DE102014112945B3

DE102014112945B3 - Modulares Computersystem und Servermodul

Info

Publication number: DE102014112945B3
Application number: DE102014112945.8A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Heinrichs
Original assignee: Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2034-09-10
Also published as: WO2016037905A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares Computersystem (1) umfassend ein Chassis (2) mit einer Mehrzahl von Aufnahmeschächten (7) zur Aufnahme von korrespondierenden Funktionsmodulen (13), insbesondere Servermodulen (22). Das modulare Computersystem (1) umfasst wenigstens eine im Inneren des Chassis (2) angeordnete Kühlvorrichtung (12), die zur gemeinsamen Kühlung von in einem ersten Aufnahmeschacht (7a) und in einem zweiten Aufnahmeschacht (7b) angeordneten Funktionsmodulen (13) eingerichtet ist, und wenigstens eine in dem Chassis (2) angeordnete Steuervorrichtung zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12). Dabei ist die Steuervorrichtung wenigstens mit einem ersten Anschluss (18) eines ersten Aufnahmeschachtes (7a) und einem zweiten Anschluss (18) eines zweiten Aufnahmeschachtes (7b) verbunden und dazu eingerichtet, über den ersten Anschluss (18) wenigstens einen ersten Steuerwert zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12) und über den zweiten Anschluss (18) wenigstens einen zweiten Steuerwert zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12) zu empfangen. Von den empfangenen wenigstens einem ersten und wenigstens einem zweiten Steuerwert wird derjenige Steuerwert ausgewählt, der einer höheren Kühlleistung entspricht und zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12) verwendet. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Servermodul (22) zur Verwendung in einem modularen Computersystem (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Computersystem, umfassend ein Chassis mit einer Mehrzahl von Aufnahmeschächten zur Aufnahme von korrespondierenden Funktionsmodulen, insbesondere Servermodulen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Servermodul für ein modulares Computersystem und eine Rackanordnung mit wenigstens einem als Rack-Einschub in das Rackgehäuse aufgenommenen modularen Computersystem.
Mit der weltweit steigenden Nachfrage nach IT-Dienstleistungen nimmt der Bedarf an Rechenleistung weiter zu. Dabei nimmt neben der reinen Bereitstellung von Rechenleistung auch der damit verbundene Platz- und Energiebedarf eine bedeutende Rolle ein. Dies betrifft sowohl relativ kleine Server-Anordnungen, wie sie beispielsweise in IT-Abteilungen kleiner und mittlerer Unternehmen zu finden sind, als auch Rechenzentren von großen Unternehmen oder spezialisierten Anbietern von IT-Dienstleistungen.
Um Rechenleistung bedarfsgerecht erweitern zu können, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ansätze zum Aufbau erweiterbarer Rechenanlagen bekannt. Ein verhältnismäßig einfacher Ansatz besteht darin, Servercomputer in Server-Racks mit einem Standard-Formfaktor, typischerweise einem 19-Zoll Rack-Einschub, einzubauen und nach Bedarf entsprechende Server-Racks um weitere Servercomputer zu ergänzen. Die einzelnen Servercomputer arbeiten dabei verhältnismäßig eigenständig. Insbesondere weisen derartige Servercomputer individuelle Stromversorgungen und Netzwerkschnittstellen auf. Solche Systeme sind vergleichsweise kostengünstig, erfordern aber einen relativ hohen Raumbedarf und Verwaltungsaufwand.
Aus der DE 10 2009 037 567 A1 ist eine Kühlanordnung für ein Serverrack zur Aufnahme einer Mehrzahl von Einschubkomponenten bekannt. Die Kühlanordnung umfasst einen vertikal verlaufenden Kühlluftkanal, der eine Mehrzahl von Luftansaugöffnungen und eine gemeinsame Abluftöffnung aufweist. Die Luftansaugöffnungen sind jeweils mit einer Luftaustrittsöffnung einer Einschubkomponente verbindbar, wodurch die entsprechende Luftansaugöffnung der Einschubkomponente zugeordnet ist. Die Luftansaugöffnungen weisen jeweils ein Drosselelement zur Veränderung ihres Luftdurchtrittsquerschnitts auf.
Ein alternativer Ansatz besteht in der Integration von einzelnen, so genannten Blade-Servern in ein Blade-Serversystem. Dabei umfasst ein Blade-System neben den eigentlichen Blade-Servern mit darauf angeordneten Prozessoren und Hauptspeichern eine Anzahl von Infrastrukturkomponenten wie etwa Netzteile, Netzwerk-Switches, Netzwerkschnittstellen und Massenspeichereinheiten, auf die die einzelnen Bladeserver als gemeinsam genutzte Ressourcen zugreifen. Darüber hinaus umfasst jedes Blade-System typischerweise ein oder mehrere sogenanntes Management-Blades, die zur Überwachung, Verwaltung und Administration der übrigen Komponenten dient. Blade-Serversysteme gestatten eine hohe Rechendichte, sind aber verhältnismäßig teuer. Dies ist unter anderem auf die Vielzahl von speziellen Komponenten zurückzuführen, die zum Aufbau eines funktionstüchtigen Blade-Serversystems benötigt werden.
Aus der DE 10 2011 017 386 A1 ist ein Baugruppenträger mit einem Einschubschacht zur Aufnahme von Servern, insbesondere Bladeservern, bekannt, wobei der Einschubschacht zwei gegenüberliegende Innenbereiche im Gehäuse definiert, welche parallel zu einer Einschubrichtung der Server angeordnet sind und in eine Vielzahl von Einschubplätzen unterteilt sind. Im Baugruppenträger sind eine oder mehrere Datenleitungen zur Datenverbindung von Servern eingerichtet. Erfindungsgemäß umfassen die Datenleitungen optische Datenleitungen, wobei an zumindest einem der zwei Innenbereiche des Einschubschachtes an jedem Einschubplatz ein Endabschnitt einer Datenleitung mit einer Datenschnittstelle angeordnet ist derart, dass eine berührungslose optische Datenverbindung zu einer weiteren Datenschnittstelle an einem entsprechenden Server ermöglicht ist.
Aus der US 7,844,768 ist ein weiteres Blade-Server-System bekannt. Jedes Chassis umfasst eine Rückwandplatine mit einer Vielzahl von Einsteckplätzen und einen CPU Blade-Server und CMMs, die in die Einsteckplätze eingeführt sind. Die Rückwand hat eine Speichereinheit, die eine Gehäusenummer zum Identifizieren des Gehäuses, eine innerhalb des Gehäuses gültige Chassisnummer zur Identifizierung des Chassis im Gehäuse und innerhalb des Chassis gültige Einsteckplatz-IDs zum Identifizieren der Einsteckplätze.
Aus der US 7,533,210 ist eine virtuelle Kommunikationsschnittstelle für einen Mikrocontroller bekannt. Dort ist ein Compact Peripheral Component Interconnect (CPCI) System vorgesehen, das es gestattet, einen Intelligent Plattform Management Interface (IPMI) Controller für viele interessierte Client-Einheiten zu virtualisieren. Das System kann eine oder mehrere Schnittstellen aufweisen, die durch eine Virtualisierungseinheit zur Verfügung gestellt werden, um einer Client-Anwendung zu ermöglichen, Zugriff auf eine virtuelle Mikrosteuerung zu erhalten.
