転制御処理のフローチャートである。
この処理は、環境モニタ6のMP62により実行される。
S111で、MP62は、論理基板群#Aに属する1つの論理基板31に設置された温度センサ37aの温度情報を取得する。ここでは、MP62が温度センサA1の測定値を取得した場合の動作について説明する。
S112で、MP62は、温度センサA1での測定値が、対応する論理基板31に対して予め登録されている許容範囲内か否かを判定する。判定の結果が真の場合(S112でYes)、MP62は、S113に処理を進める。一方、判定の結果が偽の場合(S112でNo)、MP62は、S118に処理を進める。
S113で、MP62は、温度センサA1の測定値をキャッシュメモリ61上の温度管理テーブル90に記憶する。
S114で、MP62は、論理基板群#Aに属する他の論理基板31に設置された温度センサ37の温度情報を取得し、キャッシュメモリ61に記憶する。具体的には、例えば、MP62は、論理基板A2〜Anにそれぞれ対応する温度センサA2〜Anの測定値を取得し、キャッシュメモリ61上の温度管理テーブル90に記憶する。
S115で、MP62は、論理基板群#Aに属する他の論理基板31に設置された温度センサ37aの温度情報に異常値があるか否かを判定する。具体的には、例えば、MP62は、取得した各温度センサA2〜Anの測定値の中に、対応する論理基板31に対して予め登録された許容範囲を超える値があるか否かを判定する。判定の結果が真の場合(S115で、Yes)、MP62は、S118に処理を進める。一方判定の結果が偽の場合(S115で、No)、MP62は、S116に処理を進める。
S116で、MP62は、温度管理テーブル90と、温度センサA1に対応する論理基板に対して予め設定された発熱量と、キャッシュメモリ61に記憶された指示係数とに基づき、ファンaの回転数を算出する。なお、指示係数は、指示係数の算出処理によって求められた値である(図10参照)。
S117で、MP62は、S116で算出した回転数を、ファンaに指示し、所定時間を経て、処理をS111に移行させる。この指示に基づき、ファンaが回転数を変更する。
S118で、MP62は、異常を保守センタ7に通知し、処理を終了する。
上記の処理により、論理基板群#A内の複数の論理基板31のそれぞれに対応するファンaの制御を適切に行うことができる。また、論理基板群#Aの温度に異常があった場合は、その旨を保守センタに通知することができる。
図12は、ファンbの回転制御処理のフローチャートである。
この処理は、環境モニタ6のMP62により実行される。
MP62は、論理基板群#Bを構成する各論理基板Bx(x=1〜n)のそれぞれについて、以下の処理S121〜S125を実行する。
S121で、MP62は、論理基板Bxに設置された温度センサBxの温度情報を取得する。具体的には、例えば、MP62は、温度センサBxの測定値を取得する。
S122で、MP62は、温度センサB1の測定値をキャッシュメモリ61上の温度管理テーブル90に記憶する。
S123で、MP62は、キャッシュメモリ61上の温度管理テーブル90より、温度センサセンサAxの温度情報を取得する。
S124で、MP62は、温度センサBxの温度情報と温度センサAxの温度情報との差分(Defx=Bx−Ax、以下、差分温度という場合がある)を算出する。
S125で、MP62は、S124で算出した差分温度Defxが、許容範囲か否かを判定する。具体的には、例えば、MP62は、予め登録されている1つの差分温度Defxの許容範囲を参照し、差分温度が許容範囲か否かを判定する。判定の結果が偽の場合(S125でNo)、MP62は、S129に処理を進める。一方、判定の結果が真の場合(S125でYes)、MP62は、次の処理(S121又はS126)を実行する。
S126で、MP62は、すべての温度センサのペア(温度センサBxと温度センサAx)の差分温度を比較し、それらの差分温度の中に異常値があるか否かを判定する。判定の結果が偽の場合(S126でNo)、MP62は、S127に処理を進める。一方、判定の結果が真の場合(S126でYes)、MP62は、S130に処理を進める。
