(57)【要約】電力消費コンピューター制御システムの自己監視および自己調節のための方法および装置が説明される。方法は、可変の電力要求負荷の電力消費を電力モニターによって測定することと、該電力モニターからｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、可変の電力要求負荷の電力要求を制御することとを含む。上記ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該電力モニターによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成される。
2009545816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
電力モニターによって可変の電力要求負荷の電力消費を測定することと、
該電力モニターから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該可変の電力要求負荷の電力要求を制御することとを包含し、
ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該電力モニターによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成される、方法。
【請求項２】
ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断に応答して前記ｍａｓｋ＿ｕｐビットを消すことをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがあった場合には、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答してエラー遮断を生成することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
方法であって、
複数の電力モニターの関連する一つによって、複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力消費を測定することと、
該複数の電力モニターの関連する一つから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力要求を制御することと
を包含し、
ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成される方法。
【請求項５】
ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断に応答して前記ｍａｓｋ＿ｕｐビットを消すことをさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがあった場合には、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答してエラー遮断を生成することをさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の電力モニターの少なくともサブセットに電力スロットを分配することをさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の可変の電力要求負荷の少なくともサブセットに電力クッキーを分配することをさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法を実装するために翻訳可能なコンピューターまたは機械読み取り可能なプログラム要素を備えるコンピュータープログラム。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法を実行するためのプログラムを備える、機械読み取り可能媒体。
【請求項１１】
システムであって、
可変の電力要求負荷と、
該可変の電力要求負荷に結合された電力モニターと
を備え、
該可変の電力要求負荷の電力消費が該電力モニターによって測定され、該電力モニターから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該可変の電力要求負荷の電力要求が制御され、
ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該電力モニターによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成される、システム。
【請求項１２】
前記複数の可変の電力要求負荷が複数のコンピューターシステムを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数の可変の電力要求負荷が複数のプロセッサーモジュールを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の電力モニターの少なくともサブセットと、前記複数の可変の電力要求負荷の少なくともサブセットとに結合されたサーバーをさらに備え、該サーバーは、該複数の電力モニターの少なくともサブセットに電力スロットを、そして該可変の電力要求負荷の少なくともサブセットに電力クッキーを分配する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
システムであって、
複数の可変の電力要求負荷と、
該複数の可変の電力要求負荷に結合された複数の電力モニターと、
該複数の電力モニターと電気的に結合された電力バスと、
該電力バスと電気的に結合された複数の電源と
を備え、
該複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力消費が、該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって測定され、
該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力要求が制御され、
ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成されるシステム。
【請求項１６】
前記複数の可変の電力要求負荷が複数のコンピューターシステムを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記複数の可変の電力要求負荷が複数のプロセッサーモジュールを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記複数の電力モニターの少なくともサブセットと前記複数の可変の電力要求負荷の少なくともサブセットとに結合されたサーバーをさらに備え、該サーバーは、該複数の電力モニターの少なくともサブセットに電力スロットを、そして該可変の電力要求負荷の少なくともサブセットに電力クッキーを分配する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
部品のキットであって、
複数の電力モニターと、
プログラムを含む機械読み取り可能媒体と
を備え、
該プログラムは、
該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって、複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力消費を測定することと
のためのプログラムであって、
該複数の電力モニターの関連する一つから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力要求を制御するための、プログラムであって、
ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成される、部品のキット。
【請求項２０】
