JP2006215882A - ディスクアレイ装置及びその液冷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ディスクドライブの高密度実装化と共に、装置の大容量化・高速化を実現させることが可能な、効率的でかつ信頼性の高いディスクアレイ装置の冷却構造を提供する。
【解決手段】 ディスクドライブ２６を多数収納したボックス２７を有するディスクアレイ装置において、各ユニット筺体１１４には、送風ファン３３と共に、液体冷媒を送液するポンプ１０７、液体冷媒の熱を外部に放出するラジエータ１０２、及びそれらを接続する配管１０１等からなる液冷システムを有しており、かつ、ポンプの回転数を、ラジエータの入口付近の配管に取り付けた温度センサ１２０により検出し、検出した温度により変化させる。これにより、ディスクアレイ筐体内に実装されるディスクドライブの冷却性能を向上させ、ディスクドライブの温度上昇とディスクドライブ間の温度バラツキを低減し、ディスクドライブおよびその冷却システムの信頼性向上、長寿命化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気式や光式のディスクドライブが複数台搭載されるディスクアレイ装置の冷却に関し、更には、当該装置における発熱を液体冷媒を利用して効率よく冷却するための液冷装置に関する。

ディスクアレイ装置は、通常、そのデータ保存の信頼性を向上させるために、多数の磁気式あるいは光式のディスクドライブを筐体内に搭載して構成されている。そして、これらディスクアレイ装置は、例えば、光などの高速な専用ネットワーク回線で接続されて管理ソフトウェアにより運用され、所謂、ＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）や、ＮＡＳ（ネットワークアタッチドストレージ）、あるいは単独のＲＡＩＤ（Redundant Array of Inexpensive Disks）ディスク装置として利用されている。

かかるディスクアレイ装置内に搭載されるディスクドライブは、通常、その内部に磁気ディスク、駆動モータ、磁気ヘッド、アクチュエータなどを搭載したディスク本体と、制御用の電子部品接続コネクタなどを搭載したパッケージ基板と、前記ディスク本体とパッケージ基板とをアッセンブリし、かつ、その保守作業時には容易に当該ディスク装置を筐体から脱着可能なように、ハンドル等を付けたキャニスタから構成されている。

ところで、上述したディスクドライブの主要な発熱源は、駆動モータ、アクチュエータ、ＬＳＩなどの、所謂、制御用電子部品である。なお、これらの熱は、従来、ディスクアレイ筐体に設置された冷却ファンによって供給される冷却風により冷却される。そのため、その冷却能力が悪い場合には、ディスクドライブの温度が上昇してしまい、或いは、複数のディスクドライブ間で温度の不均一（バラツキ）が生じてしまい、その結果、ディスクアレイ装置の誤動作や長期信頼性の悪化が懸念される。

なお、一般に、例えば、以下の特許文献１によっても知られるように、従来のディスクアレイ装置では、その筐体内の複数台のディスクドライブに対し、各々のドライブ毎にファンを設け、そして、各ディスクドライブの外壁に設けた温度センサにより検出した温度値により、当該ファンの回転数制御を行い、もって、筐体内での各ドライブの冷却を均等にする工夫がなされている。

あるいは、下記の特許文献２にも知られるように、従来のディスクアレイ装置では、特に、ディスクドライブを多数収納したボックスが、多段に、筐体内に搭載される構造の場合における問題点を解消するため、筐体の上部に設けた排気ファンからの距離が遠い排気通路ほど、その流動抵抗を小さくする、即ち、ボックス下流側の流動抵抗を小さくすることにより、上下のボックス間での冷却を均等にする工夫がなされている。

更に、下記の特許文献３によれば、電子機器内の高発熱素子の冷却を良好とするための液冷システムが提案されており、特に、その消費電力を低減するためのポンプ制御方法が提案されている。

