JP4897685B2

JP4897685B2 - 電力系統構成要素の対応付け

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Description

本技術分野は、包括的には電力系統に関する。特に、本技術分野は、電力系統の構成要素への負荷を管理することに関する。

データセンタの典型的な電力系統は、データセンタの電源をコンピュータシステムに接続するいくつかの、場合によっては数百の回路ブレーカを含む。コンピュータシステムの設置時、又はコンピュータシステムに対して保守を行うため等の特定の状況では、回路ブレーカに過負荷がかからないように、コンピュータシステムとブレーカとの対応、コンピュータシステムの定格電流、実電流、及び／又は消費電圧−消費電流を知ることが重要である。たとえば、コンピュータシステムとブレーカとの対応は、システム管理者が、コンピュータシステムを収容している所与のラックへの電力を、そのラックの電源を整備する必要があるとき、又はそのラックが配置替えされているときに、オフにできるようにするために必要である。

対応付け、及び定格電流、実電流、消費電圧、及び消費電流は、コンピュータシステムを回路又は配電器（ＰＤＵ）に接続する際に、その回路又はＰＤＵに過負荷がかからないようにする等の容量計画のためにも必要である。容量計画は２つの問題を内包している。第１に、コンピュータシステムの設置時又は配置変え時等、コンピュータシステムを、そのコンピュータシステムに給電する回路に接続する必要があるとき、システム管理者は、コンピュータシステムの電力ニーズを満たすのに十分な空き容量が回路にあることを保証しなければならない。第２に、信頼性のために、回路及びコンピュータシステムに接続された無停電電源（ＵＰＳ）装置は、データセンタへの主電源が停電したときに、ＵＰＳに接続されているコンピュータシステムが要求する負荷を供給できるような容量を有さなければならない。したがって、コンピュータシステムをデータセンタの配電網に接続する前に、システム管理者が、十分な空き未割り当て電力容量（ＵＰＣ）があるか否かを判断することが重要である。

今日のデータセンタでは、コンピュータシステムとブレーカとの対応付けは手作業で判断されて保守される。通常、各回路の設置時に、各回路にＰＤＵ番号及び関連するブレーカ番号がラベルに記される。コンピュータシステムがその後設置されると、システム管理者は、ラベル情報と共にコンピュータシステム情報を、たとえばデータベースに記録する。数千とまではいかないが数百のコンピュータシステムを有するデータセンタでは、この手続きはコストがかかるとともに非常にエラーを発生させやすい。さらに、このプロセスは、新しいコンピュータシステムを追加するとき、又は古いコンピュータシステムを交換するとき等、データセンタの構成が変更される都度、繰り返す必要がある。

さらに、今日のデータセンタでは、回路の消費電流が様々な方法で測定される。しかし、測定された負荷を、電流を消費しているコンピュータシステムに相関付ける自動化されたプロセスはない。さらに、各回路に接続されたコンピュータシステムの定格負荷を集約する自動化されたプロセスもない。コンピュータシステムの実負荷は、コンピュータシステムが消費し得る最大負荷を必ずしも表すわけではないため、定格負荷は重要である。したがって、測定負荷では十分ではない場合がある。

一実施の形態によれば、電力系統構成要素が、コントローラ及びデータ収集システムを使用して対応付けられる。コントローラは、第１の電力系統構成要素の第１の電力系統構成要素ＩＤを第２の電力系統構成要素に送るように動作可能であり、第２の電力系統構成要素は第１の電力系統構成要素から電力を受け取る。データ収集システムは、第２の電力系統構成要素から第１の電力系統構成要素ＩＤ及び第２の電力系統構成要素の第２の電力系統構成要素ＩＤを受け取るように動作可能である。データ収集システムは、受け取ったＩＤに基づいて、第１の電力系統構成要素に第２の電力系統構成要素を関連付けるようにさらに動作可能である。

本発明を限定ではなく例として、同様の符号参照が同様の要素を指す添付図面に示す。

簡単にするため、且つ例示のために、実施形態の原理を主に実施形態の例を参照することによって説明する。以下の説明では、実施形態の完全な理解を提供するために多くの特定の詳細が記される。しかし、これら特定の詳細に限定されることなく実施形態を実施できることが当業者には明らかであろう。場合によっては、実施形態を不必要に曖昧にしないように、既知の方法及び構造については詳細に説明していない。

本明細書において述べる実施形態の多くは、電力系統構成要素の自動対応付けについて述べている。実施形態について、限定ではなく例としてデータセンタの電力系統に関連して説明する。本明細書において述べる方法及び装置が任意の種類の環境で使用される電力系統に適用可能なことが当業者には明らかであろう。

図１は、データセンタの一実施形態による電力系統１００を示す。電力系統１００はたとえばデータセンタで使用されて、コンピュータシステム１５０ａ〜１５０ｌ等の負荷に給電することができる。電力系統１００は、切り替えスイッチ１２０を介して商用配電網１１０に接続される。電力系統１００は、発電機１１２及びバッテリ１１４等の代替エネルギー源に接続することもできる。切り替えスイッチ１２０は、どのエネルギー源が電力系統１００への給電に使用されるかを制御する。たとえば、商用配電網１１０を電力系統１００の主電源として使用することができる。商用配電網１１０が停電した場合、又は商用配電網１１０によって十分な電力が提供されない場合、切り替えスイッチ１２０は電力を代替エネルギー源から電力系統１００に供給する。別法として、たとえば電力を代替エネルギー源からより安価なレートで供給できるため、代替エネルギー源を電力系統１００の主電源として使用することもできる。そして、たとえば、代替エネルギー源が系統１００の要求を満たすことができない場合に、必要に応じて商用配電網１１０からの電力を引き込むことができる。

