説明

コンピュータシステム、及び電源モジュールの運用方法

【課題】PSUの寿命を監視し、PSUの運用方法を変化させることで、PSUの寿命の延長、及び保守交換の頻度低減(コスト低減)を実現する。
【解決手段】本発明に係るコンピュータシステムは、PSUの残寿命を時間単位で管理計測する手段と、それに基づいてPSUの切り替えや運用を制御する手段とを備える。このとき、コンピュータシステムは、残寿命の計算においては、初期寿命のほか、PSUの出力情報(電流値)を加味した上で、残寿命の計算を行う。また、途中で新規PSUに置き換わった場合もその条件を加味して、新規製品を優先的に使う制御を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンピュータシステムに関し、特にコンピュータシステムにおける電源モジュールの運用方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電源モジュールであるPSU(Power Supply Unit)が複数台搭載されるサーバシステムにおいて、PSUのAC(Alternating Current:交流)/DC(Direct Current:直流)変換効率を向上させるために、低負荷時には、PSUの数を最小限にするような省電力方式が一般的である。
【0003】
例えば、省電力を目的とした効率的な電源効率を実現するために、負荷に応じて特定のPSUのみ動作させる電源制御がある。
【0004】
このとき、低負荷時には、特定のPSUのみ動作することになり、製品寿命を縮めて故障率を増加させてしまう可能性がある。製品寿命の観点から、特定のPSUのみ運用が集中するのは望ましくない。
【0005】
また、従来は、サーバに搭載される複数のPSUのうち、消費電力に応じて動作するPSUを限定する場合には、物理的な搭載位置に依存することが多い。或いは、時間によって一定間隔に切り替えを行うことが一般的である。
【0006】
このため、必ずしも、実際の使用頻度に比例して切り替えを行っておらず、結果としてPSU残寿命が一定とはなっておらず、保守交換頻度が特定のPSUに偏る等の課題があった。
【0007】
関連する技術として、特許文献1(特開2004−134145号公報)に電源装置及びこの電源装置を備えたデジタルカメラが開示されている。この関連技術では、2セットのリチウムイオン電池の場合、前回の動作時に使用した電池と電池容量をコントローラが予め計算しておき、ACアダプタはACアダプタを優先して起動を行い、ACアダプタが接続されていないことを該電源検出回路で確認を行い、この計算結果にてどちらかの電池で起動を行う。
【0008】
また、特許文献2(特開2009−281985号公報)に電源監視装置が開示されている。この関連技術では、装置の周囲温度や温度上昇値が異常値になった場合、及び装置の余寿命が規定余寿命未満になった場合、外部にエラー表示、或いは警報出力を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2004−134145号公報
【特許文献2】特開2009−281985号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の目的は、PSUの残寿命を時間単位で管理計測する手段と、その計測結果に基づいてPSUの切り替えや運用を制御する手段とを備えるコンピュータシステムを提供することである。このとき、残寿命の計算においては、初期寿命のほか、PSUの出力情報(電流値)を加味した上で、残寿命の計算を行う。また、途中で新規PSUに置き換わった場合もその条件を加味して、新規製品を優先的に使う制御を行う。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明に係るコンピュータシステムは、電源ユニット上にあり、それぞれがDC出力可能な複数のPSUと、前記電源ユニット上にあり、前記複数のPSUの各々の生存を示す電確信号を基に、PSU毎の寿命計測を行い、前記各PSUの寿命情報を伝えるフィードバック信号を出力する寿命計測回路と、前記電源ユニットに接続され、動作状態とするPSU及び当該PSUを切り換える周期を決定し、前記フィードバック信号を基に、前記複数のPSUの動作及び停止を制御するPSU制御回路とを具備する。前記PSU制御回路は、前記複数のPSUのうち所定の台数を動作状態とし、一定周期で動作状態のPSUと他のPSUとを切り替え、前記各PSUの残寿命を均等にする。
【0012】
本発明に係る電源モジュールの運用方法では、電源ユニット上において、寿命計測回路が、それぞれがDC出力可能な複数のPSUの各々の生存を示す電確信号を基に、PSU毎の寿命計測を行い、前記各PSUの寿命情報を伝えるフィードバック信号を出力する。また、前記電源ユニットに接続されたPSU制御回路が、動作状態とするPSU及び当該PSUを切り換える周期を決定し、前記フィードバック信号を基に、前記複数のPSUの動作及び停止を制御する。また、前記PSU制御回路が、前記複数のPSUのうち所定の台数を動作状態とし、一定周期で動作状態のPSUと他のPSUとを切り替え、前記各PSUの残寿命を均等にする。
【0013】
本発明に係るプログラムは、上記の電源モジュールの運用方法における処理を、ファームウェアとして計算機に実行させるためのプログラムである。なお、本発明に係るプログラムは、記憶装置や記憶媒体に格納することが可能である。
【発明の効果】
