JP4321478B2 - 情報処理用ブレード及び情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、情報処理用ブレード及び情報処理装置に関し、特に、部品の温度管理を容易にする情報処理用ブレード及び情報処理装置に関する。

情報処理装置において、ＣＰＵのような情報処理用の半導体チップ（以下、「チップ」という）を冷却する方式として、水冷方式が知られている。水冷方式は、情報処理装置内に予め固定されたチップに対して、水冷ヘッドをネジのような固定機器で情報処理装置内に固定することにより実現している。

一方、情報処理装置において、1枚のプリント基板（ボード）にコンピュータとして必要な要素を実装したブレード構造のコンピュータ（以下、「ブレード」ともいう）が知られている。コンピュータとしてのブレードは、情報処理機能を有し、例えば、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）やメモリのようなチップ、ハードディスクを有している。ブレードは、主に、情報処理装置の本体に設けられたブレード用の差込口に挿入されて使用される。その際、情報処理装置の本体は、ブレードへの電力供給や、その動作制御などを実行する。このようなブレードを用いる情報処理装置としては、ブレードＰＣ、ブレードサーバが知られている。

ブレードは、必要に応じてブレードの差込口に挿入されたり、抜き出されたりする。そのため、ブレード上のチップを水冷する際、情報処理装置の本体に設けられた冷却装置の水冷ヘッドをチップに固定してしまうことが出来ない。結果として、ブレード上に固定されたファンによる冷却しか行うことが出来ない。一方、ブレードは、その高さやサイズが制約されている。そのため、ファンの大きさについても、その高さやサイズが制約される。すなわち、冷却能力が制限される。従って、ファンによる冷却では、ブレードに搭載するチップの種類に制限が出てくる可能性や、より多くのブレードを搭載するサーバを構築することが困難となる恐れがあった。

関連する技術として、特開２００４−３２６３４３号公報に液冷型冷却装置の技術が開示されている。この液冷型冷却装置は、発熱体と、受熱体と、放熱部と、循環部と、空気流発生部とを有する。発熱体は、本体内に収容される。受熱体は、前記発熱体で生じる熱を受熱する。放熱部は、前記受熱体から伝熱媒体の循環に基づいて伝達される前記熱を放熱する。循環部は、前記受熱体と前記放熱部とを接続して前記伝熱媒体を循環させる。空気流発生部は、前記放熱部を含む複数の被冷却部を通過するように空気流を発生させる。

特開平８−１３９４８１号公報に、電子機器の冷却装置の技術が開示されている。この電子機器の冷却装置は、面状のヒートパイプと、冷却板と、テーパ状部材とを備える。面状のヒートパイプは、ほぼ平行に隣接させて配列された複数のプリント基板に各プリント基板を覆うように取り付けられている。冷却板は、各ヒートパイプの放熱部に近接して設けられている。テーパ状部材は、各冷却板間に進退自在に設けられ且つその進入方向に向かって漸次縮径して形成され、これを進入方向に移動することによりヒートパイプの放熱部を冷却板に押圧して密接させるための部材である。

特開平１１−１２１９５９号公報に、冷却装置の技術が開示されている。この電子部品を冷却する冷却装置は、収納体と、熱伝導板と、熱伝導マットと、マット押さえとを有する。収納体は、電子部品が前方から着脱可能に収納される。熱伝導板は、この収納体のバックボード基板又は側壁に固定されると共に、前記電子部品と離間し且つ前記電子部品と対向して配置され、ヒートパイプが埋め込まれている。熱伝導マットは、前記電子部品が配置された側の前記熱伝導板の面上に配置されている。マット押さえは、この熱伝導マットの端部を押圧することにより、前記熱伝導マットの厚みを前記電子部品が配置された方向に増加させる。

特開２００４−３２６３４３号公報 特開平８−１３９４８１号公報 特開平１１−１２１９５９号公報

従って、本発明の目的は、ブレード構造の情報処理装置において、ブレードの交換に影響されずにブレード上の部品の温度調整を行うことが可能な情報処理用ブレード及び情報処理装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ブレード構造の情報処理装置において、ブレード上のチップの冷却に、ブレードの交換に影響されない水冷による冷却手法を用いることが可能な情報処理用ブレード及び情報処理装置を提供することにある。