電力系統１００の他の構成要素としては、ＵＰＳ１３０ａ〜１３０ｄ及びＰＤＵ１４０ａ〜１４０ｆが含まれる。ＵＰＳ１３０ａ〜１３０ｄは、商用配電網１１０、発電機１１２、及び／又はバッテリ１１４等のエネルギー源から電力を受け取る無停電電源である。ＵＰＳ１３０ａ〜１３０ｄは、少なくとも所定の時間期間にわたって負荷に途切れのない電力を提供することができる。たとえば、ＵＰＳ１３０ａ〜１３０ｄは、発電機１１２が稼働する状態になったときに途切れのない電力を負荷に供給することができる。また、ＵＰＳ１３０ａ〜１３０ｄは、瞬時性電圧降下、サージ、不良高調波等の電力源の望ましくない特性を最小化する回路を備える。

ＵＰＳ１３０ａ〜１３０ｄはＰＤＵ１４０ａ〜１４０ｆに接続される。ＰＤＵ１４０ａ〜１４０ｆは、ラック１６０ａ〜１６０ｄ等のラックに収容され得るコンピュータシステム１５０ａ〜１５０ｌの電源に給電する配電器である。ＰＤＵ１４０ａ〜１４０ｆは、ＡＣ／ＡＣ電源、回路ブレーカ、電源異常アラーム、及び他の電力調整回路を備えて電圧を落とし、コンピュータシステム１５０ａ〜１５０ｌに供給される電力を調整する。コンピュータシステム１５０ａ〜１５０ｌは、ＰＤＵ１４０ａ〜１４０ｆから電力を受け取る電源（図示せず）を備えることができる。電源はコンピュータシステム１５０ａ〜１５０ｌの内部にあってもよく、又はラック１６０ａ〜１６０ｄに収容されてもよい。

グリッドとも呼ばれる冗長性を、電力系統１００の１つ又は複数のレベルにおいて提供することができる。電力系統１００はＮ＋１の冗長性を提供し、ここで、１つ又は複数のレベルにおいてＮ＝１である。しかし、電力系統１００により大きな冗長性、たとえば３＋１、２Ｎ＋１等を提供することも可能である。各レベルはＮ＋１の冗長性を有することができる。ＵＰＳレベルでの１＋１の冗長性の場合、各ＵＰＳ１３０ａ〜１３０ｄは、切り替えスイッチ１２０内の２つの別個の電気回路（図示せず）及び２本のワイヤを使用して切り替えスイッチ１２０に接続される。したがって、いずれか１つの回路が故障しても、必ずしもコンピュータシステム１５０ａ〜１５０ｌのいずれかが電力を失うことになるわけではない。同様に、ＰＤＵレベルでも、各ＰＤＵ１４０ａ〜１４０ｆはＵＰＳ１３０ａ〜１３０ｄのうちの少なくとも２つに接続される。したがって、たとえばＵＰＳ１３０ａが故障した場合、ＵＰＳ１３０ｂがＰＤＵ１４０ａに給電する。冗長性をＰＤＵレベルにおいて提供することもできる。たとえば、コンピュータシステム１５０ａは回路１及び回路２を介して電流を引き込むことができ、ここで回路１及び回路２はＰＤＵ１４０ａ内の２つの異なる配電回路に接続されているため、単一故障点がない。また、コンピュータシステム１５０ｄは、ＰＤＵ１４０ｃ及びＰＤＵ１４０ｂにそれぞれ接続された回路３及び回路４を介して電流を受け取る。

回路１〜４は、回路ブレーカ１４１〜１４４（ブレーカ１４１〜１４４と呼ぶ）及びラック１６０ａ〜１６０ｄ内の分岐ブレーカ等の他の構成要素を備えることができる。コンピュータシステムレベルでは、２つの電源を各コンピュータシステムに使用して冗長性を提供することができる。

一実施形態によれば、図１に示す電力系統１００での論理リンクの端点を対応付けるシステムが提供される。論理リンクは、１つ又は複数のワイヤ及び電力系統構成要素を含むことができる。図１に示す論理リンクの一例は、ブレーカ１４１とコンピュータシステム１５０ａとの間の接続である。この論理リンクの端点はブレーカ１４１及びコンピュータシステム１５０ａである。論理リンクの端点の他の例は以下である。すなわち、ＵＰＳ１３０ａ及びＰＤＵ１４０ａ、切り替えスイッチ１２０及びＵＰＳ１３０ａ等である。

システム管理者は、電力系統１００での論理リンクの一方の端点を何度も特定することができ、論理リンクの他端に何が接続されているか、すなわち論理リンクの第２の端点を何度も知る必要がある。図１は論理リンクの端点を自動的に対応付けるデータ収集システム１６２を示し、データ収集システム１６２は、システム管理者が論理リンクの端点を素早く特定できるようにする。データ収集システム１６２は電力系統１００での端点を対応づけ、これについて図２〜図７に関連してさらに詳述する。端点の対応付けは、端点である電力系統構成要素を電力系統１００での論理リンクに関連付けることを含む。電力系統構成要素にはたとえば、コンピュータシステム１５０を含め、図１に示す構成要素のうちの任意のものが含まれる。端点の対応付けについて、例としてブレーカ１４１〜１４４とコンピュータシステム１５０ａ〜１５０ｆとの間の接続に関連して説明する。しかし、電力系統１００でのいずれの端点も、本明細書において述べる方法及び装置を使用して対応付けることが可能である。

図２は、コンピュータシステムをブレーカに対応付ける第１の実施形態を示す。図２では、ＰＤＵ１４０ａはブレーカ１４１及び１４２を備える。ＰＤＵ１４０ａは、ＰＤＵ１４０ａに接続されたコンピュータシステム数に応じてより多数又はより少数のブレーカを備えてもよい。また、コンピュータシステム１５０ａ及び１５０ｂのみを、この実施形態及び後述するその他の実施形態を例示するために示す。また、図１は、コンピュータシステム１５０ａがブレーカ１４１及び１４２から電力を受け取ることを示すが、一方のブレーカ１４１からのコンピュータシステム１５０ａへの電力接続のみを、実施形態を説明するために示す。

ＰＤＵ１４０ａは、ＰＤＵ１４０ａのＰＤＵ−ＩＤ並びにブレーカ１４１及び１４２のブレーカＩＤを記憶するコントローラ１７０を備える。ＩＤは不揮発性メモリ１７１に記憶することができる。