【0014】
PSUの寿命を監視し、PSUの運用方法を変化させることで、PSUの寿命の延長、及び保守交換の頻度低減(コスト低減)を実現する。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係るコンピュータシステムの構成例を説明するための全体図である。
【図2】寿命計測回路の詳細について説明するための図である。
【図3】本発明に係るコンピュータシステムの動作(電源モジュールの運用方法)について説明するための図である。
【図4】保守交換時期への影響を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、信号や情報は、送信側と受信側との間に設けられた信号線(配線)を経由して伝送されているものとする。また、以下の説明におけるユニット、回路、信号線の数は例示に過ぎず、実際には例示した数に限定されない。
【0017】
<全体構成>
図1に示すように、本発明に係るコンピュータシステムは、電源ユニット100と、交流電源101と、負荷102と、PSU制御ユニット103と、コンソール(console)104を含む。
【0018】
[電源ユニット]
電源ユニット100は、PSU111〜114と、固体ID115〜118と、PSU使用時間保持回路120を含む。
【0019】
なお、PSU111〜114は、PSU111、PSU112、PSU113、及びPSU114を示す。固体ID115〜118は、固体ID115、固体ID116、固体ID117、及び固体ID118を示す。
【0020】
[PSU(AC/DC変換ユニット)]
PSU111〜114は、AC/DC変換ユニットであり、AC/DC変換を行い、DC出力200をPSU111〜114の負荷102に供給し、負荷102を駆動する。
【0021】
[DC出力]
DC出力200は、PSU制御ユニット103と負荷102との間に設けられた配線を経由して出力される。すなわち、DC出力200は、DC出力を伝送する配線も意味している。
【0022】
[負荷]
負荷102は、当該コンピュータシステムにおいて電力を消費する回路、或いは素子である。
【0023】
[固体ID]
固体ID115〜118は、PSU111〜114の内部に固有の固体IDである。すなわち、PSU111〜114の各々は、内部に固有の固体ID115〜118を持つ。
【0024】
[PSU使用時間保持回路]
PSU使用時間保持回路120は、PSU111〜114の使用時間を保持する回路である。
【0025】
PSU使用時間保持回路120は、寿命計測回路121と、初期値設定回路122を備える。
【0026】
[PSU制御ユニット]
PSU制御ユニット103は、PSU111〜114の制御を行う。PSU制御ユニット103は、ファームウェア(FirmWare)等により実現される。
【0027】
PSU制御ユニット103は、DC On/Off制御回路123と、初期寿命/交換指示制御回路124と、サーバ構成情報125を備える。
【0028】
[電確信号]
電確信号201〜204は、PSU111〜114の各々から寿命計測回路121に、PSU111〜114の各々が動作/通電していること(PSUの生存)を伝える電確信号(動作信号)である。なお、電確信号201〜204は、電確信号201、電確信号202、電確信号203、及び電確信号204を示す。
【0029】
[電流値出力信号]
電流値出力信号205〜208は、PSU111〜114の各々から寿命計測回路121に、PSU111〜114の各々の電流値を伝える電流値出力信号である。なお、電流値出力信号205〜208は、電流値出力信号205、電流値出力信号206、電流値出力信号207、及び電流値出力信号208を示す。
【0030】
[PSU制御信号]
PSU制御信号211〜214は、DC On/Off制御回路123からの指示(情報の送信)をPSU111〜114に伝えたり、DC On/Off制御回路123からPSU111〜114内の固体ID115〜118を読み取ったりするためのPSU制御信号(DC On/Off制御信号)である。なお、PSU制御信号211〜214は、PSU制御信号211、PSU制御信号212、PSU制御信号213、及びPSU制御信号214を示す。
【0031】
[寿命情報フィードバック]
寿命情報フィードバック221は、寿命計測回路121から寿命情報をDC On/Off制御回路123に寿命情報を伝えるフィードバック信号である。
【0032】
[交換時期アラーム]
交換時期アラーム222は、PSU使用時間保持回路120からDC On/Off制御回路123に交換時期を伝えるアラーム信号である。
【0033】
[初期値設定指示]
初期値設定指示223は、初期寿命/交換指示制御回路124から初期値設定回路122に初期値の設定/更新の指示を伝える指示信号である。
【0034】
[制御信号]
制御信号224〜227は、寿命計測回路121と初期値設定回路122との間で寿命情報ならびに初期値設定情報(初期値として設定される値)の送受信を行う制御信号である。制御信号224〜227は、制御信号224、制御信号225、制御信号226、及び制御信号227を示す。
【0035】
また、制御信号228は、初期値設定回路122から寿命計測回路121に、PSU111〜114の寿命の上限値(寿命上限値情報)を通知する制御信号である。なお、寿命の上限値とは、寿命の初期値を意味する。
【0036】
[コンソール]