S127で、MP62は、ファンbの回転数を算出する。具体的には、例えば、MP62は、温度センサの1つのペアの差分温度と指示係数に基づき、ファンbの回転数を算出する。
S128で、MP62は、S127で算出した回転数を、ファンbに指示し、所定時間を経て、処理をS121へ移行させる。この指示に基づき、ファンbが回転数を変更する。
S129で、MP62は、S125で許容範囲を超えた差分温度Defxに対応する論理基板Bxを閉塞する。この際、例えば、MP62は、論理基板Bxを閉塞した旨を、キャッシュメモリ61上の温度管理テーブル90に記憶する。
S130で、MP62は、異常を保守センタ7に通知し、処理を終了する。
上記の処理により、論理基板群#Bに対応するファンbの制御を適切に行うことができる。また、論理基板群#Bの温度に異常があった場合は、その旨を保守センタ7に通知することができる。
本実施例では、論理基板群#A及び#Bは、それぞれ異なる流路f1、f2と重なるように、上下方向にずらして配置されている。そして、MP62は、温度センサA1〜An、及び、B1〜Bnにより、論理モジュール3に流入する空気の温度(つまり外気温度)、及び、論理モジュール3から流出する空気の温度をそれぞれ測定している。従って、1つの流路f1(f2)が1つの論理基板群#B(#A)を冷却するので、温度センサBxの温度情報と温度センサAxの温度情報との差分温度Defxを算出することにより、論理基板群#Bの発熱温度(発熱量)を推定できる。
このため、論理基板群#Bに対応するファンbについては、温度センサ37a、37bの実測値に基づいて温度を算出し、算出された温度に基づいてファンbの回転数を算出している。一方、論理基板群#Aに対応するファンaについては、予め設定された発熱量と温度センサ37aの実測値に基づいて温度を推定し、推定された温度に基づいてファンaの回転数を算出している。しかしながら、論理基板群#Aを構成する複数の論理基板31に対応するファンaの制御にも、外気温度に基づく部品313の温度の予測値ではなく、温度センサ37a、37bで測定された実測値を用いてもよい。この場合、例えば、図13に示すように、論理基板群#Aを構成する論理基板A1〜Anの前部に温度センサ37aを設置すると共に、論理基板A1〜Anの後部に温度センサ37cを設置することで、MP62は、温度センサ37cの温度と温度センサ37aの温度の差分温度を算出できる。特に、この場合は、温度センサ37b、37cを、それぞれ流路f1、f2上に設置している。このため、流路f1内の温度センサ37bは、流路f1に重なっている論理基板群#Bの温度の影響を受けるが、流路f1に重なっていない論理基板群#Aの温度の影響を受けにくい。また、流路f2内の温度センサ37cは、流路f2に重なっている論理基板群#Aの温度の影響を受けるが、流路f2に重なっていない論理基板群#Bの温度の影響を受けにくい。なお、この場合、MP62は、図11のS116に代えて、対応する温度センサ37c、37aの差分温度に基づき、ファンaの回転数を算出してもよい。
以下、実施例2を説明する。その際、実施例1との相違点を主に説明し、実施例1との共通点については説明を省略或いは簡略する。
本実施例では、論理基板群30を構成する1つ以上の論理基板31に対応するファン32の制御が行われる。以下では、論理基板群#Aを構成する1つ以上の論理基板30に対応づけられた1つ以上のファン32b、及び、論理基板群#Bを構成する1つ以上の論理基板30に対応づけられた1つ以上のファン32aの制御について説明する。
図14は、実施例2の論理モジュール3の上面図である。
本図においては、論理モジュール3における論理基板31とファン32の配置を説明するため、構成要素を模式的に示している。本図では、論理モジュール3の外形は、一点鎖線で示される。バックプレーン36の前面には、論理基板群#Aを構成する論理基板A1〜Anがコネクタ312を介して接続されている。バックプレーン36の後面には、論理基板#Bを構成する論理基板B1〜Bnがコネクタ363を介して接続されている。論理基板群#Aの下方で、論理基板群#Bの前方には、複数のファンa1〜anが配置されている。論理基板群#Bの上方で、論理基板群#Aの後方には、複数のファンb1〜bnが配置されている。
