(57)【要約】【課題】  ネットワーク化コンピューティング環境内でコンポーネントの効果的な電力管理を可能とする。  【解決手段】  多数計算コンポーネント・システム（３０）のための電力管理システム（１００）。管理システム（１００）は、個々の計算コンポーネント（４０、５０）を、２つの低電力動作状態すなわちサスペンド（１５８）およびハイバーネート（１６４）で動作管理することを可能とする。更に、管理システム（１００）は、個々の計算コンポーネント内の電力消費アクセサリ（４４、１９０）のグラニュラ管理（１１０、１１２）を可能とする。計算コンポーネントが、サスペンド（１５８）またはハイバーネート（１６４）の低電力状態にある場合、異なる場所にホットスワップすることができる。更に、計算コンポーネントがハイバーネート（１６４）の低電力状態からリストアする場合、システムにおいて代替的なイメージにアクセスすることができる。従って、電力管理システム（１００）は、多数計算コンポーネント・システムにおいて、個々のコンポーネントの動作の５つの状態を可能とする。
2006512650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチプロセッサ・システムの計算コンポーネント内の電力を管理する方法であって、
（ａ）前記計算コンポーネントの電力消費を分析するステップと、
（ｂ）電力消費の前記分析に基づいて前記計算コンポーネントに必要な電力消費レベルを決定するステップと、
（ｃ）前記必要な電力消費レベルの前記決定に応答して、前記計算コンポーネントの動作状態を変更するステップと、
を有する、方法。
【請求項２】
前記計算コンポーネント内の電力消費アクセサリのグラニュラ管理を制御するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電力消費アクセサリが、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、チップ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コンポーネントの動作状態を変更する前記ステップが、スイッチによって前記計算コンポーネントの電力消費を変更することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記計算コンポーネントの動作状態を変更する前記ステップが、ソフトウエア管理システムによって前記計算コンポーネントの前記動作状態を制御することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記計算コンポーネントの前記動作状態が、最大電力、ハードウエア・アクセサリの選択的な低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、オフ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記コンポーネントが低電力動作状態から戻っている場合、代替的なイメージにアクセスするステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記代替的なイメージにアクセスするステップが、低電力状態から前記コンポーネントをリストアした際にネットワーク取り付けストレージ内の代替的なイメージにアクセスすることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記コンポーネントが低電力状態で動作している場合、前記計算コンポーネントをホットスワップするステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記低電力状態が、サスペンドおよびハイバーネートから成る群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
マルチプロセッサ・コンピューティング・システムであって、
複数の計算コンポーネントと、
前記コンポーネントの電力消費を分析するように構成されたマネージャであって、前記分析に応答して前記コンポーネントの動作状態の変更を呼び出すように構成された、マネージャと、
を有する、マルチプロセッサ・コンピューティング・システム。
【請求項１２】
前記動作状態の変更が、前記コンポーネントの電力消費アクセサリのグラニュラ管理を含む、請求項１１に記載のシステム。    
【請求項１３】
前記アクセサリが、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、チップ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コンポーネントが、最大電力、選択的な電力低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、オフ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される状態で動作する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コンポーネントに、回復機能の間、ネットワーク・ストレージ・デバイスに保存された代替的なイメージに対するアクセスを命令するように構成されたストレージ・マネージャを更に有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記コンポーネントが低電力状態にある場合に、前記コンポーネントがホットスワップ手順に対応するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記低電力状態が、サスペンドおよびハイバーネートから成る群から選択される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
製品であって、
コンピュータ読み取り可能信号搬送媒体と、
多数計算コンポーネント・コンピューティング環境において計算コンポーネントの電力消費を分析するためのマネージャと、
計算コンポーネントの動作状態を変更するため、前記マネージャに応答する、前記媒体における制御システムと、
を有する、製品。
【請求項１９】
前記媒体が、記録可能データ・ストレージ媒体および変調キャリア信号から成る群から選択される、請求項１８に記載の製品。
【請求項２０】
前記計算コンポーネントの前記動作状態が、最大電力、ハードウエア・アクセサリの選択的な低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、オフ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１８に記載の製品。
【請求項２１】
前記制御システムが、前記計算コンポーネント内の電力消費アクセサリの管理を制御するように構成されている、請求項２０に記載の製品。
【請求項２２】
前記電力消費アクセサリが、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、チップ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項２１に記載の製品。
【請求項２３】
前記コンポーネントがハイバーネート状態から戻っている場合、前記制御システムが、前記計算コンポーネントのためのネットワーク取り付けストレージ内の代替的なイメージにアクセスする、請求項１８に記載の製品。
【請求項２４】
前記コンポーネントが低電力状態で動作している場合、前記制御システムが前記計算コンポーネントのホットスワップに対応するように構成されている、請求項１８に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピューティング環境において電力消費を管理するための装置および方法に関する。更に具体的には、本発明は、多数計算コンポーネント環境における個々の計算コンポーネントの管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラップトップ・コンピュータは、一般に、マイクロプロセッサ、ハードウエア・ストレージ、Ｉ／Ｏポート、および通信ポートを含むパーソナル・コンピュータである。ラップトップは、個人のコンピュータ使用のニーズに合わせて個別に機能することができる。または、これがネットワーク・アダプタまたはモデムを含む場合、ラップトップは、ローカル・エリアまたはワイド・エリア・ネットワークの一部になることができる。
【０００３】
今日のラップトップおよびパーソナル・コンピュータに存在する特徴の１つは、コンピュータを、サスペンド（Suspend）およびハイバーネート（Hibernate）等の低電力動作状態に置くことができる能力である。これらの低電力動作状態の双方は、パーソナル・コンピュータに関連した技術分野において公知である。サスペンド状態では、マザーボード上のプロセッサまたは他のアクセサリに対する電力はオフになるが、メモリは元の状態のままである。これは、低電力消費の状態である。コンピュータのオペレータが、ハードウエア・アクセサリの使用に復帰したい場合、オペレータは、プロセッサ、マザーボード、および関連するハードウエア・アクセサリに対する全電力を回復（Restore）させなければならないが、メモリは元の状態のままであるので、全システムの再起動は必要ない。サスペンド状態に加えて、パーソナル・コンピュータは、ハイバーネートという低電力状態に置くこともできる。この状態では、メモリをディスクに配置した後に、コンピュータに対する電力をオフにする。従って、一般に、サスペンド状態に入りコンピュータに対する電力を回復させること、またはハイバーネート状態に入りコンピュータに対する電力を再開させることは、コンピュータへの電力を終了しその後で全システムを再始動することによりも、時間がかからない。従って、ラップトップまたはパーソナル・コンピュータ上でのサスペンド状態の使用は、パーソナル・コンピュータ・システム上での電力管理の１例である。
【０００４】