以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

従って、上記課題を解決するために、本発明の情報処理用ブレードは、ボード（１ｂ）と、部品（２）と、保持機構（４）とを具備する。ボード（１ｂ）は、ブレード構造を有し、情報処理装置本体に格納され情報処理を行う。部品（２）は、ボード（１ｂ）に設けられ、動作中に発熱する。保持機構（４）は、ボード（１ｂ）に設けられ、部品（２）と熱交換する熱交換部（３）を部品（２）上に着脱可能に保持可能である。

上記の情報処理用ブレードにおいて、部品（２）は、その情報処理に関わる半導体チップ（２）である。

上記の情報処理用ブレードにおいて、保持機構（４）は、部品（２）上で熱交換部（３）を保持する又は離す動作を行う保持部（４５、４４）と、保持部（４５、４４）のその動作を制御する保持制御部（４１、４２）とを備える。

上記の情報処理用ブレードにおいて、保持部（４５、４４）は、熱交換部（３）を部品（２）上に保持するとき、熱交換部（３）を部品（２）へ押し付ける押し付け部（４５）を含む。保持制御部（４１、４２）は、熱交換部（３）を部品（２）上に保持するとき、押し付け部（４５）を部品（２）へ押し付けるように押し付け部（４５）を制御する。

上記の情報処理用ブレードにおいて、ボード（１ｂ）上に設けられ、保持部（４５、４４）が熱交換部（３）を部品（２）上に保持するとき、熱交換部（３）を概ね部品（２）の上に導くガイド（５）を更に具備する。

上記課題を解決するために、本発明の情報処理装置は、情報処理装置本体（１１）と、熱交換部（３）と、第１管（１０ａ）と、第２管（１０ｂ）とを具備する。情報処理装置本体（１１）は、上記各項のいずれか一つに記載の情報処理用ブレード（１）を格納可能である。熱交換部（３）は、内部に熱媒体が流通する。第１管（１０ａ）は、情報処理装置本体（１１）に保持され、一端を熱交換部（３）と接続し、熱交換部（３）へその熱媒体を供給する。第２管（１０ｂ）は、情報処理装置本体（１１）に保持され、一端を熱交換部（３）と接続し、熱交換部（３）からその熱媒体を受け取る。第１管（１０ａ）及び第２管（１０ｂ）は、情報処理用ブレード（１）が情報処理装置本体（１１）に格納されたとき、熱交換部（３）が概ね情報処理用ブレード（１）の部品（２）の上に来る位置に熱交換部（３）を保持する。情報処理用ブレード（１）の保持機構（４）は、情報処理用ブレード（１）が情報処理装置本体（１１）に格納されたとき、熱交換部（３）を部品（２）上に熱交換可能に保持する。

上記の情報処理装置において、情報処理装置本体（１１）に保持され、第１管（１０ａ）の他端及び第２管（１０ｂ）の他端と接続し、その熱媒体の熱を放熱する放熱部（９）を更に具備する。

上記の情報処理装置において、情報処理用ブレード（１）を更に具備する。

本発明により、ブレード構造の情報処理装置において、ブレードの交換に影響されずにブレード上の部品の温度調整を行うことが可能となる。ブレード上のチップの冷却に、ブレードの交換に影響されない水冷による冷却手法を用いることができる。

以下、本発明の情報処理用ブレード及び情報処理装置の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。

まず、本発明の情報処理用ブレード及び情報処理装置の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の情報処理用ブレード及び情報処理装置の実施の形態の構成を示す概略図である。図２は、本発明の情報処理用ブレード及び情報処理装置の実施の形態の構成を示す斜視図である。情報処理装置１２は、情報処理用ブレード1、及び、情報処理装置本体１１を具備する。

情報処理用ブレード1は、プリント基板（ボード）１ｂにコンピュータとして必要な要素を実装したブレード構造を有する。情報処理用ブレード1は、情報処理機能を有し、プリント基板１ｂ、正面パネル１ａ、ＣＰＵ２、水冷ヘッド固定機構４、ガイド５、コネクタ６を備える。

