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【発明の名称】 ブレードサーバのハードディスク実装方法
【発明者】 【氏名】樋口 正明

【氏名】亀井 了

【要約】 【課題】ブレードサーバを構成する上で、サーバモジュールの実装密度をHDDとは非依存とし、かつ、筐体開口部からのHDDの挿抜を可能とすることで、HDDの保守性を維持しつつ、サーバモジュールの実装密度を向上させる。

【構成】一枚の電子回路基板上でサーバ機能を構成する複数のサーバモジュールと、サーバモジュール間、およびサーバモジュールと筐体外の機器との通信路を提供するスイッチモジュールと、各モジュールに電力を供給する電源モジュールと、各モジュールの冷却を行うファンモジュールと、各モジュールの制御や管理を行う管理モジュールとを、いずれか一つ、または複数組み合わせて一つの筐体に収容するブレードサーバにおいて、各サーバモジュールに接続されるHDDを集約して実装するスペースを筐体内に備え、サーバモジュールとHDDとを分離して実装する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一枚の電子回路基板上でサーバ機能を構成する複数のサーバモジュールと、サーバモジュール間、およびサーバモジュールと筐体外の機器との通信路を提供するスイッチモジュールと、各モジュールに電力を供給する電源モジュールと、各モジュールの冷却を行うファンモジュールと、各モジュールの制御や管理を行う管理モジュールとを、いずれか一つ、または複数組み合わせて一つの筐体に収容するブレードサーバにおいて、該サーバモジュールに接続される複数のハードディスク装置を集約して実装するスペースを前記筐体内に有し、該ハードディスク装置を、前記スペースにおいて円周上に配置し、ベルトコンベヤ状に円周上を移動させ位置を変えることで、全てのハードディスク装置の挿抜を前記筐体の開口部から行う機構を有する、ブレードサーバのハードディスク実装方法。
【請求項2】
請求項1記載のブレードサーバのハードディスク実装方法であって、前記筐体の開口部に移動したハードディスク装置を、開口部に向けて水平方向に挿抜する機構を有する、ブレードサーバのハードディスク実装方法。
【請求項3】
請求項1、または請求項2記載のブレードサーバのハードディスク実装方法であって、実装される複数のハードディスク装置に対して各々固有の番号を付与し、かつ、前記管理モジュールに、該番号を記憶する手段を有し、ユーザが管理モジュールに対して、挿抜対象のハードディスク装置の固有番号を入力することで、自動的に挿抜対象のハードディスク装置を前記筐体の開口部に移動する機構を有する、ブレードサーバのハードディスク実装方法。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかに記載のブレードサーバのハードディスク実装方法であって、円周上に配置されたハードディスク装置の移動を、一回転未満に抑止する機構を有する、ブレードサーバのハードディスク実装方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、一枚の電子回路基板上でサーバ機能を構成するサーバモジュールと、サーバモジュール間、およびサーバモジュールと筐体外の機器との通信路を提供するスイッチモジュールと、各モジュールに電力を供給する電源モジュールと、各モジュールの冷却を行うファンモジュールと、各モジュールの制御や管理を行う管理モジュールとを、いずれか一つ、または複数組み合わせて一つの筐体に収容するブレードサーバに関わり、特に、各サーバモジュールに接続されるハードディスク装置の実装方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インターネットやパーソナルコンピュータの劇的な普及に伴い、メールやWeb、あるいは電子商取引といった、ネットワークを基盤としたサービスが増大している。これに伴い、各種サービスをユーザに提供するためのサーバの設置台数も大幅に増加しているが、その結果として、サーバの設置スペースの増加や、電源、ネットワークケーブルなどの敷設の煩雑化、管理工数の増大といった問題が生じている。ブレードサーバはこれらの問題に対応するために開発されたものである。従来のサーバは、一つの筐体で一台のサーバ機能を提供するものであり、筐体にはCPUやメモリ、ネットワークインタフェース(以下、NIC)を搭載するマザーボードとともに、ハードディスク(以下、HDD)、冷却ファン、電源などが収容されていた。これに対しブレードサーバでは、典型的な例としては、一枚の電子回路基板上にCPU、メモリ、NIC、HDDなどを搭載して一台のサーバ機能を提供するサーバモジュールを構成し、このサーバモジュールを一つの筐体内に複数搭載する。また、同じ筐体に電源、冷却ファンを搭載し、各サーバモジュールで共用する。さらに、各モジュール間、および外部装置との通信路となるスイッチモジュール、各モジュールの電源制御や障害検出を行うマネージメントモジュールが筐体に搭載される。各モジュール間は筐体内のバックプレーンで接続されており、従来のサーバと比較して、省スペース、省ケーブルを実現している。