特開２０００−１８７９７５号公報 特開２００３−３４７７８１号公報 特開２００２−３７３０３４号公報

しかしながら、上記特許文献１に係わる従来技術では、各ディスクドライブ表面（具体的には、その外壁）にセンサを設ける必要があるため、筐体内で、そのための配線が複雑になる共に、温度検出と、それに伴う制御を制御するための制御手段である、所謂、ファン群用のコントローラが必要となる。そのため、更に、当該ファン群用のコントローラの温度制御も、ディスクアレイ装置の信頼性を確保する上での問題となってくる。

また、上記特許文献２に係わる従来技術では、上述したようなファン群用のコントローラとその制御が不要となり、そのため、機器の信頼性を向上することが可能となるが、その半面、装置の設計時において、筺体内における冷却風の流路の調整に時間が掛かってしまうという問題点がある。

更に、上記特許文献３に係わる従来技術では、液体冷媒の利用により、従来の空冷方式に比べて、その冷却性能を大幅に向上させることができ、かつ、その駆動源であるポンプの寿命を増大させる効果もある。しかしながら、この従来技術では、上記ポンプの制御を、例えば、キーボードコントローラのようなパソコンの電子回路基板に予め組み込まれた素子を用いて行うことから、当該キーボードコントローラ自体を、温度センサからの入力とポンプへの出力に対応できるように、特殊な仕様としなければならない。また、液冷システム自体も、上記コントローラからの信号が入力できるよう、特別な入力端子が必要となる。

そのため、上記特許文献３に係わる従来技術では、上記コントローラがコスト高の要因となり、更には、その制御が複雑となると共に、コントローラ自体の信頼性も問題となってくる。なお、上述したように、ディスクアレイ装置やサーバにおいては、極めて高い信頼性が要求されており、そのため、装置の冷却を行う冷却装置の適用に際しては、特に、その信頼性について慎重に検討する必要がある。

そこで、本発明では、特に、ディスクアレイ装置の筐体内に実装されるディスクドライブやその他の電子装置の冷却性能を向上させることが可能であり、もって、ディスクドライブの温度上昇とディスクドライブ間の温度の不均一（バラツキ）を低減し、もって、ディスクドライブ装置や電子装置の信頼性を向上し、かつ、その長寿命化を図り、それによりディスクドライブの高密度実装化、ディスクアレイ装置の大容量化・高速化を実現させることを目的とする。

本発明によれば、上記の目的を達成するため、まず、複数のディスクドライブを筐体内に収納したユニットを、ラック内に収容してなるディスクアレイ装置において、前記ユニットは、当該ユニットにおける各ディスクドライブを制御するためのコントローラ、及び、送風ファンと共に、液体冷媒を送液するためのポンプ、液体冷媒に吸収された熱を外気に伝達するラジエータ及びそれらを接続する配管よりなる液冷システムを備えており、かつ、前記液冷システムは、少なくとも前記コントローラと熱的に接続されていると共に、前記ポンプの回転数を、前記液冷システムの一部に設けられかつ前記複数のディスクドライブにおける消費電力に応答して変化する液体冷媒の温度を検出するための温度センサからの検出信号により制御するように構成したディスクアレイ装置が提供される。

なお、本発明では、前記に記載したディスクアレイ装置において、前記各ユニットにおける前記液冷システムの配管は、更に、当該ユニットの電源部にも配設されていてもよく、また、前記各ユニットにおける前記温度センサは、前記液冷システムを構成する配管の一部に設けられたことが好ましい。更に、前記各ユニットには、更に、前記筐体内に収納した複数のディスクドライブに熱的に結合された冷却ジャケットが設けられ、かつ、前記配管の一部に接続されて前記液冷システムの一部を構成していることが好ましい。

さらに、本発明では、前記に記載したディスクアレイ装置において、前記各ユニットには、更に、前記コントローラを冷却するための冷却ジャケットが設けられており、かつ、前記配管の一部に接続されて前記液冷システムの一部を構成してもよく、または、前記温度センサが前記ラジエータの入口の近傍に設けられることが好ましい。また、前記各ユニットにおける温度センサからの検出信号は、当該ユニットの液冷システムを構成する前記ポンプの制御部に直接入力されていることが好ましい。そして、前記各ユニットの内部にはパーティションを設けて前記冷システムを空間的に区切ることが好ましい。