プリント基板１ｂは、情報処理用ブレード1の情報処理機能を実現する回路（図示されず）を搭載している。その回路は、ＣＰＵ２及びコネクタ６を含むコンピュータとして必要な要素を有する。プリント基板１ｂは、その他、正面パネル１ａ、水冷ヘッド固定機構４、ガイド５が搭載されている。

正面パネル１ａは、プリント基板１ｂの一辺側に略垂直に接続されている。情報処理用ブレード1が情報処理装置１１におけるブレード用の差込口に挿入されたとき正面側となる。情報処理用ブレード１の情報処理機能に関わる表示灯やボタン、スイッチ（図示されず）を有している。

ＣＰＵ２は、情報処理用ブレード1における情報処理用の半導体チップである。ＣＰＵ２は、プリント基板１ｂに搭載された回路に含まれる。その情報処理機能の実行により発熱する。水冷ヘッド３（後述）の冷却対象である。

水冷ヘッド固定機構４は、冷却ヘッド３を冷却対象のＣＰＵ２上に保持可能である。冷却ヘッド３をＣＰＵ２上に保持しているとき、情報処理用ブレード１又はＣＰＵ２へ電力を供給し、冷却ヘッド３をＣＰＵ２上に保持していないとき、その電力の供給を遮断する。水冷ヘッド固定機構４は、操作スイッチ４１、制御部４２、固定端子駆動部４４、固定端子４５を備える。

固定端子４５は、ＣＰＵ２をプリント基板１ｂに常時押さえている。それと同時に、水冷ヘッド３をＣＰＵ２に密着させて固定するように水冷ヘッド３を押える第１状態、及び、水冷ヘッド３が移動可能となるように水冷ヘッド３から離れる第２状態のいずれか一方を取る。固定端子駆動部４４は、固定端子４５を第１状態及び第２状態のいずれか一方になるように駆動する。制御部４２は、操作スイッチ４１の動作に基づいて、固定端子４５が第１状態及び第２状態のいずれか一方となるように、固定端子駆動部４４の駆動を制御する。同時に、第１状態の場合、情報処理用ブレード１又はＣＰＵ２へ電力を供給する。第２状態の場合、情報処理用ブレード１又はＣＰＵ２への電力の供給を遮断する。操作スイッチ４１は、ユーザの操作に基づいて、固定端子４５の状態として選択された状態として、第１状態及び第２状態のうちの一方を出力する。ここでは、四つの固定端子４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄが設けられている。

ガイド５は、コネクタ６上に固定され、コネクタ６からＣＰＵ２の近傍まで伸びている。水冷ヘッド３を滑らせてＣＰＵ２上へ移動できるよう誘導する。上部のガイド５ｂと下部のガイド５ａとで挟まれた領域で水冷ヘッド３を滑らせることで、プリント基板１ｂ上の他の部材に邪魔されること無く、水冷ヘッド３をＣＰＵ２上へ容易に移動させることができる。図では、上部のガイド５ｂと下部のガイド５ａとで挟まれた領域の側面側にガイドを示していないが、側面側のガイドがあっても良い。その場合、より正確に水冷ヘッド３をＣＰＵ２上へ誘導できる。

コネクタ６は、プリント基板１ｂ上の回路と外部回路との接続に用いられる端子である。後述のコネクタ７と接続される。

情報処理装置本体１１は、情報処理用ブレード（１）を格納可能な少なくとも一つのスロット（図示されず）を有する。情報処理装置本体１１は、水冷ヘッド３、水路１０、バックパネル８、水冷システム９を備える。

水冷ヘッド３は、内部に熱媒体としての水が流通する。水冷ヘッド３は、固定端子４５によりＣＰＵ２と密着されて固定されたとき、内部を流れる水によりＣＰＵ２の熱を奪ってＣＰＵ２の温度を下げる。水冷ヘッド３としては、公知の冷却システムにおける熱交換の容易な冷却ヘッドと同様の構造が例示される。

