(57)【要約】【課題】  複数のコンピュータ・システムに余剰な電力供給を行う。【解決手段】  本発明にかかる装置には、少なくとも１つの電力供給用バス・バーと、複数の電源と、複数の電源スイッチと、電源管理コントローラが含まれている。コンピュータ・システムの電力入力は、少なくとも１つの電力供給用バス・バーに接続されている。電源は、電源スイッチを利用して、少なくとも１つの電力供給用バス・バーに選択的に接続される。電源管理コントローラは、電源スイッチを制御して、電力がコンピュータ・システムに余剰に供給されるようにする。【選択図】  図１
2005025745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１組のサーバまたはコンピュータ・システムに電力を供給するための装置であって、
コンピュータ・システムの電力入力が接続されている少なくとも１つの電力供給用バス・バーと、
複数の電源と、
前記電源を前記少なくとも１つのバス・バーに選択的に接続するための複数の電源スイッチと、
前記電源スイッチと
を制御して、
前記コンピュータ・システムに対して電力を余剰に供給するように構成された電源管理コントローラ
を備える装置。
【請求項２】
さらなる余剰供給が得られるように、少なくとも２つのバス・バーが含まれる
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらに、前記電源管理コントローラを前記電源スイッチの制御入力に結合するための拡張装置
を備える請求項１に記載の装置。
【請求項４】
各電源が、供給される電力の少なくとも電圧及び電流を測定する電力センサ
を備え、
前記電源管理コントローラが、さらに、前記電源から状況情報を受信するように構成されている
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記状況情報が、ポーリング・タイプの機構によって検索される
請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記状況情報が、割り込みタイプの機構によって検索される
請求項４に記載の装置。
【請求項７】
さらに、前記複数の電源からの信号を前記電源管理コントローラに対する直列信号に多重化するための直列バス・マルチプレクサ
を具備する請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の電源が、それぞれ、同じ電圧レベルの電力を供給する
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記複数の電源の電力供給能力（ワット数）が不均一である
請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
さらに、
前記コンピュータ・システムが取り付けられるラック
を備え、
前記複数のバス・バーが、前記ラック内に組み込まれている
請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電子機器及びコンピュータ用の電源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの用途では、コンピュータ・システムまたはサーバに対するバックアップ能力または冗長性を備えた電源が望ましいか、または、必要である。
従来の解決法の１つでは、コンピュータ・システムのシャーシ内に電源を設ける必要がある。
冗長性が望ましい場合、コンピュータ・システムは、２つの電源を備えるか、または、よりコストのかかるカスタム設計を施す必要がある。
冗長性をもたせるには、一般に、２つのＡＣ給電線（各電源毎に１つ）が用いられる。
さらに、これらの解決法では、高密度なコンピュータ・システムにおいて貴重なシステム容積を占めることになる。
さらに、余分な冷却が必要になるという観点からすると納得がいくが、用いられる電源を小さくするほど、効率の悪さに悩まされることになる。
【０００３】
もう１つの従来の解決法では、電気通信会社スタイルの集中型インフラストラクチャを利用して、電力変換及び配電を行うことである。
一般に、複数電源からの外部ＡＣ給電は、集中型システムに送られて、適正なＤＣ電力レベルに電力変換される。
変換された電力は、次に、電力供給に用いられ、さらに、バックアップ用の１組のバッテリに対する充電にも利用される。
このタイプの実施例は、電気通信会社の中央局におけるような、大規模なサーバ配備にもうまくいく可能性がある。