Bei einem dritten Ansatz, der unter anderem als modulares Computersystem oder als Multi-Node-Computersystem bezeichnet wird, ist eine Mehrzahl von Servermodulen in einem gemeinsamen Chassis aufgenommen. Da die Servermodule teilweise über kein eigenes abgeschlossenes Gehäuse verfügen, werden sie teilweise auch als ”skinless” Server bezeichnet. Über das Chassis können die einzelnen Servermodule mit einer gemeinsamen Stromversorgung, Kühlung und ähnlichen einfachen oder standardisierten Komponenten wie Festplattenlaufwerken verbunden werden, wobei die Servermodule selbst jedoch weitgehend eigenständige Servercomputer darstellen.
Insbesondere benötigen derartige modulare Computersysteme keine zentrale Verwaltungsinstanz, wie dies beispielsweise bei Blade-Serversystemen üblich ist. Sie gestatten eine hohe Rechendichte bei relativ geringen Kosten des Gesamtsystems.
Ein modulares Computersystem der zuvor beschriebenen Art ist beispielsweise aus der internationalen Anmeldung WO 2013/068250 A1 bekannt. Das dort offenbarte Serversystem umfasst wenigstens eine in dem Chassis angeordnete Leiterplatte zur Kontaktierung von in Einschubplätzen aufgenommenen Server-Einschüben, wobei die Leiterplatte wenigstens einen ersten Mikrocontroller aufweist. Das Serversystem umfasst des Weiteren einen in dem ersten Einschubplatz angeordneten und mit der wenigstens einen Leiterplatte gekoppelten ersten Server-Einschub, wobei der erste Server-Einschub einen ersten System-Management-Controller aufweist. Dabei sind der erste Mikrocontroller und der erste System-Management-Controller über wenigstens eine erste Signalleitung miteinander gekoppelt, und der erste Mikrocontroller ist dazu eingerichtet, dem System-Management-Controller wenigstens einen Chassis-spezifischen Konfigurationswert bereitzustellen. Durch die genannte Anordnung wird insbesondere ermöglicht, über ein Netzwerk und einen System-Management-Controller eines einzelnen Server-Einschubs mittelbar auf Chassis-spezifische Konfigurationsdaten des Serversystems zuzugreifen, ohne dass das Chassis selbst eine Netzwerkschnittstelle aufweist.
Bei derartigen Computersystemen besteht eine Herausforderung darin, die Nutzung von über das Chassis bereitgestellte Systemkomponenten zu vereinfachen oder zu verbessern, um eine Integration des modularen Computersystems zu verbessern. Gleichzeitig soll der Aufbau des Chassis selbst bzw. der darin verbauten Komponenten so einfach wie möglich gehalten werden, um deren Preis und Komplexität zu begrenzen.
Vor diesem Hintergrund beschreibt die vorliegende Anmeldung ein modulares Computersystem, umfassend ein Chassis mit einer Mehrzahl von Aufnahmeschächten zur Aufnahme von korrespondierenden Funktionsmodulen, insbesondere Servermodulen, wenigstens eine im Inneren des Chassis angeordnete Kühlvorrichtung, die zur gemeinsamen Kühlung von in einem ersten Aufnahmeschacht und in einem zweiten Aufnahmeschacht angeordneten Funktionsmodulen eingerichtet ist, und wenigstens eine in dem Chassis angeordnete Steuervorrichtung zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung. Die Steuervorrichtung ist wenigstens mit einem ersten Anschluss eines ersten Aufnahmeschachts und einem zweiten Anschluss eines zweiten Aufnahmeschachts verbunden und dazu eingerichtet, über den ersten Anschluss wenigstens einen ersten Steuerwert zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung und über den zweiten Anschluss wenigstens einen zweiten Steuerwert zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung zu empfangen, beim Empfangen wenigstens einen ersten und wenigstens einen zweiten Steuerwert denjenigen Steuerwert auszuwählen, der einer höheren Kühlleistung entspricht, und den ausgewählten Steuerwert zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung zu verwenden.
Durch die oben genannten Merkmale wird eine weitgehend unabhängige Ansteuerung der Kühlvorrichtung durch mehrere in einem gemeinsamen Chassis aufgenommene Funktionsmodule ermöglicht. Dabei wählt die Steuervorrichtung des Chassis lediglich einen von mehreren angeforderten Steuerwerten aus, der einer relativ höheren Kühlleistung entspricht, so dass für die in dem Chassis aufgenommenen Funktionsmodule eine ausreichende Kühlung sichergestellt ist. Durch die einfache Ausgestaltung der Steuervorrichtung kann zudem auf die Vorhaltung redundanter Komponenten in dem Chassis des modularen Computersystems weitgehend verzichtet werden.
In wenigstens einer Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung über ein serielles Bussystem mit einem in dem ersten Aufnahmeschacht aufgenommenen ersten Funktionsmodul und in einem zweiten Aufnahmeschacht aufgenommenen zweiten Funktionsmodul verbunden, wobei das serielle Bussystem dazu eingerichtet ist, die gleichzeitige Übermittlung des wenigstens einen ersten Steuerwerts und des wenigstens einen zweiten Steuerwerts zu verhindern. Durch die Verwendung eines seriellen Bussystems kann die Anzahl der zur Übertragung der Steuerwerte erforderlichen Leitungsverbindungen gering gehalten werden. Dabei kann mit buseigenen Mitteln eine gegenseitige Störung bei der Übertragung von Steuerwerten verhindert werden.
In wenigstens einer Ausgestaltung ist in dem ersten Aufnahmeschacht ein erstes Servermodul mit einem ersten Systemmanagement-Baustein angeordnet und in dem zweiten Aufnahmeschacht ein zweites Servermodul mit einem zweiten Systemmanagement-Baustein angeordnet. Dabei sind der erste und der zweite Systemmanagement-Baustein dazu eingerichtet, den wenigstens einen ersten beziehungsweise den wenigstens einen zweiten Steuerwert über einen Systemmanagementbus an die Steuervorrichtung bereitzustellen, um eine Kühlvorrichtung zu regeln. Durch die Bereitstellung der Steuerwerte durch Systemmanagement-Bausteine von Servermodulen kann auf eine eigene Hardware-Komponente zur Regelung der Kühlvorrichtung verzichtet werden. Dabei ist von Vorteil, dass Systemmanagement-Bausteine weitgehend unabhängig von übrigen Software-Komponenten eines Servermoduls arbeiten und daher besonders ausfallsicher sind.
Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung weist das erste Servermodul und/oder das zweite Servermodul eine Mehrzahl von voneinander unabhängigen Rechnerknoten auf, die jeweils einen eigenen Steuerwert bereitstellen. Gemäß wenigstens einer weiteren Ausgestaltung, sind alle Anschlüsse für die in dem Chassis enthaltene Mehrzahl von Aufnahmeschächten mit der Steuervorrichtung verbunden. In beiden Fällen ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, denjenigen Steuerwert sämtlicher übertragender Steuerwerte auszuwählen, der der höchsten angeforderten Kühlleistung entspricht, so dass stets eine ausreichende Kühlung für den Rechnerknoten mit dem höchsten Kühlbedarf sichergestellt ist.
Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung als Mikrocontroller mit einer Mehrzahl von Registern ausgestaltet, wobei jedem Aufnahmeschacht wenigstens ein Register zum Speichern eines korrespondierenden Steuerwerts zugeordnet ist und eine Datenverarbeitungseinheit des Mikrocontrollers einen Extremwert von in der Mehrzahl von Registern gespeicherten Werten zur Steuerung der Kühlvorrichtung bestimmt. Durch die Verwendung eines Mikrocontrollers mit den Aufnahmeschächten zugeordneten Registern kann auf einfache Weise ein Extremwert einer Vielzahl von einzelnen Steuerwerten unabhängig erfasst und ausgewählt werden.