マルチプロセッサ・コンピュータ・システムは、定義によれば、本明細書中ではＣＰＵとも呼ぶ多数のプロセッサを含み、並列計算として既知の方法で、同時に多数プロセスまたは単一のプロセス内の多数スレッドを実行することができる。一般に、マルチプロセッサ・システムは、プログラムを順次実行するパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）等の従来の単一プロセッサ・システムよりも高速で、多数のプロセスまたはスレッドを実行する。実際の性能の利点は、マルチスレッド・プロセスの部分もしくは多数の別個のプロセスまたはそれら双方を並列に実行可能な程度、および、利用可能な特定のマルチプロセッサ・システムのアーキテクチャを含む多数の要因の関数である。
【０００５】
共有メモリ・マルチプロセッサ・システムのアーキテクチャは、それらのメモリを物理的に編成する方法によって分類することができる。分散型共有メモリ（ＤＳＭ：distributed shared memory）機械では、メモリは、１つ以上のプロセッサ付近、典型的にはプロセッサ・ノード上に物理的に配置されたモジュールに分割される。全てのメモリ・モジュールはグローバルにアクセス可能であるが、プロセッサは、そのノード上のローカル・メモリに、他のノード上の遠隔メモリよりも速くアクセスすることができる。メモリ・アクセス時間はメモリ位置によって異なるので、かかるシステムは、不均等メモリ・アクセス（ＮＵＭＡ：non-uniform memory access）機械とも呼ばれる。一方、集中型共有メモリ機械では、メモリは物理的に１つの位置にある。集中型共有メモリ・コンピュータは、均等メモリ・アクセス（ＵＭＡ：uniform memory access）機械と呼ばれる。なぜなら、メモリは各プロセッサごとに時間的に等距離であるからである。メモリ編成の双方の形態は、通常、メイン・メモリに関連付けて高速キャッシュを用いて、実行時間を削減する。
【０００６】
プロセッサ・ノードは、グループ化してパーティションを形成することができる。これは、１つ以上のノードの集合であり、共に相互接続してオペレーティング・システムのためのコンピューティング環境を形成する。同一のコンピュータ・システム内に多数のパーティションが存在することができる。コンピュータ・システム内の多数のパーティションは、単一の独立したオペレーティング・システム・イメージを実行する。マルチプロセッサ・コンピュータ・システムは、サービス・プロセッサ・ハードウエア、管理コンソール、およびその他のインフラストラクチャを含み、単一の管理可能および構成可能な環境を表す、ノードまたはパーティションの集合の構造にすることができる。従って、システムは、多数の論理コンピュータ・システムまたはパーティションに分割することができ、その各々が単一のオペレーティング・システム・イメージを実行する。
【０００７】
パーティション化ノードの形態のマルチプロセッサ・コンピューティング・システムに加えて、ブレーデッド・マルチプロセッシング・コンピューティング・システムもある。ブレーデッド・システムは、ローカルまたはワイド・エリア・ネットワーク上で利用可能な分散型コンピューティング・リソースの集合であり、エンド・ユーザまたはアプリケーションにとって１つの大きな仮想コンピューティング・システムとして現れる。各コンピューティング・リソースは、取り外し可能なカード上のサーバであり、このカードは共有インフラストラクチャにプラグ接続し、このインフラストラクチャはラックにプラグ接続する。コンピューティング・リソースは、キーボード、モニタ、およびローカルまたはワイド・エリア・ネットワークに対する接続を共有することができる。システム内の各リソースは、異なるオペレーティング・システムのもとで機能するように構成可能である。従って、ブレーデッド・マルチプロセッシング・システムは、共通の通信接続を介して通信するように構成された多数のリソースを有する拡張可能システムの１例である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
パーティション化マルチプロセッサ・コンピューティング環境およびブレーデッド・マルチプロセッサ・コンピューティング環境は、双方とも、多数の計算コンポーネントから成る。各コンポーネントは、少なくとも、１つ以上のマイクロプロセッサおよび通信ポートを有するプリント回路基板を含む。ブレーデッド・コンピュータ・システムおよびパーティション化コンピュータ・システムを含む多数計算コンポーネント・システムの現在の管理では、保守が必要な場合に特定の計算コンポーネントをシャットダウンする必要がある。各コンポーネントは、２つの状態の一方すなわちオンまたはオフで動作する。中間の動作状態は存在しない。これは、コンポーネントまたはコンポーネント上の電力消費アクセサリの電力管理、ならびにコンポーネントの計画保守および非計画保守に影響を与える。従って、コンピュータ・システムにおけるコンポーネントの動作の中間状態を可能とし、ネットワーク化コンピューティング環境内でコンポーネントの効果的な電力管理を可能とする要望が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、多数計算コンポーネント・コンピューティング環境内に電力管理システムを含む。このシステムは、マクロ規模およびマイクロ規模の双方の動作レベルで電力を管理する。
【００１０】
本発明の第１の態様では、計算コンポーネント内の電力を管理する方法を提供する。この方法は、コンポーネントの電力消費の分析と、電力消費分析に基づいたコンポーネントに必要な電力消費レベルの決定と、これに応答してコンポーネントの動作状態を変更することを含む。また、この方法は、コンポーネント内の電力消費アクセサリのグラニュラ管理の制御を含むことができる。かかるアクセサリは、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、もしくはチップまたはそれら全てを含む場合がある。コンポーネントの動作状態を変更するステップは、スイッチまたはソフトウエア管理システムの使用を含むことができる。計算コンポーネントの動作状態は、最大電力、ハードウエア・アクセサリの選択的な低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、およびオフを含む。計算コンポーネントが低電力動作状態から戻っている場合、コンポーネントは、ネットワーク・ストレージ・デバイスの代替的イメージにアクセスすることができる。更に、コンポーネントが低電力状態で動作している場合、コンポーネントをホットスワップすることができる。低電力動作状態は、サスペンド状態およびハイバーネート状態を含む。
【００１１】
本発明の第２の態様では、複数の計算コンポーネントを有するマルチプロセッサ・コンピューティング・システムを提供する。マネージャが、コンポーネントの電力消費を分析し、この分析に応答してコンポーネントの動作状態の変更を呼び出すように構成されている。動作状態の変更は、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、およびチップ等、コンポーネントの電力消費アクセサリのグラニュラ管理を含むことができる。動作状態は、最大電力、選択的な電力低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、およびオフを含むことができる。更に、このシステムは、コンポーネントに、コンポーネントの回復機能の間、ネットワーク・ストレージ・デバイスに保存された代替的なイメージに対するアクセスを命令するように構成されたストレージ・マネージャを含むことができる。また、コンポーネントが、サスペンドまたはハイバーネート状態等の低電力状態にある場合に、これはホットスワップ手順に対応することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様では、コンピュータ読み取り可能信号搬送媒体を有する「製品（アーティクル）」を提供する。このアーティクルは、多数計算コンポーネント・コンピューティング環境において計算コンポーネントの電力消費を分析するためのマネージャを含む。媒体には、制御システムが設けられている。制御システムは、計算コンポーネントの動作状態を変更するため、マネージャに応答する。媒体は、記録可能データ・ストレージ媒体および変調キャリア信号の形態であり得る。コンポーネントの動作状態は、最大電力、ハードウエア・アクセサリの選択的な低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、またはオフを含むことができる。制御システムは、計算コンポーネント内の電力消費アクセサリの管理を制御するように構成することができる。電力消費アクセサリは、好ましくは、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、もしくはチップ、またはそれら全てを含む。更に、コンポーネントがハイバーネート状態から戻っている場合、制御システムが、計算コンポーネントのためのネットワーク取り付けストレージ内の代替的なイメージにアクセスすることができる。また、制御システムは、前記コンポーネントが低電力状態で動作している場合、計算コンポーネントのホットスワップに対応するように構成されている。
【００１３】
本発明の他の特徴および利点は、添付図面と関連付けた本発明の現在好適な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになろう。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
概説
多数計算コンポーネント・システムにおける個々の計算コンポーネントの電力管理によって、個々のコンポーネントおよびシステムの双方の動作効率を高める。個々のコンポーエントの管理は、全コンポーネントを低電力動作状態に置くレベルとすることができる。あるいは、個々のコンポーネントの管理は、計算コンポーネントにおける電力消費アクセサリのグラニュラ管理の形態とすることができる。電力管理の双方の形態により、コンポーネントおよびシステム全体としての効率および動作を向上させる。
