FR3132152A1

FR3132152A1 - Procédé de commande d’un état de fonctionnement d’un système d’ordinateur et système d’ordinateur de ce genre

Info

Publication number: FR3132152A1
Application number: FR2300549A
Authority: FR
Inventors: Dominik Kraus; Apostolos Baltos
Original assignee: Fujitsu Client Computing Ltd
Current assignee: Fujitsu Client Computing Ltd
Priority date: 2022-01-24
Filing date: 2023-01-20
Publication date: 2023-07-28
Also published as: DE102022101557B3; GB202300799D0; JP2023107757A; GB2615651A; JP7560773B2

Abstract

Procédé de commande d’un état de fonctionnement d’un système d’ordinateur et système d’ordinateur de ce genre. Procédé de commande d’un état de fonctionnement d’un système d’ordinateur. On déclenche une instruction, qui donne au système d’ordinateur l’ordre de passer d’un état de fonctionnement principal à un état de disponibilité, l’état de disponibilité définissant un fonctionnement du système d’ordinateur ayant une consommation d’énergie très basse par rapport à celle dans l’état de fonctionnement principal. Figure pour l’abrégé : Fig.1

Description

Procédé de commande d’un état de fonctionnement d’un système d’ordinateur et système d’ordinateur de ce genre

L’invention concerne un procédé de commande d’un état de fonctionnement d’un système d’ordinateur. L’invention concerne en outre un système d’ordinateur de ce genre.

Entraîné par la tendance dans l’industrie des ordinateurs d’améliorer la consommation d’énergie de systèmes d’ordinateur, comme des notebooks et des ordinateurs personnels de table de bureau, on a mis en œuvre des états de disponibilités marquants de plus en plus de progrès, qui se détachent des états traditionnels de systèmes d’ordinateur ou les étendent comme, par exemple les états S0 (fonctionnement principal) et S3 (en secours), suivant ladite Advanced Configuration and Power Interface (ACPI). Les fabricants de processeurs et de systèmes de fonctionnement ont commencé notamment à promouvoir la mise en œuvre d’un nouvel état de système, ledit « Modern Standby ». Cet état de système a pour but de transposer à des systèmes x86 traditionnels, des états de disponibilité, tels qu’ils sont connus dans l’informatique mobile (smartphones, tablettes, etc.).

Une différence principale entre l’état de système « Modern Standby » et l’état de secours S3 traditionnel est un rattachement permanent au réseau, la possibilité d’effectuer des tâches d’arrière plan (si nécessaire) « L’éveil » rapide du système, ainsi que des mises en œuvre de sécurisation améliorées. Pour réduire la consommation d’énergie à des niveaux semblables ou même plus bas, tels qu’ils sont atteints dans l’état de secours S3 traditionnel, la carte mère et l’ensemble des composants qui y sont rattachés et des appareils du système d’ordinateur, (y compris la CPU) passent dans des modes d’économie d’énergie. En outre la partie du réseau (Power Supply Unit, PSU), dans des ordinateurs personnels de table de bureau est montée suivant un fonctionnement en charge légère. Mais l’inconvénient de cela est que toutes les lignes de courant ne peuvent pas fonctionner avec une efficacité de charge légère améliorée.

Afin de pouvoir prendre et réaliser d’une manière fiable l’état de système « Modern Standby », l’ensemble des composants et appareils rattachés du système d’ordinateur, y compris la CPU, doivent venir à l’appui de cet état du système. Par exemple, les appareils PCIe (PCie = Peripheral Component Interconnect express) doivent venir à l’appui d’un mode à faible puissance, en raison duquel une séparation de l’alimentation en courant principal doit avoir lieu. L’appui de circuits d’attaque du système de fonctionnement est en outre nécessaire. Si divers appareils ou composants ne satisfont pas toutes les exigences de l’état de système « Modern Standby », ou si, d’une autre façon, bloquent le passage dans des modes d’économie de courant, le système d’ordinateur reste accroché du point de vue énergétique dans l’état S0 (fonctionnement principal), de sorte que la partie de réseau ne peut pas passer dans un état de disponibilité (secours) ou dans un fonctionnement en charge légère.

Un autre problème réside dans le fait que des passages et des changements fréquents entre un fonctionnement principal et un état de disponibilité de la partie de réseau peuvent se produire, si un appareil ou un composant du système d’ordinateur a besoin d’une mise à jour permanente à partir du réseau ou de tâches d’arrière plan. En fonction d’une mise en œuvre de la partie de réseau, cela peut conduire à du bruit de commutation audible ou peut diminuer la durée de vie de la partie de réseau.

Jusqu’ici, la mise en œuvre de systèmes d’ordinateur, en utilisant l’état de système « Modern Standby », a été limitée principalement à des appareils fonctionnant sur batterie, comme par exemple des notebooks, dans lesquels l’on n’utilise pas de partie interne de réseau (par exemple, des parties de réseau ATX), qui doivent passer entre un fonctionnement d’alimentation principale et un fonctionnement en disponibilité. Dans le cadre d’ordinateurs personnels de table de bureau, on a proposé jusqu’ici seulement des projets de référence, qui utilisent des parties de réseau ATX ayant plusieurs lignes d’alimentation et commutent celles-ci constamment, par exemple chaque seconde, entre un fonctionnement en alimentation principale et un fonctionnement en disponibilité. Pour les parties de réseau qui n’ont qu’une ligne d’alimentation, on met en œuvre, par exemple, une fenêtre de temps de blocage de deux secondes dans la partie de réseau, de sorte que la partie de réseau n’est pas en circuit pendant deux secondes, même si l’on prescrit un signal d’activation, qui bloque un passage entre un fonctionnement en alimentation principale et un fonctionnement en disponibilité.

