JP2009223687A - Information processing system and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報処理システムおよびその制御方法に関し、特に、複数のプロセッサが1つのバスに接続されているマルチプロセッサ構成において省電力を達成する情報処理システムおよびその制御方法に関する。 The present invention relates to an information processing system and a control method thereof, and more particularly to an information processing system and a control method thereof that achieve power saving in a multiprocessor configuration in which a plurality of processors are connected to a single bus.
複数のプロセッサを具えるマルチプロセッサシステムにおいて、省電力を実現するために、プロセッサの負荷に応じて動作周波数を制御することで電力消費を抑える方法がある。しかしながら、動作周波数を抑えても各プロセッサが稼働していることは変わらず、省電力効果には限界がある。また、すべてのプロセッサの電源を落として休止状態とする省電力機能もあるが、この場合システムが停止してしまうため、24時間運転稼働が求められるサーバでの運用に用いることができなかった。業務負荷が下がったときに使わなくなったプロセッサを切り離して電源を落とすことができれば当該プロセッサの消費電力をゼロにすることができるが、現在のシステムでは複数のプロセッサが1つのバスで構成されているため、特定のプロセッサだけ電源を落として切り離すことは不可能であった。 In a multiprocessor system including a plurality of processors, there is a method of suppressing power consumption by controlling an operating frequency according to a processor load in order to realize power saving. However, even if the operating frequency is suppressed, the operation of each processor is not changed, and the power saving effect is limited. In addition, there is a power saving function that puts all the processors off and puts them into a sleep state. However, in this case, the system is stopped, so that it cannot be used for operation on a server that requires 24 hours operation. If a processor that is no longer used can be disconnected and the power can be turned off when the business load is reduced, the power consumption of the processor can be reduced to zero. However, in the current system, multiple processors are configured with a single bus. Therefore, it was impossible to disconnect only a specific processor by turning off the power.
ところで、マルチプロセッサシステムにおいて電源ONを維持したまま保守理由でCPUを交換できるようにした情報処理システムが提案されている(例えば、特許文献1)。これによると、OSが動的CPU交換のための機能を有したものでなくても、OSをシャットダウンすることなくその装置のCPUを交換することができる。
解決しようとする課題は、マルチプロセッサシステムにおいて業務負荷が下がった場合に使用していないプロセッサの消費電力をゼロまで落とす省電力システムがないことである。 The problem to be solved is that there is no power saving system that reduces the power consumption of the unused processor to zero when the business load is reduced in the multiprocessor system.
本発明にかかる省電力制御方法は、複数のプロセッサが稼働する運用セルボードと、実質的に1のプロセッサのみが稼働する省電力セルボードとを具える情報処理システムの省電力制御方法であって、前記運用セルボードから省電力セルボードへと運用を切り替えるステップと、前記省電力セルボードから運用セルボードへ処理を戻すステップとを具え、前者のステップが、前記運用セルボードから省電力セルボードへの切り替え時期を判断するステップと、前記運用セルボードにおける稼働中のプロセッサの内部状態をメモリに保存するステップと、前記省電力セルボードを起動して前記メモリの内容を前記省電力セルボードのメモリにコピーするステップと、前記省電力セルボードのプロセッサにメモリの内容を読み込むステップと、前記運用セルボードの電源を遮断するステップとを具えることを特徴とする。 A power saving control method according to the present invention is a power saving control method for an information processing system including an operation cell board in which a plurality of processors are operated and a power saving cell board in which only one processor is substantially operated. A step of switching the operation from the operation cell board to the power saving cell board and a step of returning the processing from the power saving cell board to the operation cell board, wherein the former step comprises the operation cell board to the power saving cell board. A step of determining when to switch to, a step of storing an internal state of an operating processor in the operation cell board in a memory, a start of the power saving cell board, and the contents of the memory being stored in the power saving cell board Copying to the memory; reading the contents of the memory into the processor of the power saving cell board; Characterized in that it comprises the step of interrupting the power supply of the operating cells board.