コントローラ１７０はモデム１８０ａ、１８０ｂに接続されて、ＰＤＵ１４０ａ並びにブレーカ１４１及び１４２のＩＤをコンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂに送り、最終的にこれらＩＤをコンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂのＩＤと共にデータ収集システム１６２に送る。図１に示すコンピュータシステム１５０ｃ及びその接続は、この実施形態を考察する目的で図２に示されない。また、図２には示されていないが、図１に示すように、ブレーカ１４１はコンピュータシステム１５０ｂに接続される。

コンピュータシステム１５０ａは、ブレーカ１４１から電力線１９１を介して電力を受け取り、コンピュータシステム１５０ｂは、ブレーカ１４２から電力線１９２を介して電力を受け取る。したがって、ブレーカ１４１及びコンピュータシステム１５０ａは第１の論理リンクの端点であり、ブレーカ１４２及びコンピュータシステム１５０ｂは第２の論理リンクの端点である。各端点は、データ収集システム１６２によって対応付けられる。

端点を対応付けるために、図２に示すコントローラ１７０は、モデム１８０ａを使用してブレーカ１４１及びＰＤＵ１４０ａのＩＤを送る。モデム１８０ａ、１８０ｂ及び１５２ａ、１５２ｂは、電力系統構成要素ＩＤ等のデータを送るために、本明細書において述べる実施形態の多くで使用されるインタフェースである。既知の他の種類のインタフェースを使用してもよいことが当業者には明らかであろう。モデム１８０ａは、ＩＤをトレース線１８１上で他方の端点、この例ではコンピュータシステム１５０ａに送る。トレース線１８１は、電力線１９１に関連する、又は物理的に接続された、ＩＤ等のデータを搬送するように動作可能なワイヤを含むことができる。トレース線１８１の論理的な端点は電力線１９１の論理的な端点と同じであり、この例では、コンピュータシステム１５０ａという端点を含む。コントローラ１７０は、ブレーカ１４１に対応付ける必要があるトレース線１８１の他端に接続された実際の構成要素、すなわちコンピュータシステム１５０ａを知らない場合がある。したがって、ブレーカ１４１のＩＤ及びＰＤＵ１４０ａのＩＤが、ブレーカ１４１を含む論理リンクの他方の端点、この例ではコンピュータシステム１５０ａに送られる。

コンピュータシステム１５０は、ブレーカ１４１及びＰＤＵ１４０ａのＩＤを受け取り、ブレーカ１４１及びＰＤＵ１４０ａのＩＤをコンピュータシステム１５０ａのＩＤと共にデータ収集システム１６２に送る。データ収集システム１６２は、３つすべての電力系統構成要素のＩＤを、たとえば単一のメッセージで受け取り、これら３つの電力系統構成要素を対応付ける。たとえば、データ収集システム１６２は、ブレーカ１４１のＩＤをコンピュータシステム１５０ａのＩＤに、電力系統１００での論理リンクの端点として関連付ける。関連付けられたＩＤは、たとえばテーブル又はデータベースに記憶することができる。次いで、システム管理者は、ブレーカ１４１のＩＤと共に記憶されているＩＤを照会して、ブレーカ１４１に接続されているコンピュータシステムを特定することができる。換言すれば、システム管理者は、ブレーカ１４１に接続されている電力系統構成要素を特定する必要がある。システム管理者は単に、ブレーカ１４１のＩＤを含むクエリを生成して、ブレーカ１４１に接続されているすべての電力系統構成要素のリストをデータベース又は対応付けテーブルから検索するだけである。ＰＤＵ１４０ａも同様に、データ収集システム１６２によってブレーカ１４１及びコンピュータシステム１５０ａに関連付けられる。したがって、システム管理者は、コンピュータシステム１５０ａに給電しているＰＤＵを特定することができる。

同様のプロセスが、モデム１８０ｂ及びトレース線１８２を使用して行われる。コントローラ１７０は、ブレーカ１４２及びＰＤＵ１４０ａのＩＤを、端点すなわちコンピュータシステム１５０ｂに、トレース線１８２を介して送る。コンピュータシステム１５０ｂはブレーカ１４２及びＰＤＵ１４０ａのＩＤを受け取り、ブレーカ１４２及びＰＤＵ１４０ａのＩＤをコンピュータシステム１５０ｂのＩＤと共にデータ収集システム１６２に送る。データ収集システム１６２は、３つすべての電力系統構成要素のＩＤを受け取り、構成要素を対応付ける。コンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂ、データ収集システム１６２、及びコントローラ１７０は、ネットワーク又は別種の接続を介して接続してもよい。

図２に示す実施形態では、端点は、コントローラ１７０を使用してブレーカ１４１のＩＤ等の一方の端点のＩＤを送ることによって自動的に対応付けられる。データ収集システム１６２は、ブレーカ１４１及びコンピュータシステム１５０ａのＩＤ等、両端点のＩＤを受け取り、これら端点を自動的に対応付ける。すなわち、端点が電力系統１００の論理リンクの端点として関連付けられる。データ収集システム１６２は、対応付けを行うことに加えて、対応付けプロセスを呼び出すようにも動作可能である。たとえば、データ収集システム１６２は対応付け要求をコントローラ１７０に送る。コントローラ１７０は、対応付け要求を受け取ったことに応答して、モデム１８０ａ及び１８０ｂを使用してブレーカ１４１及び１４２並びにＰＤＵ１４０ａのＩＤを送る。たとえば、モデム１８０ａにはブレーカ１４１が関連付けられ、コントローラ１７０は、モデム１８０ａを使用してブレーカ１４１及びＰＤＵ１４０ａのＩＤをコンピュータシステム１５０ａから成る端点に送る。モデム１８０ｂはブレーカ１４２に関連付けられ、コントローラ１７０は、モデム１８０ｂを使用してブレーカ１４２及びＰＤＵ１４０ａのＩＤをコンピュータシステム１５０ｂから成る端点に送る。データ収集システム１６２は端点のＩＤを受け取り、これらを対応付ける。

ＰＤＵ及びブレーカのＩＤを送ることは、データ収集システム１６２が、電力系統１００でのコンピュータシステムとブレーカとの対応を自動的に判断するように動作可能なように、電力系統１００のすべてのＰＤＵ及びブレーカに対して行われる。データ収集システム１６２により生成される対応付けテーブルの一部の一例を以下に示す。