サーバーをさらに備え、該サーバーは、前記複数の電力モニターの少なくともサブセットに電力スロットを分配し、前記複数の可変の電力要求負荷の少なくともサブセットに電力クッキーを分配するように適応された、請求項１９に記載の部品のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概してコンピューターシステムの分野に関し、より具体的にはコンピューターシステムのための電力管理に関する。より具体的には、本発明の一実施形態は、電力消費コンピューター制御システムを自己監視および自己調整する方法および該機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力の可用性とコストは、現在の、大規模な、マイクロプロセッサーに基づくシステムにおいて重大な問題となっている。最大の電力消費は、該システムの大きさおよび複雑さとともに増加する。システムが大きくなるにつれて、電力消費の管理はより複雑になる。システムのユーザーにとっては、実際の電力消費は多くの要因に依存する。これらの要因のいくつかは、設計におけるコンポーネントのタイプおよび数ならびにクロック速度に基づく条件の範囲にわたって予側可能である。付加的な鍵となる要因がある。ほとんどの現代のコンピューターシステムにおいて、電力への需要はまた、該コンピューターシステムがいかに使われるかにも依存している。必要な電力の範囲と同様に、使用の範囲は広範である。該使用の範囲は、実行されるプログラムの数と大きさ、およびさらに処理されるデータセットによって変化する。このために、現代のコンピューターシステムは、その下限で電力を消費し得、数ミリ秒後に、その設計範囲の上限で稼動し得る。
【０００３】
ほとんどの現代のコンピューターシステムは、電力使用プロフィールの構成を可能にする。製造業者は最大の電力設定を設定する。製造業者はまた、異なる条件のための標準的な設定を提供し、該標準的な設定はそれらの使用パターンに適合させるためにエンドユーザーによって修正され得る。このことは、該システムの使われていない部分のスイッチを切ること、クロックレイトを減らすこと、または該システムの電力エンベロープが修正されることを可能にする待ち状態を挿入することを伴う。ポータブルコンピューターシステムの場合には、これらの修正は通常、電池の充電状態と電池の放電状態との間の移行の際に生じる。現代のデータセンターは、数百から数千のコンピューターシステムを使い得る。電力使用はアプリケーションの負荷とともに変化する。該負荷は、時間スケールの範囲にわたって変化する。その結果は、非常に少数のプロセッサーまたはコンピューターが同時に最大電力で稼動することである。非公式な見積もりは、上記システムの２０％未満が任意の所与の瞬間に最大電力の使用でピークになることを示している。必要とされるのは、電力コストを減らしながら、コンピューターリソースをより効果的に管理し活用するために、システムの電力使用を制御するより良い手段である。
【０００４】
コンピューターシステムのための既存の電力管理制御は、二つのカテゴリに入る。それぞれは、プロセッサー、チップセットおよび他のコンポーネントに組み込まれた同じ組の制御機能の組を使う。
【０００５】
第一の組の既存の電力管理制御は、通常はインターフェースを介して管理されるシステム設定である。Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＡＣＰＩ）は、この種の管理インターフェースの最も一般的な例である。製造業者は、電力設定の構成とデフォルト設定を提供する。コンピューターシステムのエンドユーザーは、次いでこの設定を修正し得る。該設定は、選択された使用モデルのための最大電力エンベロープの生成に基づいている。例えば、ラップトップにおいては、電池のタイプとその現在の充電状態に依存して異なる設定があり得る。イベントが起きると、遮断が生成され、変化が評価される。変化に依存して、新しい電力プロフィールが多様なコンポーネントのために設定され得る。該設定は実際の電力使用でなく潜在的な電力使用に基づいているため、これらの設定は実際に現在の電力使用モデルを変更しない可能性があることが留意されるべきである。これは今日の半導体デバイスの電力消費がこれらの設定だけでなく、ソフトウェアによる瞬間的な使用にも基づいているからである。コンピューターシステム、建物、地域、送電系統全体の電力監視のいずれであっても、同じ問題がＡＣＰＩのすべての局面に関係している。必要とされるのは、コンピューターの電力使用対性能モデルをソフトウェアの相互作用の効果を含む実際の電力使用に基づくものに変える手段である。
【０００６】
第二の組の既存の電力管理制御は、半導体コンポーネントに組み込まれたフェイルセーフの温度制御である。これらの制御において、ハードウェア回路はデバイスの温度を監視し、温度が安全でない条件に近づく場合には、該デバイスの電力使用は低減される。ＩｎｔｅｌのＳｐｅｅｄ  ＳｔｅｐＴＭは、電力を保存するために機能のセクションをオフにするための自動検出およびマイクロプロセッサー電力低減技術の使用例である。類似の場合におけるように、このことはデバイスの電力使用に影響する一方で、該制御の真の目的は、損害が生じ得るレベルまで温度が上がらないようにすることである。必要とされるのは、最高の性能を提供するが、コンピューターおよびデバイスの電力消費が、コンピューターまたはデバイスの瞬間的使用モデルの場合には、供給され得る現在利用可能な電力を超えないようにする手段である。
【０００７】
これら二つの組の電力管理の場合においてはいずれも、システムまたはそのデバイスの瞬間的電力消費は、制御が実装されるべきであるかどうかを決定するために使われない。温度および電力エンベロープ全体が要因となり得るが、現在のシステムは、電力消費レベルを最小化しながら性能を最大化するという目的のために電力消費をアクティブに監視するという問題に対処していない。電力は限られたリソースである。大きなコンピューターセンターにとって、電力はかなりのコストを占めている。現在の最新の電力消費管理技術は、電力の可用性とコストとが、コストおよび制限が増加した大規模なマイクロプロセッサーに基づくコンピューターおよび電力管理システムの稼動における重大な要素であることを認識していない。したがって、当該分野において、同時に電力消費レベルを最小化しながら、性能が最大化するように、一つまたは複数のシステムもしくはそれらのデバイスの電力消費を継続的に監視および調整する能力に対する強い必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以下の本発明の実施形態に対する必要性がある。もちろん、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
【０００９】
コンピューターの熱制御システムおよび電力エンベロープ制御システム、ならびに従来の電力消費管理システム（以下、コンピューターシステム）を稼動させる現在の構造および方法に関する上記の問題および限界を考慮して、そのようなシステムのリアルタイムの電力消費を継続的に監視および調整する手段と方法を提供することが本発明の目的であり、該手段と方法は、「上限」トリップ点および「下限」トリップ点と名付けられた二つのプログラマブル電力消費レベルの限界を使い、電力消費レベルを最適化し、その結果、性能を最大化しながら電力使用を低減して、電力コストを制御する。
【００１０】
本発明の付加的な目的は、それによって該コンピューターシステムのブートの際に下限トリップ点がゼロ電力レベルに設定され、上限トリップ点が可能な最低の機能設定に設定される手段を提供することであり、オペレーティングシステムがその機能レベルに達する場合には、電力センサー回路が適切なレベルにプログラムされ得ることを可能にし、保証するように現在適切な電力設定を決定することが可能となり得る。
【００１１】
電力消費を監視することが、本発明のさらなる目的であり、上限トリップ点または下限トリップ点に達する場合には、電力レベルは急速に再設定されえ、潜在的なシステムの電力消費を低減または増加して、最も適切な電力状態で稼動する。
【００１２】
二つの回路の使用を介して、または二つの機能を組み合わせる単一の回路によって、コンピューターシステムの電力消費の監視および調整を遂行することは、本発明の目的である。遮断は実際の電力レベルに対する予め決定された電力レベルに基づいてトリガされ、該予め決定された電力レベルは、コンピューターのソフトウェアシステムの使用を介して、オペレーティングシステムまたはシステムブートファームウェアのいずれかによってプログラマブル電力調整を教える。
【００１３】
その回路において十分に単純でコンパクトであることもまた本発明の目的であり、その結果、単一で小さな集積回路の限界内でその目的を遂行し、該集積回路はＣＰＵまたは関連するマイクロサーキットリー内で実装され得る。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、電力コードにおいて電力監視回路を介して既存のコンピューターシステムに、電力状態および電力要求を通信する手段、および電力消費レベルを設定するソフトウェアをレトロフィットするために本発明を使うことである。
【００１５】
本発明のさらに別の目的は、複数のコンピューターシステムが動的スロット技術を利用して電力を配分および共有し、共通の電源を共有する場合に本発明を使用することである。
【００１６】
本発明のさらに別の目的は、電力消費「クッキー」の配分にある。これらの「クッキー」は、所定のベース、または必要なベースとしてシステムに配分され得、より多くの電力のためにアービトレーションする（ａｒｂｉｔｒａｔｅ）。