1つのファン32aの前方には、論路基板群#A内の一つ以上の論理基板31が配置されており、1つのファン32bの後方には、論路基板群#B内の一つ以上の論理基板31が配置されている。具体的には、ファンa1の前方には、論理基板A1、A2が配置されており、ファンa2の前方には、論理基板A2、A3が配置されている。また、ファンb1の後方には、論理基板B1、B2が配置されており、ファンb2の後方には、論理基板B2、B3が配置されている。
図15は、実施例2の論理モジュール3の構成図である。
本実施例では、各論理基板群30内の複数の論理基板31のうち、MP318を有する一部の論理基板31がファン32を制御する。本実施例においては、1つの論理基板31のMP318が1つのファン32を制御しているが、これに限られず、2つ以上のファン32を制御してもよい。
また、各論理基板群30において、各論理基板31は温度監視回路38を有する。各温度監視回路38は複数のMP318に接続されている。各MP318は、環境モニタ6のMP62に接続されており、温度センサ37により検知された測定値を環境モニタ6に送信する。なお、本図においては、環境モニタ6内のキャッシュメモリ61は省略されている。
論理モジュール3は、論理基板31の1種としてのキャッシュメモリ319を有する。1つ以上のキャッシュメモリ319が、論理基板群30の複数の論理基板31に対応づけられてよい。
図16は、実施例2の温度管理テーブル160を示す。
温度管理テーブル160は、各論理基板31を管理するためのテーブルである。具体的には、例えば、温度管理テーブル160には、各論理基板31に設置された温度センサ37の温度情報等が記憶される。温度管理テーブル160は、論理基板31毎のエントリを有する。一つの論理基板31のエントリは、当該論理基板に対応するファン32の識別子を示すファン番号1601と、当該ファンの回転数1602と、当該論理基板の識別子である論理基板番号1603と、当該論理基板に設置された温度センサ37の識別子であるセンサ番号1604と、当該温度センサの温度を示す温度情報1605と、当該論理基板が実装されている否かを示す実装情報1606と、当該論理基板の生死を示す閉塞情報1607とを有する。なお、前述のとおり、1つのファン32には、1つ以上の論理基板31が対応づけられている。例えば、ファンa1は、その前方に位置する論理基板A1、A2に対応づけられ、ファンa2は、その前方に位置する論理基板A2、A3に対応づけられている。また、ファンb1は、その後方に位置する論理基板B1、B2に対応づけられ、ファンb2は、その後方に位置する論理基板B2、B3に対応づけられている。
図17は、実施例2のファンの回転制御処理のフローチャートである。
この処理は、各MP318により実行される。本実施例では、1つのファン32が複数の論理基板31を冷却する。以下では、代表して、論理基板A1のMP318が実行する処理を説明する。他の論理基板31についても同様の処理が行われる。
S171で、MP318は、ファンa1に対応付けられた論理基板A1、A2にそれぞれ設置された温度センサA1、A2の測定値を取得する。
S172で、MP318は、S171で取得した温度センサA1、A2の測定値が、許容範囲か否かを判定する。具体的には、例えば、MP318は、予め登録されている温度の許容範囲を参照し、取得した測定値が許容範囲か否かを判定する。判定の結果が偽の場合(S172でNo)、MP318は、S178に処理を進める。一方、判定の結果が真の場合(S172でYes)、MP318は、S173に処理を進める。
S173で、MP318は、温度センサA1、A2の測定値をキャッシュメモリ319上の温度管理テーブル160に記憶する。
S174で、MP318は、論理基板群#Aの論理基板31に対応する、温度センサA1、A2以外の温度センサ(例えば、温度センサA3〜An)の温度情報を、キャッシュメモリ319上の温度管理テーブル160より取得する。
