(57)【要約】【課題】個々のブレードの要求性能、およびこのシステムの電力・熱全体量により、個々のブレードの電圧および周波数を調整できるようにすること。【解決手段】第１のブレードを第１の電圧レベルで動作させる。その場合、第１のブレードは、第１の電力配分を必要とするアプリケーションをホストし、また第１の電力配分に基づいて、ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力量（budget、バジェット）の一部を消費する。第２のブレードを第２の電圧レベルで動作させる場合、第２のブレードは、第２の電力配分を必要とするアプリケーションをホストし、また、第２のブレードは、第２の電力配分に基づいて、ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力量の一部を消費する。この電力・熱全体量は、第１の電圧レベルと第２の電圧レベルの少なくとも１つを調整することにより、維持される。【選択図】図１
2004078935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレード型アーキテクチャ・システム内の複数のブレードのそれぞれの動作電圧を管理する方法であって、
　前記ブレード型アーキテクチャ・システムの第１のブレードを第１の電圧レベルで動作させるステップと、
　該第１のブレードは、第１の電力配分を必要とするアプリケーションをホストし、前記第１の電力配分に基づいて前記ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力量の第１の部分を消費し、
　前記ブレード型アーキテクチャ・システムの第２のブレードを第２の電圧レベルで動作させるステップと、
　該第２のブレードは、第２の電力配分を必要とするアプリケーションをホストし、前記第２の電力配分に基づいて前記ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力量の第２の部分を消費し、
　前記第１の電圧レベルと前記第２の電圧レベルの少なくとも１つを調整することにより、前記ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力全体量を維持するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記第１の電圧レベルと前記第２の電圧レベルは、前記ブレード型アーキテクチャ・システムの総電圧許容量の一部で大きさが異なり、前記総電圧許容量は、前記ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力量の配分によって決定される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のブレードの第１の周波数レベルを調整し、前記第１のブレードが第１の性能レベルで処理できるようにするステップと、
　前記第２のブレードの第２の周波数レベルを調整し、前記第２のブレードが第２の性能レベルで処理できるようにするステップと、
　前記第１の周波数レベルと前記第２の周波数レベルの調整、および前記第１のブレードと前記第２のブレードの要求性能に基づいて、前記ブレード型アーキテクチャ・システムの性能を最適化するステップと、
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ブレード型アーキテクチャ・システムは、物理的に区分けされる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ブレード型アーキテクチャ・システム内の複数のそれぞれのブレードのそれぞれの動作電圧を管理するシステムであって、
　ブレード型アーキテクチャ・システムの第１のブレードを第１の電圧レベルで動作させる手段を備え、該第１のブレードは、第１の電力配分を必要とするアプリケーションをホストし、前記第１の電力配分に基づいて前記ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力量の第１の部分を消費し、
　ブレード型アーキテクチャ・システムの第２のブレードを第２の電圧レベルで動作させる手段を備え、第２のブレードは、第２の電力配分を必要とするアプリケーションをホストし、前記第２の電力配分に基づいて前記ブレード型アーキテクチャ・システムの前記熱・電力量の第２の部分を消費し、
　前記第１の電圧レベルと前記第２の電圧レベルの少なくとも１つを調整することにより、前記ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力全体量を維持する手段とを備えるシステム。
【請求項６】
前記第１の電圧レベルと前記第２の電圧レベルは、前記ブレード型アーキテクチャ・システムの総電圧許容量の一部で大きさが異なり、前記総電圧許容量は、前記ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力量の配分によって決定される請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のブレードの第１の周波数レベルを調整し、前記第１のブレードが第１の性能レベルで処理できるようにする手段と、
　前記第２のブレードの第２の周波数レベルを調整し、前記第２のブレードが第２の性能レベルで処理できるようにする手段と、
　前記第１の周波数レベルと前記第２の周波数レベルの調整、および前記第１のブレードと前記第２のブレードの要求性能に基づいて、前記ブレード型アーキテクチャ・システムの性能を最適化する手段と、
をさらに備える請求項５に記載の方法。
【請求項８】
ブレード型アーキテクチャ・システム内の複数のそれぞれのブレードのそれぞれの動作電圧を管理するシステムであって、
　（１）第１の性能レベルで働く第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２の性能レベルで働く第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含み、かつユーザにより定められる入力信号を受け取るユーザ・インターフェースと、（２）第１のブレードの第１の最適性能レベルと、第２のブレードの第２の最適性能レベルに基づいて、前記第１のブレードの第１の出力電圧と、前記第２のブレードの第２の出力電圧を計算し、前記第１のブレードの第１の電圧レベルと、前記第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含む入力信号を発生させるシリアル・プレゼンス検出（ＳＰＤ）回路と、から成るグループから選択された入力装置と、
　Inter−ICバスと、
　前記Inter−ICバスから前記入力信号を受け取って、前記入力信号に入っている前記命令により決定された情報を含む制御信号を発生させる入出力拡張と、
