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WO2013038470A1 - 冷却システム、冷却方法、および、冷却制御プログラム - Google Patents

冷却システム、冷却方法、および、冷却制御プログラム Download PDF

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WO2013038470A1
WO2013038470A1 PCT/JP2011/070739 JP2011070739W WO2013038470A1 WO 2013038470 A1 WO2013038470 A1 WO 2013038470A1 JP 2011070739 W JP2011070739 W JP 2011070739W WO 2013038470 A1 WO2013038470 A1 WO 2013038470A1
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WO
WIPO (PCT)
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fan
air conditioner
cooling
power consumption
temperature
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2011/070739
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English (en)
French (fr)
Inventor
児玉　宏喜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Priority to PCT/JP2011/070739 priority patent/WO2013038470A1/ja
Publication of WO2013038470A1 publication Critical patent/WO2013038470A1/ja
Priority to US14/172,944 priority patent/US9587874B2/en
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a cooling system, a cooling method, and a cooling control program for cooling an electronic device.
  • the temperature setting of the air conditioner is set to be low with a margin so that the temperature after the rise does not exceed the allowable level even if the temperature of the electronic device rises temporarily due to an increase in the load on the electronic device. May be. In this case, while the load of the electronic device is relatively low, the electronic device is excessively cooled, and the power consumption of the data center increases due to excessive use of the air conditioner.
  • an electronic device may include a fan such as an intake fan that takes air into the casing or an exhaust fan that discharges air outside the casing.
  • the rotation of the fan included in the electronic device is controlled by, for example, firmware operating on the electronic device.
  • an object of the present invention is to provide a cooling system, a cooling method, and a cooling control program that can efficiently cool an electronic device.
  • a cooling system can cool a predetermined space and can change an air volume or a set temperature, and one or a plurality of electronic devices including a fan installed in the predetermined space and capable of changing a rotation speed. From the temperature sensor that detects the temperature of one or more electronic devices and the temperature rise detected by the temperature sensor, the air volume of the air conditioner is increased or the set temperature is decreased, or the rotational speed of the fan Is selected by referring to the air conditioning information indicating the relationship between the cooling capacity and power consumption of the air conditioner and the fan information indicating the relationship between the cooling capacity and power consumption of the fan, and air conditioning based on the selection result. And a controller for controlling the air volume or set temperature of the machine and the rotational speed of the fan.
  • the electronic device can be efficiently cooled.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a cooling system according to the first embodiment.
  • the cooling system 1 includes an air conditioner 3, electronic devices 4a, 4b,..., A temperature sensor 5, a control device 6, and a storage device 7.
  • the air conditioner 3 is installed in the predetermined space 2 and can cool the predetermined space 2.
  • the air conditioner 3 can change the output level (air volume or set temperature) in accordance with an instruction from the control device 6.
  • the electronic devices 4a, 4b... are installed in the predetermined space 2.
  • the electronic devices 4a, 4b... are, for example, IT (Information Technology) devices such as servers.
  • IT Information Technology
  • Each of the electronic devices 4a, 4b,... Includes a fan 8 that can change the rotation level (rotation speed) in accordance with an instruction from the control device 6.
  • the temperature sensor 5 is attached to each of the electronic devices 4a, 4b.
  • the temperature sensor 5 detects the temperature of the attached electronic device.
  • the storage device 7 stores air conditioning information 7a indicating the relationship between the cooling capacity and power consumption of the air conditioner 3, and fan information 7b indicating the relationship between the cooling capacity and power consumption of the fan 8.
  • the relationship between the cooling capacity of the air conditioner 3 and the power consumption is, for example, a proportional relationship.
  • the relationship between the cooling capacity and power consumption of the fan 8 for example, the higher the cooling capacity is set (the higher the rotation level), the higher the power consumption increase rate.
  • the control device 6 determines which of the output level of the air conditioner 3 and the output level of the fan 8 is to be raised from the temperature rise detected by the temperature sensor 5, and the air conditioning information 7 a and fan information stored in the storage device 7. Select with reference to 7b. Then, the output level of the air conditioner 3 and the rotation level of the fan 8 are controlled based on the selection result.
  • control device 6 selects whether to increase the output level of the air conditioner 3 or the rotation level of the fan 8 from the temperature rise detected by the temperature sensor 5 based on the air conditioning information 7a and the fan information 7b.
  • a selection rule for calculating is calculated.
  • control device 6 controls the output level of the air conditioner 3 and the rotation level of the fan 8 from the calculated selection rule and the temperature detected by the temperature sensor 5. Moreover, the control apparatus 6 calculates the index value which shows the operation efficiency of electronic device 4a, 4b ... from the power consumption of the air conditioner 3, and the power consumption of electronic device 4a, 4b ..., for example, and uses it as the calculated index value. Based on this, adjust the selection rules.
  • the cooling procedure by the cooling system 1 will be described.
  • the air conditioning information 7 a and the fan information 7 b are stored in the storage device 7.
  • the air conditioning information 7a and the fan information 7b can be dynamically generated by measuring the temperature and power consumption at each time point.
  • Control device 6 uses temperature sensor 5 to detect the temperature of electronic devices 4a, 4b.
  • the control device 6 accesses the air conditioning information 7a and the fan information 7b stored in the storage device 7. Refer to the accessed air conditioning information 7a and fan information 7b to determine which of the output level of the air conditioner 3 or the output level of the fan 8 is to be raised from the temperature rise detected by the temperature sensor 5 by the control device 6. To select. Then, the control device 6 controls the output level of the air conditioner 3 and the rotation level of the fan 8 based on the selection result.
  • the control device 6 determines which of the output level of the air conditioner 3 and the output level of the fan 8 is to be increased from the temperature increase state detected by the temperature sensor 5.
  • the air conditioner information 7a indicating the relationship between the cooling capacity and power consumption and the fan information 7b indicating the relationship between the cooling capacity and power consumption of the fan 8 are selected with reference to the output level of the air conditioner 3 based on the selection result. And the rotation level of the fan 8 is controlled.
  • one of the output level of the air conditioner 3 and the rotation level of the fan 8 is set so that the amount of increase in power consumption becomes small according to the cooling capacity expected from the temperature detected by the temperature sensor 5. Or you can raise both. Thereby, it becomes possible to reduce the electric power of the predetermined space 2 whole required for cooling electronic device 4a, 4b ....
  • PUE Power Usage Effectiveness
  • the PUE uses, for example, the power consumption of the entire predetermined space 2 (power consumption of the electronic devices 4a, 4b,..., Power consumption of the air conditioner 3, and power consumption of other equipment). Can be obtained by dividing by
  • the PUE varies depending on the ratio between the power consumption of the air conditioner 3 and the power consumption of the electronic devices 4a, 4b.
  • the cooling system 1 not only the output level of the air conditioner 3 but also the rotation level of the fan 8 included in the electronic devices 4 a, 4 b... Is controlled to cool the electronic devices 4 a, 4 b.
  • a selection rule for selecting which of the output level of the air conditioner 3 and the rotation level of the fan 8 should be increased is an index indicating the operational efficiency of the electronic devices 4a, 4b. Adjust based on the value.
  • the predetermined required for cooling the electronic devices 4a, 4b since it becomes possible to adjust the output level of the air conditioner 3 and the rotation level of the fan 8 based on PUE, the predetermined required for cooling the electronic devices 4a, 4b. It becomes possible to reduce the power of the entire space 2.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a cooling system according to the second embodiment.
  • the cooling system 100 a includes a server room 10 and a control room 20.
  • a server room 10 In the server room 10, a plurality of racks 30a, 30b, 30c... And overall air conditioners 40a, 40b for cooling the inside of the server room 10 are installed.
  • a data center management device 100 and an overall air conditioner management device 21 are installed.
  • a plurality of servers 31a to 31c, an individual air conditioner 32, a temperature sensor 33, a power analyzer 34, and an in-rack management device 35 are installed in the rack 30a.
  • Each of the servers 31a to 31c transmits / receives data to / from the in-rack management apparatus 35.
  • the individual air conditioner 32 cools the inside of the rack 30a.
  • the output level of the individual air conditioner 32 can be changed and is controlled by a signal from the in-rack management device 35.
  • the temperature sensor 33 detects the temperature of the individual air conditioner 32 and transmits the detected temperature to the in-rack management device 35.
  • the power analyzer 34 measures the power consumption of the individual air conditioners 32 and switches (not shown), and transmits the measured power consumption to the in-rack management device 35.
  • a plurality of servers, individual air conditioners, temperature sensors, power analyzers, and in-rack management devices are also installed in the other racks 30b, 30c.
  • the overall air conditioner management device 21 controls the overall air conditioners 40a and 40b installed in the server room 10, and measures the power consumption of the overall air conditioners 40a and 40b.
  • the data center management device 100 transmits / receives data to / from the rack management devices installed in each of the racks 30a to 30c... Of the server room 10 and the overall air conditioner management device 21 via the network 20a. Do.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the layout of the cooling system according to the second embodiment.
  • the server room 10 is provided with hot aisles 10a, 10b, 10c and cold aisles 11a, 11b.
  • the cold aisle 11a is located between the hot aisle 10a and the hot aisle 10b.
  • the cold aisle 11b is located between the hot aisle 10b and the hot aisle 10c.
  • a plurality of racks and partitions 12a are arranged between the hot aisle 10a and the cold aisle 11b.
  • a plurality of racks and a partition 12b are arranged between the cold aisle 11a and the hot aisle 10b.
  • a plurality of racks and partitions 12c are arranged between the hot aisle 10b and the cold aisle 11b.
  • a plurality of racks and a partition 12d are disposed between the cold aisle 11b and the hot aisle 10c.
  • Blowers 13a, 13b, and 13c are arranged at one end of each hot aisle 10a to 10c, and intake ports 14a, 14b, and 14c are provided at the other end, respectively.
  • Overall air conditioners 40a and 40b are arranged at one ends of the cold aisles 11a and 11b, respectively.