また、前記省電力セルボードから運用セルボードへ処理を戻すステップは、前記省電力セルボードから運用セルボードへの切り替え時期を判断するステップと、前記省電力セルボードのプロセッサの内部状態をメモリに保存するステップと、前記運用セルボードを起動して前記メモリの内容を前記運用セルボードのメモリにコピーするステップと、前記運用セルボードのプロセッサにメモリの内容を読み込むステップと、前記省電力セルボードの電源を遮断するステップとを具えることを特徴とする。 The step of returning the processing from the power saving cell board to the operation cell board includes the step of determining the switching time from the power saving cell board to the operation cell board, and the internal state of the processor of the power saving cell board in the memory. Saving, activating the operational cell board, copying the contents of the memory to the memory of the operational cell board, reading the memory contents into the processor of the operational cell board, and the power-saving cell board And a step of shutting off the power source.
さらに、前記運用セルボードから省電力セルボードへの切り替え時期を判断するステップは、前記運用セルボードの負荷が下がることにより停止されたプロセッサが所定数以上あり、かつその状態が所定期間続いている場合にセルボードの切り替えを判断することが望ましい。 Further, in the step of determining when to switch from the operation cell board to the power saving cell board, there are a predetermined number or more of processors stopped due to a decrease in the load on the operation cell board, and the state continues for a predetermined period. It may be desirable to determine whether to switch cell boards.
本発明によると、複数のプロセッサが稼働する通常時用の運用セルボードとは別に、実質的に1のプロセッサのみが稼働する省電力セルボードを用意し、システムの負荷が下がった場合に運用を省電力セルボードへ切り替えて運用セルボードの電源を落とすため、通常時用の運用セルボードに搭載されたプロセッサの消費電力をゼロにまで下げることができる。 According to the present invention, a power saving cell board that operates substantially only one processor is prepared separately from a normal operation cell board that operates a plurality of processors, and is operated when the system load is reduced. Since the operation cell board is turned off by switching to the power saving cell board, the power consumption of the processor mounted on the normal operation cell board can be reduced to zero.
また、省電力セルボードでの運用時に負荷が上がった場合には通常時用の運用セルボードを復帰させることができるため、要求される処理能力に応えつつ省電力の運用を実現することができる。 In addition, when the load increases during operation with the power-saving cell board, the normal operation cell board can be restored, so that it is possible to realize power-saving operation while meeting the required processing capacity. .
また、運用セルボードのプロセッサの停止数やその時間でセルボードの切り替えを判断するようにしており、簡単な構成で適切なタイミングで省電力運用を実現することができる。 Further, the switching of the cell board is determined based on the number of stoppages of the processor of the operation cell board and the time, and the power saving operation can be realized at an appropriate timing with a simple configuration.
本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。図1は、本発明の実施例にかかる情報処理システムの構成を示す概略図である。このシステム10はマルチプロセッサ型のコンピュータシステムであり、通常時用の運用セルボード20と、省電力運用用の省電力セルボード30と、サービスプロセッサ40と、チップセット70とで構成されている。運用セルボード20は、複数のCPU23、CPU24、・・・CPU2nと、メモリ21と、BIOS ROM22とを具えている。これに対し省電力セルボード30は、1つあるいは複数であるが1つ以外はステータスがディセーブルの状態のCPU33と、メモリ31と、BIOS ROM32とを具えている。BIOS ROM22、43にはそれぞれ、システム全体の制御を司るBIOSと呼ばれるファームウェア50が格納されている。
Best modes for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an information processing system according to an embodiment of the present invention. The
図1に示す通常運用時には、運用セルボード20上でコンピュータシステム10のオペレーティングシステム(以下、「OS」と称す。)60が動作している。また、省電力セルボード30上のCPUは電源が入っていない状態にある。なお、運用セルボード20のCPU23、24、・・・2nはシステムの負荷状態により順次休止状態へと遷移するが、その場合にもCPU23は代表CPUとして最後まで動作するものとして設定される。
During normal operation shown in FIG. 1, an operating system (hereinafter referred to as “OS”) 60 of the
図2(a)は、ファームウェア50の概略構成を示す図である。このファームウェア50は、OS60が特定の命令を発行したときや、CPUを起動させる際に発生する割り込み命令を受け付ける割り込み受付手段51と、CPUの状態を更新するためのCPU状態更新手段52と、メモリ上に登録される各CPUの起動状態を参照して休止状態のCPU数を確認する休止CPU数確認手段53と、CPUの休止時間を監視する休止時間確認手段54と、CPUを休止状態へ遷移させるための休止命令発行手段55と、サービスプロセッサ40へ各セルボードの電源ONやスワップを指示するためのサービスプロセッサ通信手段56と、CPUの内部情報をメモリへコピー、またはメモリからCPUへ内部情報をロードするためのCPUセーブ/リストア手段57と、必要に応じて休止しているCPUに割り込みを発行して起動させるCPU起動手段58と、OSから割り込み命令を受けた場合にスワップ契機となる割り込みベクタか否かを判断する割り込みベクタ確認手段59とを具える。
FIG. 2A is a diagram illustrating a schematic configuration of the
図2(b)は、OS60の機能手段を説明する図である。本図に示すように、OS60は、CPUを休止状態にするときに特定命令を発行するための特定命令発行手段61と、休止状態のCPUを起動させる際にセルボードのスワップ(切り替え)契機を意味する割り込みベクタを設定するための割り込みベクタ設定手段62とを具えている。
FIG. 2B is a diagram for explaining functional means of the
図2(c)は、チップセット70の機能を説明するための図である。本図に示すように、チップセット70は、セルボードをスワップする際に、セルボードのメモリにある全データをコピーするメモリコピー機能71を具える。 FIG. 2C is a diagram for explaining the function of the chip set 70. As shown in the figure, the chip set 70 includes a memory copy function 71 for copying all data in the memory of the cell board when the cell board is swapped.