In wenigstens einer Ausgestaltung ist der Mikrocontroller dazu eingerichtet, eine Aktualisierung den Aufnahmeschächten zugeordneten Register in einem vorbestimmten ersten Zeitraum zu überwachen und einen vorbestimmten Steuerwert für wenigstens einen als belegt gekennzeichneten Aufnahmeschacht zu verwenden, wenn ein dem Aufnahmeschacht zugeordnetes Register innerhalb des vorbestimmten ersten Zeitraums nicht aktualisiert wurde. Durch die genannten Maßnahmen kann insbesondere eine unzureichende Kühlung eines Funktionsmoduls vermieden werden, das keinen oder keinen aktuellen Steuerwert für die Kühlvorrichtung zur Verfügung stellt.
Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung weist der Mikrocontroller eine Funktion zum Testen der wenigstens einen Kühlvorrichtung und ein Statusregister zum Speichern eines Ergebniswertes auf. Dabei ist der Mikrocontroller dazu eingerichtet, bei einer ersten Anforderung der Testfunktion durch einen in einem Aufnahmeschacht aufgenommenen Funktionsmodul die Funktion zum Testen der wenigsten einen Kühlvorrichtung auszuführen und einen Ergebniswert der Funktion zum Testen in dem Statusregister zu speichern. Bei einer weiteren Aufforderung der Testfunktion durch ein in einem Aufnahmeschacht aufgenommenen Funktionsmodul innerhalb eines vorbestimmten zweiten Zeitraums nach Erhalt der ersten Aufforderung wird der gespeicherte Ergebniswert ohne erneutes Aufrufen der Funktion zum Test bereitgestellt. Durch die Zwischenspeicherung eines Ergebniswertes kann auf die wiederholte Durchführung von Funktionen, insbesondere von einer Funktion zum Testen der wenigstens einen Kühlvorrichtung, innerhalb eines so vorbestimmten Zeitraums verzichtet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Servermodul zur Verwendung in einem modularen Computersystem, insbesondere dem oben genannten Computersystem, beschrieben. Das Servermodul umfasst wenigstens eine Systemplatine zur Aufnahme von Systemkomponenten, wenigstens einen Modulanschluss zur elektrischen Kontaktierung des modularen Computersystems und wenigstens eine Schaltung zur Bestimmung eines Steuerwerts zur Ansteuerung einer Kühlvorrichtung. Dabei ist die wenigstens eine Schaltung dazu eingerichtet, den Steuerwert über den wenigstens einen Modulanschluss für eine außerhalb des Servermoduls angeordnete Kühlvorrichtung bereitzustellen.
Ein derartiges Servermodul eignet sich zur Verwendung in einem Chassis ohne eigene, aufwendige Regelelektronik für eine Kühlvorrichtung.
In wenigstens einer Ausgestaltung weist das Servermodul wenigstens einen Systemmanagement-Baustein auf, wobei der Systemmanagement-Baustein dazu eingerichtet ist, basierend auf einer gemessenen Temperatur und/oder einer bestimmten Auslastung wenigstens einer Systemkomponente des Servermoduls den Steuerwert zur Ansteuerung einer Kühlvorrichtung zu bestimmen. Durch die Verwendung eines Systemmanagement-Bausteins kann eine einfache und sichere Bestimmung eines Steuerwerts zur Kühlung des Servermoduls durchgeführt werden.
Zur Bestimmung des Steuerwerts eignet sich insbesondere eine in einem Speicherbaustein des Servermoduls gespeicherte Firmwarekomponente, beispielsweise eine Firmwarekomponente eines BIOS oder eines Systemmanagement-Bausteins.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den angehängten Patentansprüchen sowie der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels offenbart.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines beispielhaften modularen Computersystems unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren im Detail beschrieben. In den Figuren und der Beschreibung werden einzelne Instanzen gleichartiger Komponenten durch einen alphabetischen Suffix voneinander unterschieden. Ist kein Suffix angegeben, wird jeweils auf alle Komponenten Bezug genommen. In den Figuren zeigen:
1 eine perspektivische Vorderansicht eines Chassis eines modularen Computersystems,
2 eine perspektivische Rückansicht des Chassis gemäß 1,
3 eine schematische Darstellung des Systemaufbaus des modularen Computersystems,
4 eine perspektivische Ansicht unterschiedlicher Funktionseinheiten des modularen Computersystems,
5 eine schematische Darstellung unterschiedlicher Konfigurationen des modularen Computersystems,
6 eine schematische Darstellung der Verbindung von Funktionsmodulen mit Komponenten des Chassis,
7 eine schematische Darstellung der elektrischen Verbindung zwischen einem Mikrocontroller und Kühlvorrichtungen,
8 ein Ablaufdiagramm eines Steuerverfahrens des Mikrocontroller gemäß 7 und
9 ein Ablaufdiagramm eines Testverfahrens des Mikrocontrollers gemäß 7.
Bevor auf die Details der erfindungsgemäßen Lösung eingegangen wird, wird zunächst anhand der 1 bis 5 der allgemeine Systemaufbau eines modularen Computersystems gemäß dem verwendeten Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei dem beschriebenen Computersystem handelt es sich um ein sogenanntes Multi-Node-System, bei dem mehrere, logisch weitgehend unabhängig voneinander arbeitende Servermodule in einem gemeinsamen Chassis angeordnet sind.
1 zeigt eine perspektivische Vorderansicht eines Chassis 2 für ein derartiges modulares Computersystem 1. Im Ausführungsbeispiel entspricht das Chassis 2 einem Standardformat, insbesondere einem 19-Zoll-Rackformat zum Einschub in ein korrespondierendes Rackgehäuse. Hierzu weist das Chassis 2 im Bereich einer Vorderseite zwei Befestigungslaschen 3a und 3b auf, mit denen das Chassis 2 an senkrechten Lochschienen 6 des im Übrigen nicht dargestellten Rackgehäuses befestigt ist. Zur Befestigung dienen beispielsweise Daumenschrauben oder andere an sich bekannte Befestigungsmittel. Das Chassis 2 gemäß 1 weist eine Bauhöhe von zwei sogenannten Höheneinheiten von jeweils 44, 45 Millimetern auf. Selbstverständlich ist auch die Verwendung anderer Bauhöhen zur Aufnahme von größeren oder anderen als den nachfolgend beschriebenen Komponenten möglich.
Um die zur Verfügung stehende, von der Vorderseite des Rackgehäuses aus erreichbare Fläche optimal auszunutzen, sind auf den Befestigungslaschen 3a und 3b Bedienpanels 4a bzw. 4b angeordnet, die verschiedene Steuerdaten anzeigen bzw. zur Eingabe von Steuerdaten dienen. Der zwischen den Bedienpanels 4a und 4b zur Verfügung stehende Raum dient im Ausführungsbeispiel zur Aufnahme von Speichereinschüben in einem Standardformat, insbesondere Festplattenmodulen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel lassen sich in dem mittleren Bereich insgesamt 24 Festplattenmodule mit Festplattenlaufwerken im 2,5-Zoll-Format anordnen, die in vier Gruppen 5a bis 5d von Speichereinschüben aufgeteilt sind.