【0003】
一方、サーバに搭載されるCPUなどの半導体部品は、消費電力、発熱の低減が図られており、結果として、冷却に必要な放熱フィン、冷却ファンの小形化が可能となる。従って、省スペース化を目的の一つとして開発されたブレードサーバは、今後、消費電力、発熱を低減した半導体部品を搭載することで、さらに高密度にサーバモジュールを実装し、小形化が進むものと考えられる。
【0004】
【特許文献1】特開2002−032153号公報
【非特許文献1】IDG Japan 月刊ネットワークワールド2003 6月号 p139−148 テストセンターレポート Vol.7 「ブレードサーバ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
典型的なブレードサーバでは、各サーバモジュールが備えるHDDの交換を容易に行うために、HDDをユーザ、もしくは保守作業員が挿抜可能な位置、すなわち筐体前面に並べる実装方法が採られている。つまり、筐体内に実装可能なサーバモジュールの数は、筐体前面に並ぶHDDの数によって決定される。従って、CPUなどの半導体部品の省電力化、低発熱化により、サーバモジュールの小形化が図られたとしても、従来のHDDの実装方法では、筐体に実装可能なサーバモジュールの数は、筐体前面に並べることができるHDDの数に依存するため、実装密度が向上しないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明では、従来、筐体前面にサーバモジュール毎のHDDを配置していたものを、サーバモジュールからHDDを分離し、筐体内に各サーバモジュールのHDDを集約して実装するスペースを設ける。さらに、HDDを実装するスペースに円状のレールを置き、各HDDをこのレールの上に実装してスライドさせ、挿抜対象のHDDの位置を筐体前面に移動させることによって、従来のHDDの実装方法で可能であった、筐体前面からのHDDの交換を実現しつつ、上記の課題を解決することを目的としている。
【発明の効果】
【0007】
サーバモジュールからHDDを分離し、筐体内に各サーバモジュールのHDDを集約して実装することにより、筐体に実装可能なサーバモジュールの数を、筐体前面に並べることができるHDDの数とは非依存にできるため、今後のCPUなどの半導体部品の省電力化、低発熱化を享受した、サーバモジュールの実装密度が向上でき、ブレードサーバを小形化できる。また、集約したHDDを円状のレール上に実装してスライドさせることにより、挿抜対象のHDDを筐体前面に移動することができ、HDDの挿抜も容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明を実施例にて具体的に説明する。
【実施例1】
【0009】
図1に、筐体前面にサーバモジュール毎のHDDを配置する、従来のブレードサーバの一実装例を示す。図1に示すブレードサーバは、各サーバモジュールで共有する電源、冷却ファンなどを搭載する筐体101に、CPUやメモリを搭載して各々が一台のサーバ機能を有するサーバモジュール102を複数搭載する。サーバモジュール102は、オペレーティングシステムなどのソフトウェアやデータを格納するHDD103を備える。HDD104のように、HDDの冗長化や、記憶容量の拡大のため、一台のサーバモジュールに対して、複数のHDDを備えることもある。HDD103、HDD104は、ユーザ、もしくは保守作業員による交換が容易に行えるように、筐体前面に並ぶように実装される。つまり、図1に示すブレードサーバにおいて、筐体内に実装可能なサーバモジュールの数を決定するのは、筐体前面に配置することができるHDDの数である。
【0010】