また、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、複数のディスクドライブを筐体内に収納したユニットをラック内に収容してなるディスクアレイ装置のための液冷装置であって、送風ファンと共に、液体冷媒を送液するためのポンプ、液体冷媒に吸収された熱を外気に伝達するラジエータ、それらを接続する配管、及び、液体冷媒の温度を検出するための温度センサとを備えており、前記温度センサを前記複数のディスクドライブにおける消費電力に応答して変化する液体冷媒の温度を検出する位置に配置すると共に、前記ポンプの回転数を前記温度センサからの検出信号によって制御するよう構成した液冷装置が提供される。

なお、本発明では、前記に記載した液冷装置において、更に、前記筐体内に収納した複数のディスクドライブに熱的に結合された冷却ジャケットを備えており、かつ、前記配管の一部に接続されていることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、ディスクアレイ装置の筐体であるラック内に多数実装されるディスクドライブの冷却性能を向上させ、ディスクドライブの温度上昇とディスクドライブ間の温度バラツキを低減し、もって、ディスクドライブの信頼性向上と共に長寿命化を図り、それにより、ディスクドライブの高密度実装化やディスクアレイ装置の大容量化・高速化を実現させることが出来る。また、本発明によれば、ディスクアレイ筐体内に実装されるコントローラのような高発熱素子をも確実に冷却することが出来、もって、ディスクドライブ装置全体の信頼性をも向上することも可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下には、本発明が適用される電子装置の一例として、特に、ディスクアレイ装置に適用した例について説明する。

本発明の実施の形態について、添付の図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する。まず、図１には、本発明が適用されたディスクアレイ装置を構成するユニット筺体１１４の全体構成が示されており、このユニット筺体は、ディスク本体１と共に、ここでは図示していない制御用パッケージ基板２を同じく図示していないキャニスタ７によってアセンブリされたディスクドライブ２６（詳細構造を図５に示す）を、ボックス２７内に多数並べて（本例では、縦方向に、多数並べて）収納している。更に、上記のユニット筺体１１４の内部には、送風ファン３２と共に、冷却液を循環させるためのポンプ１０７、ラジエータ１０２、ジャケット１１８、及びそれらの構成部品をつなぐための配管１０１等よって、所謂、液冷システムが構成されて使用されている。

次に、図２（ａ）には、上記ユニット筺体１１４の内部に収納された液冷システムの基本構成を示す。なお、このような構成によれば、ディスクドライブ２６の発熱素子（駆動モータ、アクチュエータ、ＬＳＩなどの、所謂、制御用電子部品）からの熱を、その放熱面積が大きく取れるラジエータ１０２を介して外部へ放出できるため、大きな発熱量を有する素子をも効率よく冷却することが可能である。従って、発熱も大きいが、処理能力の高いコントローラを各ユニット等で利用すすることが出来るため、ディスクアレイ装置の高速記録が可能となる。

ここで再び、上記の図1に戻り、本実施の形態になるユニット筺体１１４では、その内部において、発熱源であるディスクドライブ２６を多数並べたボックス２７を図の前方に、他方、電源装置３２や図示されていないマザーボード、I/O基板などの電気系統を図の右側奥方に、そして、ラジエータ１０２、ファン３３、冷却液を循環させるためのポンプ１０７等の冷却系等を図の左側奥に位置するように配置されている。なお、本実施の形態においては、更に、上記冷却系統が配置された空間と電源装置３２からなる電源系統が配置された空間との間には、パーティション１１２が設けられており、これにより、万一、冷却系を構成する配管１０１の一部又はその接続部等から冷却液が外部に漏れ出した際にも、上記電気系統へのダメージを最小限にするよう工夫されている。