La présente invention vise donc à perfectionner des solutions existantes pour des états d’économie d’énergie sur des systèmes x86.

On y parvient suivant un point 1 par un procédé de commande d’un état de fonctionnement d’un système d’ordinateur caractérisé par les stades suivants :

on déclenche une instruction, qui commande au système d’ordinateur de passer d’un état de fonctionnement principal à un état de disponibilité, dans lequel l’état de disponibilité définit un fonctionnement du système d’ordinateur, ayant une consommation d’énergie très basse par rapport à celle dans l’état de fonctionnement principal,
on mesure une absorption de puissance du système d’ordinateur,
on conserve un fonctionnement d’alimentation principale d’une partie de réseau du système d’ordinateur, tant qu’une valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur est dépassée,
on provoque un passage du système d’ordinateur de l’état de fonctionnement principal à un état d’économie d’énergie, dès que l’on passe en-dessous de la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur, dans lequel l’état d’économie d’énergie correspond à un état du système, ayant une consommation d’énergie réduite par rapport à celle dans l’état de fonctionnement principal, dans lequel on met la partie de réseau du système d’ordinateur dans l’état d’économie d’énergie, dans un fonctionnement d’alimentation auxiliaire, ayant une alimentation en énergie réduite par rapport à celle dans le fonctionnement d’alimentation principal.

Un procédé de ce genre perfectionne des solutions existantes pour des états de disponibilité sur des systèmes x86, par mise en œuvre d’un état d’économie d’énergie, qui dépend de la puissance (consommation) (dépendant de la charge). Dans cet état d’économie d’énergie, on réduit dans leur consommation d’énergie ou même on met complétement hors circuit divers composants, qui sont dépendants de la consommation de puissance du système d’ordinateur. L’état d’économie d’énergie est, en considération de la consommation d’énergie du système d’ordinateur, un état dépendant de la puissance, qui s’ajoute énergétiquement déjà entre l’état de fonctionnement principal et l’état de disponibilité demandé par le déclenchement de l’instruction. L’état d’économie d’énergie intervient donc énergétiquement déjà avant la consommation d’énergie très basse, qui est définie par l’état de disponibilité. Dans l’état d’économie d’énergie, la partie de réseau est mise dans un fonctionnement en alimentation auxiliaire pour économiser de l’énergie électrique. Le fonctionnement en alimentation auxiliaire de la partie de réseau est, par exemple, un état de disponibilité (secours) ou un fonctionnement en charge légère.

Cela permet de réduire, d’une manière perfectionnée la consommation d’énergie de système d’ordinateur, notamment d’ordinateurs personnels de table de bureau. Le procédé commande le passage de l’état de fonctionnement principal à l’état d’économie d’énergie, dès que l’on passe en-dessous de la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur et dès que l’instruction est lancée de prendre l’état de disponibilité.

Le procédé a ainsi l’effet et l’avantage par rapport aux solutions habituelles qu’un état d’économie d’énergie peut être pris, même si divers composants et appareils du système d’ordinateur (y compris la CPU) ne soutiennent pas l’état de disponibilité demandée ou d’une autre façon le bloque. On peut ainsi réduire cependant la consommation d’énergie et le système d’ordinateur ne reste pas, du point de vue de l’énergie, accroché à l’état de fonctionnement principal.

L’état de disponibilité est un état de fonctionnement du système d’ordinateur, dans lequel le système d’ordinateur est encore en fonctionnement, c’est-à-dire qu’il n’est pas mis hors circuit. L’état de disponibilité correspond, par exemple à un état dormant (sleep), ayant une consommation d’énergie très basse. L’état de disponibilité est configuré, par exemple, en un système de fonctionnement du système d’ordinateur. L’état de disponibilité est, par exemple, un état de système « Modern Standby ». Dans cet état de système, le système d’ordinateur est, du point de vue de l’énergie en consommation d’énergie la plus basse. Cet état de système est défini, par exemple, de manière à ce que divers ou plusieurs composants et appareils du système d’ordinateur se comportent, dans la mesure d’une disponibilité de fonctionnement, d’une manière analogue à un fonctionnement S0 suivant la norme ACPI, mais sont, du point de vue énergétique, dans l’état de consommation le plus bas. Cela rend possible une diminution de la consommation d’énergie à un niveau très bas, le système d’ordinateur pouvant cependant être réactivé très rapidement dans l’état de fonctionnement principal.

Un effet et avantage de la mesure de l’absorption de puissance du système d’ordinateur réside dans le fait que le fonctionnement en alimentation principale de la partie de réseau du système d’ordinateur reste maintenu tant qu’une valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur est dépassée. On est sûr ainsi que le système d’ordinateur fonctionne d’une manière stable et que la partie de réseau ne passe en aucun cas dans un fonctionnement en alimentation auxiliaire, dans lequel le besoin en énergie du système d’ordinateur ne pourrait pas être servi.

Un autre effet et avantage de la mesure de l’absorption de puissance du système d’ordinateur réside dans le fait que l’on peut régler l’état d’économie d’énergie indépendamment de la puissance. Cela signifie que l’état d’économie d’énergie peut être dimensionné d’une manière plus ou moins modérée, suivant la puissance résiduelle nécessaire. Si le système d’ordinateur a encore besoin d’une puissance résiduelle notable, par exemple parce qu’il faut effectuer des tâches d’arrière plan ou des mises à jour à partir du réseau, l’état d’économie d’énergie est dimensionné d’une manière plus modérée que s’il faut effectuer seulement moins de processus ou si seulement peu de composants doivent fonctionner.