　前記制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、前記第１の出力電圧を前記第１のブレードに、また前記第２の出力電圧を前記第２のブレードに供給し、前記第１の性能レベルを前記第２の性能レベルよりも高くするＤＣ−ＤＣコンバータと、
を備えるシステム。
【請求項９】
ブレード型アーキテクチャ・システム内の複数のそれぞれのブレードのそれぞれの動作電圧を管理するシステムであって、
　第１の性能レベルで働く第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２の性能レベルで働く第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含み、かつユーザにより定められる入力信号を供給する手動設定装置と、
　前記制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、前記第１の出力電圧を前記第１のブレードに、また前記第２の出力電圧を前記第２のブレードに供給し、前記第１の性能レベルを前記第２の性能レベルよりも高くするＤＣ−ＤＣコンバータと、
を備えるシステム。
【請求項１０】
ブレード型アーキテクチャ・システム内の複数のそれぞれのブレードのそれぞれの動作電圧を管理するシステムであって、
　第１の性能レベルで働く第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２の性能レベルで働く第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含み、かつユーザにより定められる入力信号を受け取るユーザ・インターフェースと、
　Inter−ICバスと、
　（１）前記Inter−ICバスから前記入力信号を受け取って、前記入力信号に入っている前記命令により決定された情報を含む制御信号を発生させるマイクロプロセッサと、（２）前記Inter−ICバスから前記入力信号を受け取って、前記入力信号に入っている前記命令により決定された情報を含む制御信号を発生させるマイクロコントローラと、（３）前記Inter−ICバスから前記入力信号を受け取って、前記入力信号に入っている前記命令により決定された情報を含む制御信号を発生させるＦＰＧＡ（field　programmable　gate　array）と、（４）前記Inter−ICバスから前記入力信号を受け取って、前記入力信号に入っている前記命令により決定された情報を含む制御信号を発生させるＰＬＤ（プログラム可能な論理素子）と、から成るグループから選択された信号発生器と、
　前記制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、前記第１の出力電圧を前記第１のブレードに、また前記第２の出力電圧を前記第２のブレードに供給し、前記第１の性能レベルを前記第２の性能レベルよりも高くするＤＣ−ＤＣコンバータと、
を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
　本願は、Andrew　H．BARR氏らによってなされた「要求性能に基づく、ブレード型アーキテクチャにおけるブレードの周波数管理のためのシステム、方法、装置」と称する米国特許出願第10／216,437号、Andrew　H．BARR氏らによってなされた「キャパシティ・オン・デマンドを可能にするコンピュータシステムの周波数管理のためのシステムおよび方法」と称する米国特許出願第10／216,438号、Ricardo　ESPINOZA−IBARRA氏らによってなされた「プロセッサ・レベルにて性能を最適化するシステム、方法、装置」と称する米国特許出願第10／216,283号、Ricardo　ESPINOZA−IBARRA氏らによってなされた「ブレード型システムにおいて、装着により周波数および性能を調整するシステムおよび方法」と称する米国特許出願第10／216,234号、Andrew　H．BARR氏らによってなされた「プロセッサ・レベルでの性能最適化と共同する電圧調整」と称する米国特許出願第10／216,286号、Ricardo　ESPINOZA−IBARRA氏らによってなされた「プロセッサまたはブレードの動作周波数を管理するシステムおよび方法」と称する米国特許出願第10／216,285号、Ricardo　ESPINOZA−IBARRA氏らによってなされた「ブレード型システム内のブレードの動作周波数を管理するシステムおよび方法」と称する米国特許出願第10／216,229号、Andrew　H．BARR氏らによってなされた「装着に基づく、ブレード型システム内のプロセッサの電圧管理」と称する米国特許出願第10／216,233号、Andrew　H．BARR氏らによってなされた「性能と電力消費を最適化するプロセッサの電圧管理のためのシステムおよび方法」と称する米国特許出願第10／216,232号、および、Andrew　H．BARR氏らによってなされた「メモリ・サブシステムの管理」と称する米国特許出願第10／216,435号に関係がある。以上の米国特許出願はすべて、２００２年８月１２に出願されたものである。
【背景技術】
【０００２】
　ブレード型サーバー（bladed　server）は、個々のカードまたはブレード上にサーバーまたは他のコンピュータ・リソースを提供するコンピューティング・システムである。サーバー・ブレード、ストレージ・ブレード、ネットワーク・ブレード、プロセッサ・ブレードなど、多くのタイプのブレードがある。サーバーのブレードは、通常、単一構造体の中にいっしょに収納されて、モジューラ・アーキテクチャを用いて高密度のコンピューティング・システムを作り出し、それにより、システムのフレキシビリティ（柔軟性）およびスケーラビリティが保証される。したがって、ブレード型サーバーによりスペースの必要が減る。サーバー・ブレードは、通常、ストレージ・タイプ、ネットワーキング・タイプ、および他のタイプのブレードといっしょに、複数のブレードをホストする（host）ラック搭載可能なエンクロージャまたはシャーシ内にインストールされる。これらの複数のブレードは、ケーブル、電源、冷却ファンなどの共通リソースを共有する。
【０００３】
　テレコミュニケーションの業界は、何年間も、ブレード型サーバー技術を利用してきた。この凝縮されたサーバー・ブレード型アーキテクチャはまた、インターネットを利用して収入をもたらし、かつ、サービスをカスタマに提供する人々や企業、また、事業プロセスの一部をＷｅｂに移している人々や企業、また、それ自体のデータセンターで、インターネット・エッジのアプリケーションを展開する柔軟性を必要とする人々や企業に対しても、恩恵を与える。最近の技術の発展のために、ブレード型サーバーは、現在、Ｗｅｂホスト（ホームページ・サービス）、Ｗｅｂキャッシング、コンテンツ・ストリーミングなどの用途に用いられている。例えば、Ｗｅｂキャッシングは、頻繁に要求されるＷｅｂコンテンツを、ユーザのより近くに格納し、したがって、オブジェクトをより速く検索することができ、それゆえ、インターネットへのアクセスに必要な時間および帯域幅が削減される。会社や個人は、現在、メディア（例えば、映像、音声、インタラクティブ）のストリーミングを行って、内部でも外部でも、さらに効果的なやり取りを行っている。このことから、インターネット上でのリッチ・メディア・コンテンツ配信が著しく成長してきた。ブレード型サーバーは、このような新たな需要に応じるために利用されている。