水路１０は、水路１０ａと水路１０ｂとを含む。水路１０ａは、情報処理装置本体１１に保持され（図示省略）、一端を水冷ヘッド３と接続し、他端を水冷システム９と接続している。水冷システム９から冷却された水を受け取り、水冷ヘッド３へその水を供給する。水路１０ｂは、情報処理装置本体１１に保持され（図示省略）、一端を水冷ヘッド３と接続し、他端を水冷システム９と接続している。水冷ヘッド３から昇温した水を受け取り、水冷システム９へ送出する。水路１０は、水冷ヘッド３を支える機能を有するため所定の剛性を有する。一方、水冷ヘッド３の下面がＣＰＵ２の上面と平行でない場合でも、水冷ヘッド３が固定端子４５で押えられたときＣＰＵ２の上面に密接可能なように、多少の変形が可能な柔軟性を有する。このような水路１０としては、銅管や樹脂管が例示される。

水冷システム９は、水冷ヘッド３で昇温した水を水路１０ｂを介して受け取り、その水を冷却し、冷却された水を再び水路１０ａを介して水冷ヘッド３へ送出する。水冷システム９は、例えば、冷却水を循環させるポンプ、冷却水を冷却するラジエター、及び、冷却水を溜めておくタンクなどを有する公知の冷却システムに例示される。

水冷システム９、そこから接続されている水路１０、及び、冷却ヘッド３は、情報処理用ブレード１とは完全に切り離され独立している。それにより、冷却ヘッド３は情報処理用ブレード１を情報処理装置１２に実装後に固定され、抜く前にＣＰＵ２から取り外すことができ、情報処理用ブレード１に冷却装置を設ける必要はない。

バックパネル８は、コネクタ７を介した情報処理装置１１の情報処理ブレード１への電力供給やその動作の制御などを実行する機能を有する回路が搭載されている。

図３は、図１における水冷ヘッド固定機構４の詳細を示す部分的な側面図である。

固定端子４５は、ＣＰＵ２をプリント基板１ｂに押えると共に、水冷ヘッド３を押える、又は、自由に離す。ここでは、四つの固定端子４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄが設けられている。固定端子４５は、上部押え部４６、支持部４７、下部押え部４８、下部押え部４９を備える。

支持部４７は、プリント基板１ｂを介して接続部４０で固定端子駆動部４４と接続されている。冷却対象のＣＰＵ２の周囲を囲む複数箇所に、プリント基板１ｂから略垂直になるように設けられている。ここでは、四つの固定端子４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄに対応して、それぞれ支持部４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄが設けられている。支持部４７は、下部押え部４９を固定的に、下部押え部４８及び上部押え部４６を可動的に保持している。

下部押え部４８は、支持部４７から略垂直にＣＰＵ２の上面に向って、その上面に平行に伸びている。下部押え部４８は、弾性を有し、ブレード１が引き抜かれるとき、水冷ヘッド３がＣＰＵ２をこすらないように、水冷ヘッド３を浮かせる。このとき、下部押え部４８は、接続部４０で固定端子駆動部４４の駆動機構（図示されず）と接続されていてもよい。その場合、その駆動機構により、下部押え部４８は、下方に下がりＣＰＵ２に密着した第１状態、及び、ブレード１が引き抜かれるとき、上方へ上がり水冷ヘッド３を下から持ち上げで浮かせる第２状態のいずれか一方になる。下部押え部４８の材料は、バネ材料として使用される金属に例示される。ここでは、四つの支持部４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄに対応して、それぞれ下部押え部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄが設けられている。これら四つの下部押え部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄの動きは連動している。

下部押え部４９は、支持部４７から略垂直にガイド５の方向へ向って伸びている。水冷ヘッド３がガイド５からＣＰＵ２の上面に向って移動、又は、水冷ヘッド３がＣＰＵ２の上面からガイド５に向って移動する際に、ガイド５とＣＰＵ２との間で水冷ヘッド３の下面を支える。下部押え部４９の材料は、バネ材料として使用される金属に例示される。ここでは、ガイド５側の二つの支持部４７ｃ、４７ｄに対応して、それぞれ下部押え部４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄが設けられている。