コンソール104は、PSU制御ユニット103に対して指示を行う。
【0037】
<電源モジュールの運用方法>
図1の全体図を基に、本発明に係るコンピュータシステムの動作(電源モジュールの運用方法)について詳細に説明する。
【0038】
[DC On/Off制御回路の動作]
DC On/Off制御回路123は、サーバ構成情報125の内容を基に、電源ユニット100内に搭載しているPSU111〜114のうち、どのPSUを動作状態(運用状態)とするか、また、どのような周期(1年、1ヶ月、1週間)で動作させるPSUを切り替えるか等を決定する。DC On/Off制御回路123は、決定された内容に基づいて、PSU111〜114にPSU制御信号211〜214を出力し、実際にPSU111〜114のOn/Off制御を行う。
【0039】
[コンソールの動作]
このとき、コンソール104は、PSU制御ユニット103に対して指示を行う。
【0040】
[PSU制御ユニットの動作]
PSU制御ユニット103は、コンソール104からの指示に応じて、初期寿命/交換指示制御124から初期値設定指示223を出力することで、初期値設定回路122に対して、サーバに搭載されているPSU111〜114の各々の残寿命に対する初期値を設定する。
【0041】
また、PSU制御ユニット103は、例えば途中でPSU111〜114が新規製品に置き換えられた場合には、同様に、コンソール104からの指示に応じて、初期寿命/交換指示制御124から初期値設定指示223を出力することで、初期値設定回路122に設定された初期値を更新する。
【0042】
また、PSU制御ユニット103は、PSU111〜114の実装位置の入れ替え等が行われた場合、PSU制御信号211〜214の固有ID情報(PSU111〜114内の固体ID115〜118)を基に、初期値設定回路122に対して、設定された初期値の変更を指示する。
【0043】
[初期値設定回路の動作]
初期値設定回路122は、PSU制御ユニット103からの初期値設定指示223に応じて設定された初期値を初期値設定情報として保持し、寿命計測回路121との間で、制御信号224〜227を用いて、寿命情報ならびに初期値設定情報の送受信を行う。
【0044】
寿命計測回路121は、初期値設定回路122からの初期値設定情報を基に、PSU毎の寿命計測を開始する。
【0045】
寿命計測回路121は、この寿命計測を行う際、各PSUからの電確信号201〜204の情報や、電流値出力信号205〜208の情報を基に、実際に動作しているPSUと出力状態を加味した上で、残寿命を計算する。
【0046】
寿命計測回路121は、各PSUが寿命に達する前に、一定期間、各PSUからの電確信号201〜204や、電流値出力信号205〜208の入力がない場合、そのPSUが故障したものと判断するようにしても良い。
【0047】
<寿命計測回路の詳細>
図2を参照して、寿命計測回路121の詳細について説明する。
【0048】
図1に示すように、寿命計測回路121は、電確信号201〜204と、電流値出力信号205〜208と、制御信号224〜227と、制御信号228を入力し、寿命情報フィードバック221と、交換時期アラーム222を出力する。
【0049】
寿命計測回路121は、計算回路131〜134と、カウンタ回路141〜144と、アラーム判定回路145を備える。
【0050】
[計算回路]
計算回路131〜134は、電確信号201〜204と電流値出力信号205〜208の各々を基に、寿命計算を行い、計算結果出力信号231〜234を出力する。なお、計算回路131〜134は、計算回路131、計算回路132、計算回路133、及び計算回路134を示す。
【0051】
ここでは、計算回路131〜134は、それぞれの内部でカウンタを持ち、電流値出力信号205〜208の電流値情報に応じて数値化し、カウントアップ(カウンタ値のインクリメント)する。計算回路131〜134は、カウンタ値が一定値に達したら、計算結果出力信号231〜234を通じて「1」を出力するとともに、カウンタを自動リセット(カウンタ値を初期化)する。このとき、電確信号201〜204はイネーブル信号となり、この信号が「0」ならば、計算回路131〜134は、カウントアップしないようにする。
【0052】
[計算結果出力信号]
計算結果出力信号231〜234は、計算回路131〜134からカウンタ回路141〜144に、計算回路131〜134の計算結果である通電情報を伝える計算結果出力信号である。
【0053】
[カウンタ回路]
カウンタ回路141〜144は、計算結果出力信号231〜234の通電情報や制御信号224〜227の初期値設定情報を基に、残寿命を計測し、寿命情報フィードバック221を出力する。なお、カウンタ回路141〜144は、カウンタ回路141、カウンタ回路142、カウンタ回路143、及びカウンタ回路144を示す。
【0054】
ここでは、カウンタ回路141〜144は、寿命のカウンタを持つ。カウンタ回路141〜144は、計算結果出力信号231〜234が「1」の場合のみ、初期値(例えば5年)からカウントダウン(カウンタ値のデクリメント)する。このとき、カウンタ回路141〜144は、制御信号224〜227の初期値設定情報を基に、当該初期値を設定する。
【0055】
カウンタ回路141〜144は、カウントダウンした結果のカウンタ値を基に、寿命情報フィードバック221経由で各PSUの残寿命情報を、DC On/Off制御回路123に渡す。DC On/Off制御回路123は、各PSUの残寿命情報を参照して、On/OffするPSUを決定する。