Dans divers modes de réalisation du procédé, l’état d’économie d’énergie correspond à l’état de disponibilité, si l’on doit faire fonctionner le système d’ordinateur dans l’état d’économie d’énergie, en ayant la consommation la plus basse. Dans un cas de ce genre, l’état d’économie d’énergie correspond, par exemple à l’état de système « Modern Standby ».

Dans divers modes de réalisation du procédé, l’absorption de puissance du système d’ordinateur est mesurée, de manière répétée, dans plusieurs opérations de mesure, tant que la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur est dépassée. Après chaque opération de mesure, on lance une minuterie. Une opération de mesure renouvelée est effectuée, dès que la durée de la minuterie s’est écoulée. Cela a l’effet et l’avantage que l’on peut mettre fin à des tâches ou à des processus en cours, qui ont de l’influence sur l’absorption de puissance, déjà avant de remesurer l’absorption de puissance du système d’ordinateur. Dans des modes de réalisation complétés du procédé, on augmente la durée de la minuterie, après chaque opération de mesure. Cela a l’avantage de pouvoir prendre en compte des tâches ou des opérations se déroulant différemment et ayant une durée différente.

Dans divers modes de réalisation du procédé, on produit un signal de défaut, si un nombre déterminé d’opérations de mesure a été atteint et si la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur reste dépassée. Cela a l’avantage que l’on peut signaler à une commande interne du système d’ordinateur ou à un utilisateur que l’état d’économie d’énergie (en dépit de l’instruction demandée) ne peut pas être pris. Cela augmente la sécurisation du système d’ordinateur.

Dans divers modes de réalisation, le procédé a les autres stades :

on mesure l’absorption d’une puissance du système d’ordinateur dans l’état d’économie d’énergie,
on entreprend l’essai d’un autre abaissement de la consommation d’énergie du système d’ordinateur, dès que la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur dans l’état d’économie d’énergie est dépassée.

Ces stades ont pour effet et avantage qu’une commande au sein du système d’ordinateur peut réagir à une modification de l’absorption de puissance. Pour laisser le système d’ordinateur, en dépit d’une augmentation de l’absorption de puissance au-delà de la valeur limite dans l’état d’économie d’énergie, on s’efforce d’avoir un autre abaissement de la consommation d’énergie du système d’ordinateur. A cet effet, par exemple on réduit (davantage) le fonctionnement de la CPU ou on met hors circuit d’autres composants ou appareils, qui ne sont pas nécessaires.

Dans divers modes de réalisation le procédé a le stade supplémentaire :

on provoque un retour du système d’ordinateur de l’état d’économie d’énergie à l’état de fonctionnement principal, si la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur dans l’état d’économie d’énergie est encore dépassée après un laps de temps déterminé, dans lequel on remet la partie de réseau du système d’ordinateur dans le fonctionnement d’alimentation principal.

Cette mesure a pour effet et pour avantage d’empêcher le système d’ordinateur de fonctionner intempestivement en-dessous de sa capacité, en raison d’une surcharge dans l’état d’économie d’énergie.

La tâche ci-dessus est résolue suivant une autre facette, par un système d’ordinateur, comprenant une partie de réseau et des composants, qui sont alimentés en énergie électrique par la partie de réseau, caractérisé en ce que le système d’ordinateur est conçu :

pour déclencher une instruction, qui donne au système d’ordinateur l’ordre de passer d’un état de fonctionnement principal à un état de disponibilité, dans lequel l’état de disponibilité définit un fonctionnement du système d’ordinateur, ayant une consommation d’énergie très basse par rapport à celle dans l’état de fonctionnement principal,
pour mesurer une absorption de puissance du système d’ordinateur et conserver un fonctionnement d’alimentation principal de la partie de réseau du système d’ordinateur, tant qu’une valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur est dépassée,
pour provoquer un passage du système d’ordinateur de l’état de fonctionnement principal à un état d’économie d’énergie, dès que l’on passe en-dessous de la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur, dans lequel l’état d’économie d’énergie correspond à un état du système, ayant une consommation d’énergie réduite par rapport à celle dans l’état de fonctionnement principal, dans lequel on peut mettre la partie de réseau du système d’ordinateur dans l’état d’économie d’énergie dans un fonctionnement d’alimentation auxiliaire, ayant une alimentation en énergie réduite par rapport à celle dans le fonctionnement d’alimentation.

Un système d’ordinateur de ce genre permet d’atteindre les effets et les avantages qui ont été mentionnés ci-dessus, à propos du procédé suivant l’invention.

Dans divers modes de réalisation du système d’ordinateur, il est utilisé pour la mesure de l’absorption de puissance du système d’ordinateur, un circuit de mesure, qui produit un signal de commande. Celui-ci indique si la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur est dépassée ou ne l’est pas. Cela a l’effet et l’avantage de pouvoir effectuer une détermination simple de l’absorption de puissance du système d’ordinateur. Le circuit de mesure est constitué, par exemple sous la forme d’un circuit analogique, ayant un shunt et un amplificateur de mesure, une détection d’une variation en fonction du temps de l’absorption de courant du système d’ordinateur ayant lieu. Cela peut être, par exemple, une première dérivée mathématique du courant di/dt. On fait la moyenne du signal de courant, par exemple sur une durée déterminée, et on produit le signal de commande, si le signal de courant, en moyenne, dépasse la valeur limite.