Das beschriebene modulare Computersystem 1 dient zur Aufnahme von bis zu vier einzelnen Funktionsmodule, insbesondere Servermodulen, in korrespondierenden Aufnahmeschächten 7a bis 7d. Die Funktionsmodule werden von einer in 2 dargestellten Rückseite her in das Chassis 2 eingeschoben. Obwohl die einzelnen Aufnahmeschächte 7a bis 7d in der 2 durch gestrichelte Linien voneinander getrennt dargestellt sind, wird darauf hingewiesen, dass eine physikalische Trennung in dem Chassis 2 nicht erforderlich ist. Auf diese Weise können insbesondere größere Funktionsmodule in benachbarte Aufnahmeschächte 7a bis 7d aufgenommen werden, wie unten anhand der 5 beschrieben. In einem seitlichen Bereich der Rückseite weist des Chassis 2 zwei weitere Aufnahmeschächte 8a und 8b zur Aufnahme von zwei korrespondierenden Netzteilen auf. Auch diese Aufnahmeschächte sind nicht physikalisch voneinander getrennt.
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Systemaufbau des modularen Computersystems 1. Darin ist zu erkennen, dass im Inneren des Chassis 2 neben den zuvor genannten Komponenten weitere Komponenten angeordnet sind. Insbesondere umfasst das Chassis 2 eine senkrecht zur Einschubrichtung von Funktionsmodule 13 angeordnete erste Leiterplatte 9. Die erste Leiterplatte 9 wird teilweise auch als Midplane bezeichnet, da sie in einem Gehäuseinneren angeordnet ist und von zwei Seiten durch weitere Komponenten kontaktiert werden kann. Über die erste Leiterplatte 9 sind die einzelnen Funktionsmodule 13 und sonstige Komponenten des modularen Computersystems 1 miteinander verbunden. Zur elektrischen Kontaktierung weist jedes der Funktionsmodule 13 einen Modulanschluss 17 auf, der in einen korrespondierenden Anschluss 18 der ersten Leiterplatte 9 eingesteckt werden kann.
Darüber hinaus umfasst das modulare Computersystem 1 im Ausführungsbeispiel vier zweite Leiterplatten 10a bis 10d, die jeweils einer der Gruppen 5a bis 5d von Speichereinschüben 14 zugeordnet sind. Über die zweiten Leiterplatten 10a bis 10d kann eine Gruppe 5 von jeweils sechs Speichereinschüben 14, beispielsweise über genormte SAS- oder SATA-Steckverbinder kontaktiert werden. Die vier zweiten Leiterplatten 10a bis 10d sind über vier korrespondierende Leiterplattenverbinder 11a bis 11d mit der ersten Leiterplatte 9 verbunden. Bei den Leiterplattenverbindern 11a bis 11d kann es sich selber um Leiterplatten mit entsprechenden Steckverbindern handeln.
Zwischen der ersten Leiterplatte 9 und den zweiten Leiterplatten 10a bis 10d sind im Ausführungsbeispiel vier Kühlvorrichtungen 12a bis 12d angeordnet. Bei den Kühlvorrichtungen 12a bis 12d handelt es sich jeweils um Doppellüftersysteme, mit zwei axial hintereinander angeordneten Einzellüftern. Die Kühlvorrichtungen 12a bis 12d saugen Luft von vorne durch die Gruppen 5a bis 5d von Speichereinschüben 14 an und blasen diese durch in die Aufnahmeschächte 7a bis 7d eingesetzten Funktionsmodule 13 und Netzteile 15 aus dem Chassis 2 heraus.
Schließlich ist in 3 zu erkennen, dass die Netzteile 15 sich nicht über die gesamte Tiefe zwischen der Rückseite des Chassis 2 und der ersten Leiterplatte 9 erstrecken. Zur elektrischen Kontaktierung ist zwischen den Netzteilen 15 und der ersten Leiterplatte 9 daher eine Verbindungsstruktur 16 angeordnet, die sich insbesondere zur Übertragung von großen Strömen eignet.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der verschiedenen Systemkomponenten des modularen Computersystems 1 ohne das zugehörige Chassis 2.
In der Darstellung gemäß 4 ist insbesondere der Aufbau der Verbindungsstruktur 16 im Detail zu erkennen. Neben zwei Kupferplatten 19 weist die Verbindungsstruktur 16 des Weiteren eine dritte Leiterplatte 20 auf, die Steuerkomponenten der Netzteile 15 über einen in der Figur nicht zu erkennenden Systemmanagementbus mit weiteren Systemkomponenten des modularen Computersystems 1 verbindet. Im Ausführungsbeispiel sind Kupferschienen 21 auf der Rückseite der Leiterplatte 9 angeordnet, um die über die Verbindungsstruktur 16 von den Netzteilen übertragene elektrische Energie an die in den Aufnahmeschächten 7a bis 7d aufgenommenen Funktionsmodule 13 zu übertragen.
Die erste Leiterplatte 9 sowie die zweiten Leiterplatten 10a bis 10d weisen neben dem zum Anschluss der verschiedenen Funktionsmodule 13 bzw. Speichereinschübe 14 erforderlichen Anschlüsse jeweils Öffnungen auf, die eine Belüftung der in dem Chassis 2 verbauten Komponenten ermöglicht.
Des Weiteren ist zu erkennen, dass im dargestellten Ausführungsbeispiel das Funktionsmodul 13 als Servermodul 22 ausgestaltet ist. Im Ausführungsbeispiel weist das Servermodul 22 eine in der 4 verdeckte Systemplatine sowie zwei darauf angeordnete Prozessoren 23a und 23b mit insgesamt vier zugeordneten Speicherbänken 24 auf. An der Rückseite des Servermoduls 22 sind verschiedene Steckverbinder, beispielsweise zum Anschluss des Servermoduls 22 an ein lokales Datennetzwerk, vorgesehen.
5 zeigt schematisch unterschiedliche Möglichkeiten zur Bestückung des modularen Computersystems 1 mit Funktionsmodulen 13. In einer ersten Konfiguration 25 ist jeder der Aufnahmeschächte 7a bis 7d mit einem eigenen Funktionsmodul 13a bis 13d, beispielsweise einem Servermodul 22, bestückt. In einer zweiten Konfiguration 26 sind nur zwei Funktionsmodule 13a und 13b mit jeweils doppelter Breite in jeweils zwei benachbarten Aufnahmeschächten 7a und 7c bzw. 7b und 7d angeordnet. In einer dritten Konfiguration 27 sind jeweils zwei Funktionsmodule 13a und 13b mit einer doppelten Bauhöhe in zwei übereinander liegenden Aufnahmeschächten 7a und 7b bzw. 7c und 7d angeordnet. Diese Konfiguration ist besonders flexibel, da beispielsweise ein Servermodul 22 mit einer einzelnen Bauhöhe mit einem darüber liegenden Zusatzmodul, beispielsweise einem High-Performance-Computing-Modul mit einer oder mehreren Grafikprozessoren, kombiniert werden kann. Schließlich ist in 5 eine vierte Konfiguration 28 zu erkennen, in der nur ein einzelnes Funktionsmodul 13 mit einer doppelten Breite und doppelten Höhe alle Aufnahmeschächte 7a bis 7d ausfüllt.