【０００４】
　しかしながらブレード型サーバーでは、ブレードで生じる熱と、シャーシ内の限られたスペースが一部だが主な要因で、厄介な技術問題が発生する。通常、ブレード型サーバー・システムは、基本的な電力・熱設計枠によって制限される。例えば、ブレード型システムをホストするシャーシは、限られたワット数しか利用しないように設計されていることもある。すなわち、このシャーシは、それだけの量の電力しか消費できず、シャーシ内のブレードを冷却するのに利用できるエアフローの量が限られている。
【０００５】
　性能と、熱・電力所要量との間のかね合い（トレードオフ）を最適化するときに、技術課題が発生する。ブレード型アーキテクチャでは、それぞれ別々のシステムを表わす複数のブレードが、同一シャーシ内にある。このシャーシには、特定の電力・熱所要量の組が関連する。具体的に言えば、これらの所要量は、それぞれのブレードが消費できる電力量に制限を加える。
【０００６】
　公知の電力制限戦略には、ＣＰＵ機能ユニット、例えば、浮動小数点ユニットまたはオンダイ（on-die）キャッシュを停止するか、あるいは、ハードディスク・ドライブにおいて、速度と引き換えに、電力消費を削減する方策がある。電力制限はまた、ブレード上のプロセッサが動作できる周波数に制約を加え、したがって、その性能を制限する。さらに、システム内のプロセッサは、通例、すべて同一周波数で動作するように構成されている。これは、個々のプロセッサが、最適な性能およびキャパシティで動作できる能力をさらに制限する。
【０００７】
　以前の解決策は、シャーシの電力・熱冷却全体量を満たすように、すべてのブレードを、その最高性能レベルよりも低い性能レベルで動作させる。この解決策に関連する欠点は、このような量の範囲内に入るように、それぞれのブレードの性能が、落とされるかあるいは下げられることである。例えば、シャーシが冷却できる能力がＸ枚のブレードに限定され、しかもＹ枚のブレードもある場合には、それぞれのブレードは、このシャーシ内での消費電力に対して、ほぼＸ／Ｙしか寄与することができない。したがって、それぞれのブレードは、Ｘ／Ｙ電力レベルに対応付けられた性能に限定される。
【０００８】
　他の解決策は、高価な制御回路を必要とする複数のうるさい、スペースを要するファンを追加することであった。このような冷却システムを使用する場合、サーバー・ブレード・システムのコストが上昇し、他の機構用のシャーシ内に残される、他の機構用のスペースが少なくなり、しかも、故障およびダウンタイム増加をこうむる危険性が高まる。他の解決策には、他の使用機構の数を制限するだけでなく、このシステム内のＩ／Ｏカードの数を制限する方策もあった。さらに他の解決策は、このシステム内の他の機構のための電力量を削減することであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
　必要なのは、ブレード型システムの性能を最適化する方法である。最適化は、このシステム内のブレードの電圧を調整することにより、これらのブレードの周波数と共同して、ブレードの要求性能に基づいて行われ、それにより、このシステムの熱・電力の利益を向上させるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　本明細書に述べられる方法およびシステムは、個々のブレードの要求性能、およびこのシステムの電力・熱全体量により、個々のブレードの電圧および周波数を調整できるようにする点で有利である。
【００１１】
　上記および他の利点は、例えば、第１のブレードを第１の電圧レベルで動作させることを含む方法の中に見出される。その場合、第１のブレードは、第１の電力配分を必要とするアプリケーションをホストし、また第１の電力配分に基づいて、ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力量（budget、バジェット）の一部を消費する。第２のブレードを第２の電圧レベルで動作させる場合、第２のブレードは、第２の電力配分を必要とするアプリケーションをホストし、また、第２のブレードは、第２の電力配分に基づいて、ブレード型アーキテクチャ・システムの熱・電力量の一部を消費する。この電力・熱全体量は、第１の電圧レベルと第２の電圧レベルの少なくとも１つを調整することにより、維持される。
【００１２】
　上記および他の利点は、例えば、第１の電力配分を必要とするアプリケーションをホストする第１のブレードを第１の電圧レベルで動作させる手段を含むシステムの中にも見出される。このシステムはまた、第２の電力配分を必要とするアプリケーションをホストする第２のブレードを第２の電圧レベルで動作させる手段と、第１の電圧レベルと第２の電圧レベルの少なくとも１つを調整することにより、ブレード型アーキテクチャ・システムの電力・熱全体量を維持する手段も含む。
【００１３】
　上記および他の利点は、さらに、例えば入力信号を受け取るユーザ・インターフェースを含むシステムの中にも見出される。この入力信号は、第１の性能レベルで働く第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２の性能レベルで働く第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含むものであって、ユーザにより定められる。このシステムはまた、Inter−IC（IC間）バスと、Inter−ICバスから入力信号を受け取って制御信号を発生させる入出力拡張も含む。この制御信号は、入力信号に入っている命令によって決定された情報を含む。このシステムは、さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータも含む。ＤＣ−ＤＣコンバータは、この制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、第１の出力電圧を第１のブレードに、また第２の出力電圧を第２のブレードに供給する。第１の性能レベルは、第２の性能レベルよりも高い。
【００１４】