上部押え部４６は、支持部４７内を通りその上部から上方に伸び、途中からＣＰＵ２の上面に向ってその上面に平行に伸びている。上部押え部４６は、接続部４０で固定端子駆動部４４の駆動機構（図示されず）と接続されている。その駆動機構により、上部押え部４６は、下方に下がり水冷ヘッド３を押えて密着させて固定する第１状態、及び、上方へ上がり水冷ヘッド３から離れて移動可能とする第２状態のいずれか一方になる。上部押え部４６の材料は、バネ材料として使用される金属に例示される。ここでは、ガイド５側の二つの支持部４７ｃ、４７ｄに対応して、それぞれ上部押え部４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄが設けられている。これら四つの上部押え部４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの動きは連動している。

固定端子駆動部４４は、プリント基板１ｂの裏面側に結合されていると共に、プリント基板１ｂを介して接続部４０（例示：４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）で固定端子４５（例示：４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ）と結合している。固定端子駆動部４４は、駆動機構（図示されず）を備える。その駆動機構は、制御部４２の制御に基づいて、固定端子４５（４５ａ〜４５ｄ）の上部押え部４６（４６ａ〜４６ｄ）、及び下部押え部４８（４８ａ〜４８ｄ）を、第１状態及び第２状態のいずれか一方になるように連動させて駆動する。その駆動機構としては、例えば、制御部４２（後述）からの制御信号に基づいて、上部抑え部４６（４６ａ〜４６ｄ）と下部押え部４８（４８ａ〜４８ｄ）とを連動させて上昇又は下降（上下動）させる機械的な機構に例示される。

制御部４２は、プリント基板１ｂ上に結合されると共に、結合部材４３によりプリント基板１ｂを介して接続部４０ｅで固定端子駆動部４４と結合している。結合部材４３内には、制御部４２と固定端子駆動部４４とを電気的に接続する配線が設けられている。制御部４２は、操作スイッチ４１の動作に基づいて、固定端子４５が第１状態及び第２状態のいずれか一方となるように、その配線を介して固定端子駆動部４４の駆動機構を制御信号により制御する。制御部４２は、例えば、鍵機構やスライド機構になっており、ＬＯＣＫ側に回すと第１状態にし、ＦＲＥＥ側に回すと第２状態にする。

操作スイッチ４１は、ユーザの操作に基づいて、第１状態を選択するＡ状態と、第２状態を選択するＢ状態のうちの一方となる。Ａ状態は、固定端子４５を固定する動作をさせる。Ｂ状態は、固定端子４５を取り外す動作をさせる。

図４は、図１における情報処理用ブレード１の構成を示すブロック図である。

制御部４２は、操作スイッチ４１の状態に基づいてＡ状態及びＢ状態のうちの一方を示す信号６３を固定端子駆動部４４へ出力する。信号６３がＡ状態の場合、固定端子駆動部４４は固定端子４５を下げる。信号６３がＢ状態の場合、固定端子駆動部４４は固定端子４５を上げる。また、制御部４２は、操作スイッチ４１の状態に基づいてＡ状態及びＢ状態のうちの一方を示す信号６１を電源スイッチ７１へ出力する。信号６１がＡ状態の場合、電源スイッチ７１がＯＮとなり、電源からの電力６２が水冷システム９へ供給され、水冷システム９が動作を開始する。信号６１がＢ状態の場合、電源スイッチ７１がＯＦＦのとなり、電源からの電力６２が停止され、水冷システム９の動作が停止する。

また、ＯＳが動作し回路５２が動作しているときプリント基板１ｂ上のＣＰＵ２を含む回路５２へ電力が供給されている。この場合、回路５２から動作ＬＥＤ５３へ動作信号６５が出力され、動作ＬＥＤが点灯している。ＯＳがシャットダウンし情報処理用ブレード１の情報処理動作が終了しているとき回路５２への電力の供給が停止されている。その場合、動作信号６５が停止され、動作ＬＥＤが消灯する。

固定端子駆動部４４は、固定端子４５を上げる動作の信号６３を受信した場合、固定端子４５を上げる。これにより、水冷ヘッド３は移動可能になる。固定端子４５を下げる動作の信号６３を受信した場合、固定端子４５を下げる。これにより、水冷ヘッド３は、ＣＰＵ２上に固定される。