Im Folgenden wird die Verbindung der einzelnen Funktionsmodule 13 mit weiteren Komponenten des Chassis 2 im Detail beschrieben. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Funktionsmodule 13, insbesondere in der Form von Servermodulen 22, weitgehend unabhängig voneinander arbeiten. Insbesondere ist jedes der Funktionsmodule 13 mit einer eigenen, korrespondierenden Gruppe 5 von Speichereinschüben verbunden. Zur Kommunikation nach außen nutzt jedes der Funktionsmodule 13 eine eigene Netzwerk- oder sonstige Kommunikationsschnittstelle. Dementsprechend können zum Aufbau der einzelnen Funktionsmodule 13 weitgehend Standardkomponenten eingesetzt werden. Bei der Ausführung als Servermodule 22 umfasst beispielsweise jedes der Funktionsmodule 13 eine als Systemplatine ausgeführte Leiterplatte mit darauf angeordneten Komponenten, wie beispielsweise Prozessoren 23 und Speicherbänken 24. Eine Systemverwaltung findet in der Regel über ein Datennetzwerk und einen Systemmanagement-Baustein der einzelnen Servermodule 22 statt. Für die Systemintegration des modularen Computersystem 1 ist daher unter anderem eine standardkonforme Anbindung der einzelnen Funktionsmodule 13 von Bedeutung.
6 zeigt schematisch die Verbindung von vier Servermodulen 22a bis 22d mit den verschiedenen Komponenten des Chassis 2. Wie sich der 6 entnehmen lässt, ist jedes der Servermodule 22a bis 22d über drei Bussysteme 34, 36 und 45 mit den jeweils anderen Servermodulen 22a bis 22d bzw. einer Chassis-Schnittstellen-Einheit 31 verbunden.
Insbesondere sind sogenannte Systemmanagement-Bausteine 32, auch bekannt als „intelligent Remote Management Controller” (iRMC), der Servermodule 22 über einen ersten Schnittstellenbaustein 33 mit einem sogenannten IPMB-Bus 34 zur Kommunikation mit benachbarten Servermodulen 22 verbunden. Des Weiteren sind die Systemmanagement-Bausteine 32 über einen zweiten Schnittstellenbaustein 35 und einen seriellen Systemmanagementbus 36 an verschiedene Komponenten der Chassis-Schnittstellen-Einheit 31 angeschlossen. Insbesondere dient der Systemmanagementbus 36 zum Anschluss der Systemmanagement-Bausteine 32 an in der 6 nicht dargestellte Steuerbausteine der Netzteile 15, einen Umgebungstemperatursensor 37, einen sogenannten Chassis-FRU-Speicher 39 zum Speichern einer Chassiskennung, einen kondensatorgepufferten Light-Path-Controller 40 zum Speichern und Ausgaben von Fehlerzuständen über so genannte „Customer Self Service” (CSS) Leuchtdioden, einen ersten Mikrocontroller 41 zum Austausch von Steuerdaten über die Bedienpanels 4a und 4b, einen zweiten Mikrocontroller 42 zur Anbindung eines Flash-Speichers 43 sowie einen dritten Mikrocontroller 44 zur Ansteuerung der Kühlvorrichtungen 12a bis 12d. Neben dem Systemmanagementbus 36 sind die Servermodule 22a bis 22d auch unabhängig von den Systemmanagement-Bausteinen 32 über ein weiteres serielles Bussystem 45 mit dem ersten Mikrocontroller 41 zur Anbindung an die Bedienpanels 4a und 4b verbunden. Jedes der Bedienpanels 4a und 4b ist über ein eigenes, weiteres serielles Bussystem 47a bzw. 47b mit dem ersten Mikrocontroller 41 verbunden.
Im Ausführungsbeispiel sind die Bussysteme 34, 36, 45, 47a und 47b jeweils als serielle Bussysteme ausgestaltet. Es wird darauf hingewiesen, dass die verschiedenen seriellen Bussysteme 34, 36, 45, 47a und 47b jeweils nur eine verhältnismäßig geringe Anzahl an Signalleitungen der daran angeschlossenen Komponenten benötigen. Somit müssen auf der ersten Leiterplatte 9 nur verhältnismäßig wenige Leitungen vorgesehen werden, was insbesondere die Durchlüftung und somit Kühlung des modularen Computersystems 1 verbessert.
Über buseigene Methoden werden parallele Zugriffe durch unterschiedliche Funktionsmodule 13 auf die Bussysteme 34, 36 und 45 vermieden. Im Fall des IPMB-Bussystems 34 sowie des Systemmanagementbusses 36 überwachen die Bus-Master, wie beispielsweise die Systemmanagement-Bausteine 32, gemäß dem I2C-Protokoll, ob Busleitungen bereits von einem anderen Busteilnehmer getrieben werden, während sie selber Daten senden. Wird eine solche Kollision festgestellt, wartet der erkennende Busteilnehmer für einen vorbestimmten Zeitraum, bevor eine Transaktion erneut gestartet wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass jeweils nur eine Transaktion auf dem Systemmanagementbus 36 stattfindet. Für die seriellen Bussysteme 45, 47a und 47b ist der erste Mikrocontroller 41 einziger Busmaster, sodass sich keine Konflikte ergeben.
Schließlich ist in der 6 zu erkennen, dass die zwei Netzteile 15 über eine dedizierte Steuerschaltung 46 miteinander verbunden sind. Die Steuerschaltung 46 erlaubt unter anderem eine Überwachung der durch die Netzteile 15 bereitgestellten sekundären Versorgungsgleichspannung sowie einer primären Netzwechselspannung unabhängig von dem Systemmanagementbus 36. Auch die Steuerschaltung 46 benötigt nur wenige Steuerleitungen zum Anschluss an die Netzteile 15. Beispielsweise weist jedes der Netzteile 15 eine Steuerleitung zum Signalisieren einer Störung der primären Versorgungsspannung, eine Steuerleitung zum Signalisierung einer stabilen sekundären Versorgungsspannung und eine dritte Steuerleitung zum Einschalten des jeweiligen Netzteils 15 auf. Die verschiedenen Steuerleitungen werden durch die Steuerschaltung 46 mit Hilfe einer diskreten Schaltung ausgewertet und an die einzelnen Servermodule 22 weitergeleitet bzw. von den Servermodulen 22 abgefragt, kombiniert und an die Netzteile 15 weitergeleitet.
Anhand der 7 bis 9 wird nachfolgend die Ansteuerung der Kühlvorrichtungen 12a bis 12d des modularen Computersystems 1 beschrieben.
In der beschriebenen Ausgestaltung wird die Lüftersteuerung weitgehend von den einzelnen Servermodulen 22 selbst vorgenommen. Die Kombination der von den einzelnen Servermodulen 22 bereitgestellten Ansteuersignale zur konkreten Ansteuerung der einzelnen Kühlvorrichtungen 12a bis 12d erfolgt auf Grundlage einer verhältnismäßig einfachen Steuerlogik durch den dritten Mikrocontroller 44. Da der dritte Mikrocontroller 44 im Ergebnis nur einen von den einzelnen Servermodulen 22 angeforderten Ansteuerwert auswählt, wird er auch als sogenannter Satellitencontroller bezeichnet. Wegen der sehr einfachen Steuerlogik des Satellitencontrollers kann auf Seiten des Chassis 2 auf die Vorhaltung redundanter Komponenten verzichtet werden, ohne das Ausfallrisiko der für alle Komponenten erforderlichen Kühlung signifikant zu erhöhen.