　上記および他の利点は、第１のブレードの第１の最適性能レベルと、第２のブレードの第２の最適性能レベルに基づいて、第１のブレードの第１の出力電圧と、第２のブレードの第２の出力電圧を計算するシリアル・プレゼンス検出（ＳＰＤ）回路を含むシステムの中にも見出される。このシリアル・プレゼンス検出（ＳＰＤ）回路は、入力信号も発生させる。この入力信号は、第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含む。このシステムはまた、Inter−ICバスと、Inter−ICバスから入力信号を受け取って制御信号を発生させる入出力拡張も含む。この制御信号は、その入力信号に入っている命令により決定された情報を含む。このシステムは、さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータも含む。ＤＣ−ＤＣコンバータは、この制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、第１の出力電圧を第１のブレードに、また第２の出力電圧を第２のブレードに供給する。第１の性能レベルは、第２の性能レベルよりも高い。
【００１５】
　上記および他の利点は、さらに、例えば入力信号を提供するディップ・スイッチを含むシステムの中に見出される。この入力信号は、第１の性能レベルで働く第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２の性能レベルで働く第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含むものであって、ユーザにより定められる。このシステムは、さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータも含む。ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、第１の出力電圧を第１のブレードに、また第２の出力電圧を第２のブレードに供給するが、ただし、第１の性能レベルは、第２の性能レベルよりも高い。
【００１６】
　上記および他の利点は、例えば、入力信号を受け取るユーザ・インターフェースを含むシステムの中にも見出される。この入力信号は、第１の性能レベルで働く第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２の性能レベルで働く第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含むものであって、ユーザにより定められる。このシステムはまた、Inter−ICバスと、Inter−ICバスから入力信号を受け取って制御信号を発生させるマイクロプロセッサ・サーバーも含む。この制御信号は、その入力信号に入っている命令により決定された情報を含む。このシステムは、さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータも含む。ＤＣ−ＤＣコンバータは、この制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、第１の出力電圧を第１のブレードに、また第２の出力電圧を第２のブレードに供給する。第１の性能レベルは、第２の性能レベルよりも高い。
【００１７】
　上記および他の利点は、例えば、入力信号を受け取るユーザ・インターフェースを含むシステムの中にも見出される。この入力信号は、第１の性能レベルで働く第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２の性能レベルで働く第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含むものであって、ユーザにより定められる。このシステムはまた、Inter−ICバスと、Inter−ICバスから入力信号を受け取って制御信号を発生させるマイクロコントローラも含む。この制御信号は、その入力信号に入っている命令により決定された情報を含む。このシステムは、さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータも含む。ＤＣ−ＤＣコンバータは、この制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、第１の出力電圧を第１のブレードに、また第２の出力電圧を第２のブレードに供給する。第１の性能レベルは、第２の性能レベルよりも高い。
【００１８】
　上記および他の利点は、例えば、入力信号を受け取るユーザ・インターフェースを含むシステムの中にも見出される。この入力信号は、第１の性能レベルで働く第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２の性能レベルで働く第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含むものであって、ユーザにより定められる。このシステムはまた、Inter−ICバスと、Inter−ICバスから入力信号を受け取って制御信号を発生させるＦＰＧＡ（field　programmable　gate　array）も含む。この制御信号は、その入力信号に入っている命令により決定された情報を含む。このシステムは、さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータも含む。ＤＣ−ＤＣコンバータは、この制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、第１の出力電圧を第１のブレードに、また第２の出力電圧を第２のブレードに供給する。第１の性能レベルは、第２の性能レベルよりも高い。
【００１９】
　上記および他の利点は、例えば、入力信号を受け取るユーザ・インターフェースを含むシステムの中にも見出される。この入力信号は、第１の性能レベルで働く第１のブレードの第１の電圧レベルと、第２の性能レベルで働く第２のブレードの第２の電圧レベルを調整する命令を含むものであって、ユーザにより定められる。このシステムはまた、Inter−ICバスと、Inter−ICバスから入力信号を受け取って制御信号を発生させるＰＬＤ（プログラム可能な論理素子）も含む。この制御信号は、その入力信号に入っている命令により決定された情報を含む。このシステムは、さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータも含む。ＤＣ−ＤＣコンバータは、この制御信号に入っている情報に基づいて、第１の出力電圧と第２の出力電圧を発生させて、第１の出力電圧を第１のブレードに、また第２の出力電圧を第２のブレードに供給する。第１の性能レベルは、第２の性能レベルよりも高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