この対応付けテーブルから、電力系統１００でのブレーカとコンピュータシステムとの間の論理リンクを表示するグラフィックユーザインタフェース、すなわちＧＵＩインタフェースを生成することができる。システム管理者は、ＧＵＩインタフェースを使用して、保守及び他の作業を行うために、接続されている端点を素早く特定することができる。

図２に示す実施形態では、トレース線１８１及び１８２が、ＰＤＵ１４０ａのモデム１８０ａ及び１８０ｂをコンピュータシステムのモデム１５２ａ及び１５２ｂに接続するために使用される。上述したように、トレース線１８１及び１８２は、電力線とは別個であり且つＰＤＵ１４０ａをラック１６０ａにあるコンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂに接続するワイヤを含むことができる。これらモデムは、トレース線を介してデータを伝送するように動作可能な従来のモデムを含むことができる。別の実施形態によれば、ＰＤＵ及びブレーカのＩＤは、図３に示す電力線搬送モデムを使用して電力線を介して伝送される。

図３は、モデム１８０ａ、１８０ｂ及び１５２ａ、１５２ｂが、トレース線に代えて電力線１９１、１９２を介して情報を伝送する電力線搬送（ＰＬＣ）モデムであることを除き、図２に示す実施形態と同様の別の実施形態を示す。既存の電力線を使用することにより、ブレーカ１４１、１４２とコンピュータシステムとの間での対応情報の伝送を推進するために、トレース線等の追加のワイヤを追加する必要がない。

図３に示すように、コントローラ１７０はモデム１８０ａ、１８０ｂに接続されて、ブレーカ１４１及び１４２のＩＤをそれぞれの電力線１９１及び１９２上で送る。ＰＤＵ１４０ａのＩＤも送ることができる。これらＩＤは電力線１９１及び１９２の端点、たとえばコンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂに送られる。たとえば、コンピュータシステム１５０ａは、電力線１９１及びＰＬＣモデム１５２ａを介してブレーカ１４１及びＰＤＵ１４０ａのＩＤを受け取り、これらＩＤをコンピュータシステム１５０ａのＩＤと共にデータ収集システム１６２に送る。データ収集システム１６２はこれらＩＤを関連付ける。同様に、コンピュータシステム１５０ｂは、電力線１９２及びＰＬＣモデム１５２ｂを介してブレーカ１４２及びＰＤＵ１４０ａのＩＤを受け取り、これらＩＤをコンピュータシステム１５０ｂのＩＤと共にデータ収集システム１６２に送り、データ収集システム１６２において、これらＩＤが関連付けられる。たとえば、これらＩＤは上述したように対応付けテーブルに記憶される。データ収集システム１６２は、対応付けを行うことに加えて、たとえば対応付け要求をコントローラ１７０に送ることによって対応付けプロセスを呼び出すようにも動作可能である。

図４は、対応情報を求める別の実施形態を示す。図２及び図３に示す実施形態では、対応情報は一般に、ブレーカ１４１、１４２からコンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂに一方向に送られる。図４に示す実施形態では、ポーリングがコンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂからの対応情報の検索に使用される。たとえば、コントローラ１７０はＰＬＣモデム１８０ａ、１８０ｂに接続される。コントローラ１７０は、対応情報要求を電力線１９１、１９２上で、コンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂ等の端点に送る。コンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂはそれぞれ、ＰＬＣモデム１５２ａ、１５２ｂをそれぞれ使用してコンピュータシステムＩＤ（たとえば、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス等）で要求に応答する。図１のコンピュータシステム１５０ａ〜１５０ｃ等、要求を同時に受け取るマルチコンピュータシステムの場合では、コンピュータシステム１５０ａ〜１５０ｃの応答は、複数のシステムがモデム１８０ａ等のＰＬＣモデムと同時に通信しようとしないようにずらされる。このずらしは、通信システムの分野の当業者に既知の既存の衝突回避技術を使用して提供することができる。コントローラ１７０はコンピュータシステムＩＤを受け取り、コンピュータシステムＩＤをそれぞれのブレーカＩＤ及びＰＤＵ１４０ａのＩＤと共に送る。たとえば、コントローラ１７０はコンピュータシステム１５０ａのＩＤを受け取る。論理リンクの他方の端点がブレーカ１４１であり、ブレーカ１４１がＰＤＵ１４０ａ内にあることがコントローラ１７０により予め決められる。したがって、コントローラ１７０は、コンピュータシステム１５０ａ、ブレーカ１４１、及びＰＤＵ１４０ａのＩＤを含むメッセージを生成する。メッセージは対応付けのためにデータ収集システム１６２に送られる。すなわち、ＩＤが端点として関連付けられ、おそらく対応付けテーブルに記憶される。コンピュータシステム１５０ｂ、ブレーカ１４２、及びＰＤＵ１４０ａのＩＤはまた、メッセージでデータ収集システム１６２に送られ、データ収集システム１６２でこれらＩＤが対応付けられる。

ポーリングは、完全な対応付けテーブルを生成できるようにすべてのブレーカに対して行うことができる。対応情報の送信に、電力線及びＰＬＣモデムの使用に代えて、トレース線及びトレース線を介して信号を送信するように動作可能なモデムを使用することもできる。ポーリングプロセスは、データ収集システム１６２が、たとえば対応付け要求をコントローラ１７０に送ることによって呼び出すことができる。また、端点を特定した後、データ収集システム１６２は端点と通信して、その端点についてより多くの情報を求めることができる。たとえば、コンピュータシステム１５０ａを端点として特定した後、データ収集システム１６２は、コンピュータシステム名、コンピュータシステム特性（たとえば、プロセッサ種類、プロセッサ速度、メモリ量等）等のより多くの情報をコンピュータシステム１５０ａに要求することができる。この情報は対応付けテーブルに記憶することができ、システム管理者が負荷管理、保守等の管理作業に使用することができる。