また、図１からも明らかなように、ファン３３により送風される冷却風は、ボックス２７内を通って各ディスクドライブ２６を冷却した後、ラジエータ１０２を通り、ユニット筺体１１４の後方面に排気される。これは、上記ユニット筺体１１４を複数個、ラックへ実装した場合、通常ラックの配線スペースがラック全体の排気エリアとして使用されるためである。ただし、ユニット筺体１１４を実装するラックの構造によっては、その裏面にI/Oコネクタ等の電気系統のスペースが多く必要な場合もあり、かかる場合には、ラックの後方側面から排気することが好ましい。

なお、本実施の形態では、上記ユニット筺体１１４の全体を制御するためのコントローラが、図に示すジャケット１１８の下に配置されており、かつ、温度センサ１２０が上記コントローラ冷却用のジャケット１１８の出口とラジエータ１０２とを結ぶ配管１０１の途中に設けられている。即ち、ポンプ１０７の回転数は、この温度センサ１２０により検出される温度に比例して制御される。なお、具体的には、温度センサ１２０としては、例えば、サーミスタを用い、当該サーミスタの出力をポンプ１０７中に既に設けられているポンプ制御部１２６（図２（ａ）を参照）に直接入力し、もって、モータの回転数制御を行なう。このため、ポンプ１０７の回転数制御は、他のコントローラを介することなく、当該ポンプ１０７単独で行うことが出来、これにより、配線が著しく簡略化されると共に、制御の信頼性をも同時に増大することが可能となる。

なお、以上の構成によれば、後にも詳細に説明するが、上記コントローラ冷却用ジャケット１１８の下に設けたコントローラがフル稼働しているときには、そこでの発熱量が大きく、そのため、温度センサ１２０が感知する温度の値が大きくなることから、ポンプ１０７は定格回転数で回転稼動をする。一方、このコントローラがアイドリング状態では、発熱部からの発熱量が小さく、温度センサ１２０により感知する温度もその値を減少する。これにより、ポンプ１０７の回転数は減少するが、しかしながら、循環流量も減少し、それに伴って、同時に、温度センサ１２０での温度も上昇する。そのため、ポンプ１０７は、適当な回転数でバランスする。このように、ポンプ１０７はコントローラでの負荷状況により回転数が変わる（制御される）こととなる。換言すれば、コントローラが余り稼動していない時には、ポンプ１０７はその回転数を低下することが出来ることから、ポンプ１０７の寿命が飛躍的に増大することとなる。

次に、図３及び図４は、本発明の更に他の実施の形態を示している。まず、図３に示す実施の形態では、上記の液冷システムが、コールドプレート１００を備えており、このコールドプレート１００を介して、ボックス２７内の多数のディスクドライブ２６を冷却している。なお、このコールドプレート１００は一対で設けられ、その内部に多数のディスクドライブ２６を収納したボックス２７の、図の上下の面に取り付けられている。また、図４に示す実施の形態では、上記一対のコールドプレート１００に加えて、その他、電源３２や他の冷却ジャケット１１８にも同時に冷却液を循環させて冷却している。

これらの実施の形態では、上記の図３や図４に示すように、キャニスタ７（図５を参照）の側壁、即ち、各ディスクドライブ２６の図の上下の面には、熱伝導促進部材１１０が接続されており、更に、これらディスクドライブ２６を多数その内部に収納するボックス２７の上下面には、上記一対のコールドプレート１００が熱的に接続されている。なお、キャニスタ７の材質、特に、その側壁を構成する部材は、熱伝導率の高い材料で構成することが好ましく、例えば、銅やアルミニウムやステンレス等の金属が用いられる。又は、これに代えて、カーボンファイバーやカーボンコンポジット、カーボンナノチューブ等を使った熱伝導率の高いカーボン材なども考えられる。このように、キャニスタ７の側壁を形成する熱伝導促進部材１１０として、高熱伝導率の材質を用いることによれば、ディスク本体１から吸熱した熱をキャニスタ７を介して、効率良く、外部へ輸送することが可能となる。