請求項1に記載するブレードサーバのHDDの実装方法を採用するブレードサーバの実装例を図2に示す。各サーバモジュールで共有する電源、冷却ファンなどを搭載する筐体201に、サーバモジュール202を複数搭載する。サーバモジュール202に接続されるHDD203は、サーバモジュールから分離され、HDD搭載スペース204に搭載される。また、請求項1に記載するブレードサーバの、上面からの透視図を図3に示す。各サーバモジュールに接続されるHDDは、HDD搭載スペース204に設置された円状のレール301上に搭載される。HDDは、レール301上をスライドして移動可能であり、任意のHDDを筐体前面の開口部に移動することができる。なお、各サーバモジュールと各HDDは、バックプレーン302、およびHDD搭載スペース204内に設置される中継基板303を通じて接続される。
【0011】
請求項1に記載するブレードサーバの、サーバモジュールとHDDとの接続の詳細を図4に示す。図4は、図2、および図3に示す筐体から、サーバモジュールとHDDとの接続の詳細を示すために、その経路に存在する基板、コネクタ、ケーブル等に注目したものである。サーバモジュールは、バックプレーン302とコネクタ401で接続される。また、バックプレーン302は、中継基板303とコネクタ402で接続される。さらに、中継基板303とHDD203は、コネクタ403、およびコネクタ403から伸びるケーブル404で接続される。各サーバモジュールと、各HDDとの間の信号は、バックプレーン302、中継基板303、ケーブル404を通じて伝達される。ここで、各HDDはレール301上を移動するため、中継基板と各HDDとの間は、電子回路基板ではなく、余長を持ったケーブルで接続することが望ましい。
【0012】
請求項1に記載するブレードサーバにおいて、HDDをレール上でスライド移動させるための機構を図5に示す。図5は、図2から図4に示す筐体において、一台のHDDに注目したものである。HDD203は、ブラケット501に搭載される。ブラケット501はベアリング502を備え、中継基板303上のレール301に搭載される。レール301上をベアリング502が滑走することにより、ブラケット501に搭載されたHDDの移動を可能とする。また、HDD203を交換する際は、ブラケット501を筐体に残して交換を実施する。ここで、レール301は、移動中のHDDの脱落を防止するため、ベアリング502を抱えるようなガイド状の形状が望ましい。また、安定したHDDの実装、移動を行うため、レール301とは別に、レール503を備えても構わない。
【0013】
前記の実装により、請求項1に記載するブレードサーバのHDDの実装方法を採用するブレードサーバにおいては、筐体前面からのHDDの交換を実現しつつ、筐体に実装可能なサーバモジュールの数を、筐体前面に並べることができるHDDの数とは非依存にして、サーバモジュールの実装密度を向上することができる。
【実施例2】
【0014】
請求項2に記載するブレードサーバのHDDの実装方法を採用するブレードサーバの実装例を図6に示す。HDDを集約して実装する点は、図2に示す請求項1に記載するブレードサーバと同様であるが、筐体前面に移動したHDD601を挿抜する際に、挿抜対象のHDD601が筐体前面に向かって倒れる点が異なる。
【0015】
請求項2に記載するブレードサーバにおいて、HDDを筐体前面に向けて可倒とする機構を図7に示す。図7は、図6に示す筐体において、一台のHDDに注目したものである。HDD601は、蝶番701を備えるブラケット702に搭載される。ブラケット702には中継基板703を備え、HDD601は中継基板703上のコネクタ704に接続される。中継基板703は、ケーブル705にてHDD搭載スペースの基板と接続される。中継基板703、およびコネクタ704は、HDD601を筐体前面に向けて倒した際に、自動的にサーバモジュールとの間の物理的な接続を切断し、HDDの挿抜を更に容易にするものであり、HDD601とケーブル705を直接接続することでも構わない。なお、ケーブル705以降、HDD搭載スペースの基板、およびバックプレーンを通じてサーバモジュールとHDDが接続される点は、請求項1に記載するブレードサーバと同様である。ブラケット702に蝶番701を備えることにより、挿抜対象のHDDを筐体前面に移動したのち、筐体前面に向けて倒すことができ、ユーザ、もしくは保守作業員によるHDDの挿抜が容易となる。ここで、HDDを移動させるためのレールは、安定したHDDの実装、移動を行うため、レール706、レール707と、複数備えることが可能であり、筐体の天井にレールを備えることも可能である。
【実施例3】
【0016】