【0056】
寿命情報フィードバック221は、図1に示したように、PSU111〜114の各々の計測結果をDC On/Off制御回路123に伝送する寿命情報フィードバックである。
【0057】
[アラーム判定回路]
アラーム判定回路145は、カウンタ回路141〜144の各々から出力された寿命情報フィードバック221の寿命情報と、制御信号228の寿命上限値情報を基に、PSU111〜114のうち、製品寿命に達しそうなPSUを判定し、判定結果を基に、交換時期アラーム222を出力する。
【0058】
<寿命計測回路の動作の詳細>
図2に示した寿命計測回路の構成図を参照して、寿命計測回路121の動作について詳細に説明する。
【0059】
[計算回路の動作]
計算回路131〜134は、電確信号201〜204と電流値出力信号205〜208を基に、PSU111〜114が実際に動作していることを表す実電確信号を生成する。
【0060】
例えば、各PSU111〜114の最大出力を1とした場合、出力が半分なら実電確信号が発生する時間を半分にする。計算回路131〜134は、この実電確信号を計算結果出力信号231〜234としてカウンタ回路141〜144の各々に伝える。
【0061】
[カウンタ回路の動作]
カウンタ回路141〜144は、実電確信号が1の場合に限り、残寿命へのカウントダウンを行い、カウンタ値を、随時、寿命情報フィードバック221としてDC On/Off制御回路123に送信するとともに、制御信号224〜227として初期値設定回路122にも送信する。
【0062】
また、カウンタ回路141〜144は、PSU111〜114が新規製品等の代替品と交換された場合や、PSU111〜114の実装位置の入れ替えが起きた場合にも、それに対応して、カウンタ値を制御信号224〜227として初期値設定回路122に送信し、初期値の入れ替えを行う。
【0063】
或いは、PSU111〜114が新規製品等の代替品と交換された場合や、PSU111〜114の実装位置の入れ替えが起きた場合には、PSU制御ユニット103が、コンソール104からの指示に応じて、初期寿命/交換指示制御124から初期値設定指示223を出力することで、初期値設定回路122に対して、PSU111〜114の各々の残寿命の初期値の入れ替えを行うようにしても良い。
【0064】
このようにして計測され、寿命情報フィードバック221として送信されたPSU111〜114の各々の残寿命情報については、DC On/Off制御回路123に絶えず伝えられ、DC On/Off制御回路123がPSU111〜114のOn/Off制御を判断する上での情報となる。
【0065】
[アラーム判定回路の動作]
また、アラーム判定回路145は、制御信号228の寿命上限値情報を基に、PSU毎に残寿命を確認し、残寿命がなくなったPSUを検出した場合、検出されたPSUについての交換時期アラーム222をPSU制御ユニット103に伝えることで、コンソール104に交換時期を知らせることが可能となる。すなわち、アラーム判定回路145は、交換時期アラーム222を出力することで、PSU制御ユニット103を経由してコンソール104に交換時期を知らせることができる。実際には、PSU制御ユニット103が、アラーム判定回路145からの交換時期アラーム222に応じて、コンソール104に交換時期を知らせるようにしても良い。
【0066】
このようにして寿命計測回路121がPSU毎の残寿命を計測しつつ、計測結果をDC On/Off制御回路123に通知し、DC On/Off制御回路123が、具体的にPSU毎のDC On/Offの制御を行う。
【0067】
<実施例>
図3に示す本発明の実施例の簡単な模式図を参照して、残寿命と使用するPSUの様子について説明する。
【0068】
[前提条件]
(仮定1)本実施例では、PSUを4台とし、そのうち2台が動作するものと仮定する。
(仮定2)PSUの寿命を5年とし、1年毎に使用するPSUを切り替えるものと仮定する。但し、交換時期「1年」は、一例に過ぎない。
【0069】
なお、上記の仮定1は、PSUが物理的に4台しかないという意味ではなく、複数のPSUのうちの4台を使用し、この4台のうち2台を動作可能とすることを意味する。ここでいう4台のPSUは、図1に示したPSU111〜114に相当する。
【0070】
電源個数等を一般化する場合、「N」という表現を使う。例えば、その装置に必要な電源の台数が2台なら「N=2」となる。2台の電源に、何か故障したときのために1台追加すると「2台+1台」であるため、「N+1」と表現する。これが、いわゆる簡単な冗長構成となる。更に、これを進めて、必要な電源の2倍、つまり4台の電源を搭載するとする。これが「2+2の2N冗長」と呼ばれるものである。2台ずつ電源系統を別に(例えば、A社の電源とB社の電源)しておくと、どちらかが停電しても、生き残るため、現在では一般的である。その上で、「1+1」というのは一台ずつ2系統ある状態の「2N冗長」という意味になる。
【0071】
[実施内容]
図3を参照すると、残寿命が多いPSUを優先的に使用し、また、新規製品等の代替品に置き換えられた場合は、そちらを優先的に使用している様子が見て取れる。
【0072】
(1)初期値
PSU111〜114の4台は、初期状態では、いずれもOff状態(停止状態)である。したがって、PSU111〜114の4台の残寿命はいずれも5年である。ここでは、2台の動作PSUとして、PSU111とPSU113の動作を開始する。