なお、上記一対のコールドプレート１００の内部には、例えば、水や不凍液などの冷却液が封入されている。また、このコールドプレート１００は、配管１０１を通してラジエータ１０２に接続されている。すなわち、この配管１０１を通して、上記コールドプレート１００とラジエータ１０２との間では、冷却液の流路（冷却サイクル）が形成される。なお、上記図３や図４に示す実施の形態では、一対のコールドプレート１００を、一個のラジエータ１０２に接続するため、配管１０１の途中には、所謂、分岐・合流部１０８が設けられている。また、ジョイント１１７により、ボックス２７側を冷却サイクルに対して自在に着脱することが可能となっている。なお、このような構成によれば、ディスクアレイ筺体の全体の製作性を、著しく向上させることが可能となる。

また、上記の構成によれば、ディスク本体１からキャニスタ7（図５を参照）に伝えられた熱は、上記の熱伝導促進部材１１０を介して、ボックス２７の上下面に設けられた一対のコールドプレート１００へ伝わり、これらコールドプレート１００の内部で冷却液に吸収される。その後、この熱を吸収した冷却液は、ラジエータ１０２へ移動し、このラジエータ１０２において除熱され（排熱し）、その後、再び、コールドプレート１００へ戻る。即ち、ディスクドライブ２６を内部に搭載したキャニスタ７を含め、その内部に複数のキャニスタ７を収納したボックス２７を、効率的に冷却することが可能となる。

続いて、添付の図５は、上述した実施の形態において、上記キャニスタ７の内部に搭載されるディスクドライブ２６の詳細な構造を示している。図からも明らかなように、ディスク本体１には、図示されない磁気ディスク、駆動モータ、磁気ヘッド、アクチュエータ等、所謂、発熱部をその内部に搭載している。また、このディスク本体１の上部には、ディスク本体１と電気的に接続された制御用パッケージ基板２が搭載されている。なお、この制御用パッケージ基板２は、ディスク本体１と外部との間でのデータの受け渡しとその制御を司っている。

即ち、この制御用パッケージ基板２上には、ここでは図示されない大型基板との間で電気的な信号の受け渡しや給電を行なうため、所謂、コネクタ３が、更には、複数のＬＳＩ４が搭載されている。なお、これらＬＳＩ４は、上記ディスク本体１と並んで、代表的な発熱体を構成するものである。そして、これらＬＳＩ４からの熱は、上記ディスク本体１と制御用パッケージ基板２との間に設置した熱伝導シート５を介して、ディスク本体１に熱伝導で伝わり、その後、このディスク本体１の熱と一緒に、上述したように、外部へ放熱されることとなる。

ところで、上記のディスク本体１は、図にも示すように、その側面に設けられた複数のネジ穴６を介して、キャニスタ７のガイド板８に設けられたネジ９によって、当該キャニスタ７にアッセンブリされる。なお、このキャニスタ７には、保守時に容易にディスクドライブ２６を脱着できるようにハンドル１６が設けられている。さらに、このハンドル１６には、ディスクアレイ装置の動作信頼性を向上させるため、具体的には、これを単に引っ張っただけではディスクドライブ２６が外れないように、所謂、ロック機構が内蔵されている。即ち、このディスクドライブ２６を取り外す場合には、更に、隣接して設けられたリリースボタン１７を押して、ディスクドライブ２６の取り外しを行なう構造となっている。

一方、上記制御用パッケージ基板２の上部には、当該制御用パッケージ基板２を保護するためのカバー１８が取り付けられている。また、上記キャニスタ７とディスク本体１とは、熱伝導グリース１０によって熱的に接続されており、これにより、ディスク本体１と制御用パッケージ基板２の熱を一括してキャニスタ７に伝導する構成となっている。そして、前述したように、当該キャニスタ7の側壁には、前述した熱伝導促進部材１１０が接続されており、これにより、ディスク本体１からキャニスタ7に伝えられた熱は、この熱伝導促進部材１１０を介してコールドプレート１００へ伝達される。このように、この熱伝導促進部材１１０は、上記キャニスタ7とボックス２７は、記コールドプレート１００との間の隙間をなくすことにより、両者の間を熱的に接続させるものである。そのためには、この熱伝導促進部材１１０を形成する部材としては、ある程度の熱伝導性と共に、柔軟性をも有するものが好ましく、例えば、熱伝導グリースを利用するものでもよい。これによれば、特に、ディスクドライブとボックスとの間の接触状態に依存して発生する各ディスクドライブでの温度上昇のバラツキを、完全になくすことが可能となる。