しかし、１つまたは小数の高密度なコンピュータ・システムのラックから構成されるコンピュータ・クラスタのような、より小規模な配備にはうまくいかない。
電気通信会社スタイルの解決法の欠点には、配備及び保守コストが一般に高くつき、一般的なより低コストのコンポーネントが一般に利用されないという点が含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上述の問題及び欠点を克服することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施態様の１つは、複数のコンピュータ・システムに余剰な電力供給を行うための装置に関するものである。
この装置には、少なくとも１つの電力供給用バス・バーと、複数の電源と、複数の電源スイッチと、電源管理コントローラが含まれている。
コンピュータ・システムの電力入力は、少なくとも１つの電力供給用バス・バーに接続されている。
電源は、電源スイッチを利用して、少なくとも１つの電力供給用バス・バーに選択的に接続される。
電源管理コントローラは、電源スイッチを制御して、電力がコンピュータ・システムに余剰に供給されるようにする。
【０００６】
本発明のもう１つの実施態様は、複数のバス・バー結合された複数のコンピュータ・システムに余剰な電力供給を行うための方法に関するものである。
複数の電源から状況データを受信する。
状況データが電源の有害な状況を表わしている場合、バス・バーに対する電源の再割当ての必要があるものと判定される。
再割当てが必要と判定されると、少なくとも１つの電源が、バス・バーのうちの１つを介して電力を供給するようにスイッチされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明の実施態様の１つによる、複数のコンピュータ・システム１０１に余剰な電力を供給するための装置１００を表した概略図である。
この装置には、１つ以上のバス・バー１０２、複数の電源１０４、複数の電源スイッチ１０６、及び、電源管理システム１０８を含むさまざまな回路要素が含まれている。
【０００８】
図１に例示の特定の実施態様の場合、Ｍ＋１のコンピュータ・システム（１０１−０〜１０１−Ｍ）に電力が供給される。
電力は、２つのバス・バー、すなわち、バス・バーＡ  １０２Ａ及びバス・バーＢ  １０２Ｂを介して余剰に供給される。
バス・バー１０２は、コンピュータ・システム１０１の電力入力に導電接続されている。
この実施態様の場合、各バス・バー１０２は、Ｍ＋１のコンピュータ・システム１０１のそれぞれに接続されている。
換言すれば、各コンピュータ・システム１０１は、両方のバス・バー１０２に接続されている。
【０００９】
電源スイッチ１０６によって、複数電源１０４がバス・バー１０２に選択的に接続される。
例示の実施態様の場合、Ｎ＋４の電源（１０４−０〜１０４−Ｎ＋３）のそれぞれが、第１の電源スイッチ１０６Ａによってバス・バーＡ  １０２Ａに結合され、さらに、第２の電源スイッチ１０６Ｂによってバス・バーＢ  １０２Ｂに結合される。
スイッチ１０６は、電源管理コントローラによって決まる制御信号［Ｃｔｒｌ  Ａ０、Ｃｔｒｌ  Ｂ０、Ｃｔｒｌ  Ａ１、Ｃｔｒｌ  Ｂ１、Ｃｔｒｌ  Ａ２、Ｃｔｒｌ  Ｂ２、...、Ｃｔｒｌ  Ａ（Ｎ＋３）、Ｃｔｒｌ  Ｂ（Ｎ＋３）］を用いて制御される。
例えば、制御信号Ｃｔｒｌ  ＡＸによって、電源スイッチ１０６−ＡＸがオンになると、電源１０４−Ｘからバス・バーＡ  １０２Ａに電力が供給される。
一方、制御信号Ｃｔｒｌ  ＡＸによって、電源スイッチ１０６−ＡＸがオフになると、電源１０４−Ｘからバス・バーＡ  １０２Ａに電力が供給されなくなる。
電源１０４は、１つ以上のバス・バー１０２に供給するようにスイッチすることもできるし、あるいは、どのバス・バー１０２にも供給しないようにオフにすることも可能である。
【００１０】
複数電源１０４は、それぞれ、同じ電圧レベルの電力を供給することが可能である。
例えば、電源１０４は、それぞれ、４８ボルトまたは−４８ボルトといった標準電圧を供給することが可能である。
もちろん、供給される特定の電圧は、コンピュータ・システム１０１または電力供給を受ける他のシステムが必要とする電圧に応じて変動する。
低コストで電源バンクを実現するため、一般的な市販品（ＣＯＴＳ）の電源を利用することが可能である。
実施例の１つでは、各電源１０４の電力供給能力（ワット数）を同じにすることが可能である。