【0073】
すなわち、寿命計測回路121は、初期状態において、PSU111〜114の4台の残寿命を計測した際、PSU111〜114の4台の残寿命はいずれも5年であると判断し、寿命情報フィードバック221としてDC On/Off制御回路123に伝える。DC On/Off制御回路123は、2台の動作PSUとして、PSU111とPSU113を選定し、PSU111とPSU113にPSU制御信号211とPSU制御信号213を出力し、PSU111とPSU113をOn状態(動作状態)にする。但し、実際には、DC On/Off制御回路123は、PSU111〜114にPSU制御信号211〜214を出力し、PSU111とPSU113をOn状態にし、PSU112とPSU114をOff状態のままにするようにしても良い。
【0074】
(2)1年後に動作PSUを変更
1年後には、PSU111とPSU113の残寿命は4年となり、PSU112とPSU114の残寿命は5年のままである。この時点で、PSU111とPSU113の動作を停止し、PSU112とPSU114の動作を開始する。
【0075】
すなわち、寿命計測回路121は、PSU111とPSU113をOn状態にしてから1年後に、PSU111〜114の4台の残寿命を計測した際、PSU111とPSU113の残寿命は4年であり、PSU112とPSU114の残寿命は5年のままであると判断し、寿命情報フィードバック221としてDC On/Off制御回路123に伝える。DC On/Off制御回路123は、PSU111〜114にPSU制御信号211〜214を出力し、PSU111とPSU113をOff状態にし、PSU112とPSU114をOn状態にする。
【0076】
(3)さらに1年後に動作PSUを変更
さらに1年後には、PSU112とPSU114の残寿命も4年となり、PSU111〜114の4台の残寿命はいずれも4年となる。この時点で、PSU112とPSU114の動作を停止し、PSU111とPSU113の動作を開始する。
【0077】
すなわち、寿命計測回路121は、PSU112とPSU114をOn状態にしてから1年後に、PSU111〜114の4台の残寿命を計測した際、PSU112とPSU114の残寿命も4年であり、PSU111〜114の4台の残寿命はいずれも4年であると判断し、寿命情報フィードバック221としてDC On/Off制御回路123に伝える。DC On/Off制御回路123は、PSU111〜114にPSU制御信号211〜214を出力し、PSU112とPSU114をOff状態にし、PSU111とPSU113をOn状態にする。
【0078】
(4)さらに1年後に動作PSUを変更
さらに1年後には、PSU111とPSU113の残寿命は3年となり、PSU112とPSU114の残寿命は4年のままである。この時点で、PSU111に故障が発生したと仮定する。
【0079】
すなわち、寿命計測回路121は、PSU111とPSU113をOn状態にしてから1年後に、PSU111〜114の4台の残寿命を計測した際、PSU111とPSU113の残寿命は3年であり、PSU112とPSU114の残寿命は4年のままであると判断する。なお、寿命計測回路121は、PSU111〜114の各々から、PSU111〜114の各々が動作/通電していることを伝える電確信号(動作信号)を受信しており、PSU111に故障が発生した場合、これを検知することができる。
【0080】
本来であれば、寿命計測回路121は、PSU111とPSU113の残寿命(3年)と、PSU112とPSU114の残寿命(4年)を寿命情報フィードバック221としてDC On/Off制御回路123に伝えるところであるが、その前にPSU111が故障した旨の交換時期アラーム222をコンソール104に伝え、その応答があるまで保留する。
【0081】
(5)故障PSUを交換し動作PSUを変更
故障したPSU111を新規製品等の代替品に交換し、新規のPSUをPSU111として扱う。新規製品の場合、新規のPSU111の残寿命は5年となる。この時点で、PSU112とPSU113の動作を停止し、PSU111とPSU114の動作を開始する。
【0082】
すなわち、故障したPSU111が新規製品等の代替品に交換され、コンソール104からの応答があった場合、寿命計測回路121は、再度PSU111〜114の4台の残寿命を計測し、PSU111の残寿命は5年であり、PSU113の残寿命は3年であり、PSU112とPSU114の残寿命は4年であると判断し、寿命情報フィードバック221としてDC On/Off制御回路123に伝える。DC On/Off制御回路123は、2台の動作PSUとして、PSU111とPSU114を選定し、PSU111〜114にPSU制御信号211〜214を出力し、PSU112とPSU113をOff状態にし、PSU111とPSU114をOn状態にする。
【0083】
なお、故障したPSU111の交換については、PSU自体の物理的な交換(着脱)に限らず、予備のPSUへの切り替え等でも良い。ここでは4台しか図示していないが、例えば、PSU111〜114と同様に設置されている5台目のPSUが未使用の状態(Off状態)で存在する場合、既存のPSU111を監視/制御の対象外とし(その後交換しても良い)、当該5台目のPSUを新規にPSU111として扱うことが考えられる。すなわち、寿命計測回路121やDC On/Off制御回路123は、故障したPSUとの信号のやり取りを停止し、当該5台目のPSUと信号のやり取りを行うようにする。