次に、上述したディスクドライブの動作について説明する。コントローラ（例えば、図１のコントローラ冷却用ジャケット１１８の下に配置されている）は、筐体内に実装されているディスクドライブ２６と通信することで、ディスクドライブ２６が「Ｒｅａｄｙ」、「Ｎｏｔ Ｒｅａｄｙ」、「電源ＯＦＦ」のいずれの動作状態にあるのかを把握することができる。また、コントローラは、ディスクドライブ２６にコマンドを送信し、これによりディスクドライブ２６の動作を制御する。

一方、各ディスクドライブ２６は、上記コントローラから送信されてくるコマンドを受信して、「Ｒｅａｄｙ」、「Ｎｏｔ Ｒｅａｄｙ」、「電源ＯＦＦ」のいずれかの動作状態に切り替わる。このうち、「Ｒｅａｄｙ」状態で動作しているディスクドライブ２６は、コントローラから送られてくるデータの読み出し／書き込みコマンドを受け付けることが可能である。即ち、この「Ｒｅａｄｙ」状態で動作しているディスクドライブ２６のディスク本体１は、データの読み出し／書き込みを行うために必要な高い回転数で回転している。これに対し、ディスクドライブ２６が「Ｎｏｔ Ｒｅａｄｙ」の動作状態で稼働している場合には、そのディスクドライブ２６はデータの読み出し／書き込みを行うのに必要な高い回転数では回転していない。なお、この「Ｎｏｔ Ｒｅａｄｙ」の動作状態で稼働しているディスクドライブ２６は、データの読み出し／書き込みに関するコマンドは受け付けないが、例えば、「Ｒｅａｄｙ」の動作状態に移行させるコマンドなど、特定の種類のコマンドは受け付けることができる。さらに、ディスクドライブ２６が「電源ＯＦＦ」の状態の場合、ディスクドライブ２６は、コントローラから送信されてくるコマンドを受け付けることができない。また、この時は、ディスクドライブ２６のディスク本体１は回転を完全に停止している。

このように、ディスクドライブ２６の平均消費電力は、「Ｒｅａｄｙ」状態で動作している場合が最大であり、「Ｎｏｔ Ｒｅａｄｙ」の動作状態で稼働している場合の方が、「Ｒｅａｄｙ」の動作状態で稼働している場合よりも少ない。そして、「電源ＯＦＦ」の状態では、このディスクドライブ２６の平均消費電力は、ゼロ（０）である。

そこで、上記図３や図４に示す実施の形態においても、上記図１に示した実施の形態と同様に、ラジエータ１０２の入口側配管１０１の途中に温度センサ１２０が設けられており、その検出値によりポンプ１０７の回転数を変える（制御する）。即ち、上記図３の形態では、ボックス２７内のディスクドライブ２６が書き込み等でフル稼働している時には、ポンプ１０７を定格回転させ、他方、アイドリング状態では低速で回転させる。さらに、上記図４に示した実施の形態では、上記一対のコールドプレート１００に加えて電源３２や他のジャケット１１８にも同時に冷却液を循環させる構造から、温度センサ１２０は、上記のに加え、更に、コントローラや電源３２を含め、即ち、上記ユニット筺体１１４全体での稼動状況によって、ポンプ１０７の回転数が変わる（制御される）。これにより、上記の実施の形態と同様に、全ての時間で定格回転する場合に比べ、ポンプの累積回転数が大きく減少してポンプ１０７の寿命を大幅に増大することができ、もって、冷却システムの信頼性を向上することとなる。

