(57)【要約】  【課題】  物理リソースのセットおよびハイパーバイザを含む、電力を意識した論理的に区分化された処理システムおよび対応する使用方法を提供する。  【解決手段】  ハイパーバイザは、区画を生成し、物理リソースの少なくともいくつかを区画に割り当てる。システムは、さらに、区画に割り当てられていない任意の物理リソースが消費する電力を低減するための手段を含む。ハイパーバイザは、割り当てられなかった物理リソースの数を最大にするために区画に物理リソースを割り当てることができる。物理リソースは、プロセッサを含むことができ、ハイパーバイザは、区画に少なくとも１つのプロセッサの一部を割り当てることができる。この実施形態の場合には、システムは、部分的に割り当てられたプロセッサへの供給電圧またはクロック周波数をスケーリングすることにより電力消費を低減することができる。【選択図】      図２
2004192612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ処理システムであって、
物理リソースのセットと、
前記システム内で区画を生成し、前記物理リソースのうちの少なくともいくつかを前記区画に割り当てるためのハイパーバイザと、
前記ハイパーバイザにより割り当てられなかった物理リソースの電力消費を低減するための手段とを備えるデータ処理システム。
【請求項２】
前記ハイパーバイザが物理リソースを前記区画に割り当て、割り当てられなかった物理リソースの量が最大になる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記物理リソースのセットがプロセッサのセットを備え、さらに、前記ハイパーバイザが、前記プロセッサのうちの少なくとも１つの一部を前記区画のうちの少なくとも１つに割り当てる、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
電力消費を低減するための前記手段が、少なくとも１つの部分的に割り当てられたプロセッサに電源電圧およびクロック周波数をスケーリングするための手段と、割り当てられなかったプロセッサへの電力供給をオフにするための手段とを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記物理リソースのセットが、メモリ・モジュールのセットを含み、さらに、電力消費を低減するするための前記手段が、前記割り当てられなかったメモリ・モジュールへの電力供給をストップするための手段を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ハイパーバイザが、所定の選択基準に基づいて、ディスク記憶装置への選択した物理ページ・フレームをページング・アウトすることにより、割り当てられたメモリ・モジュールの量を動的に低減するための手段を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記所定の選択基準が、物理ページがアクセスされる頻度、または前記区画内で稼働しているオペレーティング・システムが供給する情報を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記所定の選択基準が、前記区画内で稼働しているメモリ・ページ情報オペレーティング・システムが供給する情報に基づくものである、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記物理リソースのセットが、前記データ処理システムに接続しているストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）として構成されている記憶ディスクのセットを含み、さらに、エネルギー消費を低減するための前記手段が、前記データ処理システムの前記区画を反映するために、前記ＳＡＮを論理的に区分化するための手段と、前記ＳＡＮ区画のどれにも割り当てられなかったディスクのエネルギー消費を低減するための手段とを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
データ処理システムであって、
物理リソースのセットと、
各区画が、他の区画とは独立して対応するオペレーティング・システムを実行するように構成されている前記システム内に区画を生成するための手段と、
前記区画を前記物理リソースの最小サブセットにパックすることにより、前記物理リソースの中の少なくともいくつかを前記区画に割り当てるための手段と、
前記区画のどれにも割り当てられなかった物理リソースをオフにするための手段とを含むデータ処理システム。
【請求項１１】
前記区画をパックするステップが、前記区画のうちの少なくとも２つのうちの部分区画の一部を共通の物理リソースに割り当てるステップを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記区画をパックするステップが、前記部分区画の一部が２つの異なる物理リソースのうちの第１のリソースの容量を超えた場合に、前記２つの物理リソース間で部分区画の一部を分割するステップを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記物理リソースのセットが、プロセッサのセットを含み、さらに、前記プロセッサのうちの少なくとも１つの一部が、前記区画のうちの少なくとも１つに割り当てられる、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