図５は、本発明の情報処理装置の実施の形態の構成を示す斜視図である。この図は、情報処理装置１２に、複数の上記の情報処理用ブレード１が搭載された様子を示している。各符号は、図１、２と同様である。

情報処理装置本体１１は、情報処理用ブレード１を格納可能なスロット（図示されず）を複数有している。その複数のスロットの各々は、情報処理用ブレード１を格納している。水冷ヘッド３は、水路１０の一端側に接続され、情報処理用ブレード１のＣＰＵ２上に伸びている。水冷システム９は、水路１０の他端側に接続され、情報処理装置本体１１内に配置されている。水冷システム９は、複数のスロットの各々ごとに設けられている（ただし、図中では、一番右側の水冷システムについてのみ記載し、ガイド５を省略している）。個々の情報処理用ブレード１に対応して水冷システム９を設けることで、情報処理装置１２における情報処理用ブレード１毎の管理が容易になる。

図６は、本発明の情報処理装置の実施の形態の構成を示す側面図である。この図は、情報処理装置１２に、複数の上記の情報処理用ブレード１が搭載された様子を示している。各符号は、図１、２と同様である。

この図に示すように、水冷システム９は、複数のスロットに格納された複数の情報処理用ブレード１に共通であっても良い。その場合、水冷システム９は、水路１０に流す水の量を各水路ごとに制御するように構成される。水冷システム９を一つにまとめられるので、個別に水冷システム９を設けた場合よりも、占有する領域を小さくすることができる。

次に、本発明の情報処理用ブレード１を情報処理装置本体１１へ挿入する方法について説明する。図７は、本発明の情報処理用ブレード１を情報処理装置本体１１へ挿入する方法を説明する側面図である。

図７（ａ）を参照して、情報処理装置本体１１のスロットには、先端に水冷ヘッド３を接続した水路１０が、バックプレート８から、バックプレート８に対して略垂直に伸びている。その水冷ヘッド３の位置は、情報処理用ブレード１をスロットに挿入するとき、ガイド５ａとガイド５ｂとの間に水冷ヘッド３が入るように設定されている。

図７（ｂ）を参照して、スロットへ情報処理用ブレード１を挿入する。そのとき、水冷ヘッド３は、ガイド５ａとガイド５ｂとの間に導かれる。水冷ヘッド３がガイド５ａとガイド５ｂとの間に挿入されるに連れて、水路１０はガイド５ａ及びガイド５ｂに沿うように変形して行く。なお、図面（紙面）に垂直な方向については、水路１０ａ及び水路１０ｂがそれほど変形しないため概ねずれがない。

図７（ｃ）を参照して、コネクタ６とコネクタ７とが接続され、水冷ヘッド３がＣＰＵ２上に移動されることで、スロットへの情報処理用ブレード１の挿入が完了する。このとき、固定端子４５は、水冷ヘッド３を押えていない状態である。固定端子４５ａ、４５ｂは、水冷ヘッド３の行き過ぎを防止する効果もある。固定端子４５ａ、４５が行き過ぎを押えた場合、水路１０ａ及び水路１０ｂの変形が位置ずれの緩衝となる。

図７（ｄ）操作スイッチ４１の操作に基づいて、水冷ヘッド固定機構４は、固定端子４５（４５ａ〜４５ｄ）で水冷ヘッド３をＣＰＵ２上に密着させ固定する。これにより、水冷ヘッド３は、ＣＰＵ２を冷却する準備が整う。水冷ヘッド固定機構４は、プリント基板１ｂの回路５２への電力の遮断を解除し、水冷システム９へ水の循環を指示する。回路５２へ電力が供給され、水冷システム９と水冷ヘッド３との間の水の循環が開始される。

以上のようにして、情報処理用ブレード１を情報処理装置本体１１へ挿入することができる。情報処理用ブレード１を情報処理装置本体１１から取り出す方法は、上記説明の逆なので、その説明を省略する。