更に、図２（ｂ）には、上記実施の形態において使用する液冷システムの他の構成を示す。この図に示す液冷システムの構成によれば、上記図２（ａ）に示した液冷システムと比較し、ポンプ１０７が冷却ジャケット１１８の出口側に設けられており、また、温度センサ１２０は上記ポンプ１０７の内部に設けられている。かかる構成の液冷システムによれば、上記温度センサ１２０とポンプ１０７との間における配線が不要になり、そのため、当該液冷システムの取り付け作業を大幅に簡略化することが可能となる。

次に、添付の図６は、上記にその詳細な構造を説明したユニット筺体１１４を、その収納筐体である、所謂ラック１１５の内部に、多数（本例では、８個）、実装した状態のディスクアレイ装置を示している。なお、このラック１１５の後方側のスペースは、所謂、配線領域となっている。また、この図６の例では、各ユニット筺体１１４のラジエータ１０２からの冷却風は、当該ユニット筺体１１４の後方に排気されている。これは、ユニット筺体をラック１１５へ実装した場合、上述したように、通常、当該ラック１１５の配線スペース（ラックの後方）が、ラック全体の排気エリアとして使用されるためである。ただし、その裏面において、例えば、I/Oコネクタ等の電気系統のスペースが多く必要な場合には、後方の側面から排気したほうが良い場合もあり、その状況に応じて、適宜、選択される。

以上に詳細に述べたように、上記図１〜図６に示した本発明の実施の形態になるディスクアレイ装置の構成によれば、多数のディスクドライブを高密度に実装した場合でも、コントローラや各ディスクドライブの冷却性能を、その消費電力に応じて回転数を変化するポンプを用いた液例システムを適用することにより、その信頼性を確保しながら、向上することが出来ると共に、更には、筐体内に多数高密度に実装されたディスクドライブ間における温度の不均一（バラツキ）をも最小限に押さえることが可能となり、これにより、大容量化・高速化の可能なディスクアレイシステムの実現を可能とすることになる。

なお、以上の説明では、上記の温度センサを、ラジエータの入口側配管に配置する実施の形態についてのみ述べたが、しかしながら、本発明はかかる配置にのみ限定されるものではなく、例えば、更に、他の温度センサをポンプの出口側配管にも接続し、もって、これら二つのセンサの値や温度差によってポンプの回転数を制御することよれば、液冷システムにより、よりきめの細かいコントロールが可能となる。また、本実施の形態では、冷却制御が、コントローラなどの電子回路とは個別に行なわれているため、冷却制御をシンプルな構成で、かつ、確実・安全に行なうことが可能となる。

以上、要約すると、本発明になるディスクアレイ装置では、筐体内部に多数、高密度で収納されたディスクドライブの冷却性能は、各ディスクドライブ間でほぼ一定となり、従来のディスクアレイ装置で問題となったような、例えば、ディスクドライブ同士の搭載位置ズレ等に起因する温度上昇における不均一（バラツキ）等を確実に解消することが可能となる。このように、本発明によれば、ディスクアレイ装置におけるディスクドライブの冷却性能を大幅に改善することにより、将来予想される高発熱のディスクドライブにも対応が可能な、高信頼・高性能な冷却システムをも構築することが出来ることとなる。

本発明の一の実施の形態になる、ディスクアレイ装置を構成するユニット筺体の斜視図である。 上記ユニット筺体内に設けられる、本発明になる液冷システムの構成例を示す図である。 本発明の他の実施の形態になる、ディスクアレイ装置を構成するユニット筺体の斜視図である。 本発明の更に他の実施の形態になる、ディスクアレイ装置を構成するユニット筺体の斜視図である。 上記ユニット筺体内に多数収納されるディスクドライブの詳細な構造を示す展開斜視図である。 上記実施の形態になるディスクアレイ装置をラックの内部に多数収納した本発明になるディスクアレイ装置の全体構成を示す斜視図である。