  • each arrow in the figure indicates the flow of air.
  • the cold air supplied from the entire air conditioner 40a to the cold aisle 11a passes through the servers installed in each of the plurality of racks arranged between the cold aisle 11a and the hot aisles 10a and 10b. 10a and 10b.
  • the cold air supplied from the entire air conditioner 40b to the cold aisle 11b passes through servers installed in each of a plurality of racks arranged between the cold aisle 11b and the hot aisles 10b and 10c, and the hot aisle 10b. , 10c.
  • the control room 20 is attached to the server room 10, for example.
  • a data center management device 100 and an overall air conditioner management device 21 are arranged.
  • the data center management device 100 can be arranged in each rack installed in the server room 10, for example.
  • FIG. 4 is a front view showing an example of a rack according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a front view of the rack as viewed from the hot aisles 10a to 10c or the cold aisles 11a and 11b.
  • the rack 30 represents a plurality of racks arranged in the server room 10.
  • the rack 30 has an accommodating portion 36 that accommodates a plurality of servers.
  • an individual air conditioner 32 that cools the accommodating portion 36 is provided at the top of the rack 30.
  • Temperature sensors 33a, 33b, and 33c are provided at the outlet 32a of the individual air conditioner 32. Further, the individual air conditioner 32 is provided with a power analyzer 34 a that measures the power consumption of the individual air conditioner 32.
  • the front panel 37 of the rack 30 is provided with switches 38a, 38b, and 38c. Further, the switches 38a to 38c are respectively provided with power analyzers 34b, 34c and 34d for measuring the power consumption of the switches 38a to 38c.
  • the rack 30 houses a plurality of servers housed in the housing section 36, individual air conditioners 32, temperature sensors 33a to 33c, and an in-rack management device 35 connected to the power analyzers 34a to 34d. .
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of hardware of a server according to the second embodiment.
  • the server 31 represents a plurality of servers installed in the rack 30.
  • the server 31 includes an end portion 50a located on the cold aisle 11a, 11b side and an end portion 50b located on the hot aisle 10a to 10c side when housed in the rack 30.
  • the end portion 50a is provided with intake fans 51a, 51b, 51c that can change the rotation level.
  • the intake fans 51 a to 51 c take air from the cold aisles 11 a and 11 b into the server 31.
  • the intake fans 51a to 51c are provided with intake side temperature sensors 52a, 52b, and 52c, respectively.
  • the end 50b is provided with exhaust fans 53a, 53b, and 53c that can change the rotation level.
  • the exhaust fans 53a to 53c exhaust the air in the server 31 to the hot aisles 10a to 10c.
  • Exhaust-side temperature sensors 54a, 54b, and 54c are provided in the exhaust fans 53a to 53c, respectively.
  • the server 31 has an information processing unit 60 and a management unit 70.
  • the information processing unit 60 is entirely controlled by a CPU (Central Processing Unit) 61.
  • a memory 62, a hard disk drive (HDD: Hard Disk Drive) 63, and a communication interface 64 are connected to the CPU 61 via a bus 65.
  • HDD Hard Disk Drive
  • the memory 62 is used as a main storage device of the information processing unit 60.
  • the memory 62 temporarily stores at least part of an OS (Operating System) program and application programs to be executed by the CPU 61.
  • the memory 62 stores various data necessary for processing by the CPU 61.
  • the HDD 63 magnetically writes and reads data to and from the built-in disk.
  • the HDD 63 is used as a secondary storage device of the information processing unit.
  • the HDD 63 stores an OS program, application programs, and various data.
  • a semiconductor storage device such as a flash memory can also be used as the secondary storage device.
  • the communication interface 64 is connected to the network 64a. For example, a plurality of client terminals are connected to the network 64a.
  • the communication interface 64 transmits / receives data to / from other computers or communication devices via the network 64a.
  • the management unit 70 has a controller 71 and a communication interface 72.
  • the controller 71 controls the rotation levels of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c. Further, the controller 71 measures the rotational speed and power consumption of each of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c. Further, the controller 71 measures the power consumption of the CPU 61 of the information processing unit 60.
  • the controller 71 acquires the temperatures detected by the intake side temperature sensors 52a to 52c and the exhaust side temperature sensors 54a to 54c.
  • the controller 71 for example, iRMC (integrated Remote Management Controller) or BMC (Base Management Controller) is used.
  • the communication interface 72 is controlled by the controller 71 and transmits / receives data to / from the in-rack management apparatus 35.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of hardware of the data center management apparatus according to the second embodiment.
  • the data center management device 100 is controlled by the CPU 101 as a whole.
  • a RAM (Random Access Memory) 102 and a plurality of peripheral devices are connected to the CPU 101 via a bus 108.
  • the RAM 102 is used as a main storage device of the data center management device 100.
  • the RAM 102 temporarily stores at least a part of OS programs and application programs to be executed by the CPU 101.
  • the RAM 102 stores various data necessary for processing by the CPU 101.
  • Peripheral devices connected to the bus 108 include an HDD 103, a graphic processing device 104, an input interface 105, an optical drive device 106, and a communication interface 107.
  • the HDD 103 magnetically writes and reads data to and from the built-in disk.
  • the HDD 103 is used as a secondary storage device of the data center management device 100.
  • the HDD 103 stores an OS program, application programs, and various data.
  • a semiconductor storage device such as a flash memory can also be used as the secondary storage device.
  • a monitor 104 a is connected to the graphic processing device 104.
  • the graphic processing device 104 displays an image on the screen of the monitor 104a in accordance with a command from the CPU 101.
  • Examples of the monitor 104a include a display device using a CRT (Cathode Ray Tube) and a liquid crystal display device.
  • the keyboard 105a and the mouse 105b are connected to the input interface 105.
  • the input interface 105 transmits signals sent from the keyboard 105a and the mouse 105b to the CPU 101.
  • the mouse 105b is an example of a pointing device, and other pointing devices can also be used. Examples of other pointing devices include a touch panel, a tablet, a touch pad, and a trackball.
  • the optical drive device 106 reads data recorded on the optical disk 106a using a laser beam or the like.
  • the optical disk 106a is a portable recording medium on which data is recorded so that it can be read by reflection of light.
  • the optical disk 106a includes a DVD (Digital Versatile Disc), DVD-RAM, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), and the like.
  • the communication interface 107 is connected to the network 20a.
  • the communication interface 107 transmits / receives data to / from other computers or communication devices via the network 20a.
  • FIG. 6 shows the hardware configuration of the data center management device 100
  • the overall air conditioner management device 21 has the same hardware configuration.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of functions of the data center management apparatus according to the second embodiment.
  • the data center management apparatus 100 includes an air conditioning fan information storage unit 111, a threshold storage unit 112, a flag storage unit 113, a calculated value storage unit 114, a cooling control unit 115, and an update unit 116.
  • the air conditioning fan information storage unit 111 In the air conditioning fan information storage unit 111, the relationship between the temperature of the server and the power consumption of the individual air conditioner 32 prepared for each rack installed in the server room 10, and the temperature of the server and the intake of the server Air-conditioning fan information indicating the relationship between the power consumption of the fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c is stored.
  • the threshold storage unit 112 stores thresholds Ts1 and Ts2 (Ts1 ⁇ Ts2) representing temperatures set for each rack installed in the server room 10.
  • Ts1 and Ts2 are used to determine whether the server is cooled by the individual air conditioner 32, is cooled by the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c, or is not cooled. Used as a threshold to be compared.
  • the flag storage unit 113 In the flag storage unit 113, the number of revolutions indicating whether the number of revolutions of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c set for each server in each rack installed in the server room 10 has been increased.
  • the up flag is stored.
  • the calculated value storage unit 114 stores the data calculated by the update unit 116.
  • the cooling control unit 115 accesses each server in each rack installed in the server room 10, and acquires the temperatures detected by the intake side temperature sensors 52a to 52c and the exhaust side temperature sensors 54a to 54c. Then, ⁇ SVT is calculated by subtracting the average value of the temperatures detected by the intake side temperature sensors 52a to 52c from the average value of the temperatures detected by the exhaust side temperature sensors 54a to 54c.
  • ⁇ SVT is used as an index indicating the temperature in the server.
  • the cooling control unit 115 compares the calculated ⁇ SVT with ⁇ SVT0 indicating ⁇ SVT when the target server is in an idle state.
  • ⁇ SVT0 is, for example, 5.0 ° C.
  • the cooling control unit 115 calculates ⁇ T by subtracting ⁇ SVT0 from the calculated ⁇ SVT. That is, ⁇ T represents the temperature increase from the idle state of the server. Then, the cooling control unit 115 compares the calculated ⁇ T with Ts1 and Ts2 stored in the threshold storage unit 112.
  • the cooling control unit 115 accesses the individual air conditioner 32 in each rack installed in the server room 10 and controls the output level of the individual air conditioner 32. Further, the cooling control unit 115 accesses each server in each rack installed in the server room 10 to increase and decrease the rotational speeds of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c. Then, the cooling control unit 115 validates or invalidates the rotation speed up flag of the target server stored in the flag storage unit 113.
  • the rotation of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c is independently controlled by firmware built in the server, separately from the cooling control unit 115.
  • the rotational speeds of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c increase at a constant rate when the environmental temperature exceeds 25 ° C., and at a constant rate when the temperature of the CPU 61 exceeds 70 ° C. To rise.
  • control by the cooling control unit 115 has priority over control by firmware.
  • the updating unit 116 changes the value of Ts2 stored in the threshold storage unit 112 based on the air conditioning fan information stored in the air conditioning fan information storage unit 111. Further, the update unit 116 accesses each server in each rack installed in the server room 10 and acquires the power consumption of the intake fans 51a to 51c, the exhaust fans 53a to 53c, and the CPU 61. Then, the update unit 116 calculates the server power consumption (Sall) by adding all the acquired power consumptions.