図４は、論理的な端点を対応付けるさらに別の実施形態を示すために使用することができる。この実施形態では、データ収集システム１６２は、コンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂ等の各コンピュータシステム、又は図５に示し以下に詳述するラックコントローラ等の各ラックコントローラと通信して、コンピュータシステム又はラックコントローラにそれぞれのＩＤを上流に接続されたブレーカに送るように命令する。次いで、コントローラ１７０は、ラックコントローラ及び／又はコンピュータシステムのＩＤに、対応するブレーカＩＤを関連付けることができる。関連付けられたＩＤを、論理的な端点の対応付けに使用し、次いでデータ収集システム１６２に送ることができる。別法として、コントローラ１７０は、ＩＤをデータ収集システム１６２に送ってもよい。次いで、データ収集システム１６２はＩＤを関連付けて対応付けを提供する。

図５は、ラック電源が、ブレーカ１４１、１４２から受け取った電力をコンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂに供給するために使用される場合に対応情報を求める一実施形態を示す。ラックは一般に、コンピュータシステムを収容するために使用される。ラックによっては最大で８０台のコンピュータシステムを収容するものも珍しくない。大規模データセンタは、数百ものラックを使用してコンピュータシステムを収容する。特定の場合では、ラック電源がラックに収容されているコンピュータシステムへの給電に使用される。コンピュータシステムは、ラック電源に接続される電源を備える場合がある。すなわち、ラック電源によって給電される場合がある。ブレードと呼ばれるブレードサーバは、一般にラック電源に接続されるコンピュータシステムの例であるが、他の種類のコンピュータシステムもラック電源に接続することができる。

図５は、ラック電源３０１ａ、３０１ｂが、ラック１６０内のコンピュータシステムへの給電に使用される一実施形態を示す。コンピュータシステム１５０ａ及び１５０ｂのみが、この実施形態を例示するために示される。また、図１は、コンピュータシステム１５０ａが電力をブレーカ１４１及び１４２から受け取ることを示すが、一方のブレーカ１４１からのコンピュータシステム１５０ａへの電力接続のみを図５に示す。さらに、ラックは１つ又は複数のラック電源を使用してラック内の構成要素に給電することができる。

図５に示すＰＤＵ１４０ａでは、コントローラ１７０は、ＰＬＣモデム１８０ａ、１８０ｂを使用してブレーカ１４１及び１４２のＩＤをそれぞれの電力線１９１及び１９２上でそれぞれの端点に送る。第１の論理リンクの端点はブレーカ１４１及びラック電源３０１ａである。第２の論理リンクの端点はブレーカ１４２及びラック電源３０１ｂである。

ラック１６０ａはラックコントローラ３３０を備える。ラックコントローラ３３０は、ブレーカとラック電源との間の論理リンクについての対応情報を求めるとともに、ラック電源とコンピュータシステムとの間の論理リンクについての対応情報も求める。たとえば、コントローラ１７０は、ＰＬＣモデム１８０ａを使用してブレーカ１４１のＩＤ及びオプションとしてＰＤＵ１４０ａのＩＤを電力線１９１上で送る。ラックコントローラ３３０は、ＰＬＣモデム５０１ａを使用してブレーカ１４１のＩＤを受け取る。ブレーカ１４１のＩＤはモデム５０１ａを介して電力線１９１上で受け取られたため、ラックコントローラ３３０は、論理リンクの端点がラック電源３０１ａであると判断する。ラックコントローラ３３０は、たとえば、ブレーカ１４１のＩＤとラック電源３０１ａのＩＤを関連付けて記憶する。ラック電源３０１とラック電源３０１から電力を受け取るコンピュータシステムとの間にはさらに論理リンクがある。図５では、これら論理リンクのうちの１つに、ラック電源３０１ａ及びコンピュータシステム１５０ａが含まれる。ラック電源３０１が一方の端点であることが予め決められている。他方の端点を求めるために、ラックコントローラ３３０は、ラック電源３０１ａを他方の端点、たとえばコンピュータシステム１５０ａに接続する電力バス５１０ａ上で電源３０１のＩＤを送る。コンピュータシステム１５０ａは、ＰＬＣモデム１５２ａを使用してラック電源３０１ａのＩＤを受け取る。コンピュータシステム１５０ａは、ラック電源３０１ａのＩＤ及びコンピュータシステム１５０ａのＩＤをラック１６０ａの制御バス５１２上でラックコントローラ３３０に送る。ラックコントローラとラック１６０ａのモデムとの間の他の接続も、制御バス５１２を介してもよい。ラックコントローラ３３０はこれらＩＤを受け取り、ブレーカ１４１及びＰＤＵ１４０ａのＩＤと関連付けて記憶する。したがって、ラックコントローラ３３０はブレーカ１４１のＩＤとラック電源３０１のＩＤを第１の論理リンクの端点として関連付ける。ラックコントローラ３３０ａはまた、ラック電源３０１ａのＩＤとコンピュータシステム１５０ａのＩＤを、第１の論理リンクから電力を受け取る第２の論理リンクの端点として関連付ける。この対応情報はデータ収集システム１６２に送られ、たとえば対応付けテーブルに記憶される。

同じプロセスが、ブレーカ１４１及びコンピュータシステム１５０ｂを含む論理リンクの端点を求めるためにも行われる。たとえば、コントローラ１７０は、ＰＬＣモデム１８０ｂを使用してブレーカ１４２のＩＤを電力線１９２上で送る。ラックコントローラ３３０は、ブレーカ１４１をラック電源３０１ｂに対応付ける。ラック電源３０１ｂとラック電源３０１ｂから電力を受け取る電力系統構成要素、この例ではコンピュータシステム１５０ｂとの間の論理リンクの端点を求めるために、ラックコントローラ３３０は、ラック電源３０１ｂをコンピュータシステム１５０ｂに接続する電力バス５１０ｂ上でラック電源３０１ｂのＩＤを送る。コンピュータシステム１５０ｂは、ＰＬＣモデム１５２ｂを使用してラック電源３０１ｂのＩＤを受け取る。コンピュータシステム１５０ｂは、ラック電源３０１ｂのＩＤ及びコンピュータシステム１５０ｂのＩＤを制御バス５１２上でラックコントローラ３３０に送る。ラックコントローラ３３０はこれらＩＤを受け取って関連付けて記憶する。こうして、ラックコントローラ３３０はブレーカ１４２のＩＤとラック電源３０１ｂのＩＤを第１の論理リンクの端点として関連付ける。ラックコントローラ３３０はまた、ラック電源３０１ｂのＩＤとコンピュータシステム１５０ｂのＩＤを、第１の論理リンクから電力を受け取る第２の論理リンクの端点として関連付ける。この対応情報はデータ収集システム１６２に送られ、たとえば対応付けテーブルに記憶される。