請求項3に記載するブレードサーバのHDDの実装方法を採用するブレードサーバの実装例を図8に示す。請求項1、および請求項2に記載するブレードサーバとは、筐体に搭載される管理モジュールにて、HDDの移動が制御される点が異なり、具体的には、HDD搭載スペース801には、モーター802と、歯車803を備える。また、レール804には、歯車803とかみ合うチェーンが実装されており、HDD805は、そのチェーン上に実装される。ユーザ、もしくは保守作業員は、管理モジュール806に対して、挿抜を行うHDDの番号を指示し、管理モジュール806は、ユーザ、もしくは保守作業員からの指示に従い、モーター802を駆動して、挿抜対象のHDDを、筐体前面の挿抜可能な位置に移動する。
【0017】
請求項3に記載するブレードサーバにおいて、モーターによりHDDを移動させる機構を図9に示す。HDD805が、ブラケット901に搭載され、レール902の上をスライドして移動する点については、請求項1、および請求項2に記載するブレードサーバと同様である。ここで、ブラケット901は、レール902と同様に、HDD搭載スペース内で円状に配置されるチェーン903に接続されており、モーター802は、歯車803を通してチェーン903をHDD搭載スペース内で回転させ、結果として、ブラケット901に搭載されたHDD805を移動する。なお、モーター802から伸びるケーブル904は、モーター802の電源や、回転を制御する制御信号であり、筐体内のバックプレーンを経由して、電源モジュールや管理モジュールと接続される。
【0018】
請求項3に記載するブレードサーバにおいて、ユーザ、もしくは保守作業員の指示に従い、挿抜対象のHDDを筐体前面に移動する手続きを図10、および図11に示す。まず、図10に示すとおり、各HDDには固有の番号(1、2、…、N−1、N)を割り当てる。固有の番号は、HDDが実装されるレールに沿って順に割り当てられるものとする。また、モーターを一回転させると、HDDの位置は一つ移動するものとする。つまり、HDD番号1のHDDが筐体前面にあるとき、モーターが順方向に一回転すると、HDD番号2のHDDが筐体前面に移動し、モーターが逆方向に一回転すると、HDD番号NのHDDが筐体前面に移動する。勿論、HDDの位置を一つ移動させるために必要なモーターの回転数は、歯車の歯数などにより任意である。また、管理モジュールは、筐体前面にあるHDD番号を記憶する機能と、ユーザ、もしくは保守作業員から、挿抜対象のHDD番号の入力を受け付ける機能を有する。
【0019】
図11は手続きをフローチャートで示したものである。まず、筐体が起動した際、管理モジュールは、ステップS101にて、筐体前面に位置するHDDの番号をCurrentとして記憶する。次にステップS102にて、ユーザ、もしくは保守作業員から、挿抜対象となるHDD番号の入力を待つ。入力された場合は、ステップS103に進み、入力された番号をNextとして記憶する。次に、ステップS104にて、HDDの移動量を(Current−Next)にて算出し、ステップS105にて、HDDの移動量が0、つまりCurrentとNextが同一か判定する。0の場合は、既に筐体前面に挿抜対象となるHDDがあるため、再びステップS102に戻り、ユーザ、もしくは保守作業員からのHDD番号の入力を待つ。0以外の場合は、HDDの移動が必要となるため、ステップS106に進む。ステップS106にて、移動量の値の正負を判定する。正の場合はステップS107に進み、モーターを順方向に、移動量の分だけ回転させる。逆に、移動量の値が負の場合は、ステップS108にて、移動量の絶対値を新しい移動量として記憶し、ステップS109にて、モーターを逆方向に、移動量の分だけ回転させる。最後にNextを新しいCurrentとして記憶したのち、再びステップS102に戻り、ユーザ、もしくは保守作業員からのHDD番号の入力を待つ。前記の機構、および手続きにより、管理モジュールは、ユーザ、もしくは保守作業員からの指示に従い、モーターを駆動して、挿抜対象のHDDを、筐体前面の挿抜可能な位置に移動する。
【実施例4】
【0020】
請求項4に記載するブレードサーバのHDDの実装方法を採用するブレードサーバの実装例を図12に示す。請求項1から請求項3に記載するブレードサーバとは、円状に配置されたレール上のHDDの移動が、一回転未満に制御される点が異なり、具体的には、レールに取り付けられ、HDDと共に移動するストッパー1201と、筐体に取り付けられるストッパー1202を備える。HDDを移動させると、ストッパー1201も連動して移動し、定められた位置まで移動すると、筐体に取り付けられたストッパー1202にぶつかるため、それ以上は同一方向に移動できなくなる。前記の機構を備えることにより、HDDの移動が一回転未満に制御され、HDDとサーバモジュールとを接続するケーブルのねじれを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【0021】