【0084】
また、代替品が中古製品(中古のPSU)である場合、残寿命が不明であるため、中古製品は対象外とすることが好適である。但し、実際には、代替品が中古製品(中古のPSU)である場合、カウンタ回路141〜144は、PSU111〜114が新規製品等の代替品と交換された場合や、PSU111〜114の実装位置の入れ替えが起きた場合にも、それに対応して、カウンタ値を、中古製品に交換されたPSU111の残寿命の初期値として、新規製品の場合の残寿命の半分(例えば、2年半)等に変更し、制御信号224〜227として初期値設定回路122に送信し、初期値の入れ替えを行うようにしても良い。
【0085】
或いは、PSU制御ユニット103が、コンソール104からの指示に応じて、中古製品に交換されたPSU111の残寿命の初期値を、新規製品の場合の残寿命の半分(例えば、2年半)等に設定し、初期寿命/交換指示制御124から初期値設定指示223を出力することで、初期値設定回路122に対して、PSU111〜114の各々の残寿命の初期値の入れ替えを行うようにしても良い。
【0086】
或いは、カウンタ回路141〜144は、それまで使用されていたPSU111の残寿命のカウンタ値(交換時点でのカウンタ値)を、中古製品に交換されたPSU111の残寿命のカウンタ値として、そのまま使用するようにしても良い。
【0087】
中古製品に交換されたPSU111が設定された残寿命よりも前に寿命を迎えた場合には、当該PSU111を故障扱いとしても良い。
【0088】
(6)さらに1年後に動作PSUを変更
さらに1年後には、PSU111とPSU112の残寿命は4年となり、PSU113とPSU114の残寿命は3年となる。この時点で、PSU111の動作を継続しつつ、PSU114の動作を停止し、PSU112の動作を開始する。
【0089】
すなわち、寿命計測回路121は、PSU111とPSU114をOn状態にしてから1年後に、PSU111〜114の4台の残寿命を計測した際、PSU111とPSU112の残寿命は4年であり、PSU113とPSU114の残寿命は3年であると判断し、寿命情報フィードバック221としてDC On/Off制御回路123に伝える。DC On/Off制御回路123は、PSU111〜114にPSU制御信号211〜214を出力し、PSU113とPSU114をOff状態にし、PSU111とPSU112をOn状態にする。
【0090】
(7)動作PSUの残寿命が均等化
さらに1年後には、PSU111とPSU112の残寿命は3年となり、これでPSU111〜114の4台の残寿命はいずれも3年となる。
【0091】
すなわち、寿命計測回路121は、PSU111とPSU114をOn状態にしてから1年後に、PSU111〜114の4台の残寿命を計測した際、PSU111〜114の4台の残寿命はいずれも3年であると判断する。
【0092】
上記のように、本発明に係るコンピュータシステムは、PSU111〜114の4台の残寿命が均等になるように動作する。
【0093】
PSU111〜114の各々の寿命が近づいた時点(残寿命が0年に近づいた時点)で、そのPSUの交換を督促/通報するための交換時期アラーム222をPSU制御ユニット103経由でコンソール104に伝える。なお、故障したOSUは、その時点で残寿命が0年となる。
【0094】
[保守交換時期への影響]
図4を参照して、本発明に係る電源モジュールの運用方法により、保守交換時期を遅くすることが可能となることを説明する。
【0095】
[前提条件]
(仮定1)PSU2台(PSU1、PSU2)のうち、1台を運用していると仮定する。
(仮定2)PSUの寿命を3年、PSUを搭載している装置の製品寿命を5年と仮定する。
【0096】
(1)同じPSUを3年間使い続けたケース
最初にPSU1を3年間使用する。続いてPSU2を3年間使用する。すなわち、1年目から3年目まではPSU1を使用し、3年目から6年目まではPSU2を使用する。但し、PSUを搭載している装置の製品寿命は5年間である。
【0097】
PSU1を3年間使用し、PSU1の残寿命が0年となった時点では、PSUを搭載している装置の製品寿命が2年間残っているため、PUS1自体を新規のPSUに交換する必要がある。したがって、同じPSUを3年間使い続けたケースでは、PSU1の最初の交換時期は、PSU1の使用開始から3年後である。
【0098】
(2)PSUを交互に使い続けたケース
PSU1とPSU2を半年おきに交互に使い続ける。すなわち、PSU1を半年間使用した後、PSU2を半年間使用し、その後再びPSU1を半年間使用するという動作を繰り返す。
【0099】
PSUを半年おきに交互に使い続ける場合、PSUの寿命は3年間であるため、半年おきに6回使用された後にPSUの残寿命が0年となる。したがって、PSUを交互に使い続けたケースでは、PSU1の最初の交換時期は、PSU1の使用開始から5年と半年後である。
【0100】
これをみると、使用PSUと待機PSUの使い方を「(1)同じPSUを3年間使い続けたケース」から「(2)PSUを交互に使い続けたケース」へ変更することにより、製品寿命である5年のうちに一度もPSUを交換する必要がないことを示している。
【0101】
また、PSUを搭載している装置の使用開始から4年目にPSU2に故障が発生した場合、「(1)同じPSUを3年間使い続けたケース」では、PSU2を交換するしかないが、「(2)PSUを交互に使い続けたケース」では、PSU1の寿命が残っているため、PSU1を使用することができる。