  • the update unit 116 accesses each rack installed in the server room 10 to acquire the power consumption of each individual air conditioner 32, and further accesses the overall air conditioner management device 21 to obtain the overall air conditioner 40a. , 40b is acquired. And all the acquired power consumption is totaled and air-conditioner power consumption (Tall) is calculated.
  • the update unit 116 calculates the total power consumption (Pall) by adding the calculated Sal and Tall. Further, the update unit 116 calculates PUE by dividing the calculated Pall by Sall. The PUE can be used as one of indexes indicating the energy efficiency of the server room 10.
  • the PUE is generally obtained by dividing the power consumption of the entire data center (power consumption of IT equipment, air conditioning equipment, power equipment, lighting equipment, monitoring equipment, etc.) by the power consumption of the IT equipment. It is done. However, here, paying attention only to factors that vary depending on the operational state and operational state of the data center, the PUE is obtained by dividing Pall by Sal as described above.
  • the update unit 116 stores the calculated Sall, Tall, Pall, and PUE in the calculated value storage unit 114.
  • the updating unit 116 compares and verifies the calculated “Sall”, “Tall”, “Pall”, and “PUE” with the “Sall”, “Tall”, “Pall”, and “PUE” stored in the calculated value storage unit 114. Based on the verification result, the updating unit 116 finely adjusts the value of Ts2 stored in the threshold storage unit 112.
  • the update unit 116 accesses each server in each rack installed in the server room 10 and acquires the power consumption of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c. Then, the update unit 116 calculates ⁇ W by subtracting the power consumption of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c when the target server is in the idle state from the acquired power consumption. That is, ⁇ W indicates an increase in power consumption from the idle state of the server.
  • the updating unit 116 updates the air conditioning fan information stored in the air conditioning fan information storage unit 111 based on ⁇ T calculated by the cooling control unit 115 and the calculated ⁇ W.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of air conditioning fan information according to the second embodiment.
  • the air conditioning fan information 111 a is an example of air conditioning fan information prepared for a certain rack installed in the server room 10.
  • the individual air conditioner 32 when the server is in the idle state is calculated from ⁇ T (° C.), which is the temperature rise from the server idle state, and the power consumption of the individual air conditioner 32 required for cooling the server.
  • ⁇ T ° C.
  • ⁇ W W
  • the air conditioning fan information 111a includes ⁇ T and the power consumption of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c required for cooling the server, and the intake fans 51a to 51c and the exhaust when the server is in the idle state. Is related to ⁇ W (W) obtained by subtracting the power consumption of the fans 53a to 53c.
  • W the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c are simply referred to as fans.
  • the air conditioning fan information 111a indicates that the power consumption is 80 W, and the servers are powered by the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to When cooling by 53c, it shows that power consumption is 51.2W.
  • ⁇ W for the individual air conditioner 32 is updated every day.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a relationship between ⁇ T and ⁇ W according to the second embodiment.
  • the graph in FIG. 9A shows the relationship between ⁇ T and ⁇ W for the individual air conditioner 32.
  • the horizontal axis of the graph is ⁇ T, and the vertical axis is ⁇ W.
  • a characteristic 121 indicates a calculated value, and a characteristic 122 indicates an actual measurement value. This graph is when the ambient temperature is 25-30 ° C.
  • the characteristic 121 in the calculated value, the relationship between ⁇ T and ⁇ W is approximately proportional.
  • the inclination of the characteristic 121 varies depending on the ambient temperature, the heat insulation of the server room 10, and the like.
  • the characteristic 122 in the actual measurement value, the characteristic indicates a broken line instead of a straight line.
  • the graph of FIG. 9B shows the relationship between ⁇ T and ⁇ W for the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c.
  • the horizontal axis of the graph is ⁇ T, and the vertical axis is ⁇ W.
  • a characteristic 123 indicates an actual measurement value. This graph is when the ambient temperature is 25-30 ° C.
  • the increase rate of ⁇ W increases as ⁇ T increases. This is because the power consumption of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c increases rapidly as the rotational speed of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c increases. Yes. For example, the power consumption of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c increases in proportion to the cube of the rotational speed of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c.
  • the relationship between ⁇ T and ⁇ W for the individual air conditioner 32 is approximately proportional, while ⁇ T, the intake fans 51a to 51c, and the exhaust fans Regarding the relationship with ⁇ W for 53a to 53c, the increase rate of ⁇ W increases as ⁇ T increases.
  • the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c may have a smaller ⁇ W than the individual air conditioners 32.
  • the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c have a smaller ⁇ W than the individual air conditioner 32, and when ⁇ T is larger, the individual air conditioner 32 is better.
  • ⁇ W may be smaller than that of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c. That is, the magnitude relationship between ⁇ W for the individual air conditioner 32 and ⁇ W for the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c is reversed at a certain ⁇ T value.
  • Ts2 stored in the threshold storage unit 112 is set to a point where the magnitude relationship between ⁇ W for the individual air conditioner 32 and ⁇ W for the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c is reversed.
  • the air conditioning fan information 111a shown in FIG. 8 ⁇ W for the individual air conditioner 32, and the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c at the point where the value of ⁇ T is 5.0 ° C.
  • the magnitude relationship with ⁇ W is reversed. That is, in the case of the air conditioning fan information 111a, the value of Ts2 is set to 5.0 ° C. At this time, the value of Ts1 is set to 3.0 ° C., for example.
  • 10 and 11 are flowcharts illustrating an example of a server cooling procedure according to the second embodiment.
  • the air conditioning fan information storage unit 111 stores the air conditioning fan information
  • the threshold storage unit 112 stores Ts1 and Ts2
  • the calculated value storage unit 114 calculates the update unit 116 in the previous process. Assume that Stored, Tall, Pall, and PUE are stored.
  • the cooling control unit 115 selects one of the servers in the rack.
  • the cooling control unit 115 accesses the selected server, and acquires the temperatures detected by the intake side temperature sensors 52a to 52c and the exhaust side temperature sensors 54a to 54c. Then, the cooling control unit 115 calculates ⁇ SVT by subtracting the average value of the temperatures detected by the intake side temperature sensors 52a to 52c from the average value of the temperatures detected by the exhaust side temperature sensors 54a to 54c.
  • Step S13 The cooling control unit 115 determines whether the calculated ⁇ SVT is equal to or less than ⁇ SVT0. If ⁇ SVT is equal to or smaller than ⁇ SVT0, cooling control unit 115 advances the process to step S23. If ⁇ SVT is greater than ⁇ SVT0, cooling control unit 115 advances the process to step S14.
  • the cooling control unit 115 calculates ⁇ T by subtracting ⁇ SVT0 from the calculated ⁇ SVT.
  • the cooling control unit 115 determines whether or not the calculated ⁇ T is smaller than Ts1 for the target rack stored in the threshold storage unit 112. When ⁇ T is smaller than Ts1, the cooling control unit 115 advances the process to step S26. If ⁇ T is equal to or greater than Ts1, the cooling control unit 115 advances the process to step S16.
  • Step S16 The cooling control unit 115 determines whether the calculated ⁇ T is equal to or less than Ts2 for the target rack stored in the threshold storage unit 112. When ⁇ T is equal to or less than Ts2, the cooling control unit 115 advances the process to step S17. When ⁇ T is larger than Ts2, the cooling control unit 115 advances the process to step S22.
  • Step S17 The cooling control unit 115 determines whether or not the rotation speed up flag for the target server stored in the flag storage unit 113 is valid. If it is valid, the cooling control unit 115 advances the process to step S20. If it is invalid, the cooling control unit 115 advances the process to step S18.
  • the cooling control unit 115 accesses the selected server and increases the rotational speeds of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c. [Step S19] The cooling control unit 115 enables the rotation speed up flag for the target server stored in the flag storage unit 113.
  • Step S20 The update unit 116 accesses the selected server and acquires the power consumption of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c. Then, the update unit 116 calculates ⁇ W by subtracting the power consumption of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c when the target server is in the idle state from the acquired power consumption.
  • Step S21 Based on ⁇ T calculated by the cooling control unit 115 and the calculated ⁇ W, the update unit 116 updates the air conditioning fan information for the target rack stored in the air conditioning fan information storage unit 111 and performs processing. Proceed to step S26.
  • the cooling control unit 115 determines that the selected server is cooled by the individual air conditioner 32 (air conditioning cooling determination). [Step S23] The cooling control unit 115 determines whether or not the rotation speed up flag for the target server stored in the flag storage unit 113 is valid. If it is valid, the cooling control unit 115 advances the process to step S24. If it is invalid, the cooling control unit 115 advances the process to step S26.
  • Step S24 The cooling control unit 115 accesses the selected server and decreases the rotational speeds of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c.
  • Step S25 The cooling control unit 115 invalidates the rotation speed up flag for the target server stored in the flag storage unit 113, and advances the process to step S26.
  • Step S26 The cooling control unit 115 determines whether all the servers in the rack have been selected. If all are selected, the cooling control unit 115 advances the process to step S27. If there is a server that has not been selected, the cooling control unit 115 returns the process to step S11.
  • Step S27 The cooling control unit 115 determines whether there is an air-conditioning cooling determination server in the rack. If there is a server for air conditioning cooling determination, the cooling control unit 115 advances the process to step S28. When there is no air conditioning cooling determination server, the cooling control unit 115 ends the process.
  • the cooling control unit 115 collects ⁇ T of each server for air conditioning cooling determination. [Step S29] The cooling control unit 115 extracts the maximum value from the collected ⁇ T. [Step S30] The cooling control unit 115 accesses the individual air conditioner 32, increases the output level of the individual air conditioner 32 based on the extracted maximum value, and ends the process.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a procedure for setting Ts2 according to the second embodiment.
  • the process shown in FIG. 12 is executed for each rack installed in the server room 10. Moreover, this process is performed regularly, for example at 1 hour intervals.
  • the air conditioning fan information storage unit 111 stores the air conditioning fan information
  • the threshold storage unit 112 stores Ts1 and Ts2
  • the calculated value storage unit 114 calculates the update unit 116 in the previous process. Assume that Stored, Tall, Pall, and PUE are stored.