S175で、MP318は、S174で取得した温度センサ37の温度情報に異常値があるか否かを判定する。具体的には、例えば、MP318は、予め登録された論理基板31の許容温度に基づき、取得した各温度センサA3〜Anの測定値のうち、許容範囲を超える値があるか否かを判定する。判定の結果が真の場合(S175で、Yes)、MP318は、S178に処理を進める。一方判定の結果が偽の場合(S175で、No)、MP318は、S176に処理を進める。
S176で、MP318は、ファンa1の回転数を算出する。具体的には、例えば、MP318は、温度センサA1及びA2の測定値のうち高い方の温度と、環境モニタ6のキャッシュメモリ61に記憶された指示係数と、現在のファンa1の回転数とに基づき、ファンa1の回転数を算出する。なお、指示係数は、指示係数の算出処理によって求められた値である(図10参照)。
S177で、MP318は、S176で算出した回転数を、ファンa1に指示し、所定時間を経て、処理をS171へ移行させる。この指示に基づき、ファンa1が回転数を変更する。
S178で、MP318は、異常を保守センタ7に通知する。
上記の処理により、各MP318が、対応するファン32の制御を適切に行うことができる。また、論理基板31の温度に異常があった場合は、その旨を保守センタ7に通知することができる。これにより、ファン32の制御の負荷を複数のMP318に分散させることができる。
なお、論理基板群#Bを構成する論理基板に対応するファンbxを制御する場合においては、S176で、MP318は、温度センサBx及びB(x+1)の測定値のうち高い方の温度と、環境モニタ6のキャッシュメモリ61に記憶された指示係数と、現在のファンbxの回転数とに基づき、ファンbxの回転数を算出するようにしてよい。
以下、実施例3を説明する。その際、実施例1及び2との相違点を主に説明し、実施例1との共通点については説明を省略或いは簡略する。
図18は、実施例3の論理モジュール3を説明する右側面図である。
本実施例では、論理基板群#Aを構成する各論理基板31において、部品313の前方及び後方に温度センサ37a、37cをそれぞれ設置すると共に、論理基板31の部品313にも温度センサ37eを設置する。また、論理基板群#Bを構成する複数の論理基板31においても、部品313の前方及び後方に温度センサ37d、37bをそれぞれ設置すると共に、論理基板31の部品313にも温度センサ37fを設置する。このような温度センサ37配置により、各論理基板群30を構成する、論理基板31毎の温度情報(発熱量)を測定できる。また、発熱の多い部品131に温度センサ37を設置することにより、より正確に、個々の論理基板31の温度情報(発熱量)を測定できる。さらに、本実施例では、温度センサ37a、37e、37cは、流路f1内に位置し、温度センサ37d、37f、37bは、流路f2内に位置する。このため、温度センサ37a、37e、37cは、論理基板群#Bの温度の影響を受けにくく、温度センサ37b、37f、37dは、論理基板群#Aの温度の影響を受けにくい。さらに、図19に示すように、論理基板群#A内の論理基板31上の領域で、流路f2内および流路f2の近傍の領域raに、温度センサ37a、37e、37cが配置されても良い。更に、論理基板群#B内の論理基板31上の領域で、流路f1内および流路f1の近傍の領域rbに、温度センサ37d、37f、37bが配置されても良い。これにより、冷却風の影響を受けやすい領域ra、rb部分の温度を、より正確に測定することができる。
本実施例のように、部品313に温度センサ37を設置した場合、例えば、ファン32の回転数を、図20のように制御してもよい。例えば、各論理基板31上で部品313の前方及び後方に設置された温度センサにより、各論理基板群30の温度(以下、内気温度という)を推定できる。また、各論理基板31の部品313に設置された温度センサ37により、それら論理基板31の発熱量(以下、部品温度という)を測定できる。このため、MP62は、内気温度と部品温度とに基づき、ファン32の回転数を制御できる。以下、この制御方法を具体的に説明する。