別の実施形態では、図４に示す実施形態と同様に、コントローラ１７０は、ブレーカに接続され、それぞれのラックＩＤを求めてラックをポーリングする。たとえば、コントローラ１７０はＩＤを求めてラック１６０ａをポーリングする。次いで、コントローラ１７０は、ＰＤＵ１４０ａ、ブレーカ１４１、及びラック１６０ａのＩＤをデータ収集システム１６２に送る。この実施形態では、図５に示していないが、データ収集システム１６２は図４に示すようにコントローラ１７０に接続される。データ収集システム１６２は、対応付けテーブルにこれら接続された端点の登録項目を生成することができる。別法として、データ収集１６０ａはすでに、ブレーカ１４１及びＰＤＵ１４０ａのＩＤを記憶していてもよく、コントローラ１７０はラック１６０ａのＩＤをデータ収集システム１６２に送る。データ収集システム１６２は、ラック１６０ａをＰＤＵ１４０ａ及びブレーカ１４１に関連付けており、対応付けテーブルにこれら端点の登録項目を作成する。

またこのポーリングの実施形態では、コントローラ１７０は、ラック電源とコンピュータシステムとの間の論理リンクの対応情報をラックコントローラ３３０から受け取ることができる。この対応情報は、図５に関連して上述したように求められ、要求がコントローラ１７０から送られるとコントローラ１７０に送られる。コントローラ１７０は次いで、対応付け情報をデータ収集システム１６２に送ることができる。対応付けテーブルの一例を以下に示す。

図５に関連するさらに別の実施形態では、ＩＤはラック１６０からブレーカ１４１及び１４２に向けて上流に送られる。たとえば、データ収集システム１６２はラックコントローラ３３０と通信して、電力線１９１を介してラック電源３０１ａのＩＤを送るようにラックコントローラ３３０に命令する。コントローラ１７０はラック電源３０１ａのＩＤを受け取り、そのＩＤをブレーカ１４１のＩＤに関連付ける。別法として、ラック電源３０１ａ及びブレーカ１４１のＩＤはコントローラ１７０からデータ収集システム１６２に送られ、データ収集システム１６２において、ラック電源３０１ａのＩＤとブレーカ１４１のＩＤが関連付けられる。ラック電源３０１ａのＩＤを送ることに加えて、ラックコントローラ３３０はまた、ラック１６０のラック電源３０１ａに接続されたコンピュータシステムの対応情報を送ることもできる。こうして、データ収集システム１６２は、ブレーカ１４１とラック電源３０１ａとの間の論理リンク及びラック電源３０１ａとコンピュータシステム１５０ａとの間の論理リンク等、２つの接続された論理リンクの対応情報を記憶することができる。

図６は、統計解析を使用して電力系統１００での端点を対応付ける一実施形態を示す。前出の実施形態では、電力系統構成要素ＩＤ等の対応情報は端点間で送られ、最終的にデータ収集システム１６２に送られて端点が対応付けられ、この対応付けは対応付けテーブルを生成することを含み得る。図６に示す実施形態では、既知の統計法を適用して、各コンピュータシステムが消費している電流と各構成要素が消費している電流との間の相関を検出して端点を対応付ける。

図６は、ブレーカ１４１の電流センサ６０１ａ及びブレーカ１４２の電流センサ６０１ｂを示す。電流センサ６０１ａ、６０１ｂは、ＰＤＵ１４０ａに、ブレーカ１４１、１４２を通る分岐電流を測定するように動作可能なセンサを備えることができる。センサの一例は、Schneider Electricによって提供される分岐電流モニタである。電流センサ６０１ａ、６０１ｂはコントローラ１７０に接続され、コントローラ１７０は電流センサ６０１ａ、６０１ｂから定期的に測定値を受け取る。これら測定値はデータ収集システム１６２に送られる。

図６は、コンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂによりそれぞれ消費される電流を測定する電流センサ６０２ａ、６０２ｂも示す。電流センサ６０２ａ、６０２ｂは、従来の電流計又はコンピュータシステムの消費電流を測定する他の既知の電力測定装置を含むことができる。電流センサ６０２ａ、６０２ｂは、コンピュータシステム１５０ａの電源（図示せず）に接続することができる。

データ収集システム１６２は、各構成要素での電力消費量（消費電流が測定される場合）に基づいてコンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂをそれぞれのブレーカ１４１、１４２に対応付ける。たとえば、コンピュータシステム１５０ａが時間ｔ１においてオンになる場合、その時間にコンピュータシステム１５０ａの消費電力は大幅に増大する。データ収集システム１６２は、同様に増大する分岐電流を有するブレーカ（たとえば、ブレーカ１４１）を見つける。次いで、データ収集システム１６２は、コンピュータシステム１５０ａをブレーカ１４１に対応付ける。データ収集システム１６２によって行われる対応付けの判断は、多数の消費電力測定値に基づいて、対応付け誤りを最小化することができる。同様に、対応付けはブレーカ１４２及びコンピュータシステム１５０ｂの電流測定値に基づいても行われる。

別の実施形態では、意図的な電力変動、すなわち電力の標識が、消費電流の変動を、接続されたブレーカで容易に検出できるようにコンピュータシステムにおいて作られる。たとえば、コンピュータシステム１５０ａでの消費電力を或る時間期間にわたって２つのレベル間で変動させ、それによって可変周波数を有する方形波を生成する。このような変動は、コンピュータシステム１５０ａのプロセッサ利用率を１００％にしてから０％にし、次いで１００％等にするアプリケーションを実行することによって実現することができる。方形波は、電流センサ６０１ａによって測定された測定値に基づいてデータ収集システム１６２によりブレーカ１４１において検出され、データ収集システム１６２はコンピュータシステム１５０ａをブレーカ１４１に対応付ける。