もう１つの実施例では、電源１０４のワット数を不均一にすることが可能である。
その場合、電源管理コントローラは、各電源１０４のワット数に関する情報を得て、装置に対する電力供給において、異なる電力供給能力を有効に利用できるように構成されている。
【００１１】
電源管理システム１０８には、電源管理コントローラとシステム・メモリが含まれている。
電源管理コントローラは、コンピュータ・システム１０１に余剰に電力が供給されるように、電源スイッチ１０６を制御する。
例示の実施態様の場合、電源管理コントローラは、入力／出力（Ｉ／Ｏ）拡張装置１１０によって電源スイッチ１０６の制御入力に結合されている。
さらに、電源管理システム１０８は、各電源１０４をオン／オフする能力を備えることも可能である。
電源管理システム１０８は、集中化するのが有利であり、例えば、ヒューレット・パッカード社から入手可能なＨＰ  ＯｐｅｎＶｉｅｗ（登録商標）のようなシステム管理ツールまたは他のシステム管理ツールに組み込んで、その管理を受けるようにすることも可能である。
【００１２】
電源管理システム１０８は、また、電源１０４のそれぞれに対しても交信可能に結合される。
例示の実施態様の場合、電源管理コントローラは、直列バス１１２及び直列バス・マルチプレクサ１１４によって電源１０４と結合される。
マルチプレクサ１１４は、電源１０４からの信号をコントローラに対する直列信号に多重化する。
直列バスは、例えば、Ｉ２Ｃバス、または、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、または、ＲＳ２３２スタンダード・バス、または、他の直列バスとすることが可能である。
Ｉ２Ｃバスは双方向２線バスである。
あるいはまた、並列バスのような、別のタイプの通信手段を利用することも可能である。
【００１３】
電源１０４からの状況情報は、バスまたは他の通信手段を介して、電源管理コントローラに伝達される。
状況情報には、例えば、電力適正信号、電圧レベル、電流レベル、及び、電源１０４からの温度を含むことが可能である。
各電源の電力センサによって、電力の電圧及び電流レベルを測定することが可能である。
温度センサを用いて、温度データを供給することが可能である。
電源１０４の現場交換可能ユニット（ＦＲＵ）ＥＥＰＲＯＭを利用して、電源管理システム１０８に対して特定の電源１０４を識別することも可能である。
状況データは、電源管理システム１０８内のデータ・メモリに記憶することが可能である。
【００１４】
ある例では、状況情報は、ポーリング・タイプの機構を用いて検索可能である。
こうしたポーリング機構を用いると、コントローラは、各電源１０４に対して周期的に状況要求を送り、電源は、これに応答して、要求された状況情報を返信することになる。
ポーリング順は、ラウンド・ロビン・アルゴリズムまたは他のスケジューリング・アルゴリズムによるものとすることが可能である。
別の例では、状況情報は、割り込みタイプの機構を用いて受信することが可能である。
こうした割り込み機構を用いると、状況の変化した電源１０４は、コントローラに対して、状況情報と共に、割り込みメッセージを送り、電源管理システム１０８の割り込みハンドラ・ルーチンが、割り込みメッセージを処理して、割り込みメッセージに対する応答を開始することになる。
【００１５】
例示の実施態様の場合、２つの電力供給用バス・バー１０２が示されている。
もう１つの実施態様では、バス・バー１０２は１つだけしか利用されない。
他の実施態様には、３つ以上のバス・バー１０２を利用することが可能なものもある。
２つ以上のバス・バー１０２を利用すると、バス・バーがアースに短絡するとか、あるいは、別様に使用不能になった場合の、冗長性が得られるのが有利である。
【００１６】
例示の実施態様の場合、各電力供給用バス・バー１０２は、各コンピュータ・システム１０１に結合され、また、スイッチ１０６を介して各電源１０４に結合されている。
他の実施態様には、必ずしも全ての電源１０４に対してではなく、２つ以上の電源１０４に対してバス・バー１０２を結合することが可能なものもある。
他の実施態様には、必ずしも全てのバス・バー１０２に対してではなく、２つ以上のバス・バー１０２に対してコンピュータ・システム１０１を結合することが可能なものもある。
他の実施態様には、必ずしも全てのバス・バー１０２に対してではなく、２つ以上のバス・バー１０２に対して電源１０４を結合することが可能なものもある。
【００１７】
実施態様の１つでは、コンピュータ・システム１０１は、ラックに取り付けることが可能である。