さらに、その電源電圧およびクロック周波数をスケーリングし、割り当てられなかったプロセッサへの電力をオフにすることにより前記プロセッサの電力消費を低減することにより、部分的に割り当てられたプロセッサのうちの少なくとも１つの電力消費を低減するステップを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記物理リソースのセットがメモリ・モジュールのセットを含み、さらに、前記システムが、所定の選択基準に基づいて、ディスク記憶装置への選択した物理ページ・フレームをページング・アウトすることにより、割り当てられたメモリ・モジュールの量を動的に低減するための手段を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
データ処理システムでリソースを割り当てる際に使用するためのコンピュータ・プログラムであって、該コンピュータ・プログラムが、コンピュータ可読記憶媒体上に記憶しているコンピュータ可読プログラム・コードを含み、
前記システム内で論理区画を生成するためのコード手段と、
前記区画を前記物理リソースの最小サブセットにパックすることにより前記物理リソースの中の少なくともいくつかを前記区画に割り当てるためのコード手段と、
前記区画のどれにも割り当てられなかった物理リソースへの電力供給を低減するためのコード手段とを含むコンピュータ・プログラム。
【請求項１７】
前記区画をパックするステップが、前記区画のうちの少なくとも２つのうちの部分区画の一部を共通の物理リソースに割り当てるためのコード手段を含む、請求項１６に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１８】
前記区画をパックするステップが、前記部分区画の一部が２つの異なる物理リソースのうちの第１のリソースの容量を超えた場合に、前記２つの物理リソース間で部分区画の一部を分割するためのコード手段を含む、請求項１７に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１９】
前記物理リソースのセットが、プロセッサのセットを含み、さらに、前記プロセッサのうちの少なくとも１つの一部が、前記区画のうちの少なくとも１つに割り当てられる、請求項１６に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項２０】
さらに、その電源電圧およびクロック周波数をスケーリングすることにより部分的に割り当てられたプロセッサのうちの少なくとも１つの電力消費を低減するためのコード手段と、割り当てられなかったプロセッサへの電力をオフにするためのコード手段とを含む、請求項１９に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項２１】
前記物理リソースのセットがメモリ・モジュールのセットを含み、さらに、前記システムが、所定の選択基準に基づいて、ディスク記憶装置への選択した物理ページ・フレームをページング・アウトすることにより、割り当てられたメモリ・モジュールの量を動的に低減するためのコード手段を含む、請求項１６に記載のコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、データ処理システムの分野に関し、特に区分化されたデータ処理システム（partitioned data processing system）におけるエネルギー消費節減に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ処理システムの分野においては、サーバ統合解決策が問題になってきている。ハードウェア・コストを削減する組織的な努力により、サーバ統合は、システム・アドミニストレータが複数のアプリケーションを稼働することができるようにし、できれば、１台のサーバ上で独立してオペレーティング・システムを稼働することができるようにするツールを含む。サーバ統合コンセプトにより、企業は、自分が複数のサーバ上で現在展開しているアプリケーションおよびサービスを統合することができ、それにより多数のサーバ・ボックスが必要なくなる。統合は、仮想化および区分化（partitioning）の関連コンセプトにより容易になる。仮想化および区分化の両方とも、多年にわたってメインフレーム・コンピュータ上で今まで行われてきたものであるが、現在、ますます必要となってきているし、Ｕｎｉｘ（登録商標）およびＩｎｔｅｌプラットフォームにとってますます実行可能なオプションになってきている。
【０００３】
論理区分化とは、１つのマルチプロセッサ・システムを、あたかも２つのまたはそれ以上の独立システムのように動作させる機能のことである。各論理区画（logical partition）（ＬＰＡＲ）は、システム内のリソースの区分（division）を表す。各区画は、「論理的」なものである。何故なら、リソースの区分は、必ずしもシステム内の物理的なハードウェア定義の境界と結びついていないからである。しかし、例えば、ＩＢＭのｘＳｅｒｉｅｓ４４０のようなある種のマシンは、ある種のモジュラ構造を持ち、スタンドアロン・システムであってもよいいくつかのマシンは、もっと大きなシステムに緊密に接続している。典型的なシステムの主なリソースは、そのプロセッサ、主記憶装置（システム記憶装置）、Ｉ／Ｏバス、およびＩ／Ｏアダプタ（ＩＯＡ）を含む。