(57)【要約】【課題】  設置面積を低減し、ノードの着脱が容易、かつ静音性に優れた省スペース型ＰＣクラスタシステムを提供する。【解決手段】  複数のノードクラスタを搭載したトレー３を、１つの筐体２内に複数格納することで１台のＰＣクラスタシステム１を構成する。１つの前記トレー３のケースには１つのＡＣインレットが取り付けられているとともに、前記筐体２のバックパネルの内側に電源タップが取り付けられ、前記ＡＣインレットの端子が前記電源タップ上のコンセントに挿入されることによって、前記トレー３の複数のノードクラスタに給電可能となる。前記筐体２に格納した複数のトレー３の背後に、搭載しているすべてのノードクラスタの冷却を可能とする大型の冷却ファンを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノードクラスタを搭載したトレーを筐体内に複数格納するＰＣクラスタシステムであって、１つのトレーには複数のノードクラスタを搭載したことを特徴とする省スペース型ＰＣクラスタシステム。
【請求項２】
１つの前記トレーには１つのＡＣインレットが取り付けられているとともに、前記筐体のバックパネルの内側に電源タップが取り付けられ、前記ＡＣインレットの端子が前記電源タップ上のコンセントに挿入されることによって、前記トレーに搭載されたすべてのノードクラスタに給電可能となることを特徴とする請求項１に記載の省スペース型ＰＣクラスタシステム。
【請求項３】
１つの前記トレーのケース前面に取っ手が設けられ、前記取っ手を手前に引いたり、前記筐体の内側に押したりすることによって、前記筐体からの前記トレーの着脱が自在になることを特徴とする請求項２に記載の省スペース型ＰＣクラスタシステム。
【請求項４】
前記筐体に格納した複数のトレーの背後に、搭載しているすべての前記ノードクラスタを冷却可能な１個の冷却ファンが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の省スペース型ＰＣクラスタシステム。
【請求項５】
前記筐体のバックパネルにはＬＡＮケーブル用コネクタの受け口が２つ設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の省スペース型ＰＣクラスタシステム。
【請求項６】
前記筐体のトップパネル上に他の１台の省スペース型ＰＣクラスタシステムを載置できることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の省スペース型ＰＣクラスタシステム。
【請求項７】
各前記トレーには、ＨＤＤベイが、少なくとも搭載可能な前記ノードクラスタの個数分だけ確保されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の省スペース型ＰＣクラスタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１つのトレーに複数のノードクラスタを搭載し、筐体内に複数のトレーを格納したことにより設置面積の低減を図る省スペース型ＰＣクラスタシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近になって、ＨＰＣ（Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）と呼ばれる膨大な量の計算からなる情報処理がさかんに行われるようになってきた。たとえば、気象観測のように入力データがきわめて多い分野、大型船舶や高層建築物などに関する現象の解明に際し、実際の実験の代替として計算機によるシミュレーションが行われる分野などで採用されている。
【０００３】
このようなＨＰＣの手段としては、かつては、スーパーコンピュータの使用が一般的であったが、最近では、通信ネットワークで接続された多数のパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」）で、大規模な計算を分散（並列）処理させる手法が多用されるようになってきている。このような手法の一つとしてＰＣクラスタがある。これは、多数の安価なＰＣを一箇所に配置し、これに並列処理で計算させることにより、全体として1個の仮想的な高性能コンピュータとみなすシステムであり、個々のＰＣはネットワークを介して相互に接続する。個々のＰＣは低速であっても、全体性能として高速な計算能力を発揮できるわけである。
【０００４】
ＰＣクラスタは、市販のコンピュータを掻き集めて構成されることがある。しかし、このタイプのＰＣクラスタは、設置面積や電源の問題がある。そのため、ＰＣクラスタ用に、一つの筐体に数十台のＰＣを搭載したものが製造されている（例えば、特許文献１参照）。これは、１個の筐体の棚（ラック）に複数のＰＣを平積みする形態をとることが多いことから、ラックマウントとか、ラックマウント式コンピュータシステム等と呼ばれる。