【００１７】
本発明の付加的な目的は、複数のコンピューターシステムとともに本発明を使用することであり、該複数のコンピューターシステムは共通の電源を共有しないが、物理的位置または複数の物理的位置の電力消費全体を制御する必要がある場合である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一実施形態に従えば、方法は、電力モニターによって可変の電力要求負荷の電力消費を測定することと、該電力モニターから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該可変の電力要求負荷の電力要求を制御することとを包含し、ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該電力モニターによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成される。
【００１９】
本発明の別の実施形態に従えば、方法は、複数の電力モニターの関連する一つによって、複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力消費を測定することと、該複数の電力モニターの関連する一つから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力要求を制御することとを包含し、ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成される。
【００２０】
本発明の別の実施形態に従えば、システムは、可変の電力要求負荷と、該可変の電力要求負荷に結合された電力モニターとを備え、該可変の電力要求負荷の電力消費が該電力モニターによって測定され、該電力モニターから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該可変の電力要求負荷の電力要求が制御され、ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該電力モニターによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成される。
【００２１】
本発明の別の実施形態に従えば、システムは、複数の可変の電力要求負荷と、該複数の可変の電力要求負荷に結合された複数の電力モニターと、該複数の電力モニターと電気的に結合された電力バスと、該電力バスと電気的に結合された複数の電源とを備え、該複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力消費が、該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって測定され、該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力要求が制御され、ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成される。
【００２２】
本発明の別の実施形態に従えば、部品のキットは、複数の電力モニターと、プログラムを含む機械読み取り可能媒体とを備え、該プログラムは、該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって、複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力消費を測定することと、該複数の電力モニターの関連する一つから、ｉ）一度に複数の電力節約特性をイネーブルにするためにｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断を、そしてｉｉ）一度に複数の電力節約特性をディセーブルにするためにｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断を送ることによって、該複数の可変の電力要求負荷のそれぞれの電力要求を制御することのためのプログラムであって、ａ）該ｄｏｗｎ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つによって生成され、該ｈｉｇｈ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のイネーブルメントがなかった場合に、上限しきい値以上である測定された電力消費に応答して生成され、ｂ）該ｕｐ＿ｐｏｗｅｒ遮断は、ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断に応答して該複数の電力モニターの関連する一つの電力モニターによって生成され、該ｌｏｗ＿ｔｒｉｐ遮断は、すべての複数の電力節約特性の以前のディセーブルメントによってｍａｓｋ＿ｕｐビットが書き込まれなかった場合に、下限しきい値以下である測定された電力消費に応答して生成される。
【００２３】
本発明のこれらの、および他の実施形態は、以下の説明および添付の図と関連して考慮される場合には、より良く認識され、理解される。しかしながら、以下の説明は、本発明の多様な実施形態およびその多くの具体的な詳細を示す一方で、説明の目的で与えられ、限定を意味しないことが理解されるべきである。多くの代替物、修正、追加および／または再配置が、本発明の精神から逸脱せずに本発明の実施形態の範囲内で行われ得、本発明の実施形態は、すべてのそのような代替物、修正、追加および／または再配置を含む。
【００２４】
本明細書に添付され、その一部を形成する図は、本発明の特定の実施形態を描くために含まれている。本発明の実施形態のより明確な概念、および本発明の実施形態と組み合わせ可能なコンポーネントのより明確な概念、ならびに本発明の実施形態に提供されるシステムの稼動のより明確な概念は、例示的であって、それゆえ限定的でない、図に表される実施形態への参照によって、容易に明らかとなる（同一の参照数字（二つ以上の図で現れる場合には）は同じ要素を示す）。本発明の実施形態は、本明細書に示された以下の説明と組み合わせた二つ以上のこれらの図への参照によって、より良く理解され得る。図に示された特徴は、必ずしも正しい縮尺で描かれていないことが留意されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、処理ユニットのブロック図であり、本発明の一実施形態を表している。
【図２】図２は、処理ユニットに接続された電源のブロック図であり、本発明の一実施形態を表している。
【図３】図３は、電力測定および電力管理のユニットの回路図であり、本発明の一実施形態を表している。
【図４】図４は、遮断制御論理のための回路図であり、本発明の一実施形態を表している。
【図５】図５は、ブート前の電力ルーチンのブロック図であり、本発明の一実施形態を表している。
【図６】図６は、予め配分されたランタイム変更値の使用の例のブロック図であり、本発明の一実施形態を表している。
【図７】図７は、電力消費レベルの動的配分のブロック図であり、本発明の一実施形態を表している。
【図８】図８は、電力スロットおよび電力クッキーを分配するサーバーを含むシステムの概略ブロック図であり、本発明の一実施形態を表している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態および該実施形態の多様な特徴および有利な詳細は、限定的でない実施形態を参照してより十分に説明され、該限定的でない実施形態は添付の図において示され、以下の説明において詳述される。公知の開始材料、処理技術、コンポーネント、および器具の説明は、本発明の詳細な実施形態を不必要にあいまいにしないために省略される。しかしながら、詳細な説明および具体的な例は、本発明の望ましい実施形態を示しながら、限定することなしに例示としてのみ与えられることが理解されるべきである。根本的な本発明の概念の精神および／または範囲内にある多様な代替、修正、追加および／または再配列は、当業者にこの情報開示から明白となる。
【００２７】