各論理区画は、独立論理システムとして稼働するように構成されるが、各区画は、システム通し番号、システム・モデル、およびプロセッサ機能コードなどの物理システム属性を共有することができる。他のシステム属性は、各区画毎に変化することができる。例えば、従来のＬＰＡＲの各区画は、プロセッサ、主記憶装置およびＩ／Ｏ装置などの専用ハードウェアを有する。ＬＰＡＲ実施の詳細についての情報については、読者は、「論理区分化によるＡＳ／４００のスライシング：ガイド・ブック」（Slicing the AS/400 with Logical Partitioning: A How to Guide）（ＳＧ２４−５４３９−００）、および「ＩＢＭのｉＳｅｒｉｅｓサーバに関する論理区分化のための容量計画立案」（Capacity Planning for Logical Partitioning on the IBM iSeries Server）（ＳＧ２４−６２０９−００）を参照されたい。両方とも、ＩＢＭレッドブックとして入手することができる（www redbooks ibm com）。
【０００４】
論理的に区分化されたシステムは、サーバ統合戦略のための手段として盛んに使用されるようになってきている。システムのリソース（プロセッサ、メモリ、ディスク記憶装置、および他のＩ／Ｏ装置等）の論理区分化により、例えば、各区画がそれ自身のオペレーティング・システム（ＯＳ）を実行するというような、ソフトウェアの論理分離が可能になる。論理区画は、また、正しく構成された場合には、ある程度のハードウェア故障に対して許容範囲を持つ。１台のマシン上ではうまく動作しない会話型およびバッチ型作業量を切り離すことができ、別々の区画で効率的に動作することができる。同様に、生産環境および試験環境を１台の物理システム上で実施することができる。それ故、顧客は、いくつかのシステムを、論理区画を含む１台のシステムに統合することができ、それにより追加ハードウェアの費用を必要としなくなる。
【０００５】
歴史的には、ＬＰＡＲシステムは、特定の区画に割り当てられたリソースが、完全な再構成（通常、システム・ブートを含む）を行わない限りは変化しなかった多かれ少なかれ静学的意味を持っていた。ＬＰＡＲシステムは、通常、仮想コンピュータ・モニタまたは各区画が使用することができるリソースを含む種々の区画を管理するハイパーバイザとも呼ばれることもある低いレベルのソフトウェアを使用する。ハイパーバイザ・コード分野での開発により動的論理区分化（ＤＬＰＡＲ）システムが出現するに至った。
【０００６】
統合の次第に重要視されるのと同時に、企業は、運用コスト、特に情報技術インフラストラクチャに関連するエネルギー消費コストをますます認識するようになってきている。歴史的には、サーバ動作コスト削減の目標は、性能（短い待ち時間および高い処理能力）、信頼性、利用度および機密保護の目標と比較すると、優先順位は低かった。しかし、企業が引き続きますます増大する密度の高い構成に計算機能をパックさせようとしているので、エネルギー消費および結果としての熱の消散は、コストの面からばかりでなく、性能面および信頼性の面からも重要な問題になってきている。
【非特許文献１】ＩＢＭレッドブック（Slicingthe AS/400 with Logical Partitioning: A How to Guide）（ＳＧ２４−５４３９−００）
【非特許文献２】ＩＢＭレッドブック（CapacityPlanning for Logical Partitioning on the IBM iSeries Server）（ＳＧ２４−６２０９−００）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それ故、電力意識機能を、論理区分化をサポートしているサーバ・システム上で使用するハイパーバイザに内蔵させることは望ましいことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この問題は、電力を意識した仮想化データ処理システム、および本発明による対応する使用方法により解決される。本発明のシステムは、物理リソースのセットおよびハイパーバイザを含む。ハイパーバイザは、論理区画を生成し、物理リソースの少なくともいくつかをこれらの区画に割り当てる。システムは、どの区画にも割り当てられていない物理リソースが消費する電力を低減することができる。ハイパーバイザは、割り当てられなかった物理リソースの数を最大にするために論理区画に物理リソースを割り当てることができる。物理リソースは、プロセッサを含むことができ、ハイパーバイザは、区画に少なくとも１つのプロセッサの一部を割り当てることができる。この実施形態の場合には、システムは、一部が割り当てられたプロセッサへの供給電圧またはクロック周波数をスケーリングすることにより電力消費を低減することができる。リソースは、メモリ・モジュールを含むことができ、ハイパーバイザは、活動状態の区画に割り当てられたまたは指定されたモジュールの数が最小になるような方法で、これらモジュールを区画に割り当てることができる。リソースは、また、例えば、データ処理システムに接続しているストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）として構成されている記憶ディスクのセットを含むことができる。この実施形態の場合には、データ処理システムの論理区画を反映するようにＳＡＮを論理的に区分化し、ＳＡＮ区画のどれにも割り当てられなかったディスク、および非活動状態の区画に割り当てられたディスクのエネルギー消費を低減することによりエネルギーを節減することができる。