【特許文献１】特開２００３−１３３７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常ラックマウントは多数のＰＣを平積みできるように高さの大きいものが多く、床から天井付近まで達するようなものさえある。このため、狭いオフィスや研究室などでは設置スペースを確保するのに苦労することが多い。
一方、多数の単独ＰＣを並べる場合は、スペースをとるとともに、電源ケーブルやＬＡＮケーブルが多数あるため、狭い室内などでは見栄えが悪いだけではなく、人の足がケーブル類につまずいたりするおそれもある。
いずれのタイプのＰＣクラスタも、設置場所を変更する際の作業が煩雑になる。
その一方で、急速な半導体技術の進歩などによりＣＰＵの性能の向上がめざましく、少ないＰＣからなる小規模ＰＣクラスタであっても所望の性能を実現できる場合が多くなっている。
したがって、本発明は、小規模なＰＣクラスタを念頭に、設置空間を低減するとともに、電源ケーブルの本数の少ない省スペース型のＰＣクラスタシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
また、多数のＰＣのＣＰＵ、メモリ等から発生する熱を冷却するために、冷却ファンを備えるが、このファンの回転によって発生する騒音が、オフィスや研究室のスタッフにとって悩みの種である。
したがって、本発明は、冷却ファンにより発生する騒音を抑制することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を実現するために、請求項１に記載の発明は、ノードクラスタを搭載したトレーを筐体内に複数格納するＰＣクラスタシステムであって、１つのトレーには複数のノードクラスタを搭載したことを特徴とする。
「ノードクラスタ」とは、ＰＣクラスタを構成する１個のＰＣのことをいい、下記の実施形態では、ＣＰＵとメモリモジュールと周辺回路を搭載した１枚のマザーボードが相当する。
「トレー」とは、共通サイズの箱型のケース内に、１個以上のノードクラスタと電源とその他の部品を収容したものをいう。本発明では、１つの筐体に入る範囲でトレー単位の増設が可能である。
【０００８】
これにより、１つのトレーに１枚のマザーボードを搭載した従来品とくらべ、１つのトレーに複数のマザーボードを搭載しているので、設置場所の容積を低減できる。また、筐体の内部に設けるトレーごとの仕切り（ガイドレールあるいは溝など）が半減できるので、製造コストも抑えられる。
【０００９】
また、前記の目的を実現するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、１つの前記トレーには１つのＡＣインレットが取り付けられているとともに、前記筐体のバックパネルの内側に電源タップが取り付けられ、前記ＡＣインレットの端子が前記電源タップ上のコンセントに挿入されることによって、前記トレーに搭載されたすべてのノードクラスタに給電可能となることを特徴とする。
【００１０】
これにより、ＡＣインレットの端子を電源タップに挿入するだけで給電可能となるので、筐体へのトレーの収納作業がきわめて容易となる。また、電源タップに接続する電源ケーブルが一本あれば、全部のノードクラスタに給電できる。そのため、安全かつ見栄えもよい。しかも、室内のレイアウト変更などにより、ＰＣクラスタシステムの設置場所を変更する際も、作業の手間が軽減される。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、１つの前記トレーのケース前面に取っ手が設けられ、前記取っ手を手前に引いたり、前記筐体の内側に押したりすることによって、前記筐体からの前記トレーの着脱が自在になることを特徴とする。
これにより、筐体からトレーの着脱が容易なので、不良が見つかったシステムを正常なシステムで交換する等の作業が容易となる。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記筐体に格納した複数のトレーの背後に、搭載しているすべての前記ノードクラスタを冷却可能な１個の冷却ファンが設けられていることを特徴とする。
これにより、複数のトレーを１台のファンで冷却するので、大型のファンを用いることができ、少ない回転数でも十分な風量を確保できる。回転数が少ないので、静音性が保たれる。
【００１３】
さらにまた、請求項５に記載の発明は、前記筐体のバックパネルにはＬＡＮケーブル用コネクタの受け口が２つ設けられていることを特徴とし、請求項６に記載の発明は、前記筐体のトップパネル上に他の１台の省スペース型ＰＣクラスタシステムを載置できることを特徴とする。
これにより、実行しようとしている計算処理が必要とする性能に応じ、本発明のＰＣクラスタシステムを増減できる。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、各前記トレーには、ＨＤＤベイが、少なくとも搭載可能な前記ノードクラスタの個数分だけ確保されていることを特徴とする。
これにより、マザーボード１枚につき、少なくとも１つのハードディスクを対応させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