バス・バー１０２は、こうしたラックに組み込むのが有利になる可能性がある。
こうしたラック内冗長電源システムは、コストの高くつく電気通信会社スタイルの電源システムよりも手頃なコストで実施することが可能である。
【００１８】
実施態様の１つでは、統合された冷却システム（または少数のこうしたシステム）を利用して、効率よく冷却できるように、複数の電源１０４の位置を整理統合することが可能である。
１つ以上のバス・バー１０２を利用して、電力を分配することによって、この統合が可能になる。
対照的に、従来のシステムでは、一般に、電源１０４が所定位置（例えば、各コンピュータ・システム１０１内か、または、それに近い位置）に分散しているので、冷却システムも分散しなければならない。
代替実施態様では、各電源１０４は、それ自体の冷却システムを備えることが可能である（とりわけ、電源がそれ自体の組み込み冷却システムを含むＣＯＴＳコンポーネントである場合）。
【００１９】
実施態様の１つでは、スイッチ１０６に、大電流、高電圧の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含むことが可能である。
電源スイッチングが十分に高速でなければ、コンピュータ・システム１０１に供給される電力に有害なギャップが生じる可能性がある。
従って、ＦＥＴは、こうした有害なギャップを回避するため、十分に高速になるように選択することが可能である。
他の実施態様には、他の形態のスイッチを利用することが可能なものもある。
例えば、可制御電磁継電器または可制御ＤＣ回路遮断器を利用することが可能である。
【００２０】
実施態様の１つでは、この装置は、コンピュータ・システム１０１と電源管理システム１０８との間に通信チャネル１１６を含むように構成することが可能である。
例えば、通信チャネル１１６には、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）接続、または、ＵＳＢのような直列バス接続を含むことが可能である。
通信チャネル１１６を利用して、コンピュータ・システム１０１から電源管理コントローラに電力使用量情報を有効に伝達することが可能である。
こうした実施態様の場合、電源管理システム１０８は、電源データを利用するだけではなく、電力消費データも利用して、そのスイッチングを決定することが可能である。
例えば、コンピュータ／サーバの電力需要が電源システムによって十分に満たされない場合、電圧低下状態が生じる可能性がある。
コンピュータ・システム１０１における電圧低下状態は、電源管理システム１０８に伝えることが可能であり、電源管理システム１０８は、これに応じて、そのシステム１０１により多くの電力を送るようにスイッチすることが可能になる。
【００２１】
実施態様の１つでは、電源管理コントローラは、予測故障タイプ・アルゴリズムを利用することが可能である。
こうしたアルゴリズムは、電源１０４に近く生じる可能性のある故障を予測するため、電源１０４からの状況データを利用する。
例えば、電源における温度上昇及びノイズの増大は、近いうちに電源１０４の故障が生じる可能性が高いことを示唆している。
【００２２】
図２は、本発明の実施態様の１つに従って、複数のコンピュータ・システムに余剰に電力を供給するための方法２００を表わしたフローチャートである。
この方法２００では、複数のバス・バーを利用して、コンピュータ・システムに電力を供給する。
例えば、第１組のコンピュータ・システムは、第１のバス・バーによって電力を供給することが可能であり、第２組のコンピュータ・システムは、第２のバス・バーによって電力を供給することが可能である。
【００２３】
状況データは、複数の電源から受信する（２０２）。
電源は、電源スイッチによってバス・バーに制御可能に結合される。
状況データには、例えば、電力適正信号、温度示度、及び、供給される電力の電圧及び電流レベルを含むことが可能である。
各電源の電力センサを利用して、電圧及び電流レベルを測定することが可能であり、温度センサは温度示度を確かめることが可能である。
【００２４】
電源管理システムは、状況データを利用して、バス・バーに対して電源を再割当てする必要があるか否かを判定する（２０４）。
この判定がなされるのは、状況データが１つ以上の電源において有害な状態を示す場合である。
【００２５】
再割当てが必要と判定されると（２０６）、バス・バーの１つを介して電力を供給するように、少なくとも１つの電源がスイッチされる（２０８）。