【０００９】
本発明は、種々に変更することもできるし、別の形にすることもできるが、図に示したのは例示としての特定の実施形態であり、本明細書においては、この実施形態について詳細に説明する。しかし、本明細書の図面および詳細な説明は、本発明を特定の開示の実施形態に限定するものではなく、それどころか本発明は、すべての変更、等価物、および添付の特許請求の範囲が定義する本発明の精神および範囲に入る他の実施形態も含むことを理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
一般的に言えば、本発明は、仮想コンピュータ・システムのハイパーバイザ、または類似の管理ソフトウェアに電力についての意識を内蔵させることにより、仮想化または論理的に区分化されたコンピュータ・システムの電力消費を最小限度にまで低減するための方法およびシステムに関する。好適には、ハイパーバイザは、少なくとも部分的には、望ましい区分化を行うための必要な個々の物理リソースの数に基づいてシステム・リソースをモニタし、論理区画に割り当てることが好ましい。特定の区分化が、例えば、２つの物理リソースまたは３つの物理リソースにより行うことができる場合には、２つのリソース実施が選択される（すべての他の考慮も同じである）。本明細書においては、この割当て方針を「リソース・パッキング」または単に「パッキング」と呼ぶ。次に、選択したリソースは、種々の区画に割り当てられる。次に、ハイパーバイザは、割り当てられなかったシステム・リソースのエネルギー消費量を低減することにより電力消費量を低減することができる。
【００１１】
一実施形態の場合には、システムは、２つまたはそれ以上の区画が、共通の物理リソースの一部を共有する部分リソース割当てを使用し、割り当てた部分リソースをできるだけ少ない物理構成要素内にパックすることにより、割り当てられなかったリソースの量を最大にする（それにより、潜在的エネルギー消費を最大限度まで節約する）。部分リソース割当てを使用し、本発明に従ってパッキングを行うことにより、例えば、０．５「単位」の物理リソースを必要とする第１の区画、および１．５単位の物理リソースを必要とする第２の区画をちょうど２つの物理リソースに割り当てることができる。次に、すべての割り当てられなかった物理リソースを、エネルギー消費を最小限度に低減するために低い電力状態に移行させることができる。
【００１２】
電力を意識したＬＰＡＲシステムの考慮に対する最も有望な候補内に含まれる典型的なシステムの物理リソースは、システムの主メモリ、プロセッサ、および記憶サブシステムを含む。これらのリソースは、特に興味がある。何故なら、一般的に、これらのリソースは、比較的数の多いリソースであり、動作するための電力コストという点から言うと、比較的高価なものであるからである。プロセッサ、主メモリ、および記憶装置容量は、比較的数の多いリソースである。何故なら、多くの場合、これらリソースの容量は、任意の特定のアプリケーションの要件を超えるからである。そのアプリケーションが、論理区分化を使用する他のアプリケーションから孤立している場合には、電力意識という立場から言えば、アプリケーションが必要とする物理リソースより多い物理リソースを区画に割り当てるのは望ましくない。
【００１３】
さらに、サーバ統合を行う場合には、それが置き換える各システムに対する区画でＬＰＡＲシステムを区分化することができる。多くの場合、特に、１日の間、１週間の間、または１カ月の間に作業量が変化する場合には、いくつかの区画が非活動状態であったり、非活動状態になる場合がある。多くの場合、このような区画は、その内部で稼働しているオペレーティング・システムを持たない場合がある。本発明を使用すれば、これらの非活動区画に割り当てられたリソースをオフにすることができる。例えば、作業量が低いためにいくつかの区画を削除すると、割り当てられていないリソースのプールが残り、これらのリソースもオフになる。
【００１４】
比較的数が多いということの他に、メモリ、プロセッサおよび記憶装置リソースは、また動作コストが比較的高い。何故なら、これらのリソースは、レベルの低い活動状態でもかなりの電流を消費するからである。例えば、主メモリは、通常、その内容を維持するためには、一定の電流を供給しなければならない、揮発性ランダム・アクセス・メモリのある形で実施される。同様に、汎用プロセッサは、大量の電力を消費し、大量の熱を放出することがよく知られている。これらの理由から、これらの特定のリソースを参照しながら、本発明の電力を意識したコンセプトについて以下に説明する。しかし、Ｉ／Ｏアダプタのような他のシステム・リソースは、以下の説明に入れるために修正することができることに留意されたい。
【００１５】
本発明の新規な素子について説明する前に、論理的に区分化されたデータ処理システムについて簡単に説明する。図面について説明すると、図１は、従来の論理区分化スキームを使用するデータ処理システム１００の選択した素子のブロック図である。この図の実施形態の場合には、システム１００は、第１のプロセッサ１０２ａおよび第２のプロセッサ１０２ｂ（一般的に、または総括的にプロセッサ１０２と呼ぶ）を含む複数の汎用マイクロプロセッサを含む。プロセッサ１０２は、ホスト・バス１０４を通してシステム・メモリ・モジュール１０６ａおよび１０６ｂ（一般的に、または総括的にシステム・メモリ１０６と呼ぶ）に接続している。システム・メモリ１０６は、通常、ＤＲＡＭなどの高密度の揮発性記憶装置技術で実施される。
【００１６】