１つのトレーに複数のノードクラスタを搭載できるので、筐体の高さを押さえることができ、階段の下のような狭い空間においても設置可能である。
また、１台の大型ファンを冷却用に用いるので、ファンの回転音によって室内の静謐が妨げられるおそれがない。
さらに、各トレーは、トレーケースの前面に設けられている取っ手を引っ張るだけで着脱可能であり、しかも、トレーのケースの背面に取り付けられているＡＣインレットの端子を筐体の内側に取り付けられている電源タップに挿入するだけで、電源の供給を受けることが可能となるので、システムの保守や交換作業などが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に従い、本実施形態の省スペース型ＰＣクラスタシステム１（以下「ＰＣクラスタシステム１」）の構成を説明する。
ＰＣクラスタシステム１は、箱型の筐体２と複数のトレー３とから構成される。なお、図示は省略しているが、通常筐体２は、トレー３の前面を保護するためのフロントパネルを備えている。図１には、トレー３が４個図示されているが、４個に限るものではない。
【００１７】
次に図２に従い、トレー３の構成を説明する。
トレー３は、トレーのケース４内に、２枚のマザーボード５と、２個以上のハードディスクベイ６と、ＡＣを所定電圧のＤＣに変換する電源７と、１個のＡＣインレット８と、その他の部品を備える。
【００１８】
１つのトレー３内に２枚のマザーボード５を格納できるので、１つのトレーに１枚のマザーボードを格納する従来品に比べ、高さを節約できる。なお、マザーボード５には、ＣＰＵ９、メモリモジュール１０、周辺回路などが実装されており、１枚のマザーボード５が１つのノードクラスタを構成する。なお、ケース４の内側には、２枚のマザーボード５を２段に配置するための図示しない仕切り部材などが設けられている。
図２には、ＨＤＤベイ６が３個図示されているが、３台目のハードディスクは予備用であり、少なくともノードクラスタ数である２個だけ確保されていれば足りる。
【００１９】
トレー３のケース４の背面部１１には、１個のＡＣインレット８が取り付けられ、背面部１１の内側にある、ＡＣインレット８の図示しない電源端子を介して２台の電源７にＡＣが配電され、それぞれの電源７からマザーボード５およびハードディスク１２にＤＣが供給される。１個のＡＣインレット８から、２つのノードクラスタへ同時に給電するので、ノードクラスタ毎にＡＣインレットを設ける必要がない。また、各トレー３はＡＣインレット８からＡＣを受け取るので、トレーケース４の外部から個別の電源ケーブルが出ていない。したがって、部品数が削減できる。
また、トレーケース４の前面部１３には左右に１対の取っ手１４、及びねじ止めのための取り付け穴１５が設けられている。さらに、トレーケース４の前面部１３には、適宜キーボード、モニタ等を接続するためのポート等が備えられている。
【００２０】
続いて、筐体２の構成を説明する。
図３は、筐体２の内部を前面から見た部分斜視図である。筐体２のバックパネル１６の内側には電源タップ１７と、冷却ファン１８が取り付けられている。さらに、筐体２のサイドパネル１９の内側には、トレー３を抜き挿しするためのガイド２０（溝でもレールでもよい）が設けられている。
【００２１】
電源タップ１７には、筐体２に搭載可能なトレー３および冷却ファン１８のためのコンセント２１が設けられている。図３に示すように、電源タップ１７には一本の電源ケーブル２２が接続し、筐体２のバックパネル１６から外部に伸びている。そして、電源ケーブル２２の他端部に設けられた電源プラグ２３を外部の電力供給源に接続することでＡＣが供給される。
本実施形態は全部で８個のノードクラスタを備えているが、８本の電源ケーブルを必要とすることなく、１本の電源ケーブル２２で足りる。したがって、室内のレイアウト変更などでＰＣクラスタシステム１を移動させるような場合、作業が楽である。
【００２２】
各ノードクラスタのマザーボード５上には、ＣＰＵ９やメモリモジュール１０などの発熱部品が実装されている。ノードクラスタ毎、あるいはトレー３毎に冷却ファンを設けるとするならば、小型のファンを用いることになる。小型ファンの場合、必要な風量を実現するためにはファンの回転数を高くしなければならず、騒音が大である。そのため、図３のように、本実施形態では大型の冷却ファン１８を１台設置し、筐体２内の全ノードクラスタを冷却することとした。大型なので、回転数が低くても全ノードクラスタが必要とする風量を確保できるので、静音性にすぐれている。
【００２３】
図４は、筐体２を背面から見た斜視図である。バックパネル１６には１本の電源ケーブル２２を通すための切欠き２４、冷却ファン１８をオンオフするためのスイッチ２５用の切欠き２６が設けられている。また、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル用コネクタの受け口２７が２つ設けられている。受け口２７を２つ設けたのは、ＰＣクラスタシステム１が増設される場合を考慮したものである。