　次に、同じ要素に同じ番号を付した以下の図を参照して、要求性能に基づく、ブレード型アーキテクチャにおけるブレードの電圧管理のためのシステムおよび方法の好ましい実施形態を詳しく説明する。図１は、ブレード型アーキテクチャ・システムの基本モジュラー・ビルディング・ブロックの一実施形態を描いたブロック図（全体が参照数字１００で示される）を示している。管理ブレード１１０は、このシャーシの機能を監視して、インストールされたあらゆるサーバーのコンソールとの単一インターフェースを提供する。図１に示されるように、サーバー・ブレード１２０は、管理ブレード１１０とやり取りしている。さらに、サーバー・ブレード１２０が、特定の機能を果たす他のブレードとやり取りしている。例えば、図１に見られるように、サーバー・ブレード１２０は、ファイバ・チャンネル・ブレード１３０およびネットワーク・ブレード１４０とやり取りしている。ブレード型アーキテクチャ・システム１００内の様々なブレードは、サーバー・ブレード、ネットワーク・ブレード、ストレージ・ブレード、またはストレージ相互接続ブレードなどである場合もあると理解されよう。一般に、同一タイプ（サーバー、ファイバ・チャンネル、ネットワークなど）のブレードには、同一のハードウェア・コンポーネントやソフトウェア・コンポーネントが入っているが、ただし、異なるブレードが、同一タイプの他のブレードとは異なる電圧または周波数で動作していることもある。
【００２１】
　ブレード型サーバーは通常、設計上は汎用サーバーだが、シャーシ内の異なるブレードには、異なる性能レベルを必要とする様々なアプリケーションを納めることができる。例えば、このブレードがホストするアプリケーションには処理能力があまり必要ないので、ほとんどの時間では、特定のブレードがアイドル状態のままである一方で、他のブレードでは、アプリケーションが大量の処理能力を必要とすることがある。
【００２２】
　ブレードのアプリケーションでのより高いまたはより低い性能の必要に対応することにより、それぞれのブレードは、より高い／より低い周波数で動作し、したがってシャーシの熱・電力量をある程度消費する。管理ブレード１１０は、さらに高い性能レベルが必要なアプリケーションを実行するので、さらに高い周波数で動作する。したがって、シャーシの熱・電力量を消費する量が多くなる。さらに低い性能レベルを必要とするバックグラウント・アプリケーションを実行するスレーブ・ブレード１２０は、さらに低い周波数で動作するので、シャーシの熱・電力量を消費する量が少なくなる。いずれのシナリオにおいてもやはり、ブレード型アーキテクチャ・システム１００の熱・電力全体要求は、全体ブレード性能をより最適にすることで満たされる。
【００２３】
　上で論じられるように、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０の電圧を個々に調整することのできるブレード型アーキテクチャ・システム１００を作り出すことが望ましい。一実施形態では、特定のブレード、または、このブレード内のプロセッサの電圧および周波数を同時に調整する。当業者は、プロセッサの電圧を変更するために本明細書に述べられた技法を用いれば、プロセッサがホストされているブレードで利用される電圧を変更することができる。一般に、プロセッサの電圧を上げる（特定の範囲内で）と、プロセッサが動作できる周波数も高くなる。逆に、プロセッサの電圧を下げると、プロセッサが動作できる周波数が低くなる。したがって、ブレード中のプロセッサの周波数を低くすると、より低い性能レベルですむので、この電圧もこの周波数とともに低下する。その結果、大幅な熱・電力軽減がもたらされる。ブレード中のプロセッサで消費される電力は、周波数、および電圧の二乗に比例するので、電圧を調整することにより、ただ周波数だけを調整することよりもさらに大きく成果が上がる。
【００２４】
　多くのブレード型アーキテクチャ・システム１００では、プロセッサまたはメモリが始動する電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータと呼ばれる電圧コンバータで発生させる。ＤＣ−ＤＣコンバータは、シャーシ内のすべてのサーバーを動作させるグローバル・システム電力（global　system　power）、例えば５ボルトを取り入れ、またそのグローバル・システム電力から、シャーシ内にホストされた個々のブレード１１０、１２０、１３０、１４０向けに指定電圧要求値を発生させる。ＤＣ−ＤＣコンバータは、通常、回路中のセントラル・コントローラとして、ＡＳＩＣを用いて制御される。ブレード１１０、１２０、１３０、１４０への電圧調整は、ＤＣ−ＤＣコンバータ上の「トリム」ピンに、シリアルまたはパラレルのデジタル入力を供給すれば、達成できる。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路中の所与のトリム・ピンにて、値をわずかに変化させれば、出力電圧を、わずかに上げたり、下げたりすることができる。例えば、２ボルトは、２．１ボルト、２．２ボルトなどに変えることができる。図２〜図５は、ＤＣ−ＤＣコンバータのトリム・ピンへの入力をどのように制御できるか、異なる手法を示している。
【００２５】
　図２は、入出力（Ｉ／Ｏ）拡張チップなどのInter−IC（Ｉ２Ｃ）デバイスを用いて、個々のブレード、またはそのブレード内のプロセッサの動作電圧を管理する方法の一実施形態を描いたブロック図（全体が参照数字２００で示される）を示している。Ｉ２Ｃの方法２００では、Ｉ２Ｃバス２１０から制御信号を供給し、この制御信号をＩ／Ｏ拡張チップ２２０に供給し、「trim　in」信号２３０を発生させ、「voltage　in」信号２４０を供給し、「voltage　in」信号２４０を、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０のトリム・ピンに供給し出力電圧２６０を発生させる。
【００２６】
　Ｉ２Ｃバス２１０、または他の制御バスを使用して、Ｉ／Ｏ拡張チップ２２０を制御する。当業者に知られているように、Ｉ２Ｃバス２１０は、集積回路間に通信リンクを提供する双方向の２線式シリアル・バスである。ブレード１１０、１２０、１３０、１４０がＰＡ−ＲＩＳＣブレードである一実施形態では、制御信号は、ＧＳＰ（ガーディアン・サービス・プロセッサ）のコンソールを用いて、手動で、Ｉ２Ｃバス２１０に供給される。ＧＳＰは管理コンソールであり、これにより、ユーザは、ブレード型アーキテクチャ・システム１００の様々なパラメータを制御することができる。例えば、ブレード型アーキテクチャ・システム１００内にホストされた特定のブレード１１０、１２０、１３０、１４０またはプロセッサに、電圧を供給する。ＧＳＰコンソールのユーザ・フレンドリなインターフェースを使用すれば、ユーザは、どんな低レベルの情報（例えば、ビット・セッティング）についても知る必要なく、ブレード型アーキテクチャ・システム１００内のブレード１１０、１２０、１３０、１４０の電圧を手動で制御することができる。
【００２７】