ホスト・ブリッジ１０８は、ホスト・バス１０４とＩ／Ｏバス１０９との間にインタフェースを供給する。Ｉ／Ｏバス１０９は、例えば、マイクロプロセッサをベースとするデータ処理システム設計の分野で周知の周辺部品インタフェース（ＰＣＩ）を含む任意の標準周辺バスである。システム１００の図の実施形態は、Ｉ／Ｏバス１０９を、一組のＩ／Ｏブリッジ１１０ａおよび１００ｂを通して第１および第２の二次Ｉ／Ｏバス１２０ａおよび１２０ｂに接続している「一次」Ｉ／Ｏバスとして使用する。各Ｉ／Ｏバス１２０には、参照番号１２２ａ，１２４ａ，１２２ｂおよび１２４ｂで示す周辺装置またはＩ／Ｏアダプタ（ＩＯＡ）が取り付けられている。これらの周辺装置は、例えば、グラフィックス・アダプタ、ディスク・コントローラ、およびネットワーク・アダプタを含む種々の周辺装置のうちの任意のものであってもよい。
【００１７】
システム１００は、論理的に２つの区画１０１ａおよび１０１ｂに区分化される。図１の区分化の場合には、プロセッサ１０２、Ｉ／Ｏバス１２０、およびＩＯＡ１２２などのシステム・リソースは、第１の区画１０１ａまたは第２の区画１０１ｂ用に専用に使用される。他の区分化スキームの場合には、プロセッサ、メモリおよび記憶装置リソースは、多数の区画に論理的に分割される。近代の区画スキームの場合も、一般的に、システム全体をリセットしなくても、少なくとも区画を再定義することができる。しかし、システム１００の区分化は、通常、電力消費とは無関係に行われる。本発明の電力を意識した論理区分化機構は、この欠点を克服する。
【００１８】
図２および図３について説明すると、これらの図は、本発明の一実施形態の仮想コンピュータ・システム２００の概念図である。これらの図の実施形態の場合には、システム２００は、４つの論理区画２１０〜２１３、ハイパーバイザ２０１、およびシステム・リソース２２０ａ〜２２０ｈを含む。図３に示すように、区画２１０は論理メモリ２４０、論理プロセッサ２４１、および論理ディスク２４２である論理的Ｉ／Ｏアダプタを含む論理リソースを含む。論理メモリ２４０は、オペレーティング・システム２３０および１つまたはそれ以上のアプリケーション２３１および２３２を内蔵するか、または含む。
【００１９】
ハイパーバイザ２０１は、通常、主メモリ、キャッシュ・メモリ、ディスク記憶装置、ＲＯＭ記憶装置、フラッシュ・メモリ等のようなコンピュータ可読媒体上に記憶しているコンピュータが実行することができる命令（ソフトウェア）として実施される。ハイパーバイザ２０１は、対称マルチプロセッサ（ＳＭＰ）サーバ・システムなどのデータ処理システムを個々の論理的に異なる区画に区分化するのに適している。
【００２０】
本発明のハイパーバイザ２０１は、論理区画およびその対応する論理リソースをシステムの物理リソース２２０ａ〜２２０ｈ（総括的にまたは一般的に２２０と呼ぶ）にマッピングするように構成される。さらに、ハイパーバイザ２０１の好ましい実施形態は、区画２１０〜２１３の論理リソースを、すべての区画に供給するのに必要なリソース２２０の最小サブセットにマッピングすることができる。この実施形態の場合には、ハイパーバイザ２０１は、リソース２２０に対して電力設定および／または性能設定を制御するための追加機能を含むことができる。ハイパーバイザ２０１が、区画２１０〜２１３を物理リソース２２０の最小化したサブセットにマッピングした後で、ハイパーバイザ２０１は、エネルギー消費量を低減するか、割り当てられていなかった１つまたはそれ以上の物理リソース２２０への電力を低減することにより電力消費量低減方針を実施することができる。
【００２１】
図２は、ハイパーバイザ２０１が、４つの区画を定義した例示としてのシステムである。区画２１０〜２１３は、その区画が必要とする計算リソースを反映するように異なるサイズを持つ。それ故、区画２１１は、図では、区画２１１が必要とする計算リソースが、区画２１１が必要とする計算リソースの約１．５倍であることを反映して、区画２１０より約５０％大きくなっている。ハイパーバイザ２０１は、少なくとも一部は、区画の各計算要件に基づいて論理区画に物理リソースを割り当て、マッピングすることにより各区画の変動する計算要件を反映する。これらの割当ては、システムのアドミニストレータが供給する構成の定義と一緒に行うことができる。それ故、図では、区画０（２１０）は、１つの全物理リソース２２０ａに（点線で示すように）マッピングされていて、一方、区画１（２１１）は、すべてのリソース２２０ｂおよびリソース２２０ｃの約５０％の一部にマッピングされている。
【００２２】
上記説明のように、ハイパーバイザ２０１は、複数の論理区画間で物理リソースを共有することができるように部分リソース・サポートを内蔵する。メモリの場合の物理リソースの部分割当ては、比較的簡単に概念化することができる。何故なら、メモリは、代替可能な素子（メモリ・セル）のアレイとして構成されているからである。本発明のハイパーバイザ２０１は、主メモリ以外のリソースに対して部分リソース区分をサポートすることができる。プロセッサの電力消費を最小限度に低減するのに適している一実施形態の場合には、ハイパーバイザ２０１は部分プロセッサ・サポートを含み、２つまたはそれ以上の論理区画が１台の物理プロセッサを共有する。部分プロセッサは、通常、複数の区画間でプロセッサをタイム・シェアリングすることにより達成される。このタイプの実施形態の場合には、第１の区画は、第１のタイムスライスの間、プロセッサを「自分のために使用」し、第２のタイムスライスの間、第２のプロセッサを「自分のために使用」する等々。ある実施の場合には、プロセッサを、１％以下の単位に分割することさえできる。システム２００は動的ＬＰＡＲシステムとして実施される。このようなシステムの場合には、ハイパーバイザ２０１は、リソースの現在の割当てを周期的（または非同期的）に評価することができ、その時点でリソース割当てを更新または変更することができる。このような更新は、頻繁な区画の再構成に関連する性能の低下のために、通常、それほど頻繁には行われない（例えば、数分間に１回程度行われる）。区画は頻繁に行われない再割当てであるので、ハイパーバイザは、リソースを割り当てるために比較的複雑なアルゴリズムを実施することができる。電力を意識した区分化は、制約線形最適化問題またはビン・パッキング問題として定式化することができる。