Wie in 7 ersichtlich, weist jedes der vier Kühlmodule 12a bis 12d zwei Lüfter 70a und 70b auf. Die Kühlvorrichtungen 12a und 12b bilden zusammen eine erste Kühlgruppe 71a. Die Kühlvorrichtungen 12c und 12d bilden zusammen eine zweite Kühlgruppe 71b. Die Lüfter 70 der Kühlgruppen 71a und 71b kühlen jeweils zwei übereinander in den Aufnahmeschächte 7a und 7b bzw. 7c und 7d aufgenommene Funktionsmodule 13. Zusätzlich weisen die Netzteile 15 jeweils eigene Lüfter zu ihrer Kühlung auf, die unabhängig von den Servermodulen 22 bzw. dem dritten Mikrocontroller 44 arbeiten.
Für jede der Kühlgruppen 71a und 71b stellt der Mikrocontroller 44 ein gesondertes, pulsweitenmoduliertes Ansteuersignal zur Verfügung. Dabei gibt das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Steuersignals eine relative Drehzahl bezogen auf eine maximale Drehzahl der Lüfter 70a und 70b an. Im Ausführungsbeispiel weist dabei der erste Lüfter 70a bei gleicher Ansteuerung eine geringfügig niedrigere Drehzahl auf als der in Strömungsrichtung dahinter angeordnete zweite Lüfter 70b. Jede der Kühlvorrichtungen 12a bis 12d liefert drei Steuersignale an den Mikrocontroller 44 zurück. Neben einem ersten Steuersignal, das den Einbau der jeweiligen Kühlvorrichtung 12a bis 12d in einer entsprechenden Aufnahme des Chassis 2 anzeigt, liefert jeder der Lüfter 70a und 70b ein eigenes Tachosignal zurück an den Mikrocontroller 44. Mittels der Steuersignale kann der Mikrocontroller 44 stets die Anwesenheit und Funktion der entsprechenden Kühlvorrichtungen 12a bis 12d überwachen.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Regelverfahrens für den dritten Mikrocontroller 44.
In einem ersten Schritt S20 wird eine Nummer eines als nächsten zu berücksichtigen Aufnahmeschachts 7 auf den Wert des ersten Aufnahmeschachts 7a festgelegt und ein zuletzt verwendeter Systemsteuerwert S gelöscht. In einem nachfolgenden Schritt S21 wird überprüft, ob der zugeordnete Aufnahmeschacht 7a mit einem Funktionsmodul 13 belegt ist. Hierzu kann beispielsweise ein entsprechendes Konfigurationsregister des Chassis 2 abgefragt werden. Ist der Aufnahmeschacht 7a nicht belegt, wird die Steuervariable n für die Nummer des als nächsten zu berücksichtigen Aufnahmeschacht 7 in Schritt S22 erhöht und das Verfahren mit dem nächsten Aufnahmeschacht 7 im Schritt S21 fortgesetzt.
Wenn der aktuell berücksichtigte Aufnahmeschacht 7 mit einem Funktionsmodul 13 belegt ist, wird ein dem jeweiligen Aufnahmeschacht 7 zugeordneter Registerwert r_n des Mikrocontrollers 44 in Schritt S23 ausgelesen. Die Registerwerte r_n können beispielsweise von dem Systemmanagement-Baustein 32 eines zugehörigen Servermoduls 22 über den Systemmanagementbus 36 aktualisiert werden. Dabei aktualisiert jedes Servermodul 22 eigenständig, das heißt ohne explizite Anfrage durch den Mikrocontroller 44 einen ihm zugeordneten Registerwert r_n. Der von dem Funktionsmodul 13 bereitgestellte Registerwert r_n gibt dabei eine für das jeweilige Funktionsmodul 13 benötigte Kühlleistung an, beispielsweise als relativen Wert im Vergleich zu einer maximalen Kühlleistung. Dabei werden wie unter Bezugnahme auf die in 6 beschriebenen parallelen Buszugriffe durch unterschiedliche Funktionsmodule 13 vermieden.
In einem nachfolgenden Schritt S24 überprüft der Mikrocontroller 44, ob der in dem Steuerregister enthaltene Registerwert r_n innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums aktualisiert wurde. Beispielsweise kann überwacht werden, ob über den Systemmanagementbus 36 überhaupt ein Wert r_n in das entsprechende Steuerregister geschrieben wurde. Alternativ kann auch ein in dem Steuerregister enthaltener Wert r_n mit einem zwischengespeicherten Wert verglichen werden. Findet keine regelmäßige Aktualisierung des Registerwertes r_n statt, erkennt der dritte Mikrocontroller 44 eine mögliche Störung des Funktionsmoduls 13 und verwendet daher in Schritt S25 anstelle des in dem Register enthaltenen Wertes einen Standardwert s_fail, wie beispielsweise einen Steuerwert s, der 80 oder 100% der maximalen Kühlleistung entspricht. Auf diese Weise wird selbst bei einem Ausfall der Steuerung durch die einzelnen Funktionsmodule 13, etwa bei einem Absturz eines Servermoduls 22, stets eine adäquate Kühlung sichergestellt. Anderenfalls, d. h. wenn der Registerwert r_n in dem beschriebenen Zeitraum aktualisiert wurde, wird der in dem Register enthaltene Wert r_n in Schritt S26 als Steuerwert s für den zugehörigen Aufnahmeschacht 7 ausgewählt.
In einem weiteren Schritt S27 wird der dem Aufnahmeschacht 7 zugeordnete Steuerwert s mit einem aktuellen Systemsteuerwert S für die Lüftersteuerung verglichen. Ist der neu ausgewählte Steuerwert s größer als der zuvor verwendete Systemsteuerwert S, wird der neu ausgewählte Wert s in Schritt S28 als neuer Systemsteuerwert S festgesetzt. Anderenfalls bleibt der bestehende Systemsteuerwert S unverändert. Nachfolgend wird im Schritt S22 die Steuervariable n für den zu betrachtenden Aufnahmeschacht 7 erhöht.
Im Schritt S29 wird überprüft, ob alle Aufnahmeschächte 7 durchlaufen wurden. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren im Schritt S21 mit dem nächsten Aufnahmeschacht 7 fortgesetzt. Wurde der letzte Registerwert r_n betrachtet, wird der ermittelte Systemsteuerwert S im Schritt S30 zur Ansteuerung der Kühlvorrichtungen 12 verwendet. Nachfolgend beginnt die Steuerung erneut mit dem Schritt S20.
Durch die in der 8 dargestellte Regelschleife wird sichergestellt, dass jeweils der höchste von einem Funktionsmodul 13 angeforderte Steuerwert s zur Ansteuerung der Kühlvorrichtungen 12a bis 12d verwendet wird. Dabei werden im beschriebenen Ausführungsbeispiel die Lüfter 70a und 70b aller Kühlvorrichtungen 12a bis 12d mit demselben Systemsteuerwert S angesteuert. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung bestimmt der dritte Mikrocontroller 44 für die erste Kühlgruppe 71a sowie die zweite Kühlgruppe 71b jeweils einen gesonderten Systemsteuerwert S₁ bzw. S₂ basierend auf den Registerwerten r_n der Aufnahmeschächte 7a und 7b bzw. 7c und 7d.