ブレードサーバを構成する上で、サーバモジュールの実装密度の向上は、大きな課題である。サーバモジュールの実装密度をHDDとは非依存とし、今後のCPUなどの半導体部品の省電力化、低発熱化を享受して、サーバモジュールの実装密度が向上できる本発明は、ブレードサーバの更なる普及により、利用される可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】従来のブレードサーバの一実装例を示す図である。
【図2】実施例1におけるブレードサーバの一実装例を示す図である。
【図3】実施例1におけるブレードサーバの上面からの透視図である。
【図4】実施例1におけるブレードサーバのサーバモジュールとHDDとの接続を示す図である。
【図5】実施例1におけるブレードサーバのHDDを移動する機構を示す図である。
【図6】実施例2におけるブレードサーバの一実装例を示す図である。
【図7】実施例2におけるブレードサーバのHDDを可倒とする機構を示す図である。
【図8】実施例3におけるブレードサーバの上面からの透視図である。
【図9】実施例3におけるブレードサーバのモーターによりHDDを移動する機構を示す図である。
【図10】実施例3におけるHDD番号の付与の仕方を示す図である。
【図11】実施例3における管理モジュールのモーター制御手順を示すフローチャートである。
【図12】実施例4におけるブレードサーバの上面からの透視図である。
【符号の説明】
【0023】
101…ブレードサーバ筐体、102…サーバモジュー、103…1台目のHDD、104…2台目のHDD、201…サーバモジュールとHDDとを分離して実装するブレードサーバ筐体、202…HDDが分離されたサーバモジュール、203…サーバモジュールから分離されたHDD、204…ブレードサーバ筐体内に用意されたHDDを集約して実装するスペース、301…HDDを移動させるためのレール、302…各モジュール間を接続するバックプレーン、303…HDDを集約して実装するスペースに配置された中継基板、401…サーバモジュールとバックプレーンとを接続するコネクタ、402…バックプレーンと中継基板とを接続するコネクタ、403…中継基板とHDDとを接続するコネクタ、404…中継基板とHDDとを接続するケーブル、501…実施例1においてHDDを搭載するブラケット、502…レールの上をブラケットに搭載したHDDが滑走するためのベアリング、503…HDDの移動を安定させるための2本目のレール、601…実施例2において筐体全面に向けて倒れるHDD、701…実施例2においてHDDを可倒とするための蝶番、702…実施例2においてHDDを搭載するブラケット、703…実施例2においてHDDとケーブルとの間に存在する中継基盤、704…実施例2においてHDDと中継基板とを接続するコネクタ、705…実施例2においてサーバモジュールとHDDとを接続するケーブル、706…実施例2においてHDDを移動させるためのレール、707…実施例2においてHDDの移動を安定させるための2本目のレール、801…実施例3においてHDDを集約して実装するスペース、802…実施例3においてHDDを移動させるモーター、803…実施例3においてHDDを移動させる歯車、804…実施例3においてHDDを移動させるチェーンが実装されたレール、805…実施例3におけるHDD、806…ブレードサーバ筐体内を管理・制御する管理モジュール、901…実施例3においてHDDを搭載するブラケット、902…実施例3においてHDDを移動させるためのレール、903…実施例3においてHDDを移動させるためのチェーン、904…モーターの電源・制御信号、1201…実施例4においてHDDと共に移動するストッパー、1202…実施例4において筐体に取り付けられたストッパー。
【出願人】 【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【出願日】 平成18年6月21日(2006.6.21)
【代理人】 【識別番号】100100310
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 学


【公開番号】 特開2008−3737(P2008−3737A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−170865(P2006−170865)