Dans divers modes de réalisation, le système d’ordinateur est conçu en outre pour transmettre à une commande le signal de commande produit par le circuit de mesure et pour commander, au moyen de la commande, le passage du système d’ordinateur entre l’état de fonctionnement principal et l’état d’économie d’énergie.

Cela a pour effet et avantage de pouvoir commander, automatiquement et de manière fiable, les divers états. La commande est par exemple une unité de commande incorporée sur la carte mère du système d’ordinateur.

Dans divers modes de réalisation, le système d’ordinateur est conçu pour effectuer un procédé du type mentionné ci-dessus.

L’invention sera explicitée d’une manière plus précise dans ce qui suit, à l’aide d’exemples de réalisation en se reportant à plusieurs dessins.

Aux dessins :

La est un diagramme de déroulement schématique d’une mise en œuvre d’un procédé de commande d’un état de fonctionnement d’un système d’ordinateur ;

La est une représentation schématique de composants d’un système d’ordinateur suivant un exemple de réalisation ;

La est un montage d’un circuit de mesure suivant un exemple de réalisation ;

La est une représentation schématique d’une comparaison d’une mise en œuvre d’un état de disponibilité avec et sans état d’économie d’énergie.

La représente un diagramme schématique d’un déroulement d’une mise en œuvre d’un procédé de commande d’un état de fonctionnement d’un système d’ordinateur. On y représente, du côté gauche de la séparation, en tirets (sous la rubrique « état du système ») divers stades S1 à S7 de procédé concernant des états de système d’un système d’ordinateur. Du côté droit de la séparation en tirets (sous la rubrique « état de la partie de réseau » est représenté un état respectif d’une partie de réseau du système d’ordinateur.

Le procédé commence au stade S1, dans lequel le système d’ordinateur se trouve dans un état de fonctionnement principal. Le système d’ordinateur est mis en circuit dans cet état, et tous les appareils et composants du système d’ordinateur sont actifs. La partie de réseau du système d’ordinateur est mise en circuit dans cet état du système (état mis en circuit) et dans un fonctionnement d’alimentation principal, pour l’alimentation en énergie électrique du système d’ordinateur. L’état de fonctionnement principal du système d’ordinateur correspond par exemple à un état S0 suivant la norme ACPI. Dans le stade S1, on déclenche une instruction, qui ordonne un passage du système d’ordinateur de l’état de fonctionnement principal à un état de disponibilité. Cette instruction est lancée, par exemple, par un système de fonctionnement du système d’ordinateur. Cela s’effectue, par exemple, par le fait qu’un utilisateur du système d’ordinateur actionne un bouton de mise en circuit du système d’ordinateur ou une surface de coupure logicielle du système de fonctionnement du système d’ordinateur.

On mesure ensuite, dans le stade S2, une absorption de puissance du système d’ordinateur. A cet effet, on mesure par exemple une absorption de courant par des composants du système d’ordinateur, à partir de la partie de réseau du système d’ordinateur à une tension d’alimentation donnée à l’avance, et on la compare à une valeur limite définie à l’avance. On explicitera, d’une manière plus précise, plus bas, un procédé de mesure et un circuit de mesure à cet effet. Dans le stade S2, la partie de réseau du système d’ordinateur est en outre en fonctionnement d’alimentation principal (état mis en circuit).

Si l’absorption de puissance mesurée est supérieure à la valeur limite, cela signifie que l’absorption de puissance du système d’ordinateur est plus haute qu’une puissance que la partie de réseau peut fournir dans un fonctionnement en alimentation auxiliaire. Dans ce cas, on conserve le fonctionnement en alimentation principal de la partie de réseau du système d’ordinateur, tant que la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur est dépassée. Le procédé passe ainsi au stade S3.

Au stade S3, on lance une minuterie. Après que la durée de la minuterie s’est écoulée, on effectue une nouvelle mesure de l’absorption de puissance suivant le stade S2. Si l’absorption de puissance mesurée est encore supérieure à la valeur limite, on passe à nouveau au stade S3, et on lance une nouvelle minuterie. Avec chaque itération de ce genre entre les stades S2 et S3, on augmente la durée de la minuterie, tant que l’absorption de puissance est supérieure à la valeur limite. Dans l’exemple de mise en œuvre suivant la , on effectue, par exemple, une augmentation itérative du retard de la minuterie de 500 ms à 10 s. On règle, par exemple, diverses durées de minuterie, aux valeurs de 500 ms, 1 s et 10 s. Une façon de faire de ce genre permet de pouvoir mettre fin à des tâches ou des processus en cours, qui ont de l’influence sur l’absorption de puissance du système d’ordinateur, déjà avant que l’absorption de puissance du système d’ordinateur soit remesurée. La durée de la minuterie est réglée d’une manière d’autant plus longue que l’on passe plus souvent entre les stades S2 et S3, afin de permettre d’avoir des tâches ou des processus d’arrière plan durant plus longtemps et de les terminer.

Les stades S2 et S3 sont répétés, par exemple, jusqu’à ce qu’un nombre donné à l’avance d’itérations (par exemple cinq itérations), se sont déroulées ou jusqu’à ce que l’absorption de puissance du système d’ordinateur s’est abaissé en-dessous de la valeur limite. Si après le déroulement du nombre donné à l’avance d’itérations, l’absorption de puissance du système d’ordinateur est toujours encore supérieure à la valeur limite, on produit un signal de défaut. Cela indique que la prise d’un état d’économie d’énergie est entachée d’erreur. On signale cela, par exemple, à un utilisateur du système d’ordinateur, par l’intermédiaire d’un signal d’alerte, ou en en faisant part, par exemple, par le système de fonctionnement.