  • Step S41 Based on the air conditioning fan information for the target rack stored in the air conditioning fan information storage unit 111, the update unit 116 calculates the value of Ts2 for the target rack stored in the threshold storage unit 112. change.
  • the updating unit 116 determines that the value of Ts2 has a magnitude relationship between ⁇ W for the individual air conditioner 32 and ⁇ W for the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c in the air conditioning fan information. Change to the value of ⁇ T that reverses. For example, when the air conditioning fan information is the air conditioning fan information 111a illustrated in FIG. 8, the updating unit 116 changes the value of Ts2 to 5.0 ° C.
  • the updating unit 116 accesses each server in each rack installed in the server room 10, and acquires the power consumption of the intake fans 51a to 51c, the exhaust fans 53a to 53c, and the CPU 61. Then, the update unit 116 calculates the server power consumption (Sall) by adding all the acquired power consumptions.
  • the update unit 116 accesses each rack installed in the server room 10 to acquire the power consumption of each individual air conditioner 32, and further accesses the overall air conditioner management device 21 to obtain the overall air conditioner 40a. , 40b is acquired. And all the acquired power consumption is totaled and air-conditioner power consumption (Tall) is calculated.
  • the updating unit 116 calculates the total power consumption (Pall) by adding the calculated Sal and Tall. Further, the update unit 116 calculates PUE by dividing the calculated Pall by Sall.
  • Step S44 The update unit 116 verifies the calculated Pall and PUE compared to the Pall and PUE stored in the calculated value storage unit 114.
  • Step S45 The updating unit 116 determines whether the calculated Pall and PUE are appropriate values. If it is an appropriate value, the updating unit 116 advances the process to step S47. If it is not an appropriate value, the updating unit 116 advances the process to step S46.
  • the updating unit 116 finely adjusts the value of Ts2 for the target rack stored in the threshold storage unit 112 so that Pall and PUE approach the appropriate values.
  • the updating unit 116 stores the calculated Sall, Tall, Pall, and PUE in the calculated value storage unit 114, and ends the process.
  • the cooling control unit 115 calculates ⁇ T from the temperatures detected by the intake side temperature sensors 52a to 52c and the exhaust side temperature sensors 54a to 54c of the server. Further, the cooling control unit 115 calculates the relationship between ⁇ T calculated and ⁇ T and the power consumption of the individual air conditioner 32, and the relationship between ⁇ T and the power consumption of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c. The following processing is performed based on the air conditioning fan information shown. That is, the cooling control unit 115 controls the output level of the individual air conditioner 32 and the rotation levels of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c.
  • the level of the temperature rise of the server it is possible to positively increase the output (rotation) level of the individual air conditioner 32 and the fan with the lower power consumption at all times. Thereby, it is possible to reduce the power required for cooling the server.
  • the updating unit 116 updates the air conditioning fan information stored in the air conditioning fan information storage unit 111 based on ⁇ T calculated by the cooling control unit 115 and the calculated ⁇ W.
  • the update unit 116 finely adjusts the value of Ts2 stored in the threshold storage unit 112 based on the calculated PUE. Accordingly, the output level of the individual air conditioner 32 and the rotation levels of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c can be controlled so that the PUE is lowered.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between Sall, Tall, PUE, and Pall.
  • the PUE can be obtained by dividing Pall by Sall as described above.
  • Pall can be obtained by adding Tall to Sal.
  • the updating unit 116 finely adjusts the value of Ts2 stored in the threshold storage unit 112 based on the calculated PUE, so that the PUE can be lowered. It is possible to control the output level of the air conditioner 32 and the rotation levels of the intake fans 51a to 51c and the exhaust fans 53a to 53c.
  • the above processing functions can be realized by a computer.
  • a program describing the processing contents of the functions that the data center management apparatus 100 should have is provided.
  • the program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium include a magnetic storage device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory.
  • the magnetic storage device include a hard disk device (HDD), a flexible disk (FD), and a magnetic tape.
  • Optical discs include DVD, DVD-RAM, CD-ROM / RW, and the like.
  • Magneto-optical recording media include MO (Magneto-Optical disk).
  • a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM in which the program is recorded is sold. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.
  • the computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. In addition, each time a program is transferred from a server computer connected via a network, the computer can sequentially execute processing according to the received program.
  • processing functions described above can be realized by an electronic circuit such as a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a PLD (Programmable Logic Device).
  • DSP Digital Signal Processor
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • PLD Programmable Logic Device