【００１５】
技術的な詳細
図１に示すように、マルチプロセッサ・システム１０は、多数のノードを含むことができる。システム１０は、分散型共有メモリ（ＤＳＭ）アーキテクチャを用い、不均等メモリ・アクセス機械（ＮＵＭＡ）である場合もあるし、そうでない場合もある。図１に示すように、４つのノード１２、１４、１６、および１８があり、各々がシステム相互接続２０によって接続され、これによって、いずれかのノードがシステム内の他のいずれかのノードと通信を行うことができる。システム相互接続２０の目的は、いずれかのノードにおけるプロセッサを、システム内の他のいずれかのノードに常駐するメモリにアクセス可能とすることである。システム相互接続２０の物理的リンクは、高帯域幅および低レイテンシを提供し、システム１０内で更に多くのノードを追加可能とするように拡張可能である。従って、マルチプロセッサ・システム１０は、パーティション化可能コンピュータ・システムの１例である。
【００１６】
システム内の計算コンポーネントは、パーティション化可能システム内のパーティション、ブレード、または同等のパーティション化可能計算の形態とすることができる。コンポーネントは、プリント回路基板であり、１つ以上のマイクロプロセッサおよび通信ポートを含み、これは、ストレージ・ハードウエア、メモリ、Ｉ／Ｏポート、およびバッテリ等のハードウエア・アクセサリを任意選択的に含むことができる。図２は、多数コンポーネント・システム３０の１例であり、コンポーネント４０および５０がシャーシ３２に格納されている。コンポーネント1４０は、プリント回路基板４２であり、ハードディスク４４を有し、バッテリを有しないものとして示す。コンポーネント2５０は、プリント回路基板５２であり、バッテリ５４を有するが、ハードディスクを有しないものとして示す。コンポーネント1４０およびコンポーネント2５０の双方は、個別の通信ポート（図示せず）を有する。コンポーネント４０および５０は、ローカル・エリア・ネットワーク３６に対する通信ライン３４を共有する。図示のように、ローカル・エリア・ネットワーク３６は、コンポーネント1４０およびコンポーネント2５０の双方と通信状態にある。シャーシ３２は、１つのコンポーネントまたは複数のコンポーネントを格納するように構成された筐体である。シャーシ３２内のコンポーネントは全て、キーボード６０、表示装置６５、およびローカル・エリア・ネットワーク３６への通信ライン３４を共有する。また、シャーシ３２を用いて、コンポーネントの各々に外部電力を供給する。コンポーネント４０および５０の双方は、ローカル・エリア・ネットワーク３６を介してネットワーク取り付けストレージ５５に接続するように示している。コンポーネント1４０は、それ自身のハードディスクを有するので、これは、それ自身のストレージ・ハードウエア上にローカルにデータを保存することができ、または、そのストレージ情報を直接ネットワーク取り付けストレージ５５に書き込むことができる。あるいは、コンポーネント1４０は、ローカル・エリア・ネットワーク３６に対するそのアクセスを用いて、中央位置にデータを保存することができる。
【００１７】
従来技術において、多数コンポーネント・コンピュータ・システム内の各計算コンポーネントは、２つの動作状態、すなわち最大電力または電力なしのうち一方で動作する能力を有する。好適な実施形態では、各コンポーネントは、５つの状態のうち１つで動作することができる。それらの状態のうち２つが最大電力および電力なしである。残りの３つの状態は、中間動作状態である。３つの中間動作状態の第１のものは、選択的な動作低減である。この状態によって、コンポーネントは動作を継続することができるが、コンポーネントおよびいずれかの関連電力消費アクセサリの全機能の最適な性能を提供することができない場合がある。３つの中間動作状態のうち第２のものは、サスペンドとして知られている。この状態によって、コンポーネントは、低電力状態で動作を継続することができる。サスペンド状態を選択するため、コンポーネントは、バッテリを有するか、電力源と通信状態のままでなければならない。コンポーネントをサスペンド状態から全電力に戻すために、オペレータは、コンポーネントに対する電力を再開（Resume）させなければならない。再開手順は、コンポーネントのリブートを必要とすることなく、コンポーネントを全動作電力に戻す。第３の中間動作状態は、ハイバーネートとして知られている。ハイバーネート状態では、計算コンポーネントの全てのメモリ内容が、ネットワーク取り付けストレージに書き込まれ、マーカをオペレーティング・システムに送って、コンポーネントをリストアさせる場合にブートしないようにする。マーカは、オペレーティング・システムに、ネットワーク取り付けストレージに保存されたメモリ内容を取り出すことを示す。これによって、コンポーネントは、コンポーネントのリブートから得られるよりも速く、中間または全電力動作状態に戻ることができる。ハイバーネート状態では、コンポーネントが、電力終了の前にそのメモリをストレージに書き込む必要がある。オペレータが、コンポーネントをハイバーネート状態から全電力に戻したい場合、コンポーネントをリストアさせなければならない。コンポーネントをリストアさせるプロセスは、ローカル・ディスクまたはネットワーク取り付けストレージに保存したメモリを取り出すことを伴う。３つの中間動作状態によって、オペレータは、電力を完全にシャットダウンし、その後でコンポーネントをリブートする必要なく、後の時点で全電力を戻すことができる。中間動作状態の各々において、コンポーネントおよびコンポーネントの選択された電力消費アクセサリによって消費される電力は少なくなる。従って、３つの中間動作状態によって、システムのオペレータは、コンピューティング環境においてパーティション化可能コンポーネントに対する電力分配を柔軟に管理することができる。
【００１８】
コンピューティング・システム内の計算コンポーネントが３つの中間動作状態の１つに入ることを可能とする、いくつかの実施形態がある。１つの実施形態では、システム管理ソフトウエアを呼び出して、コンポーネントおよびコンポーネント内の電力消費アクセサリの動作状態を管理することができる。図３は、グラニュラ・レベルの計算コンポーネント、すなわち、コンポーネントおよびコンポーネントの電力消費コンポーネントの電力を管理するプロセスを示すフローチャート１００である。電力を管理する際の第１のステップは、コンポーネントが継続動作を必要とするか否かを判定することである（１０４）。これは、コンポーネントの電力消費の分析およびシステム内のコンポーネントの利用の判定を含む。コンポーネントの動作が必要でない場合、所望の低電力または電力なしの動作状態の選択が必要である（１１６）。この状態は、コンポーネントに対する電力を止めること（１１８）、またはコンポーネントを低電力状態に置くこと（１２０）を含む場合がある。コンポーネントの動作が必要である場合、次のステップは、電力消費アクセサリのいずれかが動作のために必要であるか否か、すなわち、それらが利用されているか否かを判定することである（１０６）。動作に必要でない電力消費アクセサリは、選択的にシャットダウンすることができる（１０８）。しかしながら、コンポーネント・アクセサリのいずれかが動作状態であることが必要な場合、アクセサリのいずれかが、低減させた能力で動作可能であるか否かを判定しなければならない（１１０）。次いで、これらの選択された電力消費アクセサリは、個別に速度を下げる（１１２）。例えば、２ギガヘルツ速度で動作する能力を有するプロセッサは、５００メガヘルツに速度を下げて、エネルギを保存することができる。電力消費アクセサリが、低減能力で動作することができないと判定された場合、それらは全て全電力で動作し続けなければならない（１１４）。従って、システム管理ソフトウエアは、多数計算コンポーネント・システムにおける個々のコンポーネントの電力管理、および、個々のコンポーネント内の電力消費アクセサリのグラニュラ電力管理を可能とする。
【００１９】
電力管理ソフトウエアによって、マルチコンポーネント・システムにおける個々のコンポーネントの動作制御が可能となる。上述のように、システム内の各コンポーネントは、低電力状態で動作することができる（すなわちステップ１２０）。低電力状態は、ハイバーネートおよびサスペンドとして知られている。図４は、コンポーネントの動作の低電力状態を選択するプロセスを示すフローチャート１５０である。動作状態の選択の一部は、コンポーネントがバッテリを有するか否かの判定を含む（１５４）。コンポーネントがバッテリを有しない場合、コンポーネントが外部電力源と通信を継続するか否かを判定しなければならない（１５６）。コンポーネントが長時間サスペンド状態に留まるためには、サスペンドの持続時間分の電力が必要である。例えば、コンポーネントをシャーシ内に置いたままにするつもりである場合、これは、サスペンド状態にある持続時間中、シャーシから電力を受け続けることができる。ステップ１５６における問合せに対する応答が肯定の場合、コンポーネントは、動作のサスペンド状態に入ることができる（１５８）。次いで、コンポーネントのプロセッサをパワーダウンし（１６０）、コンポーネントのメモリは動作中のままである（１６２）。サスペンド状態では、コンポーネントは電力を消費し続け、従って、その内部バッテリからの充分な電力または外部電力源からの継続的な電力を必要とする。コンポーネントを動作状態に戻すために、コンポーネントは、再開手順を経なければならない。このプロセスによって、コンポーネントは、コンポーネントをリブートする必要なく、迅速に全電力に戻ることができる。従って、コンポーネントを、長時間、低電力動作状態に留まらせるつもりでなく、迅速に全電力動作状態に戻す必要がある場合、サスペンドの低電力状態が望ましい場合がある。
【００２０】