【0102】
[基本的なアルゴリズム]
本発明に係る電源モジュールの運用方法の基本的なアルゴリズムについて説明する。
【0103】
(1)PSUの残寿命の長いものを優先的に使用
図3に示したように、動作PSUの変更時において、PSUの残寿命の長いものを優先的に選択してOn状態にする。
【0104】
(2)使用中のPSUと未使用のPSUの残寿命が一定間隔(1週間、1月、1年等)
図3に示したように、一定間隔(図3では1年毎)で動作PSUを変更するため、通常は使用中のPSUと未使用のPSUの残寿命は一定間隔を保っている。
【0105】
(3)全体として、各PSUの残寿命が平準化されるように制御(切り替え)を実施
図3の(2)や(7)に示したように、全体として、各PSUの残寿命が平準化されるように、動作PSUを変更する。
【0106】
(4)PSUが新規製品等に置き換えられた場合は、残寿命をリセットし、初期化
図3の(5)に示したように、故障したPSUが新規製品等に交換された場合、当該PSUの残寿命のカウンタ値を初期状態に戻す。例えば、PSUの寿命を5年とした場合、交換された後、PSUの残寿命を5年に戻す。
【0107】
<ハードウェアの例示>
本発明に係るコンピュータシステムの例として、PC(パソコン)、アプライアンス(appliance)、シンクライアント端末/サーバ、ワークステーション、メインフレーム、スーパーコンピュータ等の計算機を想定しているが、他の例として、携帯電話機、カーナビ(カーナビゲーションシステム)、携帯型ゲーム機、家庭用ゲーム機、ガジェット(電子機器)、双方向テレビ、デジタルチューナー、デジタルレコーダー、情報家電(information home appliance)、OA(Office Automation)機器等も考えられる。また、当該コンピュータシステムは、車両や船舶、航空機等の移動体に搭載されていても良い。
【0108】
図示しないが、上記のようなコンピュータシステムは、プログラムに基づいて駆動し所定の処理を実行するプロセッサと、当該プログラムや各種データを記憶するメモリとを備えている。
【0109】
上記のプロセッサの例として、CPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコントローラ、或いは、専用の機能を有する半導体集積回路(Integrated Circuit(IC))等が考えられる。
【0110】
上記のメモリの例として、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)やフラッシュメモリ等の半導体記憶装置、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等の補助記憶装置、又は、DVD(Digital Versatile Disk)等のリムーバブルディスクや、SDメモリカード(Secure Digital memory card)等の記憶媒体(メディア)等が考えられる。
【0111】
なお、上記のプロセッサ及び上記のメモリは、一体化していても良い。例えば、近年では、マイコン等の1チップ化が進んでいる。したがって、コンピュータシステムに搭載される1チップマイコンが、プロセッサ及びメモリを備えている事例が考えられる。
【0112】
但し、実際には、これらの例に限定されない。
【0113】
<まとめ>
PSUが複数台搭載されるサーバシステムにおいて、近年PSUのAC/DC変換効率を向上させるために低負荷時には、PSUの数を最小限にするような省電力方式が一般的である。このとき、低負荷時には、特定のPSUのみ動作することになり、製品寿命を縮めて故障率を増加させてしまう可能性がある。本発明では、低負荷時も搭載されているPSUを均等に使うことで、故障耐力を向上させるものである。有寿命品のひとつであるPSUの使用頻度を均等にすることで、故障耐力を向上させるとともに、装置に搭載されているPSUの寿命を最大限引き出すようにすることで、保守にかかるコストを最小限に抑えることを可能にしたものである。
【0114】
本発明では、残寿命に応じて動作するPSUを変更することで特定のPSUに使用頻度が偏ることなく、結果としてPSUの故障耐力が向上する。
【0115】
また、装置に搭載されている待機しているPSUも含めて万遍なく使うことで、搭載資源の有効活用ができ、装置の製品寿命に対してPSUの保守交換の回数(コスト)を抑えることが可能となる。
【0116】
更に、待機系のPSUも定期的に使用することで、PSU内のコンデンサ等が無通電状態になることによる劣化を防ぎ、PSUの寿命を延ばす効果もある。
【0117】
更に、PSUの交換時期を実際の運用実績を基に交換時期を知らせることができる。
【0118】
なお、本発明の説明においては、PSU4台の例を示したが、PSUが何台であれ複数台あれば、本発明の有効性は証明される。
【0119】
<本発明の利用分野>
本発明は、AC/DC変換ユニット等の複数のPSUで構成される電源ユニットを持つコンピュータシステム全般ならびに電子機器全般に適用することができる。
【0120】
<補足>
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【0121】
100… 電源ユニット
101… 交流電源
102… 負荷
103… PSU制御ユニット