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Abstract

　電子機器を効率的に冷却できるようにする。　冷却システム（１）は、所定空間（２）を冷却可能であって、風量または設定温度を変更可能な空調機（３）と、所定空間（２）に設置され、回転速度を変更可能なファン（８）を備えた電子機器（４ａ，４ｂ…）と、電子機器（４ａ，４ｂ…）についての温度を検出する温度センサ（５）と、温度センサ（５）によって検出された温度の上昇状況から、空調機（３）の風量を上げるかまたは設定温度を下げるか、または、ファン（８）の回転速度を上げるかを、空調機（３）の冷却能力と消費電力との関係を示す空調情報（７ａ）と、ファン（８）の冷却能力と消費電力との関係を示すファン情報（７ｂ）とを参照して選択し、選択結果に基づいて空調機（３）の風量または設定温度、および、ファン（８）の回転速度を制御する制御装置（６）と、を有する。

Description

冷却システム、冷却方法、および、冷却制御プログラム
　本発明は、電子機器を冷却する冷却システム、冷却方法、および、冷却制御プログラムに関する。
　例えば、データセンタには、数千から数万台規模のサーバコンピュータやスイッチ等の電子機器が設置されている。これらの電子機器を冷却するための手段として、データセンタには、空調機が設置されている。
　空調機の温度設定は、例えば、電子機器の負荷の増大により当該電子機器の温度が一時的に上昇しても、上昇後の温度が許容レベルを超えないように、マージンを取って低めに設定されることがある。この場合、電子機器の負荷が比較的低い間は、当該電子機器が過剰に冷却されることになり、空調機の過剰使用によってデータセンタの消費電力が増大してしまう。
　これに対して、空調機の消費電力を低減するべく、例えば、電子機器の温度を検出し、検出した温度に連動して空調機の出力レベルを制御して、電子機器を冷却する技術が存在する。
　なお、電子機器を冷却する別の手段としては、例えば、蒸発器をサーバに近接して設置し、サーバから発生する熱で蒸発器の冷媒を気化させることにより、サーバを冷却する技術がある。
特開２００６－６４２５３号公報 特開２０１０－２７０９３７号公報 特開２００９－２１７５００号公報
　ところで、電子機器は、筐体内に空気を取り込む吸気ファンや筐体外に空気を排出する排気ファンなどのファンを備えることがある。電子機器が備えるファンの回転は、例えば、当該電子機器で動作するファームウェアによって制御される。
　しかし、前述のような従来の電子機器の冷却制御では、電子機器の備えるファンが当該電子機器の冷却に寄与するという観点からの制御は行われていなかった。
　一側面では、本発明は、電子機器を効率的に冷却できるようにする冷却システム、冷却方法、および、冷却制御プログラムを提供することを目的とする。
　一実施態様では、以下のような冷却システムが提供される。
　この冷却システムは、所定空間を冷却可能であって、風量または設定温度を変更可能な空調機と、所定空間に設置され、回転速度を変更可能なファンを備えた１つまたは複数の電子機器と、１つまたは複数の電子機器についての温度を検出する温度センサと、温度センサによって検出された温度の上昇状況から、空調機の風量を上げるかまたは設定温度を下げるか、または、ファンの回転速度を上げるかを、空調機の冷却能力と消費電力との関係を示す空調情報と、ファンの冷却能力と消費電力との関係を示すファン情報とを参照して選択し、選択結果に基づいて空調機の風量または設定温度およびファンの回転速度を制御する制御装置と、を有する。
　一実施態様によれば、電子機器を効率的に冷却することが可能となる。
　本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
第１の実施の形態に係る冷却システムの一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る冷却システムの一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る冷却システムのレイアウトの一例を示す図である。 第２の実施の形態に係るラックの一例を示す正面図である。 第２の実施の形態に係るサーバのハードウェアの一例を示す図である。 第２の実施の形態に係るデータセンタ管理装置のハードウェアの一例を示す図である。 第２の実施の形態に係るデータセンタ管理装置の機能の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る空調ファン情報の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係るΔＴとΔＷとの関係の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係るサーバの冷却手順の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るサーバの冷却手順の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るＴｓ２の設定手順の一例を示すフローチャートである。 Ｓａｌｌ，Ｔａｌｌ，ＰＵＥ，およびＰａｌｌの関係を示した図である。
　以下、実施の形態を図面を参照して説明する。
　［第１の実施の形態］
　図１は、第１の実施の形態に係る冷却システムの一例を示す図である。
　冷却システム１は、空調機３と、電子機器４ａ，４ｂ…と、温度センサ５と、制御装置６と、記憶装置７とを有している。
　空調機３は、所定空間２に設置され、所定空間２を冷却することができる。空調機３は、制御装置６からの指示に応じて、出力レベル（風量または設定温度）を変更可能である。
　電子機器４ａ，４ｂ…は、所定空間２に設置されている。電子機器４ａ，４ｂ…は、例えば、サーバ等のＩＴ（Information Technology）機器である。電子機器４ａ，４ｂ…は、それぞれ、制御装置６からの指示に応じて回転レベル（回転速度）を変更可能なファン８を備えている。
　温度センサ５は、電子機器４ａ，４ｂ…のそれぞれに対して取り付けられている。温度センサ５は、取り付けられた電子機器についての温度を検出する。
　記憶装置７は、空調機３の冷却能力と消費電力との関係を示す空調情報７ａと、ファン８の冷却能力と消費電力との関係を示すファン情報７ｂとを格納する。
　空調機３の冷却能力と消費電力との関係は、例えば、比例関係にある。一方、ファン８の冷却能力と消費電力との関係は、例えば、冷却能力を高く設定する（回転レベルを大きくする）ほど、消費電力の増加率が高くなる。
　この場合、電子機器４ａ，４ｂ…の温度の上昇量が小さく冷却能力が比較的低くてよい間は、ファン８の回転レベルを上げる方が空調機３の出力レベルを上げるよりも消費電力が小さくなる可能性がある。一方、電子機器４ａ，４ｂ…の温度の上昇量が大きく冷却能力を比較的高くするときは、空調機３の出力レベルを上げる方がファン８の回転レベルを上げるよりも消費電力が小さくなる可能性がある。すなわち、期待する冷却能力の程度によって、空調機３の消費電力とファン８の消費電力との大小関係は異なる可能性がある。
　制御装置６は、温度センサ５によって検出された温度の上昇状況から、空調機３の出力レベルおよびファン８の出力レベルの何れを上げるかを、記憶装置７に格納された空調情報７ａおよびファン情報７ｂとを参照して選択する。そして、選択結果に基づいて空調機３の出力レベルおよびファン８の回転レベルを制御する。
　例えば、制御装置６は、空調情報７ａとファン情報７ｂとに基づいて、温度センサ５によって検出された温度の上昇状況から空調機３の出力レベルおよびファン８の回転レベルの何れを上げるかを選択するための選択ルールを算出する。
　そして、制御装置６は、算出した選択ルールと、温度センサ５によって検出された温度とから、空調機３の出力レベルおよびファン８の回転レベルを制御する。
　また、制御装置６は、例えば、空調機３の消費電力と電子機器４ａ，４ｂ…の消費電力とから、電子機器４ａ，４ｂ…の運用効率を示す指標値を算出し、算出した指標値に基づいて、選択ルールを調整する。
　次に、冷却システム１による冷却手順について説明する。
　ここでは、空調情報７ａとファン情報７ｂとが、記憶装置７に格納されているものとする。ただし、空調情報７ａとファン情報７ｂは、各時点の温度や消費電力を測定することで、動的に生成することもできる。
　制御装置６が、温度センサ５を用いて、電子機器４ａ，４ｂ…についての温度を検出する。制御装置６が、記憶装置７に格納された空調情報７ａおよびファン情報７ｂにアクセスする。制御装置６が、温度センサ５を用いて検出した温度の上昇状況から、空調機３の出力レベルおよびファン８の出力レベルの何れを上げるかを、アクセスした空調情報７ａおよびファン情報７ｂとを参照して選択する。そして、制御装置６が、選択結果に基づいて、空調機３の出力レベルおよびファン８の回転レベルを制御する。
　このように、冷却システム１では、制御装置６が、温度センサ５によって検出された温度の上昇状況から、空調機３の出力レベルおよびファン８の出力レベルの何れを上げるかを、空調機３の冷却能力と消費電力との関係を示す空調情報７ａと、ファン８の冷却能力と消費電力との関係を示すファン情報７ｂとを参照して選択し、選択結果に基づいて空調機３の出力レベルおよびファン８の回転レベルを制御する。
　冷却システム１によれば、温度センサ５によって検出された温度から期待される冷却能力に応じて、消費電力の上昇量が小さくなるように、空調機３の出力レベルおよびファン８の回転レベルの一方または両方を上げることができる。これにより、電子機器４ａ，４ｂ…の冷却に要する所定空間２全体の電力を低減することが可能となる。
　なお、電子機器４ａ，４ｂ…の運用効率を示す指標値として、例えば、ＰＵＥ（Power Usage Effectiveness）が知られている。ＰＵＥは、例えば、所定空間２全体の消費電力（電子機器４ａ，４ｂ…の消費電力、空調機３の消費電力、および、その他設備等の消費電力）を、電子機器４ａ，４ｂ…の消費電力で割ることで得ることができる。
　すなわち、ＰＵＥは、仮に所定空間２全体の消費電力が同じであったとしても、空調機３の消費電力と電子機器４ａ，４ｂ…の消費電力との割合に応じて変動する。
　冷却システム１によれば、空調機３の出力レベルだけではなく、電子機器４ａ，４ｂ…が備えているファン８の回転レベルも制御して、電子機器４ａ，４ｂ…の冷却を行っている。
　このため、冷却システム１では、空調機３の出力レベルおよびファン８の回転レベルの状態に応じて、空調機３の消費電力と電子機器４ａ，４ｂ…の消費電力との割合が変動し、この結果、ＰＵＥも変動する。
　これに対して、冷却システム１では、例えば、空調機３の出力レベルおよびファン８の回転レベルの何れを上げるかを選択するための選択ルールを、電子機器４ａ，４ｂ…の運用効率を示す指標値に基づいて調整する。
　すなわち、冷却システム１では、ＰＵＥに基づいて空調機３の出力レベルおよびファン８の回転レベルを調整することが可能となるため、ＰＵＥを考慮しつつ、電子機器４ａ，４ｂ…の冷却に要する所定空間２全体の電力を低減することが可能となる。
　［第２の実施の形態］
　次に、第１の実施の形態の冷却システム１をデータセンタに適用した実施の形態を、第２の実施の形態として説明する。
　図２は、第２の実施の形態に係る冷却システムの一例を示す図である。
　冷却システム１００ａは、サーバ室１０と制御室２０とを有している。サーバ室１０には、複数のラック３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…と、サーバ室１０内を冷却する全体空調機４０ａ，４０ｂとが設置されている。制御室２０には、データセンタ管理装置１００と、全体空調機管理装置２１とが設置されている。
　ラック３０ａには、複数のサーバ３１ａ～３１ｃ…と、個別空調機３２と、温度センサ３３と、パワーアナライザ３４と、ラック内管理装置３５とが設置されている。サーバ３１ａ～３１ｃ…はそれぞれ、ラック内管理装置３５との間でデータを送受信する。
　個別空調機３２は、ラック３０ａ内を冷却する。個別空調機３２の出力レベルは変更可能であり、ラック内管理装置３５からの信号によって制御される。温度センサ３３は、個別空調機３２についての温度を検出し、検出した温度をラック内管理装置３５に送信する。パワーアナライザ３４は、個別空調機３２およびスイッチ類（図示せず）の消費電力を測定し、測定した消費電力をラック内管理装置３５に送信する。
　その他のラック３０ｂ，３０ｃ…についても、ラック３０ａと同様に、複数のサーバと、個別空調機と、温度センサと、パワーアナライザと、ラック内管理装置とが、それぞれ設置されている。
　全体空調機管理装置２１は、サーバ室１０に設置された全体空調機４０ａ，４０ｂを制御し、また、全体空調機４０ａ，４０ｂの消費電力を測定する。データセンタ管理装置１００は、ネットワーク２０ａを介して、サーバ室１０のラック３０ａ～３０ｃ…のそれぞれに設置されたラック内管理装置、および、全体空調機管理装置２１との間で、データの送受信を行う。
　次に、冷却システム１００ａのレイアウトについて説明する。
　図３は、第２の実施の形態に係る冷却システムのレイアウトの一例を示す図である。