また、図４は、コンポーネントをハイバーネート低電力状態とするプロセスを示す。この状態では、コンポーネントは、バッテリを有する必要も外部電力源と通信する必要もない。コンポーネントがハイバーネート状態に入ると（１６４）、コンポーネントは、そのメモリを、ローカル・ディスクまたはネットワーク取り付けストレージに書き込む（１６６）。次いで、コンポーネントは、マーカをオペレーティング・システムに送って、コンポーネント・メモリをローカル・ディスクまたはネットワーク取り付けストレージに置くことを示す（１６８）。これによって、コンポーネントがハイバーネート状態からのリストア手順を完了した場合に、コンポーネントは、そのイメージにアクセスすることができる。次いで、コンポーネントのプロセッサおよび全電力消費アクセサリに対する電力をオフにする（１７０）。いったんコンポーネントがハイバーネート状態になると、コンポーネントに対する継続的な電力供給の心配をせずに、これをシャーシから取り外すことができる。コンポーネントは、不定の時間期間だけ、ハイバーネート状態に留まることができる。コンポーネントを全または部分的電力状態に戻す意図で、コンポーネントに電力を戻す場合、ハイバーネート・コンポーネントはリストア手順を経なければならない。リストア手順は、サスペンド状態に関連する再開手順よりも時間がかかるが、コンポーネントのリブートよりは時間がかからない。従って、ハイバーネート低電力状態は、長期の低電力動作状態のために望ましい場合がある。
【００２１】
多数コンポーネント・システム内の計算コンポーネントがネットワーク取り付けストレージと通信状態にある場合、これは、任意選択的に、ローカル・ストレージのためのディスクを利用することができる。ハイバーネート状態の更に別の実施形態では、ローカル・ハードディスクを含まないコンポーネントが、この低電力状態を利用することも可能である。ハードディスクを有しないコンポーネントがハイバーネート状態に入ると、これは、そのイメージを、不揮発性メモリにおけるネットワーク・アドレスによってネットワーク取り付けストレージに保存する。ローカル・ハードディスクを有しない計算コンポーネントは、コンポーネント上に、ローカル・ディスクをオペレーティング・システムにエミュレートするチップまたはソフトウエアを必要とする。このチップまたはソフトウエアによって、コンポーネントとネットワーク取り付けストレージとの間の通信が可能となる。従って、チップまたはソフトウエアによって、コンポーネントは、コンポーネント上にハードディスクを配置する必要なく、ハイバーネート状態を利用することができる。
【００２２】
コンポーネントがサスペンド状態またはハイバーネート状態のいずれかにある場合、コンポーネントをシャーシから取り外すことができる。このため、２つの低電力動作状態の一方にあるコンポーネントを、シャーシにおける１つのスロットから、同一シャーシ内の別のスロットまたは別のシャーシに動かすこと、すなわちホットスワップ（hot-swapped）が可能である。いったんコンポーネントをシャーシ内の所望の位置に配置すると、コンポーネントは、サスペンド状態からの再開手順またはハイアーネート状態からのリストア手順のいずれかを経て、全電力に戻すことができる。これらのプロセスは双方とも、完全なコンポーネント・リブートよりも速いので、コンポーネントをホットスワップ手順に選択する場合、更に望ましい。従って、コンポーネントのホットスワップの場合、コンポーネントが低電力を保つ時間長およびコンポーネントを全電力に戻すのに必要な時間に応じて、コンポーネントをサスペンドまたはハイバーネートの低電力状態にすることが望ましいことがある。
【００２３】
低電力状態で計算コンポーネントをホットスワップ可能とすることに加えて、ハイバーネート状態の計算コンポーネントは、コンポーネントのリブートを必要とすることなく、リストア機能の間に、ネットワーク取り付けストレージから異なるイメージにアクセスすることができる。コンポーネントがハイバーネート状態に入ると、全メモリ内容がローカル・ディスクまたはＳＣＳＩエクステンション（SCSI extension）からネットワーク取り付けストレージに書き込まれ、マーカをオペレーティング・システムに送って、コンポーネントに電力を戻す場合にコンポーネントをリブートさせないようにする。更に、マーカは、ネットワーク取り付けストレージにおけるメモリ位置に関するコンポーネントに対するインジケータとして機能する。コンポーネントに電力を回復させると、コンポーネントは、任意選択的にネットワーク取り付けストレージ上の代替的なイメージにアクセスすることができる。マルチコンポーネント環境において、異なるコンポーネントが異なるタスクを実行することが知られている。例えば、Ｌｉｎｕｘ（Linus Torvaldsの米国およびその他の国における商標）ベースのイメージおよびＷｉｎｄｏｗｓ（Microsoft Corporationの米国およびその他の国における商標）ベースのイメージは、異なるタスクを実行する。ＬｉｎｕｘイメージおよびＷｉｎｄｏｗｓイメージは双方とも、ネットワーク取り付けストレージ上にハイバーネート状態で保存することができる。作業負荷のシフトが決定すると、ハイバーネート状態から戻っているコンポーネントに代替的なイメージを戻すことができる。代替的なイメージは、パーティション化コンピューティング・システムを再びパーティション化することを含めて、必要に応じて回復させることができる。代替的なイメージの回復プロセスは、計算コンポーネントのリブートもしくは再構成またはその双方よりも相当に速く効率的である。従って、ハイバーネート・イメージの利用は、システム・イメージ回復間の遷移時間を軽減する。
【００２４】
従来技術に勝る利点
個々の計算コンポーネントの低電力状態または動作は、コンポーネント内の電力消費アクセサリのグラニュラ管理と同様に、マルチコンポーネント・コンピューティング・システムの動作効率を高める。ミクロおよびマクロ規模の双方で、電力を管理することができる。システム内の個々のコンポーネントは、３つの中間動作レベルを含めて、電力なしから全電力までの範囲の５つのレベルの１つで動作することができる。更に、中間動作レベルの１つは、個々のコンポーネントのグラニュラ管理を可能とする。コンポーネントのグラニュラ管理には、コンポーネントの個々の電力消費アクセサリの動作を制御することが含まれる。グラニュラ管理をソフトウエア管理システムと組み合わせることによって、低利用の間の電力消費および熱放散を抑える能力、代替的な作業負荷のためシステム構成を改善する能力、およびマルチコンポーネント・システムにおける個々のコンポーネントの保守をスケジューリングする能力が得られる。
【００２５】
コンポーネント内のアクセサリのグラニュラ管理に加えて、電力管理は、サスペンドまたはハイバーネート状態のいずれかにおいて、コンポーネントのホットスワップも可能とする。再開またはリストア手順のいずれかによってコンポーネントを全電力に戻す前に、シャーシ内の別のスロットに、または異なるシャーシに、コンポーネントを配置することができる。最後に、ハイバーネート・コンポーネントを全電力にリストアして、ハイバーネート状態であった時とは異なるイメージのもとで機能させることができる。ハイバーネート・コンポーネントがリストアされると、ソフトウエア管理システムを用いて、コンポーネントを、ネットワーク取り付けストレージ内の代替的イメージに指し示すことができる。これによって、異なるイメージにコンポーネントを全リブートする必要なく、システムの作業負荷に基づいて、コンポーネントに対する柔軟性を増す。従って、本明細書中に開示する電力管理は、マルチコンポーネント・コンピューティング・システムの動作効率を高める。
【００２６】
代替的な実施形態
本発明の具体的な実施形態を例示の目的で本明細書中に記載したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変形を実施可能であることは認められよう。特に、システムの各計算コンポーネントは、ソフトウエア管理システムに関連付けて、またはこれとは独立して、手動スイッチを含むことができる。図５は、マルチコンポーネント・コンピュータ・システム１８０の図である。この例では、単一のコンポーネント１８４がシャーシ１８２に配置されて図示されている。コンポーネント１８４は、プリント回路基板１８６であり、ローカル・バッテリ１８８およびハードディスク１９０を含む。コンポーネント１８４は、通信ポート（図示せず）を有し、これによって、コンポーネントは、ローカル・エリア・ネットワーク１９４を介してネットワーク取り付けストレージ１９２と通信することができる。コンポーネント１８４は、コンポーネントの前部に、一対のボタン１９６および１９８を有する。第１のボタン１９６を用いて、コンポーネントをハイバーネートにし、第２のボタン１９８を用いて、コンポーネントをサスペンドにする。コンポーネントが全電力で動作している場合、ボタン１９６および１９８の各々は第１の色で発光して、全電力を示し、動作の状態を表す。かかる場合、ボタン１９６および１９８の一方を、オペレータまたは外部圧力源によって活性化すると、ボタン１９６、１９８は、第２の色で発光して、コンポーネントがその動作の状態を変化させるプロセスであることを示す。いったんコンポーネントが所望の動作状態への変化を完了すると、ボタン１９６、１９８は第３の色で発光する。ボタンは色で示して動作状態を表すが、ボタンは、これに関連付けた標示を用いて、動作状態を示すことも可能である。同様に、コンポーネント１８４に取り付けたボタンの代わりに、キーボード等の通信ツールを用いて、コンポーネントの動作状態の変化を開始することも可能である。従って、本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲およびそれらの均等物によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術のパーティション化可能マルチプロセッサ・コンピュータ・システムのブロック図である。
【図２】従来技術のブレーデッド・マルチプロセッサ・コンピュータ・システムの図である。
【図３】本発明の好適な実施形態による計算コンポーネントのグラニュラ電力管理を示すフローチャートであり、取得した特許の第１のページでの印刷のため提示する。
【図４】計算コンポーネントの動作の低電力状態の選択を示すフローチャートである。
【図５】代替的な電力管理ツールを例示する、マルチコンポーネント・コンピュータ・システムの図である。