本発明は、コンピューターおよび他のシステムにおける最高の性能レベルの提供および最適の管理効率を生み出すための、継続的に自己監視および自己調整する電力消費コンピューター制御システムを含む。本発明のサーキットリー、機構、および方法は、ほとんど瞬間的に稼動し、電力消費を監視、修正、および制御するための手段を提供する。本発明は、コスト節減に最も効果があるように電力消費レベルを最小化しながら、最高のコンポーネント性能レベルの選択を可能にする。本発明は、上記システムの稼動中の変化するコンポーネントおよび周囲の熱要因の見地、および使用中のプログラムの数、そしてデータセットの大きさとそれらの相対的な計算の複雑さとにおける絶えざる変動に起因する電力需要のほとんど瞬間的な変化の観点から、必要性、可用性および電力消費を評価する。本発明の機構は、最適の稼動しきい値の計算における使用のため、およびそれらのしきい値の実行のために、可変のトリップ（ｔｒｉｐ）レベルの上限および下限を設定する。上記システムは、単一または組み合わされたコンピューターシステムグループの制御において使われ得る。該システムは、直接のアナログ入力および直接のデジタル入力を備えた単一または複数のマイクロチップ構成、および複雑な複数の稼動ノードを備えた高性能ブロードバンドコンピューターにおける使用に、特に適している。同様に該システムは他のシステムにおいて使われ得る。
【００２８】
本発明は、（基板上の）集積回路および関連するソフトウェアを備えた単一のコンピューターを含み得、該ソフトウェアは該コンピューターの電力消費を継続的に監視し、そのハードウェア構成を調整して、その電力消費を所与の範囲内に維持する。
【００２９】
本発明は、外部デバイスを含み得、外部デバイスは、既存のコンピューターシステムの電力供給と直列に挿入され、電力消費を限定可能な範囲内に維持するために、上記システムにインストールされたソフトウェアが該ハードウェア構成を調整するのを可能にする該コンピューターシステムの遮断方法を有する。
【００３０】
本発明は、共通の一つの電源または複数の電源を共有する複数のコンピューターシステムを含み得、その結果システムのグループが電力消費範囲の全体を有し、各コンピューターシステムは、すべてのシステムを実行するために必要な最大の電力が構成される場合には、必要とされるよりも小さい電源を見込むその範囲の一部分を割り当てられる。
【００３１】
本発明は、電源を共有する他のシステムによる現在の電力使用を考慮に入れるために、個々のコンピューターシステムの電力消費の動的サイジングを可能にする短い待ち時間の相互接続と組み合わされた上記複数のコンピューターシステムを含み得る。この方法において、一システムは、所与の時点で追加的な電力予算への必要性を有する別のシステムに対して使っていない「電力予算」の一部分を放棄し得る。
【００３２】
本発明は、建物、キャンパスまたは分散したサイト群のための最大電力消費が制限され得るようにローカルエリアネットワークまたは広域ネットワークに対する調整、すなわち上限・下限の遠隔設定と組み合わされた上記複数のコンピューターシステムを含み得る。このことは、電力供給が復旧するような時間まで電力消費全体をより低く設定して、該建物、部屋またはキャンパスの電力の損失（供給停止）の自動検出を可能にし得る。このことは、起こり得る電灯制限の状況を避けるために、事前の電力消費調整を可能にし得る。
【００３３】
本発明は、コンピューターによる電力使用の「等級（ｃｌａｓｓ）」の生成と組み合わされた上記複数のコンピューターシステムを含み得、該コンピューターは動的にまたは静的に（オペレーターによって）のいずれかで該等級に割り当てられる。方法は、電力消費全体がシステムに利用可能な電力を超えて配分されない限りは、コンピューターが一つの等級から別の等級に移されることを可能にし得る。
【００３４】
本発明は、複数の共有された電源の一つ以上の停止が生じた場合には、上記システムに対する電力消費全体が、残りの共有された電源によって現在、供給され得る量まで低減される能力と組み合わされた上記複数のコンピューターシステムを含み得る。
【００３５】
本発明は、複数の構成をサポートするコンピューターシステムを含み得、一部の付加的コンポーネント（Ｉ／Ｏカード、ディスクドライブ）が、動的な方法で調整され得る可変量の電力消費および／または動的な方法では調整され得ない一定量の電力消費を加える。該構成可能な（付加的）コンポーネントは、電力消費を有し得、該電力消費は監視されて該コンピューターシステムに利用可能な電力全体から差し引かれる。このことは、共通の電源を共有し、および／または別のシャーシに置かれた可変部分を有し、ローカルエリアネットもしくは広域ネットにわたる通信を行うマルチコンピューターシステムに関係し得る。例示的なコンピューターシステムはディスクサブシステムに付随し、該ディスクサブシステムは電力が監視され、その電力消費は、該システムで現在稼動中のディスクドライブの数に依存する。
【００３６】
本発明は、コンピューターおよび他のシステムに対する電力消費の継続的な自己監視および自己調整を含み得、瞬間的に稼動して電力消費を監視、修正および制御するための手段を提供するサーキットリー、機構および方法を介して、コンピューターシステムにおける最適な管理効率の生成によって、上記システムの最高の性能を可能にする。
【００３７】
本発明は、コンピューターシステムの外部電源と、コンピューターおよび他のシステム上のＩ／Ｏポートとに直列に接続された外部監視デバイスの使用を含み得、制御の範囲にわたって最適の性能を維持しながら、データセンター、建物またはキャンパス全体の監視が該構造物のための電力使用全体を最大に設定することを可能にする。
【００３８】
本発明は、予め設定された電力の範囲にコンピューターユニットを動的に割り当てることによって、複数の処理ユニットが上記コンピューターシステムの監視されていない最大消費レベルより小さい電力出力全体を有する電源を共有することを可能にするような方法で、高速で短い待ち時間の相互接続を使って動的に電力を配分することを含み得る。コンピューターまたは他のユニットを一つの電力範囲から別の電力範囲へ動かすことは、電流スループット要件、瞬間的な電力消費および該コンピューターの相対的なアプリケーション優先順位のような要因に基づくが、それらには限定されない。
【００３９】
本発明の一実施形態はまた、部品のキットであり得る。該部品のキットは、本発明の一実施形態が含むコンポーネントの一部または全部を含み得る。該部品のキットは、本発明の一実施形態を組み込み可能な既存のシステムを改良するために、現場における（ｉｎ−ｔｈｅ−ｆｉｅｌｄ）レトロフィットの部品のキットであり得る。該部品のキットは、本発明の一実施形態を形成するためのソフトウェア、ファームウェアおよび／またはハードウェアを含み得る。該部品のキットはまた、本発明の一実施形態を実施するための指示を含み得る。別途特定されない限りは、該部品のキットの該コンポーネント、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアおよび／または指示は、本発明の一実施形態において使われるものと同一であり得る。
【００４０】
図１は、好ましい実施形態のブロック図である。この好ましい実施形態は、図１〜図５を参照して説明される。この好ましい実施形態は、３２個のプロセッサーモジュール１００を備えたコンピューターシステムであり、各プロセッサーモジュールは、プロセッサー１０１、メモリー１０２および入力／出力（Ｉ／Ｏ）ハブ１０４からなる。該Ｉ／Ｏハブ１０４は、ｉ）例えばディスクドライブのようなストレージ１０６、およびｉｉ）イーサネット（登録商標）タイプ接続１１０、ディスプレイ接続１１２、およびＵＳＢタイプ接続１１４をサポートし得るネットワーキング能力１０８に接続され得る。該Ｉ／Ｏハブ１０４はまた、高速で短い待ち時間の相互接続１１６にインターフェースされ得る。
【００４１】
これら３２個のプロセッサーモジュール１００（要素）は、電力インターフェース１１８によって共通の組の電源１１９に接続され、上記コンピューターシステム内の電力使用の平準化を容易にする。該システムのための電源１１９は、任意の特定の使用モデルのために余剰電力を提供するように構成される。共有された電力バス上で複数の電源に接続された複数のコンピューターシステムが存在し得る。本発明の使用は、この実施形態に限定されず、すべてのコンポーネントではない場合でも、大半のコンピューターシステム、または可変の電力要求および限定された電力資源を備えた任意の一つもしくは複数のシステムに適用され得る。
【００４２】
図２は、３２個の処理モジュール（ユニット）１００に接続された場合の三つの電源２２８のブロック図である。各処理モジュール（ユニット）１００は、電力モニター２２４に接続されている。電力および電力レベル信号２２２は、各電力モニター２２４とその付随するプロセッサー１００との間で転送され得る。各電力モニター２２４は電力バス２２６に接続され、該電力バス２２６はまたｎ個の電源２２８のそれぞれにも結び付けられている。
【００４３】