　他の実施形態では、制御信号は、シリアル・プレゼンス検出（ＳＰＤ）機能を用いて、自動的にＩ２Ｃバス２１０に供給される。ＳＰＤは、ブレード型アーキテクチャ・システム１００の異なる部分に問い合せて、オプションとして装着された機構の装着ステータス（loading　status）を判定するシリアル・バスである。このようなオプションとして装着された機構には、例えば、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０、または他の任意のボードがある。ブレード型アーキテクチャ・システム１００は、各ブレード１１０、１２０、１３０、１４０に適した電圧を自動的に検出することができる。この電圧では、ブレード型アーキテクチャ・システム１００の熱・電力限度内で、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０の性能が最大になる。ＳＰＤは、Ｉ２Ｃバス２１０を利用して、ブレード型アーキテクチャ・システム１００内のすべてのブレード１１０、１２０、１３０、１４０に問い合せる。そのことにより、ブレード型アーキテクチャ・システム１００のシャーシに、何枚のブレードが装着されているのか判定し、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０などの要求性能を判定する。次に、この情報を使用して、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０に供給される電圧を自動的に調整する。
【００２８】
　Ｉ／Ｏ拡張チップ２２０は、Ｉ２Ｃバス２１０を用いて制御される安価なシリアル・パラレル・タイプのチップであり得る。Ｉ／Ｏ拡張チップ２２０は、Ｉ２Ｃコマンドを通じてＩ／Ｏ拡張チップ２２０に書き込むことで、特定の状態に強制される入出力（Ｉ／Ｏ）ポートを持っている。Ｉ／Ｏ拡張チップ２２０はＩ２Ｃベースのものであるから、Ｉ／Ｏ拡張チップ２２０は、前述の通り、ＧＳＰまたはＳＰＤなどのＩ２Ｃインターフェースをサポートする装置であれば、どんなものによっても制御できる。Ｉ／Ｏ拡張チップ２２０は、通常、複数のＩ／Ｏポートを持っている。それゆえ、１個のＩ／Ｏ拡張チップ２２０を使用すれば、複数のＤＣ−ＤＣコンバータ２５０を個々に制御することができる。Ｉ／Ｏ拡張チップ２２０は、「trim　in」信号２３０、すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０のトリム・ピンに入力されるＮビット長の制御信号を発生させる。「trim　in」信号２３０には、ユーザからの電圧調整に関する情報が入っている。「trim　in」信号２３０をＤＣ−ＤＣコンバータ２５０に供給して、適切な入力をＤＣ−ＤＣコンバータ２５０のトリム・ピンに供給することでブレード１１０、１２０、１３０、１４０の電圧を制御する。「voltage　in」信号２４０も、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０に供給して、ブレード電圧を比較する基準電圧レベルを提供する。この基準電圧レベルは、ブレード型アーキテクチャ・システム１００のグローバル・システム電力、すなわち、ブレード型アーキテクチャ・システム１００内にホストされた任意の１つのブレード１１０、１２０、１３０、１４０で利用できる最大電圧に相当する。次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０は、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０に適した出力電圧２６０を発生させて、ブレード型アーキテクチャ・システム１００の熱・電力限度内で、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０の性能を最適化する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０上のトリム・ピンを用いて、様々なブレード１１０、１２０、１３０、１４０に、出力電圧２６０を印加する。
【００２９】
　図３は、手動設定装置を用いて、個々のブレード、またはそのブレード内のプロセッサの動作電圧を管理する方法の一実施形態を描いたブロック図（全体が参照数字３００で示される）を示している。手動設定装置の方法３００では、ブレード型アーキテクチャ・システム１００上の手動設定装置３１０をセットし、「trim　in」信号３２０を発生させ、「voltage　in」信号３３０を供給し、「voltage　in」信号３３０を、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４０のトリム・ピンに供給し、出力電圧３５０を発生させる。
【００３０】
　当業者であれば、所望の機能を果たすことのできる多くの共通手動設定装置、例えばディップ・スイッチ、ピン・ヘッダの上に設けられるジャンパ、回転設定スイッチ、はんだブリッジなどがあることが理解されよう。例えば、一実施形態では、ディップ・スイッチは、手動設定装置３１０として用いられることがある。当技術分野で知られているように、ディップ・スイッチは、回路基板、例えばブレード１１０、１２０、１３０、１４０を含む回路基板に組み込まれた一連の極小スイッチである。
【００３１】
　手動設定装置３１０により、ユーザは、ブレードを設定することができる。この実施形態では、手動設定装置３１０により、ユーザは、特定のブレード１１０、１２０、１３０、１４０で用いられている電圧を調整することができる。ブレード型アーキテクチャ・システム１００の物理的に容易に近寄れる部分に、例えば、ブレード型アーキテクチャ・システム１００の外側の部分に、手動設定装置３１０が付け加えられることもある。したがって、ブレード型アーキテクチャ・システム１００のリブートのときに、所定の要求性能に基づいて、ユーザまたは操作者に、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０の電圧を手動でセットさせる。しかしながら、ユーザは、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５０のトリム・ピンのコンフィギュレーション・ビットの適切なセッティングを知らなければならない。
【００３２】
　手動設定装置３１０は、「trim　in」信号３２０、すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４０のトリム・ピンに入力されるＮビット長の制御信号を発生させる。「trim　in」信号３２０には、ユーザからの電圧調整に関する情報が入っている。「trim　in」信号３２０をＤＣ−ＤＣコンバータ３４０に供給して、適切な入力をＤＣ−ＤＣコンバータ３４０のトリム・ピンに供給することでブレード１１０、１２０、１３０、１４０の電圧を制御する。「voltage　in」信号３３０も、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４０に供給して、ブレード電圧を比較する基準電圧レベルを提供する。この基準電圧レベルは、ブレード型アーキテクチャ・システム１００のグローバル・システム電力、すなわち、ブレード型アーキテクチャ・システム１００内にホストされた任意の１つのブレード１１０、１２０、１３０、１４０で利用できる最大電圧に相当する。次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４０は、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０に適した出力電圧３５０を発生させて、ブレード型アーキテクチャ・システム１００の熱・電力限度内で、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０の性能を最適化する。ＤＣ−ＤＣコンバータ３４０のトリム・ピンを用いて、様々なブレード１１０、１２０、１３０、１４０に、出力電圧３５０を印加する。