図3は、メモリ21、31の登録内容の一例を示す図である。本図に示すように、メモリ21/31には、各CPUの起動状態を格納するCPU起動情報211/311が保持される。これは例えば、稼働中のCPUは「1」を、休止状態のCPUは「0」といったステータスを格納することにより行う。また、メモリ21/31は、スワップの際に各CPUの内部情報を格納するためのセーブエリア212/312を具えている。これらのメモリ21、31には、システムの立ち上げ途中でファームウェア50がアップロードされる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of registered contents in the
次に、本発明にかかる情報処理システムの動作について以下に詳細に説明する。図6は、運用セルボードでの通常運用時において、負荷が下がった場合にいくつかのCPUを休止状態とする処理を説明するフローチャートである。システムの負荷はOS60が監視しており、予め設定されたレベルまで下がると運用セルボードの不要なCPUを休止するための特定命令を発行する。この命令を発行するとファームウェア50へ割り込みがあがるよう構成されており、ファームウェア50は割り込み受付手段51によりこの割り込みを受け付ける(ステップA1)。
Next, the operation of the information processing system according to the present invention will be described in detail below. FIG. 6 is a flowchart for explaining a process of putting some CPUs in a dormant state when the load is reduced during normal operation on the operation cell board. The system load is monitored by the
割り込みを受け付けたファームウェア50は、CPU状態更新手段52により、メモリ20にあるCPU起動状態を休止状態に変更する(ステップA2)。これは例えば、状態の値を起動状態を示す「1」から休止状態を示す「0」に変更することにより行う。その後、CPUセーブ/リストア手段57により、自身のコンテキストなど内部状態をメモリ21の該当するCPU情報格納エリア211の領域に保存する(ステップA3)。その後、休止命令発行手段55により休止状態に遷移する(ステップA4)。このようにして、システムの負荷状態に応じて個々のCPUが休止状態へと遷移する。
The
図7は、スワップ契機の判断とスワップの実行動作を説明するためのフローチャートである。運用セルボード20の代表CPU23上のファームウェア50は、休止CPU数確認手段53がメモリ20にあるCPU情報起動情報211の状態値を確認することにより、他のCPU(24〜2n)の起動状態を定期的にチェックしている(ステップB1)。ここで休止状態のCPU数が予め定められた閾値を超えた場合(ステップB2)、休止時間確認手段54により所定期間以上この休止状態(所定数以上のCPUが休止した状態)が続くか否かを監視する(ステップB3)。所定期間以上休止状態が続いた場合、省電力セルボード30へのスワップ契機と判断して省電力ボードへの切り替えを開始する。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the determination of the swap trigger and the execution operation of the swap. The
この処理では、まずサービスプロセッサ通信手段56より省電力セルボード30の電源ONを指示する(ステップB4)。サービスプロセッサ50から省電力セルボード30の起動完了通知を受けたら(ステップB5)、代表CPUであるCPU23上で動作しているファームウェア50は、CPUセーブ/リストア手段57により、現在運用セルボード20で稼働しているCPUのプロセッサ内部状態をメモリ21へコピーする(ステップB6)。次に、ファームウェア50は、チップセット70が持つメモリコピー機能71を使って、メモリ21にあるすべてのデータを省電力セルボード30のメモリ31へコピーする(ステップB7)。コピー完了後、ファームウェア50はサービスプロセッサ通信手段56により、省電力セルボード30へのスワップを指示する(ステップB8)。その後、省電力セルボード30のCPU33が起動される。
In this process, first, the service processor communication means 56 instructs the power saving cell board 30 to be turned on (step B4). When the activation completion notification of the power saving cell board 30 is received from the service processor 50 (step B5), the
省電力セルボード30のCPU33で動作するファームウェア50は、ステップB7でメモリ31にコピーされたプロセッサ内部状態をメモリ内のCPU情報セーブエリアの該当領域からCPU33へロードし、スワップ直前の状態に復帰する(ステップB9)。その後、省電力セルボード30での運用を開始する(ステップB10)。このとき、OS60は省電力セルボード30上で動作する。
The
なお、上記の省電力セルボード30へのスワップ処理を視覚的に分かり易いように表現したものを図4に示す。 FIG. 4 shows a representation of the swap processing to the power saving cell board 30 so that it can be easily understood visually.