　サーバ室１０には、ホットアイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、コールドアイル１１ａ，１１ｂとが設けられている。コールドアイル１１ａは、ホットアイル１０ａとホットアイル１０ｂとの間に位置している。コールドアイル１１ｂは、ホットアイル１０ｂとホットアイル１０ｃとの間に位置している。
　ホットアイル１０ａとコールドアイル１１ｂとの間には、複数のラックとパーティション１２ａとが配置されている。コールドアイル１１ａとホットアイル１０ｂとの間には、複数のラックとパーティション１２ｂとが配置されている。
　ホットアイル１０ｂとコールドアイル１１ｂとの間には、複数のラックとパーティション１２ｃとが配置されている。コールドアイル１１ｂとホットアイル１０ｃとの間には、複数のラックとパーティション１２ｄとが配置されている。
　各ホットアイル１０ａ～１０ｃの一端には、送風機１３ａ，１３ｂ，１３ｃがそれぞれ配置され、もう一方の端には、吸気口１４ａ，１４ｂ，１４ｃがそれぞれ設けられている。各コールドアイル１１ａ，１１ｂの一端には、全体空調機４０ａ，４０ｂがそれぞれ配置されている。なお、図中の矢印は、それぞれ、空気の流れを示している。
　ここで、全体空調機４０ａからコールドアイル１１ａに供給された冷たい空気は、コールドアイル１１ａとホットアイル１０ａ，１０ｂ間に配置されている複数のラックのそれぞれに設置されたサーバ内を通り抜け、ホットアイル１０ａ，１０ｂに流れる。
　また、全体空調機４０ｂからコールドアイル１１ｂに供給された冷たい空気は、コールドアイル１１ｂとホットアイル１０ｂ，１０ｃ間に配置されている複数のラックのそれぞれに設置されたサーバ内を通り抜け、ホットアイル１０ｂ，１０ｃに流れる。
　制御室２０は、例えば、サーバ室１０に併設されている。制御室２０には、データセンタ管理装置１００と全体空調機管理装置２１とが配置されている。なお、データセンタ管理装置１００は、例えば、サーバ室１０に設置された各ラックの内部に配置することも可能である。
　次に、サーバ室１０に配置されているラックについて説明する。
　図４は、第２の実施の形態に係るラックの一例を示す正面図である。なお、図４は、ホットアイル１０ａ～１０ｃ、または、コールドアイル１１ａ，１１ｂ側から見たラックの正面図である。
　ラック３０は、サーバ室１０に配置されている複数のラックを代表している。ラック３０は、複数のサーバを収容する収容部３６を有している。また、ラック３０の上部には、収容部３６を冷却する個別空調機３２が設けられている。
　個別空調機３２の吹き出し口３２ａには、温度センサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃが設けられている。また、個別空調機３２には、個別空調機３２の消費電力を測定するパワーアナライザ３４ａが設けられている。
　ラック３０の正面パネル３７には、スイッチ３８ａ，３８ｂ，３８ｃが設けられている。さらに、スイッチ３８ａ～３８ｃには、各スイッチ３８ａ～３８ｃの消費電力を測定するパワーアナライザ３４ｂ，３４ｃ，３４ｄがそれぞれ設けられている。
　また、ラック３０には、収容部３６に収容された複数のサーバ、個別空調機３２、温度センサ３３ａ～３３ｃ、および、パワーアナライザ３４ａ～３４ｄに接続されたラック内管理装置３５が収容されている。
　次に、ラック３０内に設置されているサーバについて説明する。
　図５は、第２の実施の形態に係るサーバのハードウェアの一例を示す図である。
　サーバ３１は、ラック３０内に設置されている複数のサーバを代表している。サーバ３１は、ラック３０内に収容されたときに、コールドアイル１１ａ，１１ｂ側に位置する端部５０ａと、ホットアイル１０ａ～１０ｃ側に位置する端部５０ｂとを備えている。
　端部５０ａには、回転レベルを変更可能な吸気用ファン５１ａ，５１ｂ，５１ｃが設けられている。吸気用ファン５１ａ～５１ｃは、コールドアイル１１ａ，１１ｂから空気をサーバ３１内に取り入れる。吸気用ファン５１ａ～５１ｃにはそれぞれ、吸気側温度センサ５２ａ，５２ｂ，５２ｃが設けられている。
　端部５０ｂには、回転レベルを変更可能な排気用ファン５３ａ，５３ｂ，５３ｃが設けられている。排気用ファン５３ａ～５３ｃは、サーバ３１内の空気を、ホットアイル１０ａ～１０ｃに排気する。排気用ファン５３ａ～５３ｃにはそれぞれ、排気側温度センサ５４ａ，５４ｂ，５４ｃが設けられている。
　さらに、サーバ３１は、情報処理ユニット６０と、管理ユニット７０とを有している。情報処理ユニット６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１によってユニット全体が制御されている。ＣＰＵ６１には、バス６５を介してメモリ６２とハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）６３と通信インタフェース６４とが接続されている。
　メモリ６２は、情報処理ユニット６０の主記憶装置として使用される。メモリ６２には、ＣＰＵ６１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、メモリ６２には、ＣＰＵ６１による処理に必要な各種データが格納される。
　ＨＤＤ６３は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ＨＤＤ６３は、情報処理ユニットの二次記憶装置として使用される。ＨＤＤ６３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を使用することもできる。
　通信インタフェース６４は、ネットワーク６４ａに接続されている。ネットワーク６４ａには、例えば、複数のクライアント端末が接続されている。通信インタフェース６４は、ネットワーク６４ａを介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。
　管理ユニット７０は、コントローラ７１と、通信インタフェース７２とを有している。コントローラ７１は、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃそれぞれの回転レベルを制御する。さらに、コントローラ７１は、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃそれぞれの回転数および消費電力を測定する。また、コントローラ７１は、情報処理ユニット６０のＣＰＵ６１の消費電力を測定する。
　さらに、コントローラ７１は、吸気側温度センサ５２ａ～５２ｃおよび排気側温度センサ５４ａ～５４ｃで検出された温度を取得する。コントローラ７１は、例えば、ｉＲＭＣ（integrated Remote Management Controller）や、ＢＭＣ（Base Management Controller）等が用いられている。通信インタフェース７２は、コントローラ７１によって制御され、ラック内管理装置３５との間でデータの送受信を行う。
　次に、制御室２０に設置されたデータセンタ管理装置１００のハードウェアについて説明する。
　図６は、第２の実施の形態に係るデータセンタ管理装置のハードウェアの一例を示す図である。
　データセンタ管理装置１００は、ＣＰＵ１０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１には、バス１０８を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１０２と複数の周辺機器が接続されている。
　ＲＡＭ１０２は、データセンタ管理装置１００の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳのプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。
　バス１０８に接続されている周辺機器としては、ＨＤＤ１０３、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、光学ドライブ装置１０６、および通信インタフェース１０７がある。
　ＨＤＤ１０３は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ＨＤＤ１０３は、データセンタ管理装置１００の二次記憶装置として使用される。ＨＤＤ１０３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を使用することもできる。
　グラフィック処理装置１０４には、モニタ１０４ａが接続されている。グラフィック処理装置１０４は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、画像をモニタ１０４ａの画面に表示させる。モニタ１０４ａとしては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を用いた表示装置や液晶表示装置などがある。
　入力インタフェース１０５には、キーボード１０５ａとマウス１０５ｂとが接続されている。入力インタフェース１０５は、キーボード１０５ａやマウス１０５ｂから送られてくる信号をＣＰＵ１０１に送信する。なお、マウス１０５ｂは、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。
　光学ドライブ装置１０６は、レーザ光などを利用して、光ディスク１０６ａに記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク１０６ａは、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された可搬型の記録媒体である。光ディスク１０６ａには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。
　通信インタフェース１０７は、ネットワーク２０ａに接続されている。通信インタフェース１０７は、ネットワーク２０ａを介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。
　以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。なお、図６にはデータセンタ管理装置１００のハードウェア構成を示したが、全体空調機管理装置２１も同様のハードウェア構成である。
　次に、データセンタ管理装置１００の機能について説明する。
　図７は、第２の実施の形態に係るデータセンタ管理装置の機能の一例を示す図である。
　データセンタ管理装置１００は、空調ファン情報格納部１１１と、閾値格納部１１２と、フラグ格納部１１３と、算出値格納部１１４と、冷却制御部１１５と、更新部１１６とを有している。
　空調ファン情報格納部１１１には、サーバ室１０に設置されたラック毎に用意された、サーバについての温度と個別空調機３２の消費電力との関係、および、サーバについての温度とサーバの吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力との関係を示す、空調ファン情報が格納される。
　閾値格納部１１２には、サーバ室１０に設置されたラック毎に設定された、温度を表す閾値、Ｔｓ１，Ｔｓ２（Ｔｓ１＜Ｔｓ２）が格納されている。Ｔｓ１，Ｔｓ２は、サーバを、個別空調機３２により冷却するか、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃにより冷却するか、または、冷却しないかを判定するために、サーバについての温度と比較される閾値として用いられる。
　フラグ格納部１１３には、サーバ室１０に設置された各ラック内のサーバ毎に設定された、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転数をアップしたかどうかを示す回転数アップフラグが格納される。算出値格納部１１４には、更新部１１６が算出したデータが格納される。
　冷却制御部１１５は、サーバ室１０に設置された各ラック内の各サーバにアクセスし、吸気側温度センサ５２ａ～５２ｃおよび排気側温度センサ５４ａ～５４ｃが検出した温度を取得する。そして、排気側温度センサ５４ａ～５４ｃが検出した温度の平均値から吸気側温度センサ５２ａ～５２ｃが検出した温度の平均値を差し引いてΔＳＶＴを算出する。ここで、ΔＳＶＴは、サーバ内の温度を示す指標として用いられる。
　さらに、冷却制御部１１５は、算出したΔＳＶＴと、対象のサーバがアイドル状態のときのΔＳＶＴを示すΔＳＶＴ０とを比較する。ΔＳＶＴ０は、例えば、５．０℃である。また、冷却制御部１１５は、算出したΔＳＶＴからΔＳＶＴ０を差し引いてΔＴを算出する。すなわち、ΔＴは、サーバのアイドル状態からの温度の上昇分を示している。そして、冷却制御部１１５は、算出したΔＴと、閾値格納部１１２に格納されているＴｓ１，Ｔｓ２とを比較する。
　さらに、冷却制御部１１５は、サーバ室１０に設置された各ラック内の個別空調機３２にアクセスして、個別空調機３２の出力レベルを制御する。さらに、冷却制御部１１５は、サーバ室１０に設置された各ラック内の各サーバにアクセスして、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転数をアップおよびダウンする。そして、冷却制御部１１５は、フラグ格納部１１３に格納された対象サーバの回転数アップフラグを有効または無効にする。