例えば、２つのｘワット電源が第１のバス・バーに電力を供給しており、単一のｙワット電源が第２のバス・バーに電力を供給しているものとする。
ｙワット電源が故障すると、電源管理システムは、ｘワット電源の一方を第１のバス・バーから第２のバス・バーにスイッチすることが可能である。
実施態様の１つでは、状況データに予測故障分析を適用することが可能である。
こうした予測分析を適用して、近く生じる電源故障を予測することが可能である。
こうした近づきつつある故障が潜在的可能性のある問題として予測される場合、バス・バーに供給される電力の再割当てを評価することが可能である。
再割当てが必要と予測されると、予防として電源を適切に再分配するため、１つ以上の電源を、１つのバス・バーからもう１つのバス・バーにスイッチすることが可能である。
【００２６】
実施態様の１つでは、電源の割当てに追加規則及び基準を利用することが可能である。
例えば、ある規則では、ある特定のＡＣ遮断器に接続された電源は、１つのバス・バーに等しく分配することが可能であるとする。
他のさまざまな規則及び基準を利用することも可能である。
【００２７】
実施態様の１つにおいて、電源管理システムは、コンピュータ・システムによる電力消費に関連した追加状況データを受信することが可能である。
こうした追加状況データを利用して、さらに、バス・バーに対して電源を再割当てする必要を判定することが可能である。
例えば、あるコンピュータ・システムにおける電圧低下状態が、こうした再割当ての誘因となる可能性がある。
【００２８】
実施態様の１つでは、サーバが故障して、電力を完全に短絡させる場合、そのサーバは、対応するスイッチ１０６を開路状態にして、対応するスイッチ１０６から前方を有効に分離することが可能である。
これによって、そのサーバがサーバ／コンピュータ・システムの残りの部分に影響するのが阻止される。
【００２９】
実施態様の１つでは、優先要素を考慮して、再割当てが必要か否か、及び、再割当てをいかに実施するかを判定することが可能である。
例えば、あるコンピュータ・システムの優先順位を別のコンピュータ・システムより高く設定することが可能である。
換言すれば、特定のコンピュータ・システムを良い状態に保って、動作を続けさせることがより重要になる可能性があり、一方、他のコンピュータ・システムの優先順位は低くなる可能性がある。
その場合、必要に応じて、まず、優先順位の高いコンピュータ・システムに電力を供給するように、電源再割当ての決定がなされることになる。
【００３０】
以上の説明では、本発明の実施態様に関する完全な理解が得られるように、多くの特定の詳細が明らかにされている。
しかし、本発明の例証となる実施態様に関する上記解説は、本発明を余すところなく説明しようとか、あるいは、本発明を開示の形態にそっくりそのまま制限しようとするものではない。
関連技術者には明らかなように、本発明は、特定の詳細の１つ以上がなくても、あるいは、他の方法、コンポーネント等を用いてでも実施可能である。
他の事例の場合には、本発明の態様が曖昧にならないようにするため、周知の構造または動作についての詳細な例示または説明は行われていない。
本明細書では、例証を目的として、本発明の特定の実施態様及び例に関する説明がなされているが、関連技術者には明らかなように、本発明の範囲内において、さまざまな同等の修正が可能である。
【００３１】
本発明に対するこれらの修正は、上記詳細な説明に鑑みて施すことが可能である。
付属の請求項において用いられる用語は、本発明を明細書及び請求項に開示の特定の実施態様に制限するものとみなすべきではない。
それどころか、本発明の範囲は、請求項の解釈の確立された原則に従って解釈されるべき、付属の請求項によって判定されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施態様の１つによる、複数のコンピュータ・システムに余剰な電力を供給するための装置を表した概略図である。
【図２】本発明の実施態様の１つによる、複数のコンピュータ・システムに余剰な電力を供給するための方法を表わしたフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１００・・・装置、
１０１・・・コンピュータ・システム、
１０２・・・バス・バー、
１０４・・・電源、
１０６・・・電源スイッチ、
１０８・・・電源管理システム、
【図１】
2005025745.tif 000003
【図２】
2005025745.tif 000004