【００２３】
図４のフローチャートで示すある実施形態の場合には、システム２００は、最初に、すべての区画をリソースの全部を要求する区画、またはリソースの一部を要求する区画として分類することにより（ブロック２５１）、その区画を最小の大きさの物理リソースにパックするための方法２５０を実行することができる。（部分リソースの分類は、その数が１より大きいか小さい整数でない数のリソースを要求しているこれらの区画を含む。）全区画として分類された各区画に対して（ブロック２５２）、ハイパーバイザは、その区画に１つまたはそれ以上の全リソースを単に割り当てることにより物理リソースを適当に割り当てる（ブロック２５４）。全区画を割り当てた後で、ハイパーバイザは、システムが区画の任意の一部を持っているかどうかを判断する（ブロック２５６）。システムが大きな部分区画（１．５のリソース単位を要求する部分区画のような１単位を超える物理リソースを要求する部分区画）を持っている場合には、ハイパーバイザは、最初に、これらの大きな部分区画の整数部分を収容するためにリソースを割り当てる（ブロック２５８）。その後で、ハイパーバイザは、１つのリソースを現在の部分リソースとして指定し（ブロック２６０）、指定したリソースを部分区画の一部で満たす（ブロック２６２）。現在指定されているリソースを満たした後で、追加の割り当てられていない部分区画が残り（ブロック２６４）、新しいリソースが指定され（ブロック２６６）、すべての部分区画が割り当てられるまで満たされる。このようにして、ハイパーバイザは、部分区画の一部を最小の数の物理リソース内にパックする。
【００２４】
上記リソース割当て方法の他に、ハイパーバイザ２０１は、どの物理リソース２２０（図２）が割り当てられていないか、または完全には割り当てられていないかを突き止めるか、または追跡し、全部は割り当てられていないリソースによる電力消費を低減することにより、システム２００の電力消費量および発熱量を低減するように構成される。それ故、図２のハイパーバイザ２０１は、リソース２２０の電力消費状態を制御する電力制御装置２０３を含むか、電力制御装置２０３にインタフェースで接続している。
【００２５】
好適には、電力制御装置２０３は、リソース２２０に供給される１つの供給電圧（または複数の供給電圧）を制御することができることが好ましい。図２のリソース２２０ｅ〜２２０ｈなどの全然割り当てられていないリソースの場合には、多くの場合、電力制御装置２０３は、リソースのエネルギー消費量を完全に低減し、それによりエネルギー消費量をゼロに低減するように構成される。図２のリソース２２０ｄのような部分的に割り当てられたリソースの場合には、電力制御装置２０３は、対応するリソースによりサポートされている場合には、適当に電圧をスケーリングすることにより電力消費量を低減することができる。例えば、プロセッサは、（例えば、１秒間の間に実行した動作中に測定した）プロセッサの全計算能力を必要としない場合には、電力消費量を低減するために、電圧をスケーリングすることができる。さらに、プロセッサおよび他のリソースは、もっと遅いクロック周波数を使用できるようにすることにより、低減したエネルギー消費をサポートすることができる。もっと遅いクロック周波数をサポートするリソースにおいては、電力制御装置２０３は、部分的に割り当てられたプロセッサ・リソースに対する電力消費量を低減するために、スケーリングして電圧を下げたり、クロック周波数を低減したり、または両方を一緒に行うことができる。
【００２６】
リソース２２０が物理メモリ・モジュールである実施形態の場合には、ハイパーバイザ２０１は、任意の所与の時間に割り当てられた物理リソースの数を動的に変更するための技術を内蔵することができる。より詳細に説明すると、ハイパーバイザ２０１は、好適には、それが特定の区画に割り当てられた物理ページ・フレームを物理メモリ・モジュールの可能な最小の組上にグループ分けするように構成することが好ましい。さらに、ハイパーバイザ２０１は、好適には、物理ページ・アクセスをモニタし、指定の条件の下で、「割当て解除」の候補である１つまたはそれ以上の物理ページを指定するように構成することが好ましい。ハイパーバイザは、例えば、割当てを解除するために、指定の時間内にアクセスされなかった物理ページを指定することができる。ハイパーバイザ２０１の他の実施形態は、ページの割当て解除のために最近の使用頻度が最も少ない（ＬＲＵ）アプローチを使用することができる。割当て解除のために１つのページまたは複数のページを指定した後で、ハイパーバイザは、ディスク記憶装置へページ・データをセーブすることによりそのページの割当てを解除することができる。このようにして、ハイパーバイザは、ある時間の間に区画をサポートするために必要な物理ページの数を潜在的に低減することができる。物理リソースからすべてのページの全割当てを解除する際に低減が成功した場合には、ハイパーバイザは、割当てが解除されたリソースのエネルギーの消費量を低減するために、電力制御装置２０３を呼び出すことによりエネルギー消費量をさらに低減することができる。ハイパーバイザは、オペレーティング・システムにそれらの割り当てられた物理ページ・フレームのその使用についてそれを知らせることにより、区画内で稼働しているオペレーティング・システムと協力することができる。オペレーティング・システムからの情報に基づいて、ハイパーバイザは、ページ・フレーム割当てを解除し、完全に使用されなくなった場合、メモリ・モジュールをオフにすることができる。