例えば、高い順に4つの内気温度の閾値t1、t2、t3、t4が設定され、ファン回転数の範囲が高い順に「高」、「中」、「低」と設定された場合を説明する。内気温度がt1以上の場合、または、t4以下の場合には、回転数は内気温度のみで決定される。具体的には、内気温度がt1以上の場合は、ファン32の回転数は「高」に設定され、内気温度がt3以上かつt2未満の場合は、ファン32の回転数は「中」に設定され、内気温度がt4以下の場合は、ファン32の回転数は「低」に設定される。また、内気温度がt2以上かつt1未満の場合、又は、t4より高くかつt3以下の場合には、回転数は内気温度と部品温度により決定される。具体的には、内気温度がt2以上かつt1未満であって、部品温度が所定温度以上の場合には、ファン回転数は「高」に設定され、内気温度がt2以上かつt1未満であって、部品温度が所定温度未満の場合は、ファン回転数は「中」に設定される。また、内気温度がt4より高くかつt3以下であって、部品温度が所定温度以上の場合には、ファン回転数は「中」に設定される。また、内気温度がt4より上かつt3以下であって、部品温度が所定温度以上の場合若しくは構成上実装情報が無い場合は、ファン回転数は「低」に設定される。また、ファンa1の交換中はファンa2、b1及びb2を高速で回転させることで論理基板番号A1の冷却を補助するようにしてもよい。
以下、実施例4を説明する。その際、実施例1〜3との相違点を主に説明し、実施例1との共通点については説明を省略或いは簡略する。
図21は、実施例4のバックプレーンの配線を説明する図である。
本実施例においては、有効配線領域VA内の、コネクタ363近傍に高速配線領域HSAを設定する。具体的には、例えば、有効配線領域VAの中央部に、複数のコネクタ363の間を接続する高速配線領域HSAが設けられ、有効配線領域VAの周縁部に、高速配線より伝送速度が低い低速配線領域LSAが高速配線領域を迂回して設けられる。このように、低速配線に比べて高速配線を短くすることで、信号の損失を低減することができる。
以上、一実施例及びその変形例を説明したが、本発明は、その実施例及び変形例に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
なお、上記の実施例で説明された技術は、次のように表現することもできる。
本発明の冷却構造において、第一回路基板は、論理基板群#A内の論理基板31などに対応し、第一ファンは、ファン32bなどに対応し、接続基板は、バックプレーン36に対応する。また、第二回路基板は、論理基板群#B内の論理基板31等に対応し、第二ファンは、ファン32aなどに対応する。また、第一温度センサは、温度センサ37aなどに対応し、第二温度センサは、温度センサ37cに対応し、第三温度センサは、温度センサ37bに対応し、第四温度センサは、温度センサ37eに対応し、第五温度センサは、温度センサ37fに対応する。
本発明の冷却構造において、第一回路基板は、論理基板群#A内の論理基板31などに対応し、第一ファンは、ファン32bなどに対応し、接続基板は、バックプレーン36に対応する。また、第二回路基板は、論理基板群#B内の論理基板31等に対応し、第二ファンは、ファン32aなどに対応する。また、第一温度センサは、温度センサ37aなどに対応し、第二温度センサは、温度センサ37cに対応し、第三温度センサは、温度センサ37bに対応し、第四温度センサは、温度センサ37eに対応し、第五温度センサは、温度センサ37fに対応する。
1:ストレージシステム1、 2:記憶モジュール、 3:論理モジュール、30:論理基板群、31:論理基板、32:ファン、36:バックプレーン、37:温度センサ
Claims (11)
- 互いに平行に配置されている複数の第一回路基板と、
前記複数の第一回路基板に沿って形成される第一流路内に、冷却風を生成する1つ以上の第一ファンと、
前記第一流路に対して垂直に且つ前記第一流路とは異なる位置に配置されており、前記複数の第一回路基板を接続する接続基板と、
前記接続基板に対して前記複数の第一回路基板の反対側に、互いに平行に配置されており、前記接続基板により接続されている複数の第二回路基板と、
前記第一流路とは異なる位置に且つ前記複数の第二回路基板に沿って形成される第二流路に、冷却風を生成する1つ以上の第二ファンと、