Gleichzeitig implementiert der beschriebene Regelalgorithmus eine Überwachung der Funktionsmodule 13 bezüglich einer regelmäßigen Aktualisierung der benötigten Registerwerte r_n. Der beschriebene Regelalgorithmus ist besonders einfach und daher wenig fehleranfällig. Auf die Vorsehung eines zweiten, redundanten Mikrocontrollers 44 kann somit verzichtet werden. Zudem kann jedes Funktionsmodul 13, insbesondere ein jeder Systemmanagement-Baustein 32 eines jeden Servermoduls 22a bis 22d, einen eigenen Steuerwert s bestimmen, ohne benachbarte Funktionsmodule 13 zu stören.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Lüftersteuerung des Weiteren eine Testfunktion auf. Auch der Aufruf der Testfunktion erfolgt asynchron und unabhängig von anderen Funktionsmodulen 13, beispielsweise durch die Systemmanagement-Bausteine 32 der einzelnen Servermodule 22. Zur Vermeidung von sich gegenseitig überlappenden Testläufen bzw. Verhinderung von unnötigen Testläufen führt der dritte Mikrocontroller 44 bezüglich der Testfunktion das in 9 mit Hilfe eines Ablaufdiagramms dargestellte Verfahren aus.
In einem ersten Schritt S31 überprüft der Mikrocontroller 44, ob von einem der Funktionsmodule 13 eine Testfunktion durch Übermittlung eines entsprechenden Befehls über den Systemmanagementbus 36 angefordert wurde. Ist dies nicht der Fall bzw. wurde eine andere Funktion angefordert, endet das in der 9 dargestellte Verfahren.
Wurde die Ausführung einer Testfunktion angefordert, wird in Schritt S32 überprüft, ob seit dem letzten Aufruf der Testfunktion eine Zeit t verstrichen ist, die größer als ein vorgegebenes Intervall T_max zwischen aufeinanderfolgenden Testläufen ist. Beispielsweise kann das modulare Computersystem 1 konfiguriert werden, einen Lüftertest nur einmal innerhalb von 24 Stunden durchzuführen.
Wurde noch kein Lüftertest durchgeführt oder liegt der letzte Lüftertest länger zurück als der Zeitraum T_max, wird in einem Schritt S33 durch den Mikrocontroller 44 eine Funktion zum Testen des Lüfters aktiviert. Beispielsweise kann die Lüfterdrehzahl durch den Mikrocontroller 44 auf eine oder mehrere Solldrehzahlen geregelt und die sich einstellende tatsächliche Drehzahl anhand der zurückgelieferten Tachosignale überwacht werden. Die in Schritt S33 durchgeführte Testfunktion test() liefert einen Ergebniswert e zurück, der angibt ob bzw. in welchem Grad die vorgegebene Lüfterdrehzahl erreicht wurde. Dieser Wert e wird in einer Ergebnisvariablen zwischengespeichert.
Nachfolgend wird in einem Schritt S34 ein Zeitgeber seit Aktivierung des letzten Tests auf den Wert Null zurückgesetzt. In einem Schritt S35 wird optional der Ergebniswert e an das anfragende Funktionsmodul 13 zurückgeliefert. Alternativ kann der Ergebniswert e auch nur intern gespeichert werden oder, insbesondere im Fehlerfall, über eine entsprechende Statusanzeige eines Bedienpanels des Chassis 2 angezeigt werden.
Wurde in Schritt S32 dagegen erkannt, dass der letzte Testlauf zu einem Zeitpunkt stattgefunden hat, der wenige als das vorgegebene Intervall T_max zurückliegt, liefert der Mikrocontroller 44 den Ergebniswert e im optionalen Schritt S35 ohne erneute Durchführung des Lüftertests zurück. Falls das anfordernde Funktionsmodul 13 keinen Ergebniswert e erwartet, bricht die Verarbeitung an dieser Stelle ohne weitere Aktion ab.
Durch den beschriebenen Steueralgorithmus kann auf einfache Weise ein Konflikt zwischen parallelen Anforderungen der Testfunktion durch unterschiedliche Funktionsmodule 13 vermieden werden. Zudem kann auf eine wiederholte Durchführung von Lüftertests innerhalb eines vorgegebenen Intervalls T_max verzichtet werden.
Bezugszeichenliste

1: Modulares Computersystem
2: Chassis
3: Befestigungslasche
4: Bedienpanel
5: Gruppe von Speichereinschüben
6: Lochschiene
7: Aufnahmeschacht (für Funktionsmodul)
8: weiterer Aufnahmeschacht (für Netzteil
9: erste Leiterplatte
10: zweite Leiterplatte
11: Leiterplattenverbinder
12: Kühlvorrichtung
13: Funktionsmodul
14: Speichereinschub
15: Netzteil
16: Verbindungsstruktur
17: Modulanschluss
18: (korrespondierender) Anschluss
19: Kupferplatte
20: dritte Leiterplatte
21: Kupferschiene
22: Servermodul
23: Prozessor
24: Speicherbank
25: erste Konfiguration
26: zweite Konfiguration
27: dritte Konfiguration
28: vierte Konfiguration
31: Chassis-Schnittstellen-Einheit
32: Systemmanagement-Baustein
33: erster Schnittstellenbaustein
34: IPMB-Bussystem
35: zweiter Schnittstellenbaustein
36: Systemmanagementbus
37: Umgebungstemperatursensor
39: Chassis-FRU-Speicher
40: Light-Path-Controller
41: erster Mikrocontroller (für die Bedienpanels)
42: zweiter Mikrocontroller (für den Flash-Speicher)
43: Flash-Speicher
44: dritter Mikrocontroller (für die Kühlvorrichtungen)
45: serielles Bussystem
46: Steuerschaltung
47: serielles Bussystem
70: Lüfter
71: Kühlgruppe
S20 bis S35: Verfahrensschritte

Claims

Modulares Computersystem (1), umfassend – ein Chassis (2) mit einer Mehrzahl von Aufnahmeschächten (7) zur Aufnahme von korrespondierenden Funktionsmodulen (13), insbesondere Servermodulen (22); – wenigstens eine im Inneren des Chassis (2) angeordnete Kühlvorrichtung (12), die zur gemeinsamen Kühlung von in einem ersten Aufnahmeschacht (7a) und in einem zweiten Aufnahmeschacht (7b) angeordneten Funktionsmodulen (13) eingerichtet ist; und – wenigstens eine in dem Chassis (2) angeordnete Steuervorrichtung zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12); – wobei die Steuervorrichtung wenigstens mit einem ersten Anschluss (18) eines ersten Aufnahmeschachtes (7a) und einem zweiten Anschluss (18) eines zweiten Aufnahmeschachtes (7b) verbunden und dazu eingerichtet ist, über den ersten Anschluss (18) wenigstens einen ersten Steuerwert zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12) und über den zweiten Anschluss (18) wenigstens einen zweiten Steuerwert zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12) zu empfangen, von den empfangenen wenigstens einem ersten und wenigstens einem zweiten Steuerwert denjenigen Steuerwert auszuwählen, der einer höheren Kühlleistung entspricht, und den ausgewählten Steuerwert zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12) zu verwenden.
Modulares Computersystem (1) nach Anspruch 1, weiter umfassend wenigstens eine im Inneren des Chassis (2) angeordnete Leiterplatte (8), wobei der erste und zweite Anschluss (18) und/oder die Steuervorrichtung auf der Leiterplatte (8) angeordnet sind.