【００２７】
一実施形態の場合には、物理リソース２２０は、物理ディスク記憶装置であってもよい。この実施形態の場合には、物理リソースは、図５に示すように、ストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）２０５として実施することができる。この実施形態の場合には、ハイパーバイザ２０１は、区画情報をＳＡＮ２０５に送るように構成することができる。ＳＡＮ２０５は、ＳＡＮ２０５内で論理区画を生成するのに十分な、それ自身の処理リソース、メモリ・リソースおよびソフトウェア・リソースを含むことができる。図の実施形態の場合には、ＳＡＮ２０５は、ハイパーバイザ２０１から区画情報を受信し、ＳＡＮ内に「影をつけた」区画を生成する。各ハイパーバイザ区画に対して、ＳＡＮ２０５は、このように、対応するＳＡＮ区画を生成するが、この場合、ＳＡＮ区画に割り当てられたディスク・リソースは、対応するハイパーバイザ区画のディスク記憶装置のニーズを反映している。各ＳＡＮ区画に割り当てられた物理ディスクの数は、要求される冗長性のレベルおよび他の要因により異なる。しかし、最終的に、ＳＡＮ２０５の区画は、割当て解除中の物理ディスクのある部分となることができる。この場合、ＳＡＮ２０５は、電力を節約するために、割り当てられなかったディスクをスピンダウンする機能を含む。
【００２８】
本発明の利点を有する当業者であれば、本発明は、論理的に区分化されたサーバ環境で電力を節約するためのシステムおよび方法に関するものであることをハッキリ理解することができるだろう。詳細な説明内に記述し、図面に示す本発明の形式は、単に現在好ましい例であることを理解されたい。特許請求の範囲は、開示の好ましい実施形態のすべての変化を含むように広義に解釈すべきものである。
【００２９】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００３０】
（１）データ処理システムであって、
物理リソースのセットと、
前記システム内で区画を生成し、前記物理リソースのうちの少なくともいくつかを前記区画に割り当てるためのハイパーバイザと、
前記ハイパーバイザにより割り当てられなかった物理リソースの電力消費を低減するための手段とを備えるデータ処理システム。
（２）前記ハイパーバイザが物理リソースを前記区画に割り当て、割り当てられなかった物理リソースの量が最大になる、上記（１）に記載のシステム。
（３）前記物理リソースのセットがプロセッサのセットを備え、さらに、前記ハイパーバイザが、前記プロセッサのうちの少なくとも１つの一部を前記区画のうちの少なくとも１つに割り当てる、上記（１）に記載のシステム。
（４）電力消費を低減するための前記手段が、少なくとも１つの部分的に割り当てられたプロセッサに電源電圧およびクロック周波数をスケーリングするための手段と、割り当てられなかったプロセッサへの電力供給をオフにするための手段とを含む、上記（３）に記載のシステム。
（５）前記物理リソースのセットが、メモリ・モジュールのセットを含み、さらに、電力消費を低減するするための前記手段が、前記割り当てられなかったメモリ・モジュールへの電力供給をストップするための手段を含む、上記（１）に記載のシステム。
（６）前記ハイパーバイザが、所定の選択基準に基づいて、ディスク記憶装置への選択した物理ページ・フレームをページング・アウトすることにより、割り当てられたメモリ・モジュールの量を動的に低減するための手段を含む、上記（５）に記載のシステム。
（７）前記所定の選択基準が、物理ページがアクセスされる頻度、または前記区画内で稼働しているオペレーティング・システムが供給する情報を含む、上記（５）に記載のシステム。
（８）前記所定の選択基準が、前記区画内で稼働しているメモリ・ページ情報オペレーティング・システムが供給する情報に基づくものである、上記（５）に記載のシステム。
（９）前記物理リソースのセットが、前記データ処理システムに接続しているストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）として構成されている記憶ディスクのセットを含み、さらに、エネルギー消費を低減するための前記手段が、前記データ処理システムの前記区画を反映するために、前記ＳＡＮを論理的に区分化するための手段と、前記ＳＡＮ区画のどれにも割り当てられなかったディスクのエネルギー消費を低減するための手段とを含む、上記（１）に記載のシステム。
（１０）データ処理システムであって、
物理リソースのセットと、
各区画が、他の区画とは独立して対応するオペレーティング・システムを実行するように構成されている前記システム内に区画を生成するための手段と、
前記区画を前記物理リソースの最小サブセットにパックすることにより、前記物理リソースの中の少なくともいくつかを前記区画に割り当てるための手段と、