Si toutefois, l’absorption de puissance s’est abaissée en-dessous de la valeur limite, avant d’atteindre le nombre maximum d’itérations, on fait passer le procédé du stade S2 au stade S4. Au stade S4, on effectue éventuellement une pré-configuration d’un état d’économie d’énergie et respectivement on entre dans cet état d’économie d’énergie. La pré-configuration prescrit, par exemple, des réglages dans des appareils, des composants ou dans un logiciel (par exemple système de fonctionnement) du système d’ordinateur. Cela comprend, par exemple, des instructions ou des ensembles d’instructions déterminés pour faire passer, d’une manière commandée, les appareils et les composants dans l’état d’économie d’énergie. La pré-configuration s’effectue, par exemple, une fois à la première entrée dans l’état d’économie d’énergie. Si l’on a effectué la pré-configuration au stade S4, et si celui-ci est terminé, le système d’ordinateur entre dans l’état d’économie d’énergie. En variante, on peut effectuer une pré-configuration séparément du stade S4, par exemple, dans l’avant champ d’un procédé explicité ici.

L’état d’économie d’énergie est un état de système ayant, par rapport à l’état de fonctionnement principal, une consommation d’énergie réduite. L’état d’économie d’énergie est notamment un état énergétique intermédiaire du système d’ordinateur entre l’état de fonctionnement principal et l’état de disponibilité, qui a été ordonné au stade S1 par l’instruction. L’état de disponibilité définit lors d’un fonctionnement du système d’ordinateur, ayant une consommation d’énergie très basse, par rapport à l’état de fonctionnement principal. L’état de disponibilité est, par exemple, un état de système « Modern Standby ».

Dans l’état d’économie d’énergie suivant le stade S4, on réduit la consommation d’énergie en fonction de la consommation de puissance des divers composants du système d’ordinateur, ou on interrompt complètement cette consommation d’énergie. On régule, par exemple, à un moindre régime, des ventilateurs du système d’ordinateur ou on les arrête complètement, et on réduit le processeur CPU dans sa cadence. On peut faire passer alors la partie de réseau du système d’ordinateur dans le fonctionnement en alimentation auxiliaire. Le fonctionnement en alimentation auxiliaire de la partie de réseau est, par exemple, un état de disponibilité (secours) ou un fonctionnement à charge légère. Le système d’ordinateur se trouve ainsi dans l’état d’économie d’énergie, qui sera explicité d’une manière plus précise plus bas, en comparaison avec l’état de disponibilité.

Dans l’état d’économie d’énergie on mesure, au stade S5 continuellement, l’absorption de puissance du système d’ordinateur. Si l’absorption de puissance dépasse, dans l’état d’économie d’énergie, la valeur limite mentionnée, intervient un avertissement de puissance ou une interruption du système et le procédé passe au stade S6. Dans ce stade S6, on provoque une réduction de puissance supplémentaire du système d’ordinateur. A cet effet, on tente de réduire encore la puissance du système, par exemple, en bridant encore la CPU. La CPU est ainsi bridée, par exemple, à sa cadence minimum. La réduction de puissance d’autres appareils et composants du système d’ordinateur peut avoir lieu aussi dans ce cas.

Si en raison des mesures prises au stade S6, l’absorption de puissance s’abaisse, dans un laps de temps déterminé, à nouveau en-dessous de la valeur limite, le procédé revient au stade S5, le système d’ordinateur restant dans l’état d’économie d’énergie. Le laps de temps donné à l’avance est, dans l’exemple de mise en œuvre, de 5 ms. Si les mesures prises au stade S6 n’ont pas conduit, en revanche, à une réduction de l’absorption de puissance en-dessous de la valeur limite dans le laps de temps de 5 ms, le procédé passe au stade S7. On quitte ainsi l’état d’économie d’énergie et le cas échéant, on dresse un procès-verbal d’un évènement de surcharge, qui a conduit à l’augmentation de puissance. Par les mesures prises au stade S7, le système d’ordinateur revient de l’état d’économie d’énergie à l’état de fonctionnement principal. La partie de réseau du système d’ordinateur revient ainsi dans le fonctionnement en alimentation principal (état mis en circuit). Suivant l’exemple de mise en œuvre de la , le procédé se retrouve ainsi au stade S1.

La est une représentation schématique d’un composant de système 1 d’ordinateur suivant un exemple de réalisation. Un procédé, tel qu’il a été explicité ci-dessus à la , trouve, par exemple, à s’appliquer dans le système 1 d’ordinateur de la . Le système 1 d’ordinateur de la a une partie 2 de réseau pour l’alimentation de composants 4a, 4b (ou d’autres composants non représentés) du système 1 d’ordinateur. La partie 2 de réseau est, par exemple, ce que l’on appelle une partie de réseau à rail unique. Cela signifie que la partie de réseau donne seulement une tension d’alimentation. La partie de réseau est, par exemple, configurée pour donner, dans le fonctionnement en alimentation auxiliaire, cette même tension d’alimentation que dans le fonctionnement en alimentation principal, toutefois à une puissance plus petite que dans le fonctionnement en alimentation principal. Cela a l’avantage qu’il y a, même dans le fonctionnement en alimentation auxiliaire, la tension d’alimentation qui est mise à profit pour l’alimentation de composants 4a, 4b importants. La partie 2 de réseau a, dans l’exemple de réalisation de la , une sortie à laquelle s’applique une tension d’alimentation de 12 V. Par cette tension d’alimentation, on alimente, par exemple, des composants 4a PCI Express (PCIe) sur une carte mère du système d’ordinateur. Par plusieurs régleurs 3a à 3d de tension, on peut produire diverses autres tensions de borne. Il est prévu, par exemple, un régleur 3a de tension, qui donne une tension d’alimentation pour le noyau CPU du système 1 d’ordinateur, par laquelle la CPU (composant 4b) peut être alimentée. D’autres régleurs 3b à 3d de tension produisent d’autres tensions de borne de 5 V, 3,3 V et 1,8 V, comme représenté à titre d’exemple à la .