Modulares Computersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei – die Steuervorrichtung über ein serielles Bussystem mit einem in dem ersten Aufnahmeschacht (7a) aufgenommenen ersten Funktionsmodul (13a) und einem in dem zweiten Aufnahmeschacht (7b) aufgenommenen zweiten Funktionsmodul (13b) verbunden ist; und – das serielle Bussystem dazu eingerichtet ist, die gleichzeitige Übermittlung des wenigstens einen ersten Steuerwerts und des wenigstens einen zweiten Steuerwerts zu verhindern.
Modulares Computersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei – in dem ersten Aufnahmeschacht (7a) ein erstes Servermodul (22a) mit einem ersten Systemmanagement-Baustein (32) angeordnet ist; – in dem zweiten Aufnahmeschacht (7b) ein zweites Servermodul (22b) mit einem zweiten Systemmanagement-Baustein (32) angeordnet ist; und – der erste und der zweite Systemmanagement-Baustein (32) dazu eingerichtet sind, den wenigstens einen ersten bzw. den wenigstens einen zweiten Steuerwert über einen Systemmanagementbus (36) an die Steuervorrichtung bereitstellen, um die Kühlvorrichtung (12) zu regeln.
Modulares Computersystem (1) nach Anspruch 4, bei dem das erste Servermodul (22a) und/oder das zweite Servermodul (22b) eine Mehrzahl von voneinander unabhängigen Rechnerknoten aufweist, wobei für jeden der unabhängigen Rechnerknoten ein dem jeweiligen Rechnerknoten zugeordneter Steuerwert bestimmt und an die Steuervorrichtung übertragen wird, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, denjenigen Steuerwert sämtlicher übertragener Steuerwerte auszuwählen, der der höchsten Kühlleistung entspricht.
Modulares Computersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei – jeder der Aufnahmeschächte (7) wenigstens einen Anschluss (18) zur elektrischen Kontaktierung von einem in dem jeweiligen Aufnahmeschacht (7) aufgenommenen Funktionsmodul (13) aufweist; – alle Anschlüsse (18) für die in dem Chassis (2) enthaltene Mehrzahl von Aufnahmeschächten (7) mit der Steuervorrichtung verbunden sind; und – die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, Steuerwerte von in jedem der Mehrzahl von Aufnahmeschächten (7) angeordneten Funktionsmodulen (13) zu empfangenen und denjenigen Steuerwert sämtlicher übertragener Steuerwerte auszuwählen, der der höchsten Kühlleistung entspricht.
Modulares Computersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Steuervorrichtung als Pulsweitensteuerung ausgestaltet ist, wobei die Steuerwerte einen Drehzahlwert und/oder einen Tastverhältniswert umfassen und die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, basierend auf den empfangenen Drehzahlwerten bzw. Tastverhältniswerten ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal zur Ansteuerung eines pulsweitengesteuerten Lüfters (70) zu erzeugen.
Modulares Computersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Steuervorrichtung als Mikrocontroller (44) mit einer Mehrzahl von Registern ausgestaltet ist, wobei jedem Aufnahmeschacht (7) wenigstes ein Register zum Speichern eines korrespondierenden Steuerwerts zugeordnet ist und eine Datenverarbeitungseinheit des Mikrocontrollers (44) dazu eingerichtet ist, einen Extremwert von in der Mehrzahl von Registern gespeicherten Werten zur Steuerung der Kühlvorrichtung (12) zu bestimmen.
Modulares Computersystem (1) nach Anspruch 8, bei dem der Mikrocontroller (44) dazu eingerichtet ist, eine Aktualisierung den Aufnahmeschächten (7) zugeordneten Register in einem vorbestimmten ersten Zeitraum zu überwachen und einen vorbestimmten Steuerwert für wenigstens einen als belegt gekennzeichneten Aufnahmeschacht (7) zu verwenden, wenn ein dem Aufnahmeschacht (7) zugeordnetes Register innerhalb des vorbestimmten ersten Zeitraums nicht aktualisiert wurde.
Modulares Computersystem (1) nach Anspruch 8 oder 9, bei dem der Mikrocontroller (44) eine Funktion zum Testen der wenigstens einen Kühlvorrichtung (12) und ein Statusregister zum Speichern eines Ergebniswertes aufweist, wobei der Mikrocontroller (44) dazu eingerichtet ist, bei einer ersten Anforderung der Testfunktion durch ein in einem Aufnahmeschacht (7) aufgenommenen Funktionsmodul (13) die Funktion zum Testen der wenigstens einen Kühlvorrichtung (12) auszuführen und einen Ergebniswert der Funktion zum Testen in dem Statusregister zu speichern und bei einer weiteren Anforderung der Testfunktion durch ein in einem Aufnahmeschacht (7) aufgenommenen Funktionsmodul (13) innerhalb eines vorbestimmten zweiten Zeitraums nach Erhalt der ersten Aufforderung den gespeicherten Ergebniswert ohne erneutes Aufrufen der Funktion zum Test bereitzustellen.
Modulares Computersystem (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der Mikrocontroller (44) eine Funktion zur Überwachung der Kühlvorrichtung (12) aufweist und dazu eingerichtet ist, bei Erkennung einer Störung der Kühlvorrichtung (12) ein vorbestimmtes Steuersignal an wenigstens eine weitere Komponente des modularen Computersystems (1) zu übertragen.
Servermodul (22) zur Verwendung in einem modularen Computersystem (1), insbesondere dem Computersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend: – wenigstens eine Systemplatine zur Aufnahme von Systemkomponenten; – wenigstens einen Modulanschluss (17) zur elektrischen Kontaktierung des modularen Computersystems (1); und – wenigstens eine Schaltung zur Bestimmung eines Steuerwertes zur Ansteuerung einer Kühlvorrichtung (12); – wobei die wenigstens eine Schaltung dazu eingerichtet ist, den Steuerwert über den wenigstens einen Modulanschluss (17) für eine außerhalb des Servermoduls (22) angeordnete Kühlvorrichtung (12) bereitzustellen.
Servermodul (22) nach Anspruch 12, aufweisend wenigstens einen Systemmanagement-Baustein (32), wobei der Systemmanagement-Baustein (32) dazu eingerichtet ist, basierend auf einer gemessenen Temperatur und/oder einer bestimmten Auslastung wenigstens einer Systemkomponente des Servermoduls (22) den Steuerwert zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12) zu bestimmen.
Servermodul (22) nach Anspruch 13, bei dem der Systemmanagement-Baustein (32) über einen Systemmanagementbus (36) mit dem wenigstens einen Modulanschluss (17) verbunden und dazu eingerichtet ist, den Steuerwert über den Systemmanagementbus (36) zu übertragen und bei einer Erkennung einer gleichzeitigen Nutzung des Systemmanagementbusses (36) durch einen anderen Busteilnehmer eine Übertragung des Steuerwerts abzubrechen und nach einer vorbestimmten Wartezeit erneut zu starten.
Servermodul (22) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, aufweisend wenigstens eine in einem Speicherbaustein des Servermoduls (22) gespeicherte Firmwarekomponente, wobei die Firmwarekomponente dazu eingerichtet ist, basierend auf einer gemessenen Temperatur und/oder einer bestimmten Auslastung wenigstens einer Systemkomponente des Servermoduls (22) einen zur Kühlung des Servermoduls (22) benötigten Drehzahlwert oder Tastverhältniswert für eine Pulsweitensteuerung zur Ansteuerung der Kühlvorrichtung (12) als Steuerwert zu bestimmen und den bestimmten Steuerwert an einen vorbestimmten Empfänger innerhalb des Chassis (2) zu übertragen.