【図１】
2006512650.tif 000003
【図２】
2006512650.tif 000004
【図３】
2006512650.tif 000005
【図４】
2006512650.tif 000006
【図５】
2006512650.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月23日(2005.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチプロセッサ・システムのコンピューティング・コンポーネント内の電力を管理する方法であって、
（ａ）前記コンポーネントの電力消費を分析するステップと、
（ｂ）電力消費の前記分析に基づいて前記コンポーネントに必要な電力消費レベルを決定するステップと、
（ｃ）前記必要な電力消費レベルの前記決定に応答して、前記コンポーネントの動作状態を変更するステップと、
を有する、方法。
【請求項２】
前記コンポーネント内の電力消費アクセサリのグラニュラ管理を制御するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電力消費アクセサリが、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、チップ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コンポーネントの動作状態を変更する前記ステップが、スイッチによって前記コンポーネントの電力消費を変更することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記コンポーネントの動作状態を変更する前記ステップが、ソフトウエア管理システムによって前記コンポーネントの前記動作状態を制御することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コンポーネントの前記動作状態が、最大電力、ハードウエア・アクセサリの選択的な低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、オフ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記コンポーネントが低電力動作状態から戻っている場合、代替的なイメージにアクセスするステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記代替的なイメージにアクセスするステップが、低電力状態から前記コンポーネントをリストアした際にネットワーク取り付けストレージ内の代替的なイメージにアクセスすることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記コンポーネントが低電力状態で動作している場合、前記コンポーネントをホットスワップするステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記低電力状態が、サスペンドおよびハイバーネートから成る群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
マルチプロセッサ・コンピューティング・システムであって、
複数のコンピューティング・コンポーネントと、
前記コンポーネントの電力消費を分析するように構成されたマネージャであって、前記分析に応答して前記コンポーネントの動作状態の変更を呼び出すように構成された、マネージャと、
を有する、マルチプロセッサ・コンピューティング・システム。
【請求項１２】
前記動作状態の変更が、前記コンポーネントの電力消費アクセサリのグラニュラ管理を含む、請求項１１に記載のシステム。    
【請求項１３】
前記アクセサリが、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、チップ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コンポーネントが、最大電力、選択的な電力低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、オフ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される状態で動作する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コンポーネントに、回復機能の間、ネットワーク・ストレージ・デバイスに保存された代替的なイメージに対するアクセスを命令するように構成されたストレージ・マネージャを更に有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記コンポーネントが低電力状態にある場合に、前記コンポーネントがホットスワップ手順に対応するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記低電力状態が、サスペンドおよびハイバーネートから成る群から選択される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
製品であって、
コンピュータ読み取り可能信号搬送媒体と、
多数コンピューティング・コンポーネント・コンピューティング環境においてコンピューティング・コンポーネントの電力消費を分析するためのマネージャと、
前記コンポーネントの動作状態を変更するため、前記マネージャに応答する、前記媒体における制御システムと、
を有する、製品。
【請求項１９】
前記媒体が、記録可能データ・ストレージ媒体および変調キャリア信号から成る群から選択される、請求項１８に記載の製品。
【請求項２０】
前記コンポーネントの前記動作状態が、最大電力、ハードウエア・アクセサリの選択的な低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、オフ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１８に記載の製品。
【請求項２１】
前記制御システムが、前記コンポーネント内の電力消費アクセサリの管理を制御するように構成されている、請求項２０に記載の製品。
【請求項２２】
前記電力消費アクセサリが、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、チップ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項２１に記載の製品。
【請求項２３】
前記コンポーネントがハイバーネート状態から戻っている場合、前記制御システムが、前記コンポーネントのためのネットワーク取り付けストレージ内の代替的なイメージにアクセスする、請求項１８に記載の製品。
【請求項２４】
前記コンポーネントが低電力状態で動作している場合、前記制御システムが前記コンポーネントのホットスワップに対応するように構成されている、請求項１８に記載の製品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピューティング環境において電力消費を管理するための装置および方法に関する。更に具体的には、本発明は、多数計算コンポーネント環境における個々の計算コンポーネントの管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラップトップ・コンピュータは、一般に、マイクロプロセッサ、ハードウエア・ストレージ、Ｉ／Ｏポート、および通信ポートを含むパーソナル・コンピュータである。ラップトップは、個人のコンピュータ使用のニーズに合わせて個別に機能することができる。または、これがネットワーク・アダプタまたはモデムを含む場合、ラップトップは、ローカル・エリアまたはワイド・エリア・ネットワークの一部になることができる。
【０００３】
今日のラップトップおよびパーソナル・コンピュータに存在する特徴の１つは、コンピュータを、サスペンド（Suspend）およびハイバーネート（Hibernate）等の低電力動作状態に置くことができる能力である。これらの低電力動作状態の双方は、パーソナル・コンピュータに関連した技術分野において公知である。サスペンド状態では、マザーボード上のプロセッサまたは他のアクセサリに対する電力はオフになるが、メモリは元の状態のままである。これは、低電力消費の状態である。コンピュータのオペレータが、ハードウエア・アクセサリの使用に復帰したい場合、オペレータは、プロセッサ、マザーボード、および関連するハードウエア・アクセサリに対する全電力を回復（Restore）させなければならないが、メモリは元の状態のままであるので、全システムの再起動は必要ない。サスペンド状態に加えて、パーソナル・コンピュータは、ハイバーネートという低電力状態に置くこともできる。この状態では、メモリをディスクに配置した後に、コンピュータに対する電力をオフにする。従って、一般に、サスペンド状態に入りコンピュータに対する電力を回復させること、またはハイバーネート状態に入りコンピュータに対する電力を再開させることは、コンピュータへの電力を終了しその後で全システムを再始動することによりも、時間がかからない。従って、ラップトップまたはパーソナル・コンピュータ上でのサスペンド状態の使用は、パーソナル・コンピュータ・システム上での電力管理の１例である。
【０００４】
従来の電力管理システムの例は、米国特許番号第５，８０２，３０５号、米国特許公開番号ＵＳ２００２／０００７４６３Ａｌ、ならびに、Advanced Configuration and Power Interface Specificaion Revision 2.0（Compaq社、Intel社、Microsoft社、Phoenix
Technologies社、および東芝によって共同で発表された）に記載されている。
【０００５】