Le système 1 d’ordinateur a en outre un circuit 5 de mesure, qui est monté entre une sortie de la partie 2 de réseau et les régleurs 3a à 3d de tension. Le circuit 5 de mesure a, dans l’exemple de réalisation de la , un shunt qui est relié à une détection d’une variation (di/dt) du courant en fonction du temps. Celle-ci détecte une variation en fonction du temps du courant électrique fourni par la partie de réseau. Le shunt comprend, par exemple, une résistance de mesure pour la mesure du courant électrique. Dans l’exemple de réalisation de la , la mesure de l’absorption de puissance électrique, au moyen du circuit 5 de mesure, comprend un chemin d’alimentation vers le composant 4b du système 1 d’ordinateur, sans une prise en compte du composant 4a. Dans des variantes de réalisations, on peut incorporer toutefois également ce dernier, dans une mesure d’une absorption de puissance.

Le circuit 5 de mesure prend ainsi en charge la mesure de l’absorption de puissance du système 1 d’ordinateur, comme cela a été explicité aux stades S2 et S5 du procédé de la . Si l’absorption de puissance du système 1 d’ordinateur dépasse la valeur limite, le circuit 5 de mesure produit un signal 8 de commande, et achemine celui-ci comme avertissement de puissance ou respectivement interruption de système à une commande 6 du système 1 d’ordinateur. La commande 6 est, dans l’exemple de réalisation de la , une unité de commande incorporée. La commande 6 commande l’état de fonctionnement du système 1 d’ordinateur en fonction du signal 8 de commande. Si le signal 8 de commande indique, par exemple, un dépassement continu de la valeur limite de l’absorption de puissance du système 1 d’ordinateur (premier niveau de signal défini du signal 8 de commande) et si le nombre défini à l’avance d’itérations d’opération de mesure est dépassé, comme cela a été explicité à la ci-dessus à propos des stades S2 et S3, la commande S6 produit un signal 13 de défaut. Celui-ci indique que la prise d’un état d’économie d’énergie du système 1 d’ordinateur est entachée d’erreurs. On transmet le signal 13 de défaut à un ensemble 7 de puce, qui le traite de manière adéquate, prend des mesures adéquates, et le cas échéant, émet une signalisation a un utilisateur du système 1 d’ordinateur. L’ensemble 7 de puces est, par exemple, ce qu’on appelle un système sur puce (SoC).

Si en revanche, le signal 8 de commande montre (deuxième niveau de signal défini du signal 8 de commande) que, dans le cadre des opérations itératives de mesure, l’absorption de puissance est devenue inférieure à la valeur limite, le système 6 produit un signal 14 de déclenchement, grâce à quoi la partie 2 de réseau est mise en fonctionnement en alimentation auxiliaire. Le système 1 d’ordinateur prend ainsi l’état d’économie d’énergie, grâce à quoi les composants 4a et respectivement 4b sont réduits et respectivement limités dans leur absorption d’énergie. Voir à cet effet également, les explications à propos du stade S5 de la ci-dessus. La commande 6 de la prend également en charge, avec le circuit 5 de mesure, un contrôle continu de l’absorption de puissance du système 1 d’ordinateur dans l’état d’économie d’énergie qui est pris, et provoque également les mesures qui ont été explicitées ci-dessus à la dans les stades S6 et S7.

Une signalisation entre la commande 6 et la partie de réseau et respectivement l’ensemble 7 de puce s’effectue, par exemple, par un signalisation Pin, suivant ce que l’on appelle la norme General Purpose Input/Output Standard (GPIO).

La détection d’une variation di/dt de courant en fonction du temps dans le circuit 5 de mesure comprend, par exemple, un amplificateur de mesure de courant, dans lequel on fait la moyenne du courant sur un laps de temps défini bref de, par exemple, 8 ms et on détecte si, après ce laps de temps, la valeur limite définie à l’avance de l’absorption de puissance est dépassée. Le circuit 5 de mesure est configuré, par exemple, de manière à transmettre le signal 8 de commande sous la forme d’un signal de sortie numérique à la commande 6.

Un exemple de réalisation en variante ou en complément d’un circuit 5 de mesure est représenté à la . Le circuit 5 de mesure de la comprend une résistance R20 de mesure qui sert de shunt, pour la détection d’un courant électrique du système d’ordinateur. Du côté gauche, la résistance R20 de mesure est reliée à une entrée 1 de signal (IN (+)) d’un amplificateur 9 de mesure de courant. Du côté droit, la résistance R20 de mesure est reliée à une entrée 10 de signal (IN (-)) de l’amplificateur 9 de mesure de courant. A l’entrée 1 de l’amplificateur 9 de mesure de courant s’applique ainsi un signal d’alimentation du côté de la partie de réseau, tandis qu’à l’entrée 10 de l’amplificateur 9 de mesure du courant s’applique un signal d’alimentation du côté de la charge (vers le système 1 d’ordinateur). En outre, un condensateur C4 est monté en parallèle à la résistance R20 de mesure et sert de condensateur de filtrage.