104… コンソール
111〜114… PSU(AC/DC変換ユニット)
115〜118… 固体ID
120… PSU使用時間保持回路
121… 寿命計測回路
122… 初期値設定回路
123… DC On/Off制御回路
124… 初期寿命/交換指示制御回路
125… サーバ構成情報
131〜134… 計算回路
141〜144… カウンタ回路
145… アラーム判定回路
200… DC出力
201〜204… 電確信号
205〜208… 電流値出力信号
211〜214… PSU制御信号(DC On/Off制御信号)
221… 寿命情報フィードバック
222… 交換時期アラーム
223… 初期値設定指示
224〜227… 制御信号(初期値設定情報)
228… 制御信号(寿命上限値情報)
231〜234… 計算結果出力信号(通電情報)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源ユニット上にあり、それぞれがDC出力可能な複数のPSUと、
前記電源ユニット上にあり、前記複数のPSUの各々の生存を示す電確信号を基に、PSU毎の寿命計測を行い、前記各PSUの寿命情報を伝えるフィードバック信号を出力する寿命計測回路と、
前記電源ユニットに接続され、動作状態とするPSU及び当該PSUを切り換える周期を決定し、前記フィードバック信号を基に、前記複数のPSUの動作及び停止を制御するPSU制御回路と
を具備し、
前記PSU制御回路は、前記複数のPSUのうち所定の台数を動作状態とし、一定周期で動作状態のPSUと他のPSUとを切り替え、前記各PSUの残寿命を均等にする
コンピュータシステム。
【請求項2】
請求項1に記載のコンピュータシステムであって、
前記電源ユニット上にあり、前記寿命計測回路に、前記各PSUの寿命の初期値及び上限値を通知する初期値設定回路と、
前記PSU制御回路上にあり、前記初期値設定回路に初期値の設定/更新の指示を伝える初期寿命/交換指示制御回路と
を更に具備する
コンピュータシステム。
【請求項3】
請求項2に記載のコンピュータシステムであって、
前記寿命計測回路は、
前記各PSUの生存を示す電確信号と、前記各PSUの電流値を伝える電流値出力信号との各々を基に、寿命計算を行い、計算結果である通電情報を伝える計算結果出力信号を出力する計算回路と、
前記計算結果出力信号の通電情報と、前記初期値設定回路から出力された制御信号の初期値設定情報とを基に、PSU毎の残寿命を計測し、前記フィードバック信号を出力するカウンタ回路と、
前記フィードバック信号と、前記初期値設定回路から出力された制御信号の寿命上限値情報とを基に、前記各PSUのうち製品寿命に達しそうなPSUを判定し、判定結果を基に、交換時期アラームを出力するアラーム判定回路と
を具備する
コンピュータシステム。
【請求項4】
電源ユニット上において、寿命計測回路が、それぞれがDC出力可能な複数のPSUの各々の生存を示す電確信号を基に、PSU毎の寿命計測を行い、前記各PSUの寿命情報を伝えるフィードバック信号を出力することと、
前記電源ユニットに接続されたPSU制御回路が、動作状態とするPSU及び当該PSUを切り換える周期を決定し、前記フィードバック信号を基に、前記複数のPSUの動作及び停止を制御することと、
前記PSU制御回路が、前記複数のPSUのうち所定の台数を動作状態とし、一定周期で動作状態のPSUと他のPSUとを切り替え、前記各PSUの残寿命を均等にすることと
を更に含む
電源モジュールの運用方法。
【請求項5】
請求項4に記載の電源モジュールの運用方法であって、
前記電源ユニット上において、初期値設定回路が、前記寿命計測回路に、前記各PSUの寿命の初期値及び上限値を通知することと、
前記PSU制御回路上において、初期寿命/交換指示制御回路が、前記初期値設定回路に初期値の設定/更新の指示を伝えることと
を更に含む
電源モジュールの運用方法。
【請求項6】
請求項5に記載の電源モジュールの運用方法であって、
前記寿命計測回路上において、
計算回路が、前記各PSUの生存を示す電確信号と、前記各PSUの電流値を伝える電流値出力信号との各々を基に、寿命計算を行い、計算結果である通電情報を伝える計算結果出力信号を出力することと、
カウンタ回路が、前記計算結果出力信号の通電情報と、前記初期値設定回路から出力された制御信号の初期値設定情報とを基に、PSU毎の残寿命を計測し、前記フィードバック信号を出力することと、
アラーム判定回路が、前記フィードバック信号と、前記初期値設定回路から出力された制御信号の寿命上限値情報とを基に、前記各PSUのうち製品寿命に達しそうなPSUを判定し、判定結果を基に、交換時期アラームを出力することと
を更に含む
電源モジュールの運用方法。
【請求項7】
請求項4乃至6のいずれか一項に記載の電源モジュールの運用方法における処理を、ファームウェアとして計算機に実行させるためのプログラム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−137887(P2012−137887A)
【公開日】平成24年7月19日(2012.7.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−288841(P2010−288841)
【出願日】平成22年12月24日(2010.12.24)
【出願人】(000168285)エヌイーシーコンピュータテクノ株式会社 (572)
【Fターム(参考)】