マルチプロセッサ・コンピュータ・システムは、定義によれば、本明細書中ではＣＰＵとも呼ぶ多数のプロセッサを含み、並列計算として既知の方法で、同時に多数プロセスまたは単一のプロセス内の多数スレッドを実行することができる。一般に、マルチプロセッサ・システムは、プログラムを順次実行するパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）等の従来の単一プロセッサ・システムよりも高速で、多数のプロセスまたはスレッドを実行する。実際の性能の利点は、マルチスレッド・プロセスの部分もしくは多数の別個のプロセスまたはそれら双方を並列に実行可能な程度、および、利用可能な特定のマルチプロセッサ・システムのアーキテクチャを含む多数の要因の関数である。
【０００６】
共有メモリ・マルチプロセッサ・システムのアーキテクチャは、それらのメモリを物理的に編成する方法によって分類することができる。分散型共有メモリ（ＤＳＭ：distributed shared memory）機械では、メモリは、１つ以上のプロセッサ付近、典型的にはプロセッサ・ノード上に物理的に配置されたモジュールに分割される。全てのメモリ・モジュールはグローバルにアクセス可能であるが、プロセッサは、そのノード上のローカル・メモリに、他のノード上の遠隔メモリよりも速くアクセスすることができる。メモリ・アクセス時間はメモリ位置によって異なるので、かかるシステムは、不均等メモリ・アクセス（ＮＵＭＡ：non-uniform
memory access）機械とも呼ばれる。一方、集中型共有メモリ機械では、メモリは物理的に１つの位置にある。集中型共有メモリ・コンピュータは、均等メモリ・アクセス（ＵＭＡ：uniform
memory access）機械と呼ばれる。なぜなら、メモリは各プロセッサごとに時間的に等距離であるからである。メモリ編成の双方の形態は、通常、メイン・メモリに関連付けて高速キャッシュを用いて、実行時間を削減する。
【０００７】
プロセッサ・ノードは、グループ化してパーティションを形成することができる。これは、１つ以上のノードの集合であり、共に相互接続してオペレーティング・システムのためのコンピューティング環境を形成する。同一のコンピュータ・システム内に多数のパーティションが存在することができる。コンピュータ・システム内の多数のパーティションは、単一の独立したオペレーティング・システム・イメージを実行する。マルチプロセッサ・コンピュータ・システムは、サービス・プロセッサ・ハードウエア、管理コンソール、およびその他のインフラストラクチャを含み、単一の管理可能および構成可能な環境を表す、ノードまたはパーティションの集合の構造にすることができる。従って、システムは、多数の論理コンピュータ・システムまたはパーティションに分割することができ、その各々が単一のオペレーティング・システム・イメージを実行する。
【０００８】
パーティション化ノードの形態のマルチプロセッサ・コンピューティング・システムに加えて、ブレーデッド・マルチプロセッシング・コンピューティング・システムもある。ブレーデッド・システムは、ローカルまたはワイド・エリア・ネットワーク上で利用可能な分散型コンピューティング・リソースの集合であり、エンド・ユーザまたはアプリケーションにとって１つの大きな仮想コンピューティング・システムとして現れる。各コンピューティング・リソースは、取り外し可能なカード上のサーバであり、このカードは共有インフラストラクチャにプラグ接続し、このインフラストラクチャはラックにプラグ接続する。コンピューティング・リソースは、キーボード、モニタ、およびローカルまたはワイド・エリア・ネットワークに対する接続を共有することができる。システム内の各リソースは、異なるオペレーティング・システムのもとで機能するように構成可能である。従って、ブレーデッド・マルチプロセッシング・システムは、共通の通信接続を介して通信するように構成された多数のリソースを有する拡張可能システムの１例である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
パーティション化マルチプロセッサ・コンピューティング環境およびブレーデッド・マルチプロセッサ・コンピューティング環境は、双方とも、多数の計算コンポーネントから成る。各コンポーネントは、少なくとも、１つ以上のマイクロプロセッサおよび通信ポートを有するプリント回路基板を含む。ブレーデッド・コンピュータ・システムおよびパーティション化コンピュータ・システムを含む多数計算コンポーネント・システムの現在の管理では、保守が必要な場合に特定の計算コンポーネントをシャットダウンする必要がある。各コンポーネントは、２つの状態の一方すなわちオンまたはオフで動作する。中間の動作状態は存在しない。これは、コンポーネントまたはコンポーネント上の電力消費アクセサリの電力管理、ならびにコンポーネントの計画保守および非計画保守に影響を与える。従って、コンピュータ・システムにおけるコンポーネントの動作の中間状態を可能とし、ネットワーク化コンピューティング環境内でコンポーネントの効果的な電力管理を可能とする要望が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、多数計算コンポーネント・コンピューティング環境内に電力管理システムを含む。このシステムは、マクロ規模およびマイクロ規模の双方の動作レベルで電力を管理する。
【００１１】
本発明の第１の態様では、計算コンポーネント内の電力を管理する方法を提供する。この方法は、コンポーネントの電力消費の分析と、電力消費分析に基づいたコンポーネントに必要な電力消費レベルの決定と、これに応答してコンポーネントの動作状態を変更することを含む。また、この方法は、コンポーネント内の電力消費アクセサリのグラニュラ管理の制御を含むことができる。かかるアクセサリは、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、もしくはチップまたはそれら全てを含む場合がある。コンポーネントの動作状態を変更するステップは、スイッチまたはソフトウエア管理システムの使用を含むことができる。計算コンポーネントの動作状態は、最大電力、ハードウエア・アクセサリの選択的な低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、およびオフを含む。計算コンポーネントが低電力動作状態から戻っている場合、コンポンーネントは、ネットワーク・ストレージ・デバイスの代替的イメージにアクセスすることができる。更に、コンポーネントが低電力状態で動作している場合、コンポーネントをホットスワップすることができる。低電力動作状態は、サスペンド状態およびハイバーネート状態を含む。
【００１２】
本発明の第２の態様では、複数の計算コンポーネントを有するマルチプロセッサ・コンピューティング・システムを提供する。マネージャが、コンポーネントの電力消費を分析し、この分析に応答してコンポーネントの動作状態の変更を呼び出すように構成されている。動作状態の変更は、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、およびチップ等、コンポーネントの電力消費アクセサリのグラニュラ管理を含むことができる。動作状態は、最大電力、選択的な電力低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、およびオフを含むことができる。更に、このシステムは、コンポーネントに、コンポーネントの回復機能の間、ネットワーク・ストレージ・デバイスに保存された代替的なイメージに対するアクセスを命令するように構成されたストレージ・マネージャを含むことができる。また、コンポーネントが、サスペンドまたはハイバーネート状態等の低電力状態にある場合に、これはホットスワップ手順に対応することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様では、コンピュータ読み取り可能信号搬送媒体を有する「製品（アーティクル）」を提供する。このアーティクルは、多数計算コンポーネント・コンピューティング環境において計算コンポーネントの電力消費を分析するためのマネージャを含む。媒体には、制御システムが設けられている。制御システムは、計算コンポーネントの動作状態を変更するため、マネージャに応答する。媒体は、記録可能データ・ストレージ媒体および変調キャリア信号の形態であり得る。コンポーネントの動作状態は、最大電力、ハードウエア・アクセサリの選択的な低減、サスペンド、ハイバーネート、再開、回復、またはオフを含むことができる。制御システムは、計算コンポーネント内の電力消費アクセサリの管理を制御するように構成することができる。電力消費アクセサリは、好ましくは、マイクロプロセッサ、ディスク・ドライブ、Ｉ／Ｏポート、もしくはチップ、またはそれら全てを含む。更に、コンポーネントがハイバーネート状態から戻っている場合、制御システムが、計算コンポーネントのためのネットワーク取り付けストレージ内の代替的なイメージにアクセスすることができる。また、制御システムは、前記コンポーネントが低電力状態で動作している場合、計算コンポーネントのホットスワップに対応するように構成されている。
【００１４】
本発明の他の特徴および利点は、添付図面と関連付けた本発明の現在好適な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになろう。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
概説
多数計算コンポーネント・システムにおける個々の計算コンポーネントの電力管理によって、個々のコンポーネントおよびシステムの双方の動作効率を高める。個々のコンポーエントの管理は、全コンポーネントを低電力動作状態に置くレベルとすることができる。あるいは、個々のコンポーネントの管理は、計算コンポーネントにおける電力消費アクセサリのグラニュラ管理の形態とすることができる。電力管理の双方の形態により、コンポーネントおよびシステム全体としての効率および動作を向上させる。
【００１６】
技術的な詳細