【００２４】
以上、ＰＣクラスタシステム１を構成する筐体２とトレー３のそれぞれを説明した。
４つのトレー３を筐体２の内部に収容することによって１つのＰＣクラスタシステム１が構成される。
各トレー３は、トレーケース４の前面１３の左右に設けられた取っ手１４を持って、筐体２の内部にガイド２０上を滑らせるようにして押し込む。トレーケース４を筐体２の進入可能な最奥部まで押し込むと、トレーケース４の背面部１１に取り付けられているＡＣインレット８の電源端子および接地端子が、電源タップ１７上のコンセント２１に挿入されることになる。このように、端子が挿入されるだけでＡＣの供給を受けることが可能となる。ＡＣインレット８の端子を電源タップ１７上のコンセント２１に接続させた後、トレーケース４の前面部１３の取り付け穴１５と筐体２側の取り付け穴にビスを貫通させることで、１つのトレー３は筐体２内に固定して収容される。
【００２５】
この作業を全部のトレー３について行い、電源ケーブル２２の他端にある電源プラグ２３を外部の図示しない電力供給源に接続するだけで、計８個のノードクラスタに通電する。図５は、１つのトレー３が、筐体２内に収容された状態を示す模式図である。なお、図５では、ＡＣインレット８には斜線を付してある。
【００２６】
一方、筐体２からトレー３を取り外すときは、取り付け穴１５からビスを抜き、取っ手１４を持って、筐体２から引っ張りだせばよい。取っ手１４を手前に引くだけで、ＡＣインレット８の各端子は、電源タップ１７上のコンセント２１から簡単に外れる。このように、トレー３を筐体２から取り外すことは極めて簡単であって、特殊な工具を一切必要としない。したがって、あるノードクラスタに障害が発生したり、他のノードクラスタと交換したりする場合の作業が簡便にできる。
【００２７】
前記の実施形態では、使用するＰＣクラスタシステム１は１台であることを前提として説明した。しかし、処理対象の計算量が膨大な場合は、１台のＰＣクラスタシステム１では不十分なことも考えられる。その場合は、ＰＣクラスタシステム１を２台以上連携動作させればよい。図４に示すように、ＬＡＮケーブル用コネクタの受け口２７が２つあるので、３台以上の任意の台数のＰＣクラスタシステム１をネットワーク接続することができる。
【００２８】
たとえば、２台使用する場合は、図６に示すように、ＰＣクラスタシステム１の筐体２のトップパネル２８上にもう一台のＰＣクラスタシステム１を重ねて置いてもよい。そのためには、トップパネル２８の４頂点、あるいは対角２頂点の近傍に載置金具２９等の部材を設ければよい。
また、ＰＣクラスタシステム１の筐体２を直接床面などに置かず、ボトムパネル３０に脚輪３１を設けることによって、移動が容易にできるようにしてもよい。
【００２９】
前記の実施形態では、各トレー３には電源７が２つあるが、１つの電源を同じトレー３内の２つのノードクラスタが共用してもよい。
また、前記の実施形態では、１つのトレーに２つのノードクラスタを搭載しているが、３つ以上のノードクラスタを搭載してもよい。
さらに、冷却ファン１８に加えて、各ノードクラスタは、ヒートシンクなどの冷却用部品を併用してもよいことは言うまでもない。  
【００３０】
要は、前記のように開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。したがって、種々の変形が可能である。しかし、その変形が特許請求の範囲に記載された技術思想に基づくものである限り、その変形は本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
設置面積をとらず、騒音の発生の少ないＰＣクラスタシステムをオフィスや研究室内に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態の省スペース型ＰＣクラスタシステムを前面から見た斜視図である。
【図２】実施形態の１つのトレーを前面から見た斜視図である。
【図３】実施形態の筐体の内部の部分斜視図である。
【図４】実施形態の筐体を背面から見た斜視図である。
【図５】実施形態のトレーのＡＣインレットの端子が電源タップに挿入されている状態を説明する図である。
【図６】実施形態のＰＣクラスタシステムを２段重ねとした状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ＰＣクラスタシステム
２  筐体
３  トレー
４  （トレー３の）ケース
５  マザーボード
６  ＨＤＤベイ
７  電源
８  ＡＣインレット
１４  （トレー３の）取っ手
１７  電源タップ
１８  冷却ファン
２１  （電源タップ１７上の）コンセント
２２  電源ケーブル
２７  ＬＡＮケーブル用コネクタの受け口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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