本発明の最も単純な実装においては、電力消費レベルは一定の配分で割り当てられ、プロセッサーの不揮発性のブートメモリーに格納される。ブートの際には、この予め割り当てられた値は、例えば図３に示された回路３３０のような電力測定および電力管理の回路にロードされる。コンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）に電力レベルを割り当てる負担全体は、外部の実体にあり得る。この実体は、電力を管理された該コンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）の一つの上に存在したり、しなかったりする。該割り当てられた電力レベルは、システム（および／またはプロセッサー）レベル命令を発することによって、または同じ更新を行うシステム管理（および／またはプロセッサーモジュール）ソフトウェアのいずれかによって、変更され得る。
【００４４】
図３は、電力測定および電力管理のための回路図である。図３は、上記コンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）に入る全電力を監視し、予めプログラムされたレベルで応答する仕方を示している。該回路は、該電力を測定するために、入力電力のライン３３１にわたっている。抵抗器３３２、抵抗器３３４、抵抗器３３６、および抵抗器３３８の選択は、該コンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）の全電力要件に従ってサイジングされなければならない。いったん電力エンベロープ全体が確立されると、プログラマブル抵抗器３４０およびプログラマブルタップ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｔａｐ）抵抗器３４２は、最高トリップ点３４４および最低トリップ点３４６に電子的に設定される。
【００４５】
この回路３３０は、演算増幅器３４８／演算増幅器３４９および二つのプログラマブル抵抗器３４０／３４１を使って電流しきい値を設定し、該電流しきい値は、最高値または最低値を超えられた場合には、ＨＩＧＨ＿ＴＲＩＰ  ３４４またはＬＯＷ＿ＴＲＩＰ  ３４６それぞれを制御している演算増幅器３４８／演算増幅器３４９に電流を流させる。これらが当業者によりそれぞれの具体的な用途にふさわしく設計された標準的な技術を使って容易に完成され得ることが理解されるように、上記回路図は、該プログラマブル抵抗器のための制御論理の設計または出力信号をシステム遮断に変換するための論理のいずれも示していない。
【００４６】
図４は、遮断制御論理のための回路図である。図４は、上記コンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）に適切な遮断を生じさせ、ソフトウェアが完了したタスクを指示することを可能にするために使われる遮断回路のブロック図を提示している。この回路は、いくつかの単純な論理ゲートを組み入れて、電力イベントが検出されるとともに該イベントが評価されるように保持され、応答するソフトウェアによってクリアされることを保証する。この回路は、図３の電力モニター回路３３０によって生み出された情報を取り入れ、機械（またはコンピューターシステムおよび／またはプロセッサーモジュール）において電力設定４５２の自動制御を可能にする論理を実装する。
【００４７】
上記ソフトウェアによる応答の一部は、対応する遮断が生じた場合には、電力資源を配分または逆配分し、遮断発生器をリセットすることである。ＭＡＳＫ＿ＵＰ  ４５９、ＣＬＥＡＲ＿ＵＰ＿ＰＯＷＥＲ  ４５８およびＣＬＥＡＲ＿ＤＯＷＮ＿ＰＯＷＥＲ  ４５７は、同じ電力イベントが繰り返して応答されないようにソフトウェアによって使われ、ラッチをリセットする。図３のＬＯＷ＿ＴＲＩＰ  ３４６の遮断と同時に、該ソフトウェアは電力制御を設定し、ＣＬＥＡＲ＿ＵＰ＿ＰＯＷＥＲ  ４５８を使って、ＵＰ＿ＰＯＷＥＲ  ４５６出力上で該遮断をクリアする。図３のＨＩＧＨ＿ＴＲＩＰ  ３４４の遮断は、該電力制御が上記システム（および／またはプロセッサーモジュール）の電力消費を低減するために使われる状況を示すために使われる。この場合、該ソフトウェアは、電力消費を低減する制御を設定し、ＣＬＥＡＲ＿ＤＯＷＮ＿ＰＯＷＥＲ  ４５７ビットを設定することによって、該遮断、すなわちＤＯＷＮ＿ＰＯＷＥＲ  ４５４遮断をクリアする。
【００４８】
続けて図４を見ると、ＵＰ＿ＰＯＷＥＲ  ４５６遮断およびＤＯＷＮ＿ＰＯＷＥＲ  ４５４遮断による遮断が生じる場合に、上記ソフトウェアが扱わなければならない二つの特別なケースがある。第一は、該ソフトウェアがＵＰ＿ＰＯＷＥＲ  ４５６遮断を受信するが、上記コンピューターシステムの性能を高める制御がそれ以上存在しない場合である。この場合、コンピューターについてなされ得ることが何もない場合には、該コンピューターが遮断を受信し続けることは望まれない。もう制御は生じないと決定した後で、該ソフトウェアは、それ以上の遮断が受信されず、それによって性能を高めるように要求するように、ＭＡＳＫ＿ＵＰ  ４５９ビットを設定する。次のＤＯＷＮ＿ＰＯＷＥＲ  ４５４遮断が該ソフトウェアによって受信される場合には、ＭＡＳＫ＿ＵＰ  ４５９ビットはクリアされる。
【００４９】
ＤＯＷＮ＿ＰＯＷＥＲ  ４５４遮断が生じ、上記ソフトウェアが電力消費を低減する他の制御は存在しないと決定する場合には、他のケースが生じる。このケースでは、状況に対処するためのプロトコルを決定するために、さらに高いレベルのソフトウェアに関して問題が提起される必要がある。応じられ得る例示的な方針決定として、ノードのシャットダウン、別のノードからの電力予算の獲得または総予算を増やすためにオンラインで付加的電源を持ってくることを含むが、これらに限定されない。
【００５０】
図５は、ブート前の電力ルーチンのブロック図である。上記システム（および／またはプロセッサーモジュール）は、可能な最も低い電力設定に初期化されており、ブート前処理５００の間、該コンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）は、該システムのため予め設定された電力レベルのためのその不揮発性メモリーを調べる。電力が５０２において入り、システム（および／またはモジュール）の機能が利用可能になると、該システム（および／またはモジュール）は予め設定された電力レベルに基づいて適切な電力制御設定を設定する。
【００５１】
上記処理の間、上記電力使用が予め設定された電力使用の限界を超えた場合には、図４のＤＯＷＮ＿ＰＯＷＥＲ  ４５４遮断がトリガされる。その遮断は、ブート前のファームウェアに５０４が電力節約特性の一つ５０６を可能とさせる原因となり、該電力節約特性は、クロック周波数の変更、キャッシュをオフにすること、チップセットの部品をオフにすること、および待ち状態の挿入を含み得る。この電力節約処理５０６は、電力の限界が超えられようとしなくなるまで続く。いったんブート前の処理が完了すると５１０、制御はオペレーティングシステムに伝えられる５１２。
【００５２】
図６は、予め配分されたランタイム変更値の使用の例のブロック図である。図６は、予め配分された電力レベル変更オプションのランタイム６０２中の上記システム（および／またはモジュール）の使用を示している。ここでは、すべての上記コンピューターシステム（および／またはモジュール）は、手動の介入か、またはシステム（および／またはモジュール）管理機能かのいずれかによって、それらの値が設定されている。ＨＩＧＨ＿ＴＲＩＰ  ６０４遮断が生じた場合には、該遮断は、低減電力特性６０６を発動しようとする機能ＤＯＷＮ＿ＰＯＷＥＲ反応を引き起こす。この電力の低減は、電力の限界がもはや超えられなくなるまで続く。その時点で、ＣＬＥＡＲ＿ＤＯＷＮ＿ＰＯＷＥＲ  ６０８トリガープロセスが開始される。ＬＯＷ＿ＴＲＩＰ  ６１４遮断が生じる場合には、該遮断は、増加電力６１６特性を発動しようとする機能ＵＰ＿ＰＯＷＥＲ反応を引き起こす。この電力の増加は、電力の下限が満たされるまで続く。その時点で、ＣＬＥＡＲ＿ＵＰ＿ＰＯＷＥＲ  ６１８トリガープロセスが開始される。
【００５３】
（代替の実施形態）
本発明の第二の実装は、図７に示されるような電力消費レベルの動的配分を含む。この場合、複数のコンピューターシステム（および／またはモジュール）は電源を共有する。大きい電力のスロット、中間の電力のスロット、および小さい電力のスロットという複数の「スロット」が配置される。このことは、分散したロッキングシステムを使うことによって行われ、該ロッキングシステムは、複数のコンピューターシステム（および／またはモジュール）にわたって相互の排除を可能にし、多くの利用可能なクラスターロックマネジャー（ｃｌｕｓｔｅｒ−ｌｏｃｋ  ｍａｎａｇｅｒｓ）の一つを使って実装され得るソフトウェアである。
【００５４】