図１に示すように、マルチプロセッサ・システム１０は、多数のノードを含むことができる。システム１０は、分散型共有メモリ（ＤＳＭ）アーキテクチャを用い、不均等メモリ・アクセス機械（ＮＵＭＡ）である場合もあるし、そうでない場合もある。図１に示すように、４つのノード１２、１４、１６、および１８があり、各々がシステム相互接続２０によって接続され、これによって、いずれかのノードがシステム内の他のいずれかのノードと通信を行うことができる。システム相互接続２０の目的は、いずれかのノードにおけるプロセッサを、システム内の他のいずれかのノードに常駐するメモリにアクセス可能とすることである。システム相互接続２０の物理的リンクは、高帯域幅および低レイテンシを提供し、システム１０内で更に多くのノードを追加可能とするように拡張可能である。従って、マルチプロセッサ・システム１０は、パーティション化可能コンピュータ・システムの１例である。
【００１７】
システム内の計算コンポーネントは、パーティション化可能システム内のパーティション、ブレード、または同等のパーティション化可能計算の形態とすることができる。コンポーネントは、プリント回路基板であり、１つ以上のマイクロプロセッサおよび通信ポートを含み、これは、ストレージ・ハードウエア、メモリ、Ｉ／Ｏポート、およびバッテリ等のハードウエア・アクセサリを任意選択的に含むことができる。図２は、多数コンポーネント・システム３０の１例であり、コンポーネント４０および５０がシャーシ３２に格納されている。コンポーネント1４０は、プリント回路基板４２であり、ハードディスク４４を有し、バッテリを有しないものとして示す。コンポーネント2５０は、プリント回路基板５２であり、バッテリ５４を有するが、ハードディスクを有しないものとして示す。コンポーネント1４０およびコンポーネント2５０の双方は、個別の通信ポート（図示せず）を有する。コンポーネント４０および５０は、ローカル・エリア・ネットワーク３６に対する通信ライン３４を共有する。図示のように、ローカル・エリア・ネットワーク３６は、コンポーネント1４０およびコンポーネント2５０の双方と通信状態にある。シャーシ３２は、１つのコンポーネントまたは複数のコンポーネントを格納するように構成された筐体である。シャーシ３２内のコンポーネントは全て、キーボード６０、表示装置６５、およびローカル・エリア・ネットワーク３６への通信ライン３４を共有する。また、シャーシ３２を用いて、コンポーネントの各々に外部電力を供給する。コンポーネント４０および５０の双方は、ローカル・エリア・ネットワーク３６を介してネットワーク取り付けストレージ５５に接続するように示している。コンポーネント1４０は、それ自身のハードディスクを有するので、これは、それ自身のストレージ・ハードウエア上にローカルにデータを保存することができ、または、そのストレージ情報を直接ネットワーク取り付けストレージ５５に書き込むことができる。あるいは、コンポーネント1４０は、ローカル・エリア・ネットワーク３６に対するそのアクセスを用いて、中央位置にデータを保存することができる。
【００１８】
従来技術において、多数コンポーネント・コンピュータ・システム内の各計算コンポーネントは、２つの動作状態、すなわち最大電力または電力なしのうち一方で動作する能力を有する。好適な実施形態では、各コンポーネントは、５つの状態のうち１つで動作することができる。それらの状態のうち２つが最大電力および電力なしである。残りの３つの状態は、中間動作状態である。３つの中間動作状態の第１のものは、選択的な動作低減である。この状態によって、コンポーネントは動作を継続することができるが、コンポーネントおよびいずれかの関連電力消費アクセサリの全機能の最適な性能を提供することができない場合がある。３つの中間動作状態のうち第２のものは、サスペンドとして知られている。この状態によって、コンポーネントは、低電力状態で動作を継続することができる。サスペンド状態を選択するため、コンポーネントは、バッテリを有するか、電力源と通信状態のままでなければならない。コンポーネントをサスペンド状態から全電力に戻すために、オペレータは、コンポーネントに対する電力を再開（Resume）させなければならない。再開手順は、コンポーネントのリブートを必要とすることなく、コンポーネントを全動作電力に戻す。第３の中間動作状態は、ハイバーネートとして知られている。ハイバーネート状態では、計算コンポーネントの全てのメモリ内容が、ネットワーク取り付けストレージに書き込まれ、マーカをオペレーティング・システムに送って、コンポーネントをリストアさせる場合にブートしないようにする。マーカは、オペレーティング・システムに、ネットワーク取り付けストレージに保存されたメモリ内容を取り出すことを示す。これによって、コンポーネントは、コンポーネントのリブートから得られるよりも速く、中間または全電力動作状態に戻ることができる。ハイバーネート状態では、コンポーネントが、電力終了の前にそのメモリをストレージに書き込む必要がある。オペレータが、コンポーネントをハイバーネート状態から全電力に戻したい場合、コンポーネントをリストアさせなければならない。コンポーネントをリストアさせるプロセスは、ローカル・ディスクまたはネットワーク取り付けストレージに保存したメモリを取り出すことを伴う。３つの中間動作状態によって、オペレータは、電力を完全にシャットダウンし、その後でコンポーネントをリブートする必要なく、後の時点で全電力を戻すことができる。中間動作状態の各々において、コンポーネントおよびコンポーネントの選択された電力消費アクセサリによって消費される電力は少なくなる。従って、３つの中間動作状態によって、システムのオペレータは、コンピューティング環境においてパーティション化可能コンポーネントに対する電力分配を柔軟に管理することができる。
【００１９】
コンピューティング・システム内の計算コンポーネントが３つの中間動作状態の１つに入ることを可能とする、いくつかの実施形態がある。１つの実施形態では、システム管理ソフトウエアを呼び出して、コンポーネントおよびコンポーネント内の電力消費アクセサリの動作状態を管理することができる。図３は、グラニュラ・レベルの計算コンポーネント、すなわち、コンポーネントおよびコンポーネントの電力消費コンポーネントの電力を管理するプロセスを示すフローチャート１００である。電力を管理する際の第１のステップは、コンポーネントが継続動作を必要とするか否かを判定することである（１０４）。これは、コンポーネントの電力消費の分析およびシステム内のコンポーネントの利用の判定を含む。コンポーネントの動作が必要でない場合、所望の低電力または電力なしの動作状態の選択が必要である（１１６）。この状態は、コンポーネントに対する電力を止めること（１１８）、またはコンポーネントを低電力状態に置くこと（１２０）を含む場合がある。コンポーネントの動作が必要である場合、次のステップは、電力消費アクセサリのいずれかが動作のために必要であるか否か、すなわち、それらが利用されているか否かを判定することである（１０６）。動作に必要でない電力消費アクセサリは、選択的にシャットダウンすることができる（１０８）。しかしながら、コンポーネント・アクセサリのいずれかが動作状態であることが必要な場合、アクセサリのいずれかが、低減させた能力で動作可能であるか否かを判定しなければならない（１１０）。次いで、これらの選択された電力消費アクセサリは、個別に速度を下げる（１１２）。例えば、２ギガヘルツ速度で動作する能力を有するプロセッサは、５００メガヘルツに速度を下げて、エネルギを保存することができる。電力消費アクセサリが、低減能力で動作することができないと判定された場合、それらは全て全電力で動作し続けなければならない（１１４）。従って、システム管理ソフトウエアは、多数計算コンポーネント・システムにおける個々のコンポーネントの電力管理、および、個々のコンポーネント内の電力消費アクセサリのグラニュラ電力管理を可能とする。
【００２０】
電力管理ソフトウエアによって、マルチコンポーネント・システムにおける個々のコンポーネントの動作制御が可能となる。上述のように、システム内の各コンポーネントは、低電力状態で動作することができる（すなわちステップ１２０）。低電力状態は、ハイバーネートおよびサスペンドとして知られている。図４は、コンポーネントの動作の低電力状態を選択するプロセスを示すフローチャート１５０である。動作状態の選択の一部は、コンポーネントがバッテリを有するか否かの判定を含む（１５４）。コンポーネントがバッテリを有しない場合、コンポーネントが外部電力源と通信を継続するか否かを判定しなければならない（１５６）。コンポーネントが長時間サスペンド状態に留まるためには、サスペンドの持続時間分の電力が必要である。例えば、コンポーネントをシャーシ内に置いたままにするつもりである場合、これは、サスペンド状態にある持続時間中、シャーシから電力を受け続けることができる。ステップ１５６における問合せに対する応答が肯定の場合、コンポーネントは、動作のサスペンド状態に入ることができる（１５８）。次いで、コンポーネントのプロセッサをパワーダウンし（１６０）、コンポーネントのメモリは動作中のままである（１６２）。サスペンド状態では、コンポーネントは電力を消費し続け、従って、その内部バッテリからの充分な電力または外部電力源からの継続的な電力を必要とする。コンポーネントを動作状態に戻すために、コンポーネントは、再開手順を経なければならない。このプロセスによって、コンポーネントは、コンポーネントをリブートする必要なく、迅速に全電力に戻ることができる。従って、コンポーネントを、長時間、低電力動作状態に留まらせるつもりでなく、迅速に全電力動作状態に戻す必要がある場合、サスペンドの低電力状態が望ましい場合がある。
【００２１】