　なお、ここで、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転は、冷却制御部１１５とは別に、サーバに内蔵されたファームウェアによって独立して制御されている。例えば、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転数は、環境温度が２５℃を超えると一定の割合で上昇し、また、ＣＰＵ６１の温度が７０℃を超えると一定の割合で上昇する。ただし、冷却制御部１１５による制御は、ファームウェアによる制御よりも優先されている。
　更新部１１６は、空調ファン情報格納部１１１に格納されている空調ファン情報に基づいて、閾値格納部１１２に格納されているＴｓ２の値を変更する。さらに、更新部１１６は、サーバ室１０に設置された各ラック内の各サーバにアクセスして、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃおよびＣＰＵ６１の消費電力を取得する。そして、更新部１１６は、取得した全ての消費電力を合計してサーバ消費電力（Ｓａｌｌ）を算出する。
　さらに、更新部１１６は、サーバ室１０に設置された各ラックにアクセスして、各個別空調機３２の消費電力を取得し、さらに、全体空調機管理装置２１にアクセスして、全体空調機４０ａ，４０ｂの消費電力を取得する。そして、取得した全ての消費電力を合計して空調機消費電力（Ｔａｌｌ）を算出する。
　さらに、更新部１１６は、算出したＳａｌｌとＴａｌｌとを合計して全体消費電力（Ｐａｌｌ）を算出する。さらに、更新部１１６は、算出したＰａｌｌをＳａｌｌで割ってＰＵＥを算出する。ＰＵＥは、サーバ室１０のエネルギー効率を示す指標の１つとして用いることができる。
　ここで、ＰＵＥは、一般的に、データセンタ全体の消費電力（ＩＴ機器、空調装置、電力設備、照明装置、および、監視装置等の消費電力）を、ＩＴ機器の消費電力で割ることで得られる。しかし、ここでは、データセンタの動作状態や運用状態で変動する要素のみに着目し、ＰＵＥを、上述したように、ＰａｌｌをＳａｌｌで割ることで得ている。
　さらに、更新部１１６は、算出したＳａｌｌ，Ｔａｌｌ，Ｐａｌｌ，ＰＵＥを、算出値格納部１１４に格納する。また、更新部１１６は、算出したＳａｌｌ，Ｔａｌｌ，Ｐａｌｌ，ＰＵＥと、算出値格納部１１４に格納されているＳａｌｌ，Ｔａｌｌ，Ｐａｌｌ，ＰＵＥとを比較検証する。そして、この検証結果に基づいて、更新部１１６は、閾値格納部１１２に格納されているＴｓ２の値を微調整する。
　さらに、更新部１１６は、サーバ室１０に設置された各ラック内の各サーバにアクセスして、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力を取得する。そして、更新部１１６は、取得した消費電力から、対象のサーバがアイドル状態のときの吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力を差し引いてΔＷを算出する。すなわち、ΔＷは、サーバのアイドル状態からの消費電力の増加分を示している。
　そして、更新部１１６は、冷却制御部１１５によって算出されたΔＴおよび算出したΔＷに基づいて、空調ファン情報格納部１１１に格納されている空調ファン情報を更新する。
　次に、空調ファン情報格納部１１１が格納する空調ファン情報について説明する。
　図８は、第２の実施の形態に係る空調ファン情報の一例を示す図である。
　空調ファン情報１１１ａは、サーバ室１０に設置されたある１つのラックに対して用意された空調ファン情報の一例である。
　空調ファン情報１１１ａには、サーバのアイドル状態からの温度の上昇分であるΔＴ（℃）と、サーバの冷却に要する個別空調機３２の消費電力から、サーバがアイドル状態のときの個別空調機３２の消費電力を差し引いたΔＷ（Ｗ）とが関係付けられている。
　さらに、空調ファン情報１１１ａには、ΔＴと、サーバの冷却に要する吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力から、サーバがアイドル状態のときの吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力を差し引いたΔＷ（Ｗ）とが関係付けられている。なお、図８では、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃを、単に、ファンと表記している。
　空調ファン情報１１１ａは、例えば、ΔＴが４．０℃のときに、サーバを個別空調機３２により冷却する場合、消費電力が８０Ｗであり、サーバを吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃにより冷却する場合、消費電力が５１．２Ｗであることを示している。なお、空調ファン情報１１１ａにおいて、個別空調機３２についてのΔＷは、毎日更新される。
　図９は、第２の実施の形態に係るΔＴとΔＷとの関係の一例を示す図である。
　図９（Ａ）のグラフは、ΔＴと、個別空調機３２についてのΔＷとの関係を示している。グラフの横軸は、ΔＴであり、縦軸は、ΔＷである。特性１２１は、計算値を示し、特性１２２は、実測値を示している。なお、このグラフは、周辺温度が２５－３０℃のときのものである。
　特性１２１に示されるように、計算値では、ΔＴとΔＷとの関係は、おおよそ比例関係にある。この特性１２１の傾きは、例えば、周辺温度やサーバ室１０の断熱性等の状況により変動する。また、特性１２２に示されるように、実測値では、特性は直線ではなく折れ線を示している。
　図９（Ｂ）のグラフは、ΔＴと、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃについてのΔＷとを関係を示している。グラフの横軸は、ΔＴであり、縦軸は、ΔＷである。特性１２３は、実測値を示している。なお、このグラフは、周辺温度が２５－３０℃のときのものである。
　特性１２３に示されるように、ΔＴが大きいほど、ΔＷの増加率が高くなる。これは、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転数が高くなるにつれて、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力が急激に上昇することに起因している。例えば、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力は、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転数の３乗に比例して大きくなる。
　図９（Ａ）、（Ｂ）に示したように、ΔＴと、個別空調機３２についてのΔＷとの関係は、おおよそ比例関係にある一方、ΔＴと、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃについてのΔＷとの関係は、ΔＴが大きいほど、ΔＷの増加率が高くなる。また、ΔＴが小さい場合には、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの方が、個別空調機３２よりもΔＷが小さいことがある。
　このため、ΔＴが小さい場合には、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの方が個別空調機３２よりもΔＷが小さく、ΔＴが大きい場合には、個別空調機３２の方が吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃよりもΔＷが小さくなる場合がある。すなわち、あるΔＴの値を境にして、個別空調機３２についてのΔＷと、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃについてのΔＷとの大小関係は逆転する。
　なお、閾値格納部１１２が格納するＴｓ２の値は、個別空調機３２についてのΔＷと、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃについてのΔＷとの大小関係が逆転するポイントに設定される。
　図８に示した空調ファン情報１１１ａの場合は、ΔＴの値が５．０℃のポイントを境に、個別空調機３２についてのΔＷと、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃについてのΔＷとの大小関係が逆転している。すなわち、空調ファン情報１１１ａの場合、Ｔｓ２の値は、５．０℃に設定される。なお、このとき、Ｔｓ１の値は、例えば、３．０℃に設定される。
　なお、個別空調機３２および吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃについてのΔＴとΔＷとの関係は、周辺の環境等により変化することから、個別空調機３２についてのΔＷと、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃについてのΔＷとの大小関係が逆転するポイントは、常に変動する。
　次に、データセンタ管理装置１００によるサーバの冷却手順について説明する。
　図１０、図１１は、第２の実施の形態に係るサーバの冷却手順の一例を示すフローチャートである。
　図１０、図１１に示す処理は、サーバ室１０に設置されたラック毎に実行される。また、この処理は、例えば、１分間隔で定期的に実行される。ここで、空調ファン情報格納部１１１には、空調ファン情報が格納され、閾値格納部１１２には、Ｔｓ１，Ｔｓ２が格納され、算出値格納部１１４には、前回の処理で更新部１１６が算出したＳａｌｌ，Ｔａｌｌ，Ｐａｌｌ，ＰＵＥが格納されているものとする。
　［ステップＳ１１］冷却制御部１１５が、ラック内のサーバの１つを選択する。
　［ステップＳ１２］冷却制御部１１５が、選択したサーバにアクセスして、吸気側温度センサ５２ａ～５２ｃおよび排気側温度センサ５４ａ～５４ｃが検出した温度を取得する。そして、冷却制御部１１５は、排気側温度センサ５４ａ～５４ｃが検出した温度の平均値から吸気側温度センサ５２ａ～５２ｃが検出した温度の平均値を差し引いてΔＳＶＴを算出する。
　［ステップＳ１３］冷却制御部１１５が、算出したΔＳＶＴが、ΔＳＶＴ０以下であるかどうかを判定する。ΔＳＶＴがΔＳＶＴ０以下である場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ２３に進める。ΔＳＶＴがΔＳＶＴ０より大きい場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ１４に進める。
　［ステップＳ１４］冷却制御部１１５が、算出したΔＳＶＴからΔＳＶＴ０を差し引いてΔＴを算出する。
　［ステップＳ１５］冷却制御部１１５が、算出したΔＴが、閾値格納部１１２に格納されている対象のラックについてのＴｓ１よりも小さいかどうかを判定する。ΔＴがＴｓ１よりも小さい場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ２６に進める。ΔＴがＴｓ１以上である場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ１６に進める。
　［ステップＳ１６］冷却制御部１１５が、算出したΔＴが、閾値格納部１１２に格納されている対象のラックについてのＴｓ２以下であるかどうかを判定する。ΔＴがＴｓ２以下である場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ１７に進める。ΔＴがＴｓ２より大きい場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ２２に進める。
　［ステップＳ１７］冷却制御部１１５が、フラグ格納部１１３に格納されている対象のサーバについての回転数アップフラグが有効かどうかを判定する。有効である場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ２０に進める。無効である場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ１８に進める。
　［ステップＳ１８］冷却制御部１１５が、選択したサーバにアクセスして、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転数をアップさせる。
　［ステップＳ１９］冷却制御部１１５が、フラグ格納部１１３に格納されている対象のサーバについての回転数アップフラグを有効にする。
　［ステップＳ２０］更新部１１６が、選択したサーバにアクセスして、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力を取得する。そして、更新部１１６は、取得した消費電力から、対象のサーバがアイドル状態のときの吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力を差し引いてΔＷを算出する。