前記区画のどれにも割り当てられなかった物理リソースをオフにするための手段とを含むデータ処理システム。
（１１）前記区画をパックするステップが、前記区画のうちの少なくとも２つのうちの部分区画の一部を共通の物理リソースに割り当てるステップを含む、上記（１０）に記載のシステム。
（１２）前記区画をパックするステップが、前記部分区画の一部が２つの異なる物理リソースのうちの第１のリソースの容量を超えた場合に、前記２つの物理リソース間で部分区画の一部を分割するステップを含む、上記（１１）に記載のシステム。
（１３）前記物理リソースのセットが、プロセッサのセットを含み、さらに、前記プロセッサのうちの少なくとも１つの一部が、前記区画のうちの少なくとも１つに割り当てられる、上記（１０）に記載のシステム。
（１４）さらに、その電源電圧およびクロック周波数をスケーリングし、割り当てられなかったプロセッサへの電力をオフにすることにより前記プロセッサの電力消費を低減することにより、部分的に割り当てられたプロセッサのうちの少なくとも１つの電力消費を低減するステップを含む、上記（１３）に記載のシステム。
（１５）前記物理リソースのセットがメモリ・モジュールのセットを含み、さらに、前記システムが、所定の選択基準に基づいて、ディスク記憶装置への選択した物理ページ・フレームをページング・アウトすることにより、割り当てられたメモリ・モジュールの量を動的に低減するための手段を含む、上記（１０）に記載のシステム。
（１６）データ処理システムでリソースを割り当てる際に使用するためのコンピュータ・プログラムであって、該コンピュータ・プログラムが、コンピュータ可読記憶媒体上に記憶しているコンピュータ可読プログラム・コードを含み、
前記システム内で論理区画を生成するためのコード手段と、
前記区画を前記物理リソースの最小サブセットにパックすることにより前記物理リソースの中の少なくともいくつかを前記区画に割り当てるためのコード手段と、
前記区画のどれにも割り当てられなかった物理リソースへの電力供給を低減するためのコード手段とを含むコンピュータ・プログラム。
（１７）前記区画をパックするステップが、前記区画のうちの少なくとも２つのうちの部分区画の一部を共通の物理リソースに割り当てるためのコード手段を含む、上記（１６）に記載のコンピュータ・プログラム。
（１８）前記区画をパックするステップが、前記部分区画の一部が２つの異なる物理リソースのうちの第１のリソースの容量を超えた場合に、前記２つの物理リソース間で部分区画の一部を分割するためのコード手段を含む、上記（１７）に記載のコンピュータ・プログラム。
（１９）前記物理リソースのセットが、プロセッサのセットを含み、さらに、前記プロセッサのうちの少なくとも１つの一部が、前記区画のうちの少なくとも１つに割り当てられる、上記（１６）に記載のコンピュータ・プログラム。
（２０）さらに、その電源電圧およびクロック周波数をスケーリングすることにより部分的に割り当てられたプロセッサのうちの少なくとも１つの電力消費を低減するためのコード手段と、割り当てられなかったプロセッサへの電力をオフにするためのコード手段とを含む、上記（１９）に記載のコンピュータ・プログラム。
（２１）前記物理リソースのセットがメモリ・モジュールのセットを含み、さらに、前記システムが、所定の選択基準に基づいて、ディスク記憶装置への選択した物理ページ・フレームをページング・アウトすることにより、割り当てられたメモリ・モジュールの量を動的に低減するためのコード手段を含む、上記（１６）に記載のコンピュータ・プログラム。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の論理的に区分化されたデータ処理システムの選択した素子のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の電力を意識した論理的に区分化されたシステムの選択した素子のコンセプト図である。
【図３】図２の論理的に区分化されたシステムの区画の選択した素子のブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態のエネルギー消費方針を容易にする論理区画に物理リソースを割り当てる方法のフローチャートである。
【図５】ストレージ・エリア・ネットワークを使用する、本発明の電力を意識した論理的に区分化されたシステムのある実施形態である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  データ処理システム
１０１ａ，１０１ｂ  区画
１０２  プロセッサ
１０４  ホスト・バス
１０６  システム・メモリ
１０８  ホスト・ブリッジ
１０９  Ｉ／Ｏバス
１１０ａ，１００ｂ  Ｉ／Ｏブリッジ
１２０  Ｉ／Ｏバス
２０１  ハイパーバイザ
２０３  電力制御装置
２０５  ストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）
２１０〜２１３  区画
２２０ａ〜２２０ｈ  システム・リソース
２３０  オペレーティング・システム
２３１，２３２  アプリケーション
２４０  論理メモリ
２４１  論理プロセッサ
２４２  論理ディスク
【図１】
2004192612.tif 000003
【図２】
2004192612.tif 000004
【図３】
2004192612.tif 000005
【図４】
2004192612.tif 000006
【図５】
2004192612.tif 000007