論理スロットの数は、共通の電源から利用可能な物理的接続の数に基づいている。電力全体が共通の電源によって提供され得ると見なされる最大電力を超えない限り、これらの論理スロットは、命令またはシステム（および／またはモジュール）のいずれかによって再構成され得る。コンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）がより多くの電力を要求し始める場合には、上記ロックマネジャーを使う該システムは、利用可能なより大きな電力のスロットが存在するかどうかをチェックする。存在し、該ロックマネジャーを使う場合には、該システム（および／またはプロセッサーモジュール）はより大きな電力のスロットを割り当てられる。利用可能なスロットが存在しない場合には、電力消費は予め定められた方法と同じ方法で低減される。
【００５５】
続いて図７を見ると、この場合、図１の高速相互接続１１６か、または同じ図１に示されたイーサネット（登録商標）インターフェース１１０かのいずれかを使って、分散ロックマネジャーが実装される。システム管理コンポーネントは、各電力レベルで稼動することが可能なコンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）の数を予め設定する。すべてのシステム（および／またはモジュール）は、最小の電力状態にブートする。上記クラスターロックマネジャーを使うシステム（および／またはモジュール）は、最大電力消費レベルが超えられないことを保証し、利用可能な最大電力スロットを消費する該システム（および／またはモジュール）の電力設定を高める。一定の間隔の後で、上記示されたシステム（および／またはモジュール）が付加的な電力を使わない場合には、該示されたシステムおよび／またはモジュール）は自身をより低い電力レベルに設定し直し、大きな電力のスロットの一つを解放する。このプロセスは、ｉ）すべての大きな電力スロットが使われるか、またはｉｉ）すべてのコンピューターシステム（および／またはモジュール）が最高の電力レベルを試したことがあり、少なくともそれらの一部が最高の電力レベルに対して現在必要性がないと決定されたか、いずれかが起こるまで続く。
【００５６】
上記コンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）が７０２を稼動させている間に、それらの一つが、該システム（および／またはモジュール）が現在、最も高い電力設定にはない間はシステムの性能によってスループットが限定される状況に達する場合には、該システム（および／またはモジュール）は、クラスターロックマネジャーを使って、該システムの（および／またはモジュールの）電力７０４を増加させようと試みる。スロットが利用可能である場合７０６には、該システム（および／またはモジュール）は大きな電力のスロット７０８を獲得し、その電力設定を大きな電力の設定に変える。利用可能な大きな電力スロットがない場合７１０には、大きな電力スロットを使い、大電力の一スロットの解放を求める要求が該システム（および／またはモジュール）に送られる７１１。この場合、オペレーティングシステムの処理は、図４のＵＰ＿ＰＯＷＥＲ  ４５６遮断の状態を該ソフトウェアに注入することである。
【００５７】
これらのシステム（および／またはモジュール）の一つが現在、電力消費レベル未満であるドロップダウン（ｄｒｏｐ  ｄｏｗｎ）の場合には、該一つは自身をより低い電力設定に設定し、該要求しているコンピューターシステム（および／または処理モジュール）に大きい電力のスロットを解放する７１２。現在の大きな電力のユーザーが大きい電力の状態の解放を許す状態に一つも存在しない場合７１４には、上記要求は失敗し、上記求めているシステム（および／またはモジュール）は遅延を設定し７１６、該システム（および／またはモジュール）が遅延の後にまだ大きな電力状態を必要とする場合には、該システム（および／またはモジュール）は、該要求が認められるか、または大きな電力状態への必要性が伝えられるまで、別の要求を送り、この遅延および要求を繰り返す。システム（および／またはモジュール）が、付加的電力７２０を使わない所定の間隔の間、稼動状態７０２にある場合には、該システム（および／またはモジュール）は大きい電力スロット７２２の一つを解放して、自身をより低い電力レベル７２４に設定し直す。
【００５８】
本発明の第三の実装は、固定的および動的な配分方法の組み合わせを使って、電力グループとともに動的な配分システムを稼動させることを含む。この場合、大きな電力のスロットへの優先順位を有するコンピューターシステムのリストがある。最初のブート処理は、大きな電力のスロットをこれらの優先順位の高いシステムに（クラスターロックマネジャーを使って）配分し、実行は正常に実行され続ける。該システムの正常な稼動中に、優先順位の低いシステムの一つが付加的な電力を必要とする場合には、該システムの一つはクラスターロックマネジャーを介して、その論理的大電力スロットを必要としない優先順位の高いシステムの一つの使用を要求する。したがって、異なった電力への期待および特性を備えた複数のグループのタイプが管理され得る。例えば、一つのグループはいつでも最大の電力を受け取り得、別のグループは最大電力の配分を受け取り得るが、該別のグループが使われていない場合には、別のコンピューターシステムに解放し、その一方、任意の他のシステムがより大きな電力設定を要求する場合には、より低い電力状態に最初に置かれ得るさらに別のグループもある。グループのこのリストは、同時に一つの電力状態から別の電力状態にすべて移るグループを含むように拡張され得る。
【００５９】
本発明の別の実装は、建物内で、キャンパスで、都市で、またはさらに大きな地域で電力資源を管理するために共有されない電源が使われる場合には、多様なバージョンの実装を許容するという利点を有する。このことの例は、電力会社が自主的な低減を求める場合である。別の例は、場所が電池または他の局所的発電の使用を要求するＵＰＳ（無停電電源）状態に入ってしまい、該ＵＰＳが電力を該構造物または部屋に供給し得る時間を持続させるために、該場所の現在の電力使用を制限することが望ましい場合である。この実装の応用は、ネットワークに通信し得る複数の電力消費レベルを有する任意のデバイスに適用される。
【００６０】
そのような実装は、コンピューター、ネットワーキングデバイス、工作機械、あるいは調整可能な電力消費レベルを有する他の任意のものである、管理されたデバイス上に常駐するエージェントの使用を含み得る。上記地域に対する予め決められた電力エンベロープがあり、該電力エンベロープは、監視されるサイトのための電力使用全体まで追加する「電力クッキー（ｐｏｗｅｒ  ｃｏｏｋｉｅｓ）」を含み得る。該「電力クッキー」は、該電力消費レベルが到達されるまで、上記多様な管理されるデバイスに割り当てられ得る。これらのクッキーは、電力クッキーの消費全体が予め割り当てられた限界を超えない限りは、デバイスからデバイスへ移され得、長い時間にわたって再配分され得、多様なデバイスがより高い電力レベルを消費することを可能にする。このことは、高速クラスター相互接続、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、セルラネットワーク、広域ネットワーク（ＷＡＮ）あるいはさらにインターネットにわたって機能し得る。この実装のシステムは、階層的な方法で埋め込まれ得、サブサイトは電力エンベロープ全体を与えられ、該サブサイトはそれらの局所的な電力クッキーを割り当てて監視する。次いで、全体的な管理ツールは、上記サイトのための「メタ電力クッキー（ｍｅｔａ  ｐｏｗｅｒ  ｃｏｏｋｉｅｓ）」を管理する。
【００６１】
図８を参照すると、電力クッキーの配置を制御している中央サーバー８１０がネットワーク８２０に結合されている。複数のコンピューターシステム（および／またはプロセッサーモジュール）８３０は、該ネットワーク８２０に結合されている。該複数のコンピューターシステム（および／またはモジュール）８３０と該ネットワーク８２０とのこの結合は、ソフトウェア経路を含む。該複数のシステム（および／またはモジュール）８３０のそれぞれはまた、電力監視および電力制御８４０を介して該ネットワーク８２０にも結合されている。該電力監視および電力制御８４０と該該ネットワーク８２０との結合は、ソフトウェア経路を含む。該複数のシステム（および／またはモジュール）８３０のそれぞれは、その電力監視および電力制御８４０を介して電力を与えられる。該複数のシステム（および／またはモジュール）８３０のそれぞれは、その電力監視および電力制御８４０から遮断信号を受信する。
【００６２】