【００３３】
　図４は、マイクロプロセッサ／マイクロコントローラを用いて、個々のブレード、またはそのブレード内のプロセッサの動作電圧を管理する方法の一実施形態を描いたブロック図（全体が参照数字４００で示される）を示している。マイクロプロセッサの方法４００では、Ｉ２Ｃバス４１０から制御信号を供給し、この制御信号をマイクロプロセッサ／マイクロコントローラ４２０に供給し、「trim　in」信号４３０を発生させ、「voltage　in」信号４４０を供給し、「voltage　in」信号４４０を、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５０のトリム・ピンに供給し、出力電圧４６０を発生させる。
【００３４】
　Ｉ２Ｃバス４１０は、マイクロプロセッサ／マイクロコントローラ４２０を制御するために用いられる。当業者に知られているように、Ｉ２Ｃバス４１０は、集積回路間に通信リンクを提供する双方向の２線式シリアル・バスである。マイクロプロセッサ／マイクロコントローラ４２０は、Ｉ２Ｃバス４１０を用いて、ユーザと対話して、ユーザがブレード１１０、１２０、１３０、１４０を作動させたいと思う電圧を、ユーザに入力させる。ユーザ入力は、さらに高いレベルのインターフェース装置、例えばコンソールを用いて達成できる。マイクロプロセッサ／マイクロコントローラ４２０は、ユーザに対し、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５０のトリム・ピンのコンフィギュレーション・ビットの適切なセッティングを知るよう求めることなく、このユーザ入力を適切なコマンドに自動的に変換して、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０の電圧を調整するようにプログラムできる。
【００３５】
　マイクロプロセッサ／マイクロコントローラ４２０は、「trim　in」信号４３０、すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５０のトリム・ピンに入力されるＮビット長の制御信号を発生させる。「trim　in」信号４３０には、ユーザからの電圧調整に関する情報が入っている。「trim　in」信号４３０をＤＣ−ＤＣコンバータ４５０に供給して、適切な入力をＤＣ−ＤＣコンバータ４５０のトリム・ピンに供給することでブレード１１０、１２０、１３０、１４０の電圧を制御する。「voltage　in」信号４４０も、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５０に供給して、ブレード電圧を比較する基準電圧レベルを提供する。この基準電圧レベルは、ブレード型アーキテクチャ・システム１００のグローバル・システム電力、すなわち、ブレード型アーキテクチャ・システム１００内にホストされた任意の１つのブレード１１０、１２０、１３０、１４０で利用できる最大電圧に相当する。次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ４５０は、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０に適した出力電圧４６０を発生させて、ブレード型アーキテクチャ・システム１００の熱・電力限度内で、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０の性能を最適化する。ＤＣ−ＤＣコンバータ４５０のトリム・ピンを用いて、様々なブレード１１０、１２０、１３０、１４０に、出力電圧４６０を印加する。
【００３６】
　図５は、ＦＰＧＡ（field−programmable　gate　array）またはＰＬＤ（プログラム可能な論理素子）を用いて、個々のブレード、またはそのブレード内のプロセッサの動作電圧を管理する方法の一実施形態を描いたブロック図（全体が参照数字５００で示される）を示している。ＦＰＧＡ／ＰＬＤの方法５００では、Ｉ２Ｃバス５１０から制御信号を供給し、この制御信号をＦＰＧＡ／ＰＬＤ５２０に供給し、「trim　in」信号５３０を発生させ、「voltage　in」信号５４０を供給し、「voltage　in」信号５４０を、ＤＣ−ＤＣコンバータ５５０のトリム・ピンに供給し、出力電圧５６０を発生させる。
【００３７】
　Ｉ２Ｃバス５１０は、ＦＰＧＡ／ＰＬＤ５２０を制御するために用いられる。当業者に知られているように、Ｉ２Ｃバス５１０は、集積回路間に通信リンクを提供する双方向の２線式シリアル・バスである。ＦＰＧＡは、製造後、現場でプログラムできる特定のタイプのＰＬＤであるチップである。ＦＰＧＡ／ＰＬＤ５２０は、Ｉ２Ｃバス４１０を用いて、ユーザと対話して、ユーザがブレード１１０、１２０、１３０、１４０を作動させたいと思う電圧を、ユーザに入力させる。ユーザ入力は、さらに高いレベルのインターフェース装置、例えばコンソールを用いて達成できる。図５を参照して述べられたマイクロコントローラ／マイクロプロセッサ４２０の利用と同様に、ＦＰＧＡ／ＰＬＤ５２０を用いれば、ユーザは、このような電圧調整を、さらに透過的なやり方で制御することができる。すなわち、ユーザは、ＤＣ−ＤＣコンバータ５５０のトリム・ピンのコンフィグレーション・ビットの適切なセッティングを知る必要はない。
【００３８】
　ＦＰＧＡ／ＰＬＤ５２０は、「trim　in」信号５３０、すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ５５０のトリム・ピンに入力されるＮビット長の制御信号を発生させる。「trim　in」信号５３０には、ユーザからの電圧調整に関する情報が入っている。「trim　in」信号５３０をＤＣ−ＤＣコンバータ５５０に供給して、適切な入力をＤＣ−ＤＣコンバータ５５０のトリム・ピンに供給することでブレード１１０、１２０、１３０、１４０の電圧を制御する。「voltage　in」信号５４０も、ＤＣ−ＤＣコンバータ５５０に供給して、ブレード電圧を比較する基準電圧レベルを提供する。この基準電圧レベルは、ブレード型アーキテクチャ・システム１００のグローバル・システム電力、すなわち、ブレード型アーキテクチャ・システム１００内にホストされた任意の１つのブレード１１０、１２０、１３０、１４０で利用できる最大電圧に相当する。次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ５５０は、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０に適した出力電圧５６０を発生させて、ブレード型アーキテクチャ・システム１００の熱・電力限度内で、ブレード１１０、１２０、１３０、１４０の性能を最適化する。ＤＣ−ＤＣコンバータ５５０のトリム・ピンを用いて、様々なブレード１１０、１２０、１３０、１４０に、出力電圧５６０を印加する。