L’amplificateur 9 de mesure de courant détermine, à partir des signaux 1 et 10 d’entrée, un signal de différence et le compare à un signal de référence à l’entrée 7 (CMPREF) de l’amplificateur de mesure de courant. Le signal de référence est formé par un diviseur R26, R28 de tension, à partir d’une alimentation de secours, de la partie (P3V3P_STBY) de réseau. Celui-ci sert également d’alimentation (VS+) de tension à l’entrée de l’amplificateur 9 de mesure de courant. Pour la signalisation d’un comportement du signal de différence à l’entrée 7 de l’amplificateur 9 de mesure de courant est utilisé un signal (ALERT#) de sortie à la sortie 3 de l’amplificateur 9 de mesure de courant. En fonctionnement normal (signal de différence inférieur au signal de référence), le signal (ALERT#) de sortie est au niveau HIGH de signal. Le transistor Q5 qui est alimenté également en courant par l’intermédiaire de l’alimentation (P3V3P_STBY) de secours est ainsi également passant. Le condensateur C6 est déchargé. Dans cet état, l’autre transistor Q1 est bloqué et produit, alimenté également à partir de l’alimentation (P3V3P_STBY) de secours à sa borne 3 de connecteur, un niveau de signal HIGH qui sert également de signal 8 de commande.

Si le signal de différence entre les entrées 1 et 10 de l’amplificateur 9 de mesure de courant dépasse le signal de différence à l’entrée 7 de l’amplificateur 9 de mesure de courant, l’amplificateur 9 de mesure de courant produit, à sa sortie 3, un niveau LOW de signal (ALERT#) de sortie. Le transistor Q5 est ainsi bloqué. Cela provoque une charge du condensateur C6, à partir de l’alimentation (P3V3P_STBY) de secours, par l’intermédiaire des résistances R23 et R25.

Le condensateur C6 agit comme organe de temporisation. Dès que le condensateur C6 a atteint un état de charge déterminé (et qui dépasse la tension chutant aux bornes de C6 d’une valeur déterminée), l’autre transistor Q1 devient, par la diode D3, passant et tire le niveau du signal à sa borne 3 de collecteur à un niveau LOW de signal, qui sert à nouveau de signal 8 de commande. Le condensateur C6 est dimensionné, par exemple, de manière à régler une constante de charge ayant une temporisation temporelle de 8 ms.

Le circuit 5 de mesure de la détermine ainsi une absorption de courant du système d’ordinateur, que l’on détecte en tant que variation en fonction du temps du courant di/dt et dont on fait la moyenne sur le laps de temps de 8 ms. Dans la mesure où l’absorption de courant, après les 8 ms, est encore au-dessus du niveau de référence (entrée 7 à l’amplificateur de mesure du courant), le niveau du signal 8 de commande est mis à LOW par le circuit 5 de mesure. Le signal 8 de commande indique ainsi que l’absorption de puissance du système d’ordinateur est au-dessus de la valeur limite donnée à l’avance. Si en revanche, l’absorption de courant du système d’ordinateur dans les 8 ms s’abaisse à nouveau, le transistor Q1 reste à l’état bloqué (pas d’état conducteur de la diode D3), grâce à quoi le signal 8 de commande est maintenu à un niveau HIGH de signal. Dans ce cas, le signal 8 de commande indique que l’absorption de courant ne dépasse pas la valeur limite critique.

Le signal 8 de commande suivant la sert, par exemple, de signal de sortie du circuit 5 de mesure de la pour la signalisation correspondante à la commande 6, comme cela a été explicité ci-dessus si, dans un mode de réalisation donné à titre d’exemple, on utilise le circuit 5 de mesure suivant la dans la mise en œuvre suivant la . Le système d’ordinateur peut être configuré de manière à négliger la sortie 8 du signal, si un passage dans le fonctionnement dans l’état d’économie d’énergie n’est pas demandé.

La est une représentation schématique d’une comparaison d’une mise en œuvre d’un état de disponibilité du système d’ordinateur du type mentionné ci-dessus avec et sans état d’économie d’énergie mentionné ci-dessus. Dans la partie supérieure de la , un état de disponibilité du système d’ordinateur sans état d’économie d’énergie du type mentionné est représenté. Le système d’ordinateur peut ainsi passer entre l’état 10 de fonctionnement principal et l’état 11 de disponibilité. L’état 11 de disponibilité correspond ainsi, par exemple, à l’état de système « Modern Standby ». Dans le cas, en haut suivant la , le système d’ordinateur se trouve dans l’état 10 de fonctionnement principal, tant qu’il y a au moins une certaine activité du système. L’état 10 de fonctionnement principal est pris ainsi, si le système est mis en circuit complètement et si tous les appareils sont actifs (voir état 10a du système). L’état 10 de fonctionnement principal est toutefois également actif, si le système se trouve dans l’état de secours et, si seulement peu d’activité du système est enregistrée (voir état 10b du système). Dans ce cas, le système d’ordinateur ne passe dans l’état 11 de disponibilité que si le système est dans l’état de secours et que si une activité du système n’est pas enregistrée. Ce n’est que dans ce cas d’une consommation basse que la partie de réseau est mise en secours (fonctionnement en alimentation auxiliaire). Dans tous les autres cas, la partie de réseau est active dans le fonctionnement en alimentation principale et alimente le système d’ordinateur en énergie électrique.