デバイスが本発明の実施形態に基づく電力管理回路を備えている場合には、該デバイスの電力消費は動的なベースで監視され得、該デバイスの稼動がそれらの現在の電力クッキーの限界を超えた場合にのみ、該監視されたシステムがより低い性能を有する原因となる。しかしながら、該デバイスがそれらの電力クッキーの限界を超えようとした場合には、該デバイスは、利用可能な場合、上記の方法を使って、大きい電力のクッキーを要求し得、該一つの大きい電力のクッキーを割り当てられ得る。
【００６３】
電力監視回路がない場合でさえ、この方法はやはり実装され得る。しかしながら、この場合、上記デバイスが配分された電力クッキーを超え得ないように、該方法が該デバイスを設定する。電力使用を監視する方法がないために、他のインジケーターが、動的な稼動を可能にするために必要とされる。例えば、温度の範囲が超えられた場合には、サーモスタットがより大きい電力クッキーを要求し得る。コンピューターシステムの場合、システムのリソースが予め決められたレベルより落ちた場合には、より大きい電力クッキーが要求され得る。
【００６４】
本発明の付加的な実施形態は、以下の二つの要素を含むモジュールの使用を介して、既存のコンピューターシステムのレトロフィットにおいてその使用を可能にする。第一の要素は、電力コードと直列であり、例えばユニバーサルシリアルバス、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ−ＩＥＥＥ  １３９４規格、シリアルポートまたは増設カード（ａｄｄ  ｉｎ  ｃａｒｄ）を介する既存のコンピューターシステムへの双方向通信を用いる電力監視回路を含むユニットである。第二の要素は、電力トリップ点を監視し、適切な電力設定を実装しながら、初期電力消費を設定するソフトウェアである。
【００６５】
本発明のさらなる実施形態は、米国特許出願公開第２００４０１５６６４０号に記されたＬｉｇｈｔｆｌｅｅｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆａｎ−Ｏｕｔ  ａｎｄ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ」のような、通常速度のコンピューター相互接続および高速のコンピューター相互接続の両方との組み合わせにおける使用のための適応であり、該実施形態は、グループとして管理されるべきエリアの大きさに依存して、ローカルエリアネットワーク、またはさらに広域ネットワークにわたって本発明の使用を可能にし、該相互接続は、国の送電系統の局所的セクションまたは国の送電系統の全セクションにさえわたる電力配分を監視および制御することを担い、本発明の機構は、局所的、地方的および全国的な送電系統の過負荷の計算と電気使用低減方法とにおいて、報告し、一部を支援するために使われた。
【００６６】
行われた用途における使用のための本発明の機構と方法論との枠組みの利益を示す本発明の別の実施形態は、その関連する欧州特許出願および国際特許出願と係属中の出願とともに米国特許第５，９８７，６０１号の、Ｘｙｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの「Ｚｅｒｏ  Ｏｖｅｒｈｅａｄ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｔａｓｋ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ」と関連しており、本発明のユニークな、バックグラウンドにおける遮断を検出し、その後ソフトウェア介入なしで一つのプロセッサーサイクルと次のプロセッサーサイクルとの間の稼動を節約し復旧する完全な状態を達成するためのマイクロプロセッサーコンピューターアーキテクチャにおける使用のためのゼロオーバーヘッド遮断とタスク変更機構とを備えている。Ｘｙｒｏｎの技術との関連におけるか、またはそのマイクロプロセッサー実装内に実際に組み込まれたものとしてかのいずれかでの現在の発明の組み合わされた使用が、通常の使用における単一サイクルのナノ秒の稼動において電力レベル変更の必要性を監視し、計算し、予め計算して、可能にする能力を提供する。同様に、米国特許出願公開第２００４０１５６６４０号に記されたＬｉｇｈｔｆｌｅｅｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆａｎ−Ｏｕｔ  ａｎｄ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ」のような、高性能コンピューターに実装された場合で、数十億の順列および組み合わせを処理可能な超並列適応パターン認識アルゴリズムに関連して使われる場合には、本発明の組み合わせは有用である。適応パターン認識研究の結果は、ｐｏｗｅｒｉｎｇ＿ｄｏｗｎシステムの機能レベルのための突然の要求を満たす際に、他の場合には生じるシステムの過負荷による故障を防ぐ作用をする間に、広範な使用にわたって最高の速度で最適のコンピューターシステム電力および最適の熱性能稼動レベルの計算と設定とを可能にする。
【００６７】
しかし、本発明の別の実施形態は、米国特許第６，４４５，３２６号のＸｙｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの「Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ」と関連する欧州特許出願第０１９５０３９３．７号を関連させて、またはそこに援用されることによって、その使用から利点を得る。この二つの発明の組み合わされた使用は、受け入れ不可能なインターフェースを持たない単一の超小型回路コンピューターシステムにおいて、熱情報および電気情報の直接的なアナログからデジタルへの入力を可能にする。この二つの発明の組み合わされた使用は、フェムト秒の速度で機構をカウントするＸｙｒｏｎの発振器を利用するコンピューターシステムの稼動において、継続的で、直接的で、最適の、調整可能な電力と熱との修正および制御を可能にする。
【００６８】
他のさらに従来型のデジタルアナログコンバーター回路とともに使用することに加えて、米国特許出願第１０／４７７，６８４号のＸｙｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの「Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ」とその関連する国際出願との関連において、またはこれらの出願への実装によって該組み合わせがその使用を可能にする利点を得るのは、やはり本発明の別の実施形態である。該二つの発明の組み合わされた使用は、コンピューターシステムの稼動および計算において継続的で、直接的で、最適の、調整可能な電力と熱との修正および制御を求めるコンピューターシステムと関連させて、デジタル出力からアナログ出力への高速変換を可能にする。
【００６９】
（利点）
実行環境が、コンピューターシステムが構成された電力の上限を超えるまで、該コンピューターシステムがフルスピードで稼動することを本発明が可能にすることは、本発明の利点である。この時に限って、性能レベルは低減される。下限のトリップ点に達するほど電力が低下する必要がある場合には、該システムは、その時に存在する稼動状況の下で、フルの性能設定が最適と決定されるどんな設定にでも戻る。このことは、すべてのコンピューター、すなわち標準的な壁からの電力または大電力のアウトレットで稼動するコンピューター、あるいはラップトップ型コンピューターシステムのような電池で稼動するコンピューターの両方にとって有利である。現行の方法は、上記コンピューターシステムに割り当てられたタスクに起因して、実際の使用が要求された電力の限界を決して超えない場合でさえも、可能な電力消費を見込んで性能を低減させる。
【００７０】
本発明が、システムのグループが各コンピューターシステムの最大電力使用でなく、グループの最大電力使用に対して構成される電源を共有することを可能にすることは重要な価値がある。このことは、所与のコンピューターシステムのためのかなり小さい総電力エンベロープをもたらす。
【００７１】
本発明は、コンピューターシステムがアプリケーションの必要性から生じる最大の電力配分を超えようとしない場合には、該システムの性能に影響することなしに情報技術および建物管理が該コンピューターシステムに関する建物の電力消費に上限を設定することを可能にするという付加的な利点を有する。本発明はまた、配分された電力レベル、例えば埋め込みアプリケーションのために、どのアプリケーションが優先権を有するべきかに関する管理上の決定を容易に可能にする。
【００７２】
本発明の主要な価値は、コンピューターシステムの稼動コストの低減、該コンピューターシステムの信頼性の向上、コンピューターの性能の向上、コンピューターシステム管理の制御に加わる利益への貢献、および結果として起こる関連した計算的、商業的および産業的コスト、損失および損害を伴うコンピューターシステムの故障から保護するための保護的貢献による過負荷の検出および作業負荷の平準化の側面である。