を備え、
前記複数の第一回路基板は、前記第二流路とは異なる位置に配置され、且つ、前記複数の第二回路基板は、前記第一流路とは異なる位置に配置される、
冷却機構。 - 前記1つ以上の第一ファンは、前記第一流路に対面し、前記複数の第一回路基板の配列方向に平行に並設されている複数の第一ファンである、
請求項1に記載の冷却機構。 - 前記第一流路の流方向に垂直な第一断面は、前記第二流路の流方向に垂直な第二断面よりも広く形成される
請求項2に記載の冷却機構。 - 前記1つ以上の第二ファンは、前記第二流路に対面し、前記複数の第二回路基板の配列方向に平行に並設されている複数の第二ファンである、
請求項3に記載の冷却機構。 - 前記複数の第一ファンは、前記接続基板に対して前記複数の第一回路基板の反対側に配置され、前記第一流路内に冷却風を送出し、
前記複数の第二ファンは、前記接続基板に対して前記複数の第二回路基板の反対側に配置され、前記第二流路内から冷却風を吸引する
請求項4に記載の冷却機構。 - 前記複数の第二回路基板の少なくとも1つである第一基板は、第一発熱部品を有し、前記第一発熱部品に対して冷却風の上流側及び下流側に、第一及び第二温度センサがそれぞれ付設され、
前記複数の第一回路基板の少なくとも1つである第二基板は、第二発熱部品を有し、前記第二発熱部品に対して冷却風の下流側に、第三温度センサが付設され、
前記第一及び第二温度センサの測定値に基づく第一温度に応じて、前記複数の第二ファンのうち前記第一基板に対して冷却風の下流に位置する下流ファンを制御する第一制御部と、
前記第二及び第三温度センサの測定値に基づく第二温度に応じて、前記複数の第一ファンのうち前記第二基板に対して冷却風の上流に位置する上流ファンを制御する第二制御部と、
をさらに備える
請求項4に記載の冷却機構。 - 前記第一発熱部品の近傍には、第四温度センサが取付けられ、
前記第二発熱部品の近傍には、第五温度センサが取付けられ、
前記第一制御部は、前記第一温度と、前記第四温度センサで測定された温度とに応じて、前記下流ファンを制御し、
前記第二制御部は、前記第二温度と、前記第五温度センサで測定された温度とに応じて、前記上流ファンを制御する
請求項6に記載の冷却機構。 - 前記1つ以上の第二ファンは、前記第二流路に対面し、前記複数の第二回路基板の配列方向に平行に並設されている複数の第二ファンであり、
前記接続基板は、前記第二流路に対して垂直に且つ前記第二流路とは異なる位置に配置されている
請求項2に記載の冷却機構。 - 前記接続基板は、
前記複数の第一回路基板にそれぞれ接続する複数のコネクタと、
前記複数のコネクタ間を接続する配線を含む接続配線領域と、
前記接続配線領域の外側に配置され、前記接続配線領域より低い伝送速度の配線を有する低速配線領域と、を含む、
請求項2に記載の冷却機構。 - 前記第一断面は、前記接続基板が前記第一流路を避けて形成されることで形成され、
前記第二断面は、前記接続基板に通気孔が形成されることにより形成される、
請求項3に記載の冷却機構。 - 筐体と、
前記筐体内で互いに平行に配置されている複数の第一回路基板と、
前記筐体内で前記複数の第一回路基板に沿って形成される第一流路内に、冷却風を生成する1つ以上の第一ファンと、
前記筐体内に固定され、前記第一流路に対して垂直に且つ前記第一流路とは異なる位置に配置されており、前記複数の第一回路基板を接続する接続基板と、
前記接続基板に対して前記複数の第一回路基板の反対側に、互いに平行に配置されており、前記接続基板により接続されている複数の第二回路基板と、
前記第一流路とは異なる位置に且つ前記複数の第二回路基板に沿って形成される第二流路に、冷却風を生成する1つ以上の第二ファンと、
を備え、
前記複数の第一回路基板は、前記第二流路とは異なる位置に配置され、且つ、前記複数の第二回路基板は、前記第一流路とは異なる位置に配置され、
前記複数の第一回路基板の少なくとも一つは、前記第一ファンを制御する制御部を有する、
情報処理装置。
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