次に、水冷ヘッド固定機構４の動作について図４及び図８を参照して説明する。図８は、水冷ヘッド固定機構４の動作を示すフローチャートである。
（１）ステップＳ０１
ユーザにより操作スイッチ４１が操作され、操作スイッチ４１がＡ状態及びＢ状態のうちのいずれかとなる。
（２）ステップＳ０２
制御部４２は、操作スイッチ４１の状態が、Ａ状態（水冷ヘッド３を固定する動作（第１状態にする動作））、及び、Ｂ状態（水冷ヘッド３を取り外す動作（第２状態にする動作））のうちのいずれかを判断する。
（３）ステップＳ０３
水冷ヘッド３を固定する動作（Ａ状態）の場合、制御部４２は、Ａ状態を示す信号６３を固定端子駆動部４４へ出力する。固定端子駆動部４４は、駆動機構（図示されず）を動作させ、固定端子４５を下げる。これにより、水冷ヘッド３がＣＰＵ２の上面に密着され固定される。
（４）ステップＳ０４
制御部４２は、Ａ状態を示す信号６１を電源スイッチ７１へ出力する。電源スイッチ７１がＯＮとなり、電力６２が水冷システム９へ供給される。これにより、水冷システム９と水冷ヘッド３との間の水の循環が開始される。これにより、プリント基板１ｂ上のＣＰＵ２を含む回路５２へ電力が供給可能となる。
（５）ステップＳ０５
水冷ヘッド３を取り外す動作（Ｂ状態）を示す場合、制御部４２は、Ｂ状態を示す信号６１を電源スイッチ７１へ出力する。電源スイッチ７１がＯＦＦとなり、電力６２の水冷システム９への供給が停止される。これにより、水冷システム９と水冷ヘッド３との間の水の循環が停止される。ただし、この前の段階で、プリント基板１ｂ上のＣＰＵ２を含む回路５２への電力の供給は既に停止されている。
（６）ステップＳ０６
固定端子駆動部４４は、Ｂ状態を示す信号６３を固定端子駆動部４４へ出力する。駆動機構（図示されず）を動作させ、固定端子４５を上げる。これにより、水冷ヘッド３がＣＰＵ２の上面から離れる（外される）。

このように水冷ヘッド固定機構４の動作が実行され、水冷ヘッド３が固定され、又は、離される。

なお、水冷ヘッド３を取り付ける際の図７（ｄ）における水冷ヘッド固定機構４の動作は、図８のＳ０１〜Ｓ０４の動作である。水冷ヘッド３を取り外す際の図７（ｄ）における水冷ヘッド固定機構４の動作は、図８のＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０５、Ｓ０６の動作である。

上記の説明ではＣＰＵ２の冷却を行っている。しかし、本発明を情報処理用ブレード１における他のチップや発熱する部材の冷却に適用することも可能である。また、上記の説明では冷却のみを行っている。しかし、水冷システム９に温度調節機能を持たせて、水または他の熱媒体を所定の温度にすることにより、チップや部材の温度を所望の温度にすることも可能である。すなわち、熱媒体を用いているので、情報処理用ブレード１の他の部材にほとんど影響を与えることなく、所望のチップや部材を所望の温度にすることが可能である。

本発明により、ブレード構造を有する情報処理装置において、ＣＰＵのような高温になりやすいチップを冷却する機構として、ブレードとは独立した構造の水冷ヘッドで冷却することが出来る。冷却ヘッドは、ブレードを実装後に固定され、抜く前にチップから取り外すことができる。これにより、情報処理用のブレードの抜き差しが可能となる。水冷による冷却手法を用いることが可能になり、冷却性能を向上することが可能となる。そして、空冷用のファンやヒートシンクを用いる必要がないため、ブレードのサイズを縮小することが出来、冷却による騒音を低減できる。