【００７３】
（定義）
「プログラム」という用語および／または「コンピュータープログラム」というフレーズは、コンピューターシステム上での実行のために設計された一連の指示を意味することが意図される（例えば、プログラムおよび／またはコンピュータープログラムは、サブルーチン、機能、手続き、オブジェクトメソッド、オブジェクト実装、実行可能なアプリケーション、アプレット（ａｐｐｌｅｔ）、サーブレット（ｓｅｒｖｌｅｔ）、ソースコード、オブジェクトコード、共有ライブラリ／動的負荷ライブラリ（ｄｙｎａｍｉｃ  ｌｏａｄ  ｌｉｂｒａｒｙ）および／またはコンピューターまたはコンピューターシステム上での実行のために設計された他の一連の指示を含み得る）。
【００７４】
「実質的に」という用語は、「大部分」を意味するが、明確に述べられる「完全に」を必ずしも意味しないように意図されている。「およそ」という用語は、少なくとも所与の値に近い（例えば１０％以内）ことを意味するように意図されている。「概して」という用語は、少なくとも所与の状態に近づいていることを意味するように意図されている。「結合された」という用語は、必ずしも直接にである必要はなく、必ずしも機械的である必要はないが、連結されたことを意味するように意図されている。「近位の」という用語は、本明細書で使われている場合、近く、近接に、そして／または同時に起こることを意味するように意図されており、特定の機能および／または（もしあれば）結果が遂行および／または達成され得る空間的状況を含む。「遠位の」という用語は、本明細書で使われている場合、遠い、離れて、離れて置かれておよび／または同時に起こらないことを意味するように意図され、特定の機能および／または（もしあれば）結果が遂行および／または達成され得る空間的状況を含む。「配置する」という用語は、設計する、建築する、出荷する、設置するおよび／または稼動するを意味するように意図されている。
【００７５】
「第一」または「一つ」という用語、および「少なくとも第一」または「少なくとも一つ」というフレーズは、別な意味であることがこの文書の固有のテキストから明らかでない場合は、単数形または複数形を意味するように意図されている。「第二」または「別の」という用語、および「少なくとも第二」または「少なくとも別の」というフレーズは、別な意味であることがこの文書の固有のテキストから明らかでない場合は、単数形または複数形を意味するように意図されている。この文書の固有のテキストにおいて明らかに反対に述べられていない場合には、「または」という用語は、包括的な「または」を意味し、排他的な「または」を意味しないように意図されている。特に、条件「ＡまたはＢ」は、以下のいずれか一つによって満たされる。Ａが真であり（または存在し）Ｂが偽である（または存在しない）、Ａが偽であり（または存在せず）Ｂが真である（または存在する）、およびＡとＢとの両方とも真である（または存在する）。「ａ」および／または「ａｎ」という用語は、文法上のスタイルために、および単に便宜のために用いられている。
【００７６】
「複数」という用語は、二つまたは二つより多いことを意味するように意図されている。「任意の」という用語は、集合のすべての当該要素または少なくとも該集合のすべての当該要素の部分集合を意味するように意図されている。「手段」という用語は、「ための」という用語に続く場合には、結果を達成するためのハードウェア、ファームウェアおよび／またはソフトウェアを意味するように意図されている。「ステップ」という用語は、「ための」という用語に続く場合には、該述べられた結果を達成するための（下位）方法、（下位）処理および／または（下位）ルーチンを意味するように意図されている。
【００７７】
「備える、包含する」「備えている、包含している」「含む」「含んでいる」「有する」「有している」または他の任意のそれらの変形の用語は、排他的でない「包む」を含むように意図されている。例えば、要素のリストを含む処理、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されず、明白にリストされていないか、またはそのような処理、方法、品物、または装置に本来含まれる他の要素を含み得る。「構成している（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ）」（ｃｏｎｓｉｓｔｓ、ｃｏｎｓｉｓｕｔｅｄ）（構成する、構成される）および／または「構成している（ｃｏｍｐｏｓｉｎｇ）」（ｃｏｍｐｏｓｅｓ、ｃｏｍｐｏｓｅｄ）（構成する、構成される）という用語は、クローズドランゲージ（ｃｌｏｓｅｄ  ｌａｎｇｕａｇｅ）を意味するように意図され、該クローズドランゲージは、記載された方法、装置または構成を通常は該処理、方法、物品、または装置とともに結びつけて考えられる付属品、付加物および／または不純物を除いて、該記載されたもの以外の手続き、構造および／または成分の内包にゆだねない。「構成している（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ）」（ｃｏｎｓｉｓｔｓ、ｃｏｎｓｉｓｕｔｅｄ）（構成する、構成される）および／または「構成している（ｃｏｍｐｏｓｉｎｇ）」（ｃｏｍｐｏｓｅｓ、ｃｏｍｐｏｓｅｄ）（構成する、構成される）という用語とともに「本質的に」という用語を述べることは、修正されたクローズドランゲージを意味するように意図され、該修正されたクローズドランゲージは、該述べられた方法、装置および／または組み立てを該述べられた方法、装置および／または組み立ての基本的な新規な特性に大きく影響しない特定でない手続き、構造および／または成分の内包のためにのみ開かれてゆだねる。
【００７８】
別途定義されない場合には、本明細書で用いられるすべての技術用語および科学用語は、当業者によって共通に理解されるものと同じ意味を有する。競合がある場合には、定義を含め、本明細書が支配する。
【００７９】
（結論）
上記実施形態および例は単純に説明的であり、限定的であることは意図されていない。本発明の実施形態は別々に実装され得るが、本発明の実施形態はそれらが関連するシステムに統合され得る。本明細書で開示された本発明のすべての実施形態は、情報開示の見地から過度の実験なしで行われ得、使われ得る。発明者（ら）によって意図される本発明の最良の形態は開示されているが、本発明の実施形態はそれらに限定されない。本発明の実施形態は、本明細書に述べられた（もしあれば）理論的陳述によって限定されない。本発明の実施形態は、開示された方法で行われる、または開示された順序で組み合わされる必要はないが、任意の方法のおよびすべての方法で行われ得る、そして／または任意の順序およびすべての順序で組み合わされ得る。本発明の実施形態の個々のコンポーネントは、開示された形状で形成されたり、または開示された構成で組み合わされたりする必要はないが、任意のおよびすべての形状で提供され得る、そして／または任意ののおよびすべての構成で組み合わされ得る。
【００８０】
本発明の精神および／または本質的な発明的概念の範囲から逸脱することなしに、本発明の実施形態の特徴の多様な代替、修正、追加および／または再配置が行われ得ることは、本発明の実施形態が関係する当業者によって認識され得る。すべての開示された要素および各開示された実施形態の特徴は、そのような要素または特徴が互いに排他的である場合を除いて、該開示された要素およびすべての他の開示された実施形態と組み合わされ得るか、または代替され得る。添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって定義されるような本発明の精神および／または本質的な発明的概念の範囲は、すべてのそのような代替、修正、追加および／または再配置を含む。
【００８１】
そのような限定が「のための手段」および／または「のためのステップ」というフレーズを使う所与の請求項に明白に述べられていない場合は、該添付の特許請求の範囲は、手段プラス機能の限定を含むように解釈されるべきではない。本発明の亜種の実施形態は、上記添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって正確に叙述されている。本発明の特定の実施形態は、添付された従属請求項およびそれらの均等物によって識別されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年2月27日(2009.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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