Le cas en haut, à la , signifie ainsi que, sans un état d’économie d’énergie explicité, l’énergie électrique consommée dans la partie de réseau du système d’ordinateur ne peut être réduite que si l’état 11 de disponibilité peut être pris. Si certains ou tous les composants ou appareils du système d’ordinateur bloquent toutefois le passage dans l’état 11 de disponibilité ou se trouvent dans l’état d’une activité petite de système, le système d’ordinateur reste dans l’état 10 de fonctionnement principal.

Le cas en bas à la illustre, en revanche, un état de disponibilité ayant un état d’économie d’énergie explicité. Dans ce cas, le système d’ordinateur ne passe dans l’état 10 de fonctionnement principal, que si le système est complètement en circuit et que si tous les appareils sont actifs. Dans ce cas d’une consommation assez grande, la partie de réseau est active et se trouve dans le fonctionnement d’alimentation principal (voir stade S1 suivant la ). Dans le cas en bas suivant la , le système d’ordinateur prend toutefois un état 12 d’économie qui peut être pris en fonction de la puissance. Cela signifie que l’état 12 d’économie d’énergie est déjà pris, si le système est mis en circuit, alors toutefois que certains appareils sont en disponibilité (état 12a du système). Déjà alors, la partie de réseau est en secours (fonctionnement en alimentation auxiliaire), grâce à quoi on obtient une consommation d’énergie plus basse. Le système d’ordinateur passe d’autant plus profondément dans un état de secours (état 12b du système) que l’on enregistre une activité plus petite du système. L’état 12 d’économie d’énergie peut ainsi diminuer encore la consommation d’énergie. Dès que le système d’ordinateur est entièrement dans l’état de secours et qu’il n’est pas enregistré d’activité du système, l’état 12 d’économie correspond, dans le cas au bas de la , à l’état 11 de disponibilité. Dans l’état 12 d’économie d’énergie, l’ensemble des composants et appareils du système d’ordinateur peuvent, dans le cas au bas de la réagir, par exemple d’une manière analogue à un état S0 suivant la norme ACPI. Cela a l’avantage de ne pas nécessiter d’autres mises en œuvre en logiciel ou une assistance par appareil, respectivement par circuit d’attaque.

La vue d’ensemble de la illustre que, par la commande du système d’ordinateur, dans l’état d’économie d’énergie explicité (voir notamment les explications à propos de la ), on peut régler déjà une consommation amoindrie, si le système est encore actif, mais si déjà certains appareils sont en disponibilité (à partir de l’état 12a du système). Même si donc, suivant le scénario du bas de la , certains composants ou appareils du système d’ordinateur n’auraient pas admis un état 11 de disponibilité, on peut toutefois, suivant l’invention, réduire la consommation d’énergie du système d’ordinateur.

L’ensemble des modes de réalisation mis en œuvre représentés sont choisis simplement à titre d’exemples.

Enumération des repères

1 système d’ordinateur

2 partie de réseau

3a-3d régleurs de tension

4a, 4b composants

5 circuit de mesure

6 commande

7 ensemble de puce

8 signal de commande

9 amplificateur de mesure de courant

10 état de fonctionnement principal

10a, 10b états du système dans l’état de fonctionnement principal

11 état de disponibilité

12 état d’économie d’énergie

12a, 12b états du système dans l’état d’économie d’énergie

13 signal de défaut

14 signal de déclenchement

S1-S7 stades du procédé

Claims

Procédé de commande d’un état de fonctionnement d’un système (1) d’ordinateur, caractérisé par les stades suivants :
on déclenche une instruction, qui commande au système (1) d’ordinateur de passer d’un état (10) de fonctionnement principal à un état (11) de disponibilité, dans lequel l’état (11) de disponibilité définit un fonctionnement du système (1) d’ordinateur, ayant une consommation d’énergie très basse par rapport à celle dans l’état (10) de fonctionnement principal,
on mesure une absorption de puissance du système (1) d’ordinateur,

on conserve un fonctionnement d’alimentation principale d’une partie (2) de réseau du système (1) d’ordinateur, tant qu’une valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système (1) d’ordinateur est dépassée,

on provoque un passage du système (1) d’ordinateur de l’état (10) de fonctionnement principal à un état (12) d’économie d’énergie, dès que l’on passe en-dessous de la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système (1) d’ordinateur, dans lequel l’état (12) d’économie d’énergie correspond à un état du système, ayant une consommation d’énergie réduite par rapport à celle dans l’état (10) de fonctionnement principal, dans lequel on met la partie (2) de réseau du système (1) d’ordinateur dans l’état (12) d’économie d’énergie, dans un fonctionnement d’alimentation auxiliaire, ayant une alimentation en énergie réduite par rapport à celle dans le fonctionnement d’alimentation principal.
Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l’état (12) d’économie d’énergie correspond à l’état (11) de disponibilité, si on peut faire fonctionner le système (1) d’ordinateur dans l’état d’économie d’énergie, ayant la consommation d’énergie la plus basse.
Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’on mesure, de manière répétée en plusieurs opérations de mesure, l’absorption de puissance du système (1) d’ordinateur, tant que la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système (1) d’ordinateur est dépassée, dans lequel, après chaque opération de mesure, on lance une minuterie et on effectue une nouvelle opération de mesure, dès que la durée de la minuterie est expirée.
Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l’on produit un signal (13) de défaut, si l’on atteint un nombre déterminé d’opérations de mesure et si l’on reste au-dessus de la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système (1) d’ordinateur.
Procédé suivant l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend les autres stades :
on