また、図４は、コンポーネントをハイバーネート低電力状態とするプロセスを示す。この状態では、コンポーネントは、バッテリを有する必要も外部電力源と通信する必要もない。コンポーネントがハイバーネート状態に入ると（１６４）、コンポーネントは、そのメモリを、ローカル・ディスクまたはネットワーク取り付けストレージに書き込む（１６６）。次いで、コンポーネントは、マーカをオペレーティング・システムに送って、コンポーネント・メモリをローカル・ディスクまたはネットワーク取り付けストレージに置くことを示す（１６８）。これによって、コンポーネントがハイバーネート状態からのリストア手順を完了した場合に、コンポーネントは、そのイメージにアクセスすることができる。次いで、コンポーネントのプロセッサおよび全電力消費アクセサリに対する電力をオフにする（１７０）。いったんコンポーネントがハイバーネート状態になると、コンポーネントに対する継続的な電力供給の心配をせずに、これをシャーシから取り外すことができる。コンポーネントは、不定の時間期間だけ、ハイバーネート状態に留まることができる。コンポーネントを全または部分的電力状態に戻す意図で、コンポーネントに電力を戻す場合、ハイバーネート・コンポーネントはリストア手順を経なければならない。リストア手順は、サスペンド状態に関連する再開手順よりも時間がかかるが、コンポーネントのリブートよりは時間がかからない。従って、ハイバーネート低電力状態は、長期の低電力動作状態のために望ましい場合がある。
【００２２】
多数コンポーネント・システム内の計算コンポーネントがネットワーク取り付けストレージと通信状態にある場合、これは、任意選択的に、ローカル・ストレージのためのディスクを利用することができる。ハイバーネート状態の更に別の実施形態では、ローカル・ハードディスクを含まないコンポーネントが、この低電力状態を利用することも可能である。ハードディスクを有しないコンポーネントがハイバーネート状態に入ると、これは、そのイメージを、不揮発性メモリにおけるネットワーク・アドレスによってネットワーク取り付けストレージに保存する。ローカル・ハードディスクを有しない計算コンポーネントは、コンポーネント上に、ローカル・ディスクをオペレーティング・システムにエミュレートするチップまたはソフトウエアを必要とする。このチップまたはソフトウエアによって、コンポーネントとネットワーク取り付けストレージとの間の通信が可能となる。従って、チップまたはソフトウエアによって、コンポーネントは、コンポーネント上にハードディスクを配置する必要なく、ハイバーネート状態を利用することができる。
【００２３】
コンポーネントがサスペンド状態またはハイバーネート状態のいずれかにある場合、コンポーネントをシャーシから取り外すことができる。このため、２つの低電力動作状態の一方にあるコンポーネントを、シャーシにおける１つのスロットから、同一シャーシ内の別のスロットまたは別のシャーシに動かすこと、すなわちホットスワップ（hot-swapped）が可能である。いったんコンポーネントをシャーシ内の所望の位置に配置すると、コンポーネントは、サスペンド状態からの再開手順またはハイアーネート状態からのリストア手順のいずれかを経て、全電力に戻すことができる。これらのプロセスは双方とも、完全なコンポーネント・リブートよりも速いので、コンポーネントをホットスワップ手順に選択する場合、更に望ましい。従って、コンポーネントのホットスワップの場合、コンポーネントが低電力を保つ時間長およびコンポーネントを全電力に戻すのに必要な時間に応じて、コンポーネントをサスペンドまたはハイバーネートの低電力状態にすることが望ましいことがある。
【００２４】
低電力状態で計算コンポーネントをホットスワップ可能とすることに加えて、ハイバーネート状態の計算コンポーネントは、コンポーネントのリブートを必要とすることなく、リストア機能の間に、ネットワーク取り付けストレージから異なるイメージにアクセスすることができる。コンポーネントがハイバーネート状態に入ると、全メモリ内容がローカル・ディスクまたはＳＣＳＩエクステンション（SCSI extension）からネットワーク取り付けストレージに書き込まれ、マーカをオペレーティング・システムに送って、コンポーネントに電力を戻す場合にコンポーネントをリブートさせないようにする。更に、マーカは、ネットワーク取り付けストレージにおけるメモリ位置に関するコンポーネントに対するインジケータとして機能する。コンポーネントに電力を回復させると、コンポーネントは、任意選択的にネットワーク取り付けストレージ上の代替的なイメージにアクセスすることができる。マルチコンポーネント環境において、異なるコンポーネントが異なるタスクを実行することが知られている。例えば、Ｌｉｎｕｘ（Linus
Torvaldsの米国およびその他の国における商標）ベースのイメージおよびＷｉｎｄｏｗｓ（Microsoft Corporationの米国およびその他の国における商標）ベースのイメージは、異なるタスクを実行する。ＬｉｎｕｘイメージおよびＷｉｎｄｏｗｓイメージは双方とも、ネットワーク取り付けストレージ上にハイバーネート状態で保存することができる。作業負荷のシフトが決定すると、ハイバーネート状態から戻っているコンポーネントに代替的なイメージを戻すことができる。代替的なイメージは、パーティション化コンピューティング・システムを再びパーティション化することを含めて、必要に応じて回復させることができる。代替的なイメージの回復プロセスは、計算コンポーネントのリブートもしくは再構成またはその双方よりも相当に速く効率的である。従って、ハイバーネート・イメージの利用は、システム・イメージ回復間の遷移時間を軽減する。
【００２５】
従来技術に勝る利点
個々の計算コンポーネントの低電力状態または動作は、コンポーネント内の電力消費アクセサリのグラニュラ管理と同様に、マルチコンポーネント・コンピューティング・システムの動作効率を高める。ミクロおよびマクロ規模の双方で、電力を管理することができる。システム内の個々のコンポーネントは、３つの中間動作レベルを含めて、電力なしから全電力までの範囲の５つのレベルの１つで動作することができる。更に、中間動作レベルの１つは、個々のコンポーネントのグラニュラ管理を可能とする。コンポーネントのグラニュラ管理には、コンポーネントの個々の電力消費アクセサリの動作を制御することが含まれる。グラニュラ管理をソフトウエア管理システムと組み合わせることによって、低利用の間の電力消費および熱放散を抑える能力、代替的な作業負荷のためシステム構成を改善する能力、およびマルチコンポーネント・システムにおける個々のコンポーネントの保守をスケジューリングする能力が得られる。
【００２６】
コンポーネント内のアクセサリのグラニュラ管理に加えて、電力管理は、サスペンドまたはハイバーネート状態のいずれかにおいて、コンポーネントのホットスワップも可能とする。再開またはリストア手順のいずれかによってコンポーネントを全電力に戻す前に、シャーシ内の別のスロットに、または異なるシャーシに、コンポーネントを配置することができる。最後に、ハイバーネート・コンポーネントを全電力にリストアして、ハイバーネート状態であった時とは異なるイメージのもとで機能させることができる。ハイバーネート・コンポーネントがリストアされると、ソフトウエア管理システムを用いて、コンポーネントを、ネットワーク取り付けストレージ内の代替的イメージに指し示すことができる。これによって、異なるイメージにコンポーネントを全リブートする必要なく、システムの作業負荷に基づいて、コンポーネントに対する柔軟性を増す。従って、本明細書中に開示する電力管理は、マルチコンポーネント・コンピューティング・システムの動作効率を高める。
【００２７】
代替的な実施形態
本発明の具体的な実施形態を例示の目的で本明細書中に記載したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変形を実施可能であることは認められよう。特に、システムの各計算コンポーネントは、ソフトウエア管理システムに関連付けて、またはこれとは独立して、手動スイッチを含むことができる。図５は、マルチコンポーネント・コンピュータ・システム１８０の図である。この例では、単一のコンポーネント１８４がシャーシ１８２に配置されて図示されている。コンポーネント１８４は、プリント回路基板１８６であり、ローカル・バッテリ１８８およびハードディスク１９０を含む。コンポーネント１８４は、通信ポート（図示せず）を有し、これによって、コンポーネントは、ローカル・エリア・ネットワーク１９４を介してネットワーク取り付けストレージ１９２と通信することができる。コンポーネント１８４は、コンポーネントの前部に、一対のボタン１９６および１９８を有する。第１のボタン１９６を用いて、コンポーネントをハイバーネートにし、第２のボタン１９８を用いて、コンポーネントをサスペンドにする。コンポーネントが全電力で動作している場合、ボタン１９６および１９８の各々は第１の色で発光して、全電力を示し、動作の状態を表す。かかる場合、ボタン１９６および１９８の一方を、オペレータまたは外部圧力源によって活性化すると、ボタン１９６、１９８は、第２の色で発光して、コンポーネントがその動作の状態を変化させるプロセスであることを示す。いったんコンポーネントが所望の動作状態への変化を完了すると、ボタン１９６、１９８は第３の色で発光する。ボタンは色で示して動作状態を表すが、ボタンは、これに関連付けた標示を用いて、動作状態を示すことも可能である。同様に、コンポーネント１８４に取り付けたボタンの代わりに、キーボード等の通信ツールを用いて、コンポーネントの動作状態の変化を開始することも可能である。従って、本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲およびそれらの均等物によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術のパーティション化可能マルチプロセッサ・コンピュータ・システムのブロック図である。
【図２】従来技術のブレーデッド・マルチプロセッサ・コンピュータ・システムの図である。
【図３】本発明の好適な実施形態による計算コンポーネントのグラニュラ電力管理を示すフローチャートであり、取得した特許の第１のページでの印刷のため提示する。
【図４】計算コンポーネントの動作の低電力状態の選択を示すフローチャートである。
【図５】代替的な電力管理ツールを例示する、マルチコンポーネント・コンピュータ・システムの図である。
【国際調査報告】
2006512650.tif 000008
2006512650.tif 000009
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