図７は、図６に示す実施形態と同様の別の実施形態を示す。しかし、図７では、資源モニタ７０１ａ、７０１ｂが、コンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂそれぞれでのシステム資源の利用度を測定するために使用される。測定されるシステム資源利用度の例としては、ＣＰＵサイクル、メモリ利用率、生成されるＩ／Ｏトラフィック等を挙げることができる。たとえば、データ収集システム１６２は、資源モニタ７０１ａからＣＰＵサイクルを受け取る。コンピュータシステム１５０ａにおいて測定されるＣＰＵサイクルの増減が、ブレーカ１４１、１４２での電流の増減と相関付けられて、コンピュータシステム１５０ａをブレーカに対応付ける。たとえば、時間ｔ１でのＣＰＵサイクルの増大が、電流センサ６０１ａにより測定される電流の同様の増大に対応する。したがって、データ収集システム１６２はコンピュータシステム１５０ａをブレーカ１４１に対応付ける。同様の対応付けをコンピュータシステム１５０ｂ及びブレーカ１４２に対して行うこともできる。また、作業負荷の変動が、接続されたブレーカでの電流の変動に繋がるような意図的な作業負荷変動を、コンピュータシステムで生み出すことができる。たとえば、コンピュータシステム１５０ａでのＣＰＵサイクルを或る時間期間にわたって２つのレベル間で変動させ、それによって可変周波数の方形波を生成する。このような変動は、コンピュータシステム１５０ａのプロセッサ利用率を１００％にしてから０％にし、次いで１００％等にするアプリケーションを実行することによって実現することができる。方形波は、電流センサ６０１ａによって測定された測定値に基づいてデータ収集システム１６２によりブレーカ１４１において検出され、データ収集システム１６２はコンピュータシステム１５０ａをブレーカ１４１に対応付ける。

電力系統１００での論理リンクの端点を対応付けることに加えて、データ収集システム１６２は、各論理リンクに負荷を対応付けるようにも動作可能である。端点での負荷、たとえば電流が測定され、データ収集システム１６２に送られる。データ収集システム１６２は、対応付けテーブルに関連する登録項目を有する負荷を含む。たとえば、図６を参照すると、電流センサ６０１ａはブレーカ１４１での電流を測定し、センサ６０２ａはコンピュータシステム１５０ａでの電流を測定する。電流測定値はデータ収集システム１６２に送られる。データ収集システム１６２は、ブレーカ１４１及びコンピュータシステム１５０ａを含む対応付けテーブルの登録項目に測定値を追加する。図４及び図５は、ＰＤＵ又はラック電源を使用する実施形態を示す。これら実施形態では、ラック全体で消費される電流又は電力を測定して、又はラック電源３０１ａ、３０１ｂに接続された各コンピュータシステム１５０ａ、１５０ｂの消費電力に関連する分岐電流を測定して、データ収集システム１６２に送ることもできる。

データ収集システム１６２は、受け取った測定値に基づいて、（１）接続されているすべてのシステムが回路から現在引き込んでいる総電流量、又はすべてのコンピュータシステムがそれぞれの最大量を同時に引き込む場合にはすべてのコンピュータシステムが引き込み得る最大電流、（２）電力が途切れた場合にＵＰＳがサポートしなければならない総負荷（電圧−電流で測定される）、及び（３）データ収集システム１６２が各システムの仕様を含む、別個に保持されているデータベースを照会することによって求めることができる、回路又はＵＰＳに配することができる最大負荷、として示すサマリを提供することができる。格付け情報は、システムにより供給することができる。

図８は、電力系統での構成要素を対応付ける、一実施形態による方法８００を示す。方法８００について、限定ではなく例として図１〜図５に示す電力系統に関連して説明する。さらに、方法８００のステップは、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせによって行うことができる。

ステップ８０１において、データ収集システム１６２は第１の電力系統構成要素のＩＤを受け取る。ステップ８０２において、データ収集システム１６２は第２の電力系統構成要素のＩＤを受け取る。ＩＤは、たとえば、第２の電力系統構成要素又はコントローラ１７０から受け取ることができる。第２の電力系統構成要素の例としては、コンピュータシステム１５０又は電力系統１００内の、別の電力系統構成要素から電力を受け取るように動作可能な他の任意の電力系統構成要素を挙げることができる。

ステップ８０３において、データ収集システム１６２は第１及び第２の電力系統構成要素を関連付ける。一例では、データ収集システム１６２は第１及び第２の電力系統構成要素を電力系統１００での論理リンクの端点として関連付ける。すなわち、データ収集システム１６２は第１及び第２の電力系統構成要素を対応付ける。この関連は、関連する他の電力系統構成要素と共に対応付けテーブル又はデータベースに記憶することができる。システム管理者は対応付けテーブルを利用して、電力系統での論理リンク及び論理リンクの端点を素早く特定することができる。

図９は、電力系統構成要素を対応付ける、別の実施形態による方法９００を示す。方法９００について、限定ではなく例として図６及び図７に示す実施形態に関連して説明する。さらに、方法９００のステップはソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせで行うことができる。

ステップ９０１において、データ収集システム１６２は、第１の電力系統構成要素の第１のパラメータに関連する測定値を受け取る。ステップ９０２において、データ収集システム１６２は、第２の電力系統構成要素の第２のパラメータに関連する測定値を受け取る。第１の電力系統構成要素は、電力を第２の電力系統構成要素に供給する。一例での第１及び第２のパラメータには、各構成要素で測定される電流等の電力が関連する。図６に示す電流センサ６０１ａ、６０１ｂ、及び６０２ａ、６０２ｂを使用して、各電力系統構成要素での電流を測定することができる。別の例では、第２のパラメータには、プロセッサ利用率、メモリ利用率、Ｉ／Ｏトラフィック等、第２の電力系統構成要素でのシステム資源の利用度が関連する。図７に示す資源モニタ７０１ａ、７０１ｂを使用して、第２の電力系統構成要素での資源利用度を測定することができる。