図１は、本発明の情報処理用ブレード及び情報処理装置の実施の形態の構成を示す概略図である。 図２は、本発明の情報処理用ブレード及び情報処理装置の実施の形態の構成を示す斜視図である。 図３は、図１における水冷ヘッド固定機構４の詳細を示す部分的な側面図である。 図４は、図１における情報処理用ブレード１の構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の情報処理装置の実施の形態の構成を示す斜視図である。 図６は、本発明の情報処理装置の実施の形態の構成を示す側面図である。 図７は、本発明の情報処理用ブレード１を情報処理装置本体１１へ挿入する方法を説明する側面図である。 図８は、水冷ヘッド固定機構４の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 情報処理用ブレード
１ａ 正面パネル
１ｂ プリント基板
２ ＣＰＵ
３ 水冷ヘッド
４ 水冷ヘッド固定機構
５、５ａ、５ｂ ガイド
６ コネクタ
８ バックパネル
９ 水冷システム
１０、１０ａ、１０ｂ 水路
１１ 情報処理装置本体
１２ 情報処理装置
４１ 操作スイッチ
４２ 制御部
４４ 固定端子駆動部
４５ 固定端子
４６ 上部押え部
４７ 支持部
４８、４９ 下部押え部
５２ 回路
５３ 動作ＬＥＤ
６１、６３ 信号
６２ 電力
６５ 動作信号
７１ 電源スイッチ

Claims (8)

1. ブレード構造を有し、情報処理装置本体に格納され情報処理を行うボードと、
   前記ボードに設けられ、動作中に発熱し、上部に第１平面を有する部品と、
   前記ボードに設けられ、前記部品と熱交換し、下部に第２平面を有する熱交換部を前記部品上に着脱可能に保持可能な保持機構と
   を具備し、
   前記保持機構が前記熱交換部を前記部品上に保持したとき、前記第１平面と前記第２平面とが面で接触して熱交換するものであって、
   前記ボード上に設けられ、前記保持部が前記熱交換部を前記部品上に保持するとき、前記熱交換部を概ね前記部品の上に導くガイドを更に具備する
   情報処理用ブレード。
2. 請求項１に記載の情報処理用ブレードにおいて、
   前記部品は、前記情報処理に関わる半導体チップである
   情報処理用ブレード。
3. 請求項２に記載の情報処理用ブレードにおいて、
   前記保持機構は、
   前記半導体チップ上で前記熱交換部を保持する又は前記半導体チップから前記熱交換部を離す動作を行う保持部と、
   前記保持部の前記動作を制御する保持制御部と
   を備える
   情報処理用ブレード。
4. 請求項３に記載の情報処理用ブレードにおいて、
   前記保持部は、前記熱交換部を前記半導体チップ上に保持するとき、前記熱交換部を前記半導体チップへ押し付ける押し付け部を含み、
   前記保持制御部は、前記熱交換部を前記半導体チップ上に保持するとき、前記押し付け部を前記半導体チップへ押し付けるように前記押し付け部を制御する
   情報処理用ブレード。
5. 請求項３又は４に記載の情報処理用ブレードにおいて、
   前記保持制御部は、
   前記半導体チップ上で前記熱交換部を保持するように前記保持部を制御するとき、前記部品及び前記熱交換部が動作するように電源をオンとし、
   前記部品の電源がオフの場合、前記半導体チップから前記熱交換部を離すように前記保持部を制御するとき、前記熱交換部が動作しないように電源をオフとする
   情報処理用ブレード。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の情報処理用ブレードを格納可能な情報処理装置本体と、
   内部に熱媒体が流通する熱交換部と、
   前記情報処理装置本体に保持され、一端を前記熱交換部と接続し、前記熱交換部へ前記熱媒体を供給する第１管と、
   前記情報処理装置本体に保持され、一端を前記熱交換部と接続し、前記熱交換部から前記熱媒体を受け取る第２管と
   を具備し、
   前記第１管及び前記第２管は、前記情報処理用ブレードが前記情報処理装置本体に格納されたとき、前記熱交換部が概ね前記情報処理用ブレードの部品の上に来る位置に前記熱交換部を保持し、
   前記情報処理用ブレードの保持機構は、前記情報処理用ブレードが前記情報処理装置本体に格納されたとき、前記熱交換部を前記部品上に熱交換可能に保持する
   情報処理装置。
7. 請求項６に記載の情報処理装置において、
   前記情報処理装置本体に保持され、前記第１管の他端及び前記第２管の他端と接続し、
   前記熱媒体の熱を放熱する放熱部を更に具備する
   情報処理装置。
8. 請求項６又は７に記載の情報処理装置において、
   前記情報処理用ブレードを更に具備する
   情報処理装置。

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