次に、上記のように省電力運用となったシステムにおいて、運用ボード20への復旧動作について説明する。図8は、省電力セルボード30での動作から運用ボード20への復旧処理を説明するためのフローチャートである。OS60はシステムの負荷を監視しており、負荷があがると休止状態であるCPUをWakeupさせて稼働状態に遷移させるべく、休止状態であるCPUに割り込みを上げる(ステップC1)。このとき、運用セルボードでの動作中であれば休止状態のCPUが立ち上がるが、省電力セルボードでの動作中であれば休止状態を解除するCPUが存在しないため、これをスワップ契機と判断する。このような場合をふまえ、OS60は割り込みベクタ設定手段62により、スワップ契機であることを意味する割り込みベクタも設定しておく。省電力運用時、本来存在すべきCPUに割り込みを上げるが、運用中の省電力セルボード30には休止しているCPUがないため、ファームウェア50へ不正割り込みとして割り込みがあがる。これを割り込み受付手段51で受けたファームウェア50は、割り込みベクタ確認手段59によりベクタ種別を確認する(ステップC2)。運用セルボード20へのスワップのための不正割り込みであると判断したファームウェア50は、スワップのための処理を開始する(ステップC3)。
Next, the recovery operation to the operation board 20 will be described in the system in which the power saving operation is performed as described above. FIG. 8 is a flowchart for explaining a recovery process from the operation in the power saving cell board 30 to the operation board 20. The
この復旧処理では、省電力ボード30へのスワップ時と同様に、まずサービスプロセッサ通信手段56によりサービスプロセッサ40へ運用セルボード20の電源ONを指示する(ステップC4)。CPU33は、サービスプロセッサ40から運用ボード20の起動完了通知を受けると(ステップC5)、プロセッサ内部状態をメモリ31に保存する(ステップC6)。次に、ファームウェア50はチップセット70が持つメモリコピー機能71を使って、省電力セルボード30のメモリ31の全データを運用セルボード20のメモリ21へコピーする(ステップC7)。運用セルボード20で休止状態であったCPUの内部情報は、省電力セルボード30のメモリ31上に保存してあるので、メモリ21へ全データがコピーされることにより、引き継がれる。コピー完了後、サービスプロセッサ通信手段56により運用セルボード20へのスワップを指示する(ステップC8)。
In this restoration process, as in the case of swapping to the power saving board 30, first, the service processor communication means 56 instructs the
運用セルボード20へのスワップ完了通知を受けたら(ステップC9)、運用セルボード20上のCPU33で動作しているファームウェア50は、CPUセーブ/リストア手段57により、CPU23自身のCPU内部情報をメモリ21の該当箇所からロードする(ステップC10)。また、ファームウェア50は、休止しているプロセッサ(CPU24〜CPU2n)のうち、Wakeup指示対象CPUに対してCPU起動手段58を実施して、休止状態のCPUを起動する。起動した各CPUは、CPU内部情報セーブ/リストア手段57によりメモリ21に格納されているプロセッサ内部情報を各々ロードすることで、休止前の状態に復帰する(ステップC11)。CPU23自身もOS運用状態に戻る。このようにして、運用セルボード20でのOS運用に復帰する(ステップC12)。
When the notification of completion of swap to the operation cell board 20 is received (step C9), the
なお、上記の運用セルボード20への復帰を視覚的に分かり易いように表現したものを図5に示す。 FIG. 5 shows the return to the operation cell board 20 expressed so as to be visually easy to understand.