　［ステップＳ２１］更新部１１６が、冷却制御部１１５によって算出したΔＴおよび算出したΔＷに基づいて、空調ファン情報格納部１１１に格納されている対象のラックについての空調ファン情報を更新して処理をステップＳ２６に進める。
　［ステップＳ２２］冷却制御部１１５が、選択したサーバを、個別空調機３２により冷却すると判定する（空調冷却判定）。
　［ステップＳ２３］冷却制御部１１５が、フラグ格納部１１３に格納されている対象のサーバについての回転数アップフラグが有効かどうかを判定する。有効である場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ２４に進める。無効である場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ２６に進める。
　［ステップＳ２４］冷却制御部１１５が、選択したサーバにアクセスして、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転数をダウンさせる。
　［ステップＳ２５］冷却制御部１１５が、フラグ格納部１１３に格納されている対象のサーバについての回転数アップフラグを無効にして処理をステップＳ２６に進める。
　［ステップＳ２６］冷却制御部１１５が、ラック内のサーバを全て選択したかどうかを判定する。全て選択した場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ２７に進める。選択していないサーバがある場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ１１に戻す。
　［ステップＳ２７］冷却制御部１１５が、ラック内に空調冷却判定のサーバがあるかどうかを判定する。空調冷却判定のサーバがある場合、冷却制御部１１５は、処理をステップＳ２８に進める。空調冷却判定のサーバがない場合、冷却制御部１１５は、処理を終了する。
　［ステップＳ２８］冷却制御部１１５が、空調冷却判定の各サーバのΔＴを収集する。
　［ステップＳ２９］冷却制御部１１５が、収集したΔＴの中から最大値を抽出する。
　［ステップＳ３０］冷却制御部１１５が、個別空調機３２にアクセスし、抽出した最大値に基づいて個別空調機３２の出力レベルをアップして処理を終了する。
　次に、データセンタ管理装置１００によるＴｓ２の設定手順について説明する。
　図１２は、第２の実施の形態に係るＴｓ２の設定手順の一例を示すフローチャートである。
　図１２に示す処理は、サーバ室１０に設置されたラック毎に実行される。また、この処理は、例えば、１時間間隔で定期的に実行される。ここで、空調ファン情報格納部１１１には、空調ファン情報が格納され、閾値格納部１１２には、Ｔｓ１，Ｔｓ２が格納され、算出値格納部１１４には、前回の処理で更新部１１６が算出したＳａｌｌ，Ｔａｌｌ，Ｐａｌｌ，ＰＵＥが格納されているものとする。
　［ステップＳ４１］更新部１１６が、空調ファン情報格納部１１１に格納されている対象のラックについての空調ファン情報に基づいて、閾値格納部１１２に格納されている対象のラックについてのＴｓ２の値を変更する。
　具体的には、更新部１１６は、Ｔｓ２の値を、空調ファン情報において、個別空調機３２についてのΔＷと、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃについてのΔＷとの大小関係が逆転するΔＴの値に変更する。例えば、空調ファン情報が、図８に示した空調ファン情報１１１ａの場合、更新部１１６は、Ｔｓ２の値を、５．０℃に変更する。
　［ステップＳ４２］更新部１１６が、サーバ室１０に設置された各ラック内の各サーバにアクセスして、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃおよびＣＰＵ６１の消費電力を取得する。そして、更新部１１６は、取得した全ての消費電力を合計してサーバ消費電力（Ｓａｌｌ）を算出する。
　さらに、更新部１１６は、サーバ室１０に設置された各ラックにアクセスして、各個別空調機３２の消費電力を取得し、さらに、全体空調機管理装置２１にアクセスして、全体空調機４０ａ，４０ｂの消費電力を取得する。そして、取得した全ての消費電力を合計して空調機消費電力（Ｔａｌｌ）を算出する。
　［ステップＳ４３］更新部１１６が、算出したＳａｌｌとＴａｌｌとを合計して全体消費電力（Ｐａｌｌ）を算出する。さらに、更新部１１６は、算出したＰａｌｌをＳａｌｌで割ってＰＵＥを算出する。
　［ステップＳ４４］更新部１１６が、算出したＰａｌｌおよびＰＵＥを、算出値格納部１１４に格納されているＰａｌｌおよびＰＵＥと比べて検証する。
　［ステップＳ４５］更新部１１６が、算出したＰａｌｌおよびＰＵＥが適正値であるかどうかを判定する。適正値である場合、更新部１１６は、処理をステップＳ４７に進める。適正値ではない場合、更新部１１６は、処理をステップＳ４６に進める。
　［ステップＳ４６］更新部１１６が、ＰａｌｌおよびＰＵＥが適正値に近づくように、閾値格納部１１２に格納されている対象のラックについてのＴｓ２の値を微調整する。
　［ステップＳ４７］更新部１１６が、算出したＳａｌｌ，Ｔａｌｌ，Ｐａｌｌ，ＰＵＥを算出値格納部１１４に格納して処理を終了する。
　以上説明してきたように、冷却システム１００ａでは、冷却制御部１１５が、サーバの吸気側温度センサ５２ａ～５２ｃおよび排気側温度センサ５４ａ～５４ｃによって検出された温度からΔＴを算出する。さらに、冷却制御部１１５が、算出したΔＴと、ΔＴと個別空調機３２の消費電力との関係、および、ΔＴと吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの消費電力との関係を示す、空調ファン情報とに基づいて、次の処理を行う。すなわち、冷却制御部１１５は、個別空調機３２の出力レベルおよび吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転レベルを制御する。
　これによれば、サーバの温度上昇のレベルに応じて、常に、個別空調機３２およびファンのうち消費電力がより低い方の出力（回転）レベルを積極的に上昇させることができる。これにより、サーバの冷却に要する電力を低減することが可能となる。
　さらに、冷却システム１００ａでは、更新部１１６が、冷却制御部１１５によって算出されたΔＴおよび算出したΔＷに基づいて、空調ファン情報格納部１１１に格納されている空調ファン情報を更新する。
　これによれば、周辺の環境等により変動する、吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃについてのΔＴとΔＷとの関係を、随時、空調ファン情報に反映させることが可能となる。
　さらに、冷却システム１００ａでは、更新部１１６が、算出したＰＵＥに基づいて、閾値格納部１１２に格納されているＴｓ２の値を微調整する。
　これによれば、ＰＵＥが低くなるように、個別空調機３２の出力レベルおよび吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転レベルを制御することが可能となる。
　ここで、ＰＵＥと、Ｐａｌｌとの関係について説明する。
　図１３は、Ｓａｌｌ，Ｔａｌｌ，ＰＵＥ，およびＰａｌｌの関係を示した図である。
　ＰＵＥは、上述したようにＰａｌｌをＳａｌｌで割ることで得られる。また、ＰａｌｌはＳａｌｌにＴａｌｌを加えることで得られる。
　ここで、ＳａｌｌおよびＴａｌｌが増加（↑）、減少（↓）、または、増減なし（－）の値を取る時のＰＵＥおよびＰａｌｌの増減をまとめると、図１３に示すように、１１のケースが考えられる。
　ここで、ケース２，７，１１では、Ｐａｌｌは減少しているものの、ＰＵＥは増加している。すなわち、Ｐａｌｌ、つまり消費電力を低減できたとしても、ＰＵＥが増加している場合が考えられる。
　このようなケースでも、冷却システム１００ａでは、更新部１１６が、算出したＰＵＥに基づいて、閾値格納部１１２に格納されているＴｓ２の値を微調整することで、ＰＵＥが低くなるように、個別空調機３２の出力レベルおよび吸気用ファン５１ａ～５１ｃおよび排気用ファン５３ａ～５３ｃの回転レベルを制御することが可能となる。
　なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、データセンタ管理装置１００が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＣＤ－ＲＯＭ／ＲＷなどがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。
　プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
　プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
　また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路で実現することもできる。
　上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
　１　冷却システム
　２　所定空間
　３　空調機
　４ａ，４ｂ　電子機器
　５　温度センサ
　６　制御装置
　７　記憶装置
　７ａ　空調情報
　７ｂ　ファン情報
　８　ファン

Claims (6)

  1. 　所定空間を冷却可能であって、風量または設定温度を変更可能な空調機と、
    　前記所定空間に設置され、回転速度を変更可能なファンを備えた１つまたは複数の電子機器と、
    　前記１つまたは複数の電子機器についての温度を検出する温度センサと、
    　前記温度センサによって検出された温度の上昇状況から、前記空調機の風量を上げるかまたは設定温度を下げるか、または、前記ファンの回転速度を上げるかを、前記空調機の冷却能力と消費電力との関係を示す空調情報と、前記ファンの冷却能力と消費電力との関係を示すファン情報とを参照して選択し、選択結果に基づいて前記空調機の風量または設定温度および前記ファンの回転速度を制御する制御装置と、
    　を有する冷却システム。
  2. 　前記ファンの消費電力を測定する電力測定装置をさらに有し、
    　前記制御装置は、前記温度センサによって検出された温度と、前記電力測定装置によって測定された消費電力とに基づいて、前記ファン情報を更新する、
    　請求の範囲第１項記載の冷却システム。
  3. 　前記制御装置は、
    　前記空調情報と前記ファン情報とに基づいて、前記温度センサによって検出された温度の上昇状況から前記空調機の風量を上げるかまたは設定温度を下げるか、または、前記ファンの回転速度を上げるかを選択するための選択ルールを算出し、
    　前記選択ルールと前記温度センサによって検出された温度とから、前記空調機の風量または設定温度および前記ファンの回転速度を制御する、
    　請求の範囲第１項または第２項記載の冷却システム。
  4. 　前記制御装置は、前記空調機の消費電力と前記１つまたは複数の電子機器の消費電力とから、前記１つまたは複数の電子機器の運用効率を示す指標値を算出し、前記指標値に基づいて前記選択ルールを調整する、
    　請求の範囲第３項記載の冷却システム。
  5. 　所定空間を冷却可能であって、風量または設定温度を変更可能な空調機と、前記所定空間に設置され、回転速度を変更可能なファンを備えた１つまたは複数の電子機器とを有するシステムが実行する冷却方法であって、
    　温度センサを用いて前記１つまたは複数の電子機器についての温度を検出し、
    　記憶装置に記憶された、前記空調機の冷却能力と消費電力との関係を示す空調情報と、前記ファンの冷却能力と消費電力との関係を示すファン情報とにアクセスし、
    　前記温度センサを用いて検出した温度の上昇状況から、前記空調機の風量を上げるかまたは設定温度を下げるか、または、前記ファンの回転速度を上げるかを、アクセスした前記空調情報および前記ファン情報とを参照して選択し、選択結果に基づいて前記空調機の風量または設定温度および前記ファンの回転速度を制御する、
    　冷却方法。
  6. 　所定空間を冷却可能であって、風量または設定温度を変更可能な空調機と、前記所定空間に設置され、回転速度を変更可能なファンを備えた１つまたは複数の電子機器とを有するシステムの制御に用いられる冷却プログラムであって、コンピュータに、
    　温度センサを用いて前記１つまたは複数の電子機器についての温度を検出し、
    　記憶装置に記憶された、前記空調機の冷却能力と消費電力との関係を示す空調情報と、前記ファンの冷却能力と消費電力との関係を示すファン情報とにアクセスし、
    　前記温度センサを用いて検出した温度の上昇状況から、前記空調機の風量を上げるかまたは設定温度を下げるか、または、前記ファンの回転速度を上げるかを、アクセスした前記空調情報および前記ファン情報とを参照して選択し、選択結果に基づいて前記空調機の風量または設定温度および前記ファンの回転速度を制御する、
    　処理を実行させる冷却制御プログラム。
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