【００３９】
　図６は、同一電圧で動作するブレード型アーキテクチャ・システム１００のシャーシ内の一連のブレードを描いたブロック図（全体が参照数字６００で示される）を示している。個々のブレードの陰影は、個々のブレードが、それぞれ同じ電圧レベルで動作していることを示している。同一電圧でブレードを動作させることが、現行のブレード型アーキテクチャ・システムでは代表的なものである。さらに、この陰影は、このシステム全体に配分された最大電力未満にとどまるように、そのブレードの最高性能レベルよりも低いレベルで動作していることを示している。前に論じられたように、ブレード型サーバー・システムは、基本的な電力・熱設計枠によって制限される。これは、ブレード中で生じた熱や、シャーシでの限られた寸法による。シャーシが、所与の量の電力を消費するときには、このシャーシは、通常、ブレードを冷却するのに使えるエアフローの量が制限される。その結果、このような電力制限は、ブレード上のプロセッサが動作できる電圧を制限し、したがって、その性能を制限する。したがって、これらのプロセッサは、実行する必要のあるプロセスに応じて、最適な性能およびキャパシティで動作できる能力が制限される。なぜなら、これらのプロセッサは、同一電圧、すなわち、それらの最高レベルよりも低い電圧で動作するように構成されているからである。
【００４０】
　図７は、異なる電圧で動作するブレード型アーキテクチャ・シャーシ内の一連のブレードを描いたブロック図（全体が参照数字７００で示される）を示している。図７のシステムは、前に述べられた様々な方法の少なくとも１つを用いて、ユーザが、シャーシ内の様々なブレードまたはプロセッサの電圧レベルを手動で、または自動的に調整可能となっているシステムを表わしている。その結果、このシステム全体は、はるかに効率的なレベルで動作する。ここで、図７に見られるように、それぞれのブレードは、このシステム内で、その特定の機能に求められる所要の電圧レベルしか用いていない。ここで、個々のブレードに使える電圧レベルが様々であるために、平均電圧よりも高い電圧を必要とするブレードは、さらに最適なレベルで動作することができる。同様に、さらに低い電力でよいブレードは、もう、他のブレードと同じ電圧レベルで動作する必要はない。その結果、さらに効率的なシステムが作り出される。
【００４１】
　本明細書に開示される原理は、共通シャーシを共有するブレードから成るシステムに、あるいは、複数のシャーシにまたがるアーキテクチャ・システムに応用できるものと理解されよう。すなわち、このような原理は、物理パーティションまたは論理パーティションで分割されたシステムに応用できる。例えば、物理的に、システムは、それぞれ８枚のブレードを有する３つのシャーシを含むことがある。論理的に、同一システムが、５人の異なるカスタマに対して、５つの異なるｗｅｂサーバーに区分されることもある。シャーシ内の電力制約は、通常、このシステムの物理パーティションに関係する。複数のシャーシ内に位置づけられるカスタマまたはアプリケーションに課せられる電力制約は、通常、論理パーティションに関係する。通常の当業者であれば、上述の技術革新は、物理的にも論理的にも区分されたアーキテクチャに適用できることがすぐ理解されよう。
【００４２】
　ブレード型コンピュータシステム内の個々のブレードまたはプロセッサの動作電圧を手動で管理する方法が、模範的な実施形態に関連して述べられてきたが、当業者であれば、以上の教示に照らして多くの変更が可能であり、また、本願が、そのどんな変形例もカバーするようにもくろまれていることが理解されよう。
【００４３】
　例えば、この開示されたシステムおよび方法は、Ｉ２Ｃバスから信号を受け取るのに用いられる特定のＩ２Ｃ装置を利用している。他のＩ２Ｃ装置も、同じように用いられることがある。したがって、この開示全体を通じて、図示され、参照されるＩ２Ｃ装置は、特記しない限り、所望の機能を果たすのに適した一切の装置／技術を表わすことになっている。同様に、様々な動作を行うプロセッサおよびブレードもいくつか開示されている。この特定のプロセッサまたはブレードは、本明細書に述べられるシステムおよび方法にとって重要ではない。したがって、本明細書に述べられるシステムおよび方法を、任意の特定の形態のプロセッサ、ブレード、または特定のブレード・アーキテクチャに限定することは、出願者の意図ではない。
【００４４】
　この開示全体を通じて、さらに他の例証があり、本明細書にはっきりと特定されてはいないが、それでも、クレームに記載の機能を果たすことのできる構造、材料、または動作の利用を、この開示の範囲から除外することは、出願者の意図ではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ブレード型アーキテクチャ・システムの基本モジュラー・ビルディング・ブロックの一実施形態を描いたブロック図。
【図２】入出力拡張チップを用いて、個々のブレードの動作周波数を管理する一手法を描いたブロック図。
【図３】手動設定装置を用いて、個々のブレードの動作周波数を管理する方法の一実施形態を描いたブロック図。
【図４】マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサを用いて、個々のブレードの動作周波数を管理する方法の一実施形態を描いたブロック図。
【図５】ＦＰＧＡ（field−programmable　gate　array）またはＰＬＤ（プログラム可能な論理素子）を用いて、個々のブレードの動作周波数を管理する方法の一実施形態を描いたブロック図。
【図６】ブレード型アーキテクチャ・シャーシ内の一連のブレードを描いたブロック図。
【図７】異なる電圧で動作するブレード型アーキテクチャ・シャーシ内の一連のブレードを描いたブロック図。
【符号の説明】
【００４６】
　１００　ブレード型アーキテクチャ・システム
　１２０　第１のブレード
　１３０　第２のブレード
【図１】
2004078935.tif 000003
【図２】
2004078935.tif 000004
【図３】
2004078935.tif 000005
【図４】
2004078935.tif 000006
【図５】
2004078935.tif 000007
【図６】
2004078935.tif 000008
【図７】
2004078935.tif 000009