符号の説明

１…ディスク本体、２…制御用パッケージ基板、３…コネクタ、４…ＬＳＩ、５…熱伝導シート、６…ネジ穴、７…キャニスタ、９…ねじ、１０…熱伝導グリース、１６…ハンドル、１７…リリースボタン、１８…カバー、２６…ディスクドライブ、２７…ボックス、３２…電源装置、３３…送風ファン、１００…コールドプレート、１０１…配管、１０２…ラジエータ、１０３…放熱フィン、１０７…ポンプ、１０８…分岐・合流部、１０９…タンク、１１０…熱伝導促進部材、１１２…パーティション、１１４…ユニット筺体、１１５…ラック、１１８…冷却ジャケット、１２０…温度センサ。

Claims (10)

1. 複数のディスクドライブを筐体内に収納したユニットを、ラック内に収容してなるディスクアレイ装置において、前記ユニットは、当該ユニットにおける各ディスクドライブを制御するためのコントローラ、及び、送風ファンと共に、液体冷媒を送液するためのポンプ、液体冷媒に吸収された熱を外気に伝達するラジエータ及びそれらを接続する配管よりなる液冷システムを備えており、かつ、前記液冷システムは、少なくとも前記コントローラと熱的に接続されていると共に、前記ポンプの回転数を、前記液冷システムの一部に設けられかつ前記複数のディスクドライブにおける消費電力に応答して変化する液体冷媒の温度を検出するための温度センサからの検出信号により制御するように構成したことを特徴とするディスクアレイ装置。
2. 前記請求項１に記載したディスクアレイ装置において、前記各ユニットにおける前記液冷システムの配管は、更に、当該ユニットの電源部にも配設されていることを特徴とするディスクアレイ装置。
3. 前記請求項１又は２に記載したディスクアレイ装置において、前記各ユニットにおける前記温度センサは、前記液冷システムを構成する配管の一部に設けられたことを特徴とするディスクアレイ装置。
4. 前記請求項１に記載したディスクアレイ装置において、前記各ユニットには、更に、前記筐体内に収納した複数のディスクドライブに熱的に接続された冷却ジャケットが設けられ、かつ、前記配管の一部に接続されて前記液冷システムの一部を構成していることを特徴とするディスクアレイ装置。
5. 前記請求項１又は４に記載したディスクアレイ装置において、前記各ユニットには、更に、前記コントローラを冷却するための冷却ジャケットが設けられており、かつ、前記配管の一部に接続されて前記液冷システムの一部を構成していることを特徴とするディスクアレイ装置。
6. 前記請求項１乃至５に記載したディスクアレイ装置において、前記各ユニットでは、前記温度センサが前記ラジエータの入口の近傍に設けられていることを特徴とするディスクアレイ装置。
7. 前記請求項１乃至６に記載したディスクアレイ装置において、前記各ユニットにおける温度センサからの検出信号は、当該ユニットの液冷システムを構成する前記ポンプの制御部に直接入力されていることを特徴とするディスクアレイ装置。
8. 前記請求項１乃至７に記載したディスクアレイ装置において、前記各ユニットの内部にパーティションを設けて前記冷システムを空間的に区切っていることを特徴とするディスクアレイ装置。
9. 複数のディスクドライブを筐体内に収納したユニットをラック内に収容してなるディスクアレイ装置のための液冷装置であって、送風ファンと共に、液体冷媒を送液するためのポンプ、液体冷媒に吸収された熱を外気に伝達するラジエータ、それらを接続する配管、及び、液体冷媒の温度を検出するための温度センサとを備えており、前記温度センサを前記複数のディスクドライブにおける消費電力に応答して変化する液体冷媒の温度を検出する位置に配置すると共に、前記ポンプの回転数を前記温度センサからの検出信号によって制御するよう構成したことを特徴とする液冷装置。
10. 前記請求項９に記載した液冷装置は、更に、前記筐体内に収納した複数のディスクドライブに熱的に結合された冷却ジャケットを備えており、かつ、前記冷却ジャケットは前記配管の一部に接続されていることを特徴とする液冷装置。

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