以上に詳細に説明したように、本発明によると、システム稼働の負荷状況により省電力セルボードへ運用を移行させ、不要なプロセッサ分の消費電力を完全にゼロとすることができる。したがって、大幅な省電力効果を期待することができる。また、システムの負荷が高くなった場合は休止状態からの復旧にBIOSが絡むことにより、システムを再起動することなく省電力セルボードから元のシステム運用セルボードへ切り替えることが可能となる。 As described above in detail, according to the present invention, the operation can be shifted to the power-saving cell board according to the load state of the system operation, and the power consumption for unnecessary processors can be made completely zero. Therefore, a significant power saving effect can be expected. Further, when the system load becomes high, the BIOS is involved in the recovery from the hibernation state, so that it is possible to switch from the power saving cell board to the original system operation cell board without restarting the system.
本発明は、複数のプロセッサが動作するマルチプロセッサ型のコンピュータシステムであって、特に負荷状況の変動が激しいシステムで好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used in a multiprocessor type computer system in which a plurality of processors operate, and in particular, a system in which a load condition varies greatly.
10 コンピュータシステム
20 運用セルボード
21 メモリ
22 BIOS ROM
23、24、・・・2n CPU
30 省電力セルボード
31 メモリ
32 BIOS ROM
33 CPU
40 サービスプロセッサ
70 チップセット
10 Computer System 20
23, 24, ... 2n CPU
30 Power-saving
33 CPU
40 service processor 70 chipset
Claims (6)
前記運用セルボードから省電力セルボードへと運用を切り替えるステップと、前記省電力セルボードから運用セルボードへ処理を戻すステップとを具え、前者のステップが、
前記運用セルボードから省電力セルボードへの切り替え時期を判断するステップと、前記運用セルボードにおける稼働中のプロセッサの内部状態をメモリに保存するステップと、前記省電力セルボードを起動して前記メモリの内容を前記省電力セルボードのメモリにコピーするステップと、前記省電力セルボードのプロセッサにメモリの内容を読み込むステップと、前記運用セルボードの電源を遮断するステップとを具えることを特徴とする省電力制御方法。 A power saving control method for an information processing system comprising an operation cell board in which a plurality of processors are operated and a power saving cell board in which only one processor is substantially operated,
The step of switching the operation from the operation cell board to the power saving cell board, and the step of returning the processing from the power saving cell board to the operation cell board, the former step,
Determining a switching time from the operation cell board to the power saving cell board; storing an internal state of an operating processor in the operation cell board in a memory; activating the power saving cell board and the memory; Copying the contents of the memory cell to the memory of the power saving cell board, reading the contents of the memory into the processor of the power saving cell board, and shutting off the power supply of the operation cell board, Power saving control method to do.
前記省電力セルボードから運用セルボードへの切り替え時期を判断するステップと、前記省電力セルボードのプロセッサの内部状態をメモリに保存するステップと、前記運用セルボードを起動して前記メモリの内容を前記運用セルボードのメモリにコピーするステップと、前記運用セルボードのプロセッサにメモリの内容を読み込むステップと、前記省電力セルボードの電源を遮断するステップとを具えることを特徴とする省電力制御方法。 The power saving control method for an information processing system according to claim 1, further comprising the step of returning the processing from the power saving cell board to the operation cell board.
Determining when to switch from the power saving cell board to the operation cell board; storing the internal state of the processor of the power saving cell board in a memory; and activating the operation cell board to store the contents of the memory. Power saving control comprising: copying to the memory of the operating cell board; reading the contents of the memory into a processor of the operating cell board; and shutting off the power of the power saving cell board Method.
前記制御手段は、前記運用セルボードで稼働中のプロセッサの内部状態をメモリに保存し、このメモリ内容を前記省電力セルボードのプロセッサに展開し、前記運用セルボードの電源を遮断することにより前記運用セルボードから省電力セルボードへ処理を切り替えることを特徴とする情報処理システム。 In an information processing system, an operation cell board in which a plurality of processors operate, a power-saving cell board in which only one processor operates, control means for performing operation switching between the cell boards, and degeneration of each processor Sometimes with memory to store its internal state,
The control means stores the internal state of the processor operating on the operation cell board in a memory, expands the contents of the memory in the processor of the power saving cell board, and shuts off the power of the operation cell board. An information processing system characterized by switching processing from an operation cell board to a power saving cell board.
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