ステップ９０３において、データ収集システム１６２は、第１及び第２のパラメータの測定値の類似性に基づいて第１の電力系統構成要素を第２の電力系統構成要素に関連付ける。たとえば、第１の電力系統構成要素で時間ｔ１に測定された電流の増大が、第２の電力系統構成要素で時間ｔ１に測定された電流又は資源利用度の増大と同様であり、データ収集システム１６２はこれら２つの電力系統構成要素を電力系統での論理リンクの端点として関連付ける。

本明細書において説明し図示したのは本発明の実施形態である。本明細書において使用した用語、説明、及び図は例示としてのみ記され、限定を意味しない。多くの変形が本発明の精神及び範囲内で可能なことを当業者は認めよう。

本発明の一実施形態による電力系統のブロック図を示す。トレース線を使用して電力系統での端点を対応付ける、一実施形態によるシステムのブロック図を示す。電力線を使用して電力系統での端点を対応付ける、別の実施形態によるシステムのブロック図を示す。ポーリングを使用して電力系統での端点を対応付ける、さらに別の実施形態によるシステムのブロック図を示す。データセンタラック内の電力系統構成要素を含む電力系統での端点を対応付ける、別の実施形態によるシステムのブロック図を示す。第１及び第２の電力系統構成要素で測定されるパラメータに基づく電力系統での端点を対応付ける、別の実施形態によるシステムのブロック図を示す。第１及び第２の電力系統構成要素で測定される、異なるパラメータに基づく電力系統での端点を対応付ける、別の実施形態によるシステムのブロック図を示す。電力系統での端点を対応付ける、一実施形態による方法のフローチャートを示す。電力系統での端点を対応付ける、一実施形態による方法の別のフローチャートを示す。

Claims

電力系統での構成要素を対応付ける装置であって、
第１の電力系統構成要素の第１の電力系統構成要素ＩＤを、前記第１の電力系統構成要素から電力を受け取る第２の電力系統構成要素に送るように動作可能なコントローラと、
前記第２の電力系統構成要素から、前記第１の電力系統構成要素ＩＤ及び前記第２の電力系統構成要素の第２の電力系統構成要素ＩＤを、単一のメッセージで受け取るように動作可能なデータ収集システムと、を備え、
前記データ収集システムは、前記受け取った第１の電力系統構成要素ＩＤ及び前記第２の電力系統構成要素ＩＤを対応付けてテーブル又はデータベースに記憶することにより、電力系統での論理リンクの端点として前記第１の電力系統構成要素に前記第２の電力系統構成要素を対応付けることができることを特徴とする、電力系統での構成要素を対応付ける装置。
前記装置は、第１のインタフェースをさらに備え、
前記コントローラは、該第１のインタフェースを介して、前記第１の電力系統構成要素ＩＤを前記第２の電力系統構成要素に送るように動作可能であることを特徴とする、請求項１に記載の電力系統での構成要素を対応付ける装置。
前記装置は、前記第２の電力系統構成要素に接続される第２のインタフェースをさらに備え、
該第２の電力系統構成要素は、前記第２のインタフェースを介して、前記第１の電力系統構成要素ＩＤを受け取るように動作可能であることを特徴とする、請求項２に記載の電力系統での構成要素を対応付ける装置。
前記第１のインタフェース及び前記第２のインタフェースは、それぞれモデムから成り、トレース線を介して互いに接続されることを特徴とする、請求項３に記載の電力系統での構成要素を対応付ける装置。
前記第１のインタフェース及び前記第２のインタフェースは、それぞれ電力線搬送モデムから成り、電力を前記第１の電力系統構成要素から前記第２の電力系統構成要素に供給する電力線を介して互いに接続されることを特徴とする、請求項３に記載の電力系統での構成要素を対応付ける装置。
前記データ収集システムは、前記第１の電力系統構成要素ＩＤを送るように該コントローラに要求することを特徴とする、請求項１に記載の電力系統での構成要素を対応付ける装置。
コントローラから、第１の電力系統構成要素のＩＤを、前記第１の電力系統構成要素から電力を受け取る第２の電力系統構成要素に送ること、
前記第１の電力系統構成要素のＩＤ及び前記第２の電力系統構成要素のＩＤを、単一のメッセージで、前記第２の電力系統構成要素からデータ収集システムに送ること、
前記第２の電力系統構成要素から送られる前記第１の電力系統構成要素のＩＤを、前記データ収集システムで受け取ること、
前記第２の電力系統構成要素から送られる第２の電力系統構成要素のＩＤを、前記データ収集システムで受け取ること、及び
前記受け取った前記第１の電力系統構成要素のＩＤ及び前記第２の電力系統構成要素のＩＤを対応付けてテーブル又はデータベースに記憶することにより、電力系統での論理リンクの端点として前記第１の電力系統構成要素と前記第２の電力系統構成要素とを対応付けること
を含むことを特徴とする方法。
前記データ収集システムから、前記第１の電力系統構成要素のＩＤを前記第２の電力系統構成要素に送るように、前記コントローラに要求することをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
コントローラから、第１の電力系統構成要素から電力を受け取る第２の電力系統構成要素に要求を送ること、
前記要求に応答した前記第２の電力系統構成要素から、前記第２の電力系統構成要素のＩＤを前記コントローラにおいて受け取ること、
前記第１の電力系統構成要素のＩＤ及び前記第２の電力系統構成要素のＩＤを、単一のメッセージで、前記コントローラからデータ収集システムに送ること、
前記コントローラから送られる前記第１の電力系統構成要素のＩＤを、前記データ収集システムで受け取ること、
前記コントローラから送られる第２の電力系統構成要素のＩＤを、前記データ収集システムで受け取ること、
前記受け取った前記第１の電力系統構成要素のＩＤ及び前記第２の電力系統構成要素のＩＤを対応付けてテーブル又はデータベースに記憶することにより、電力系統での論理リンクの端点として前記第１の電力系統構成要素と前記第２の電力系統構成要素とを対応付けること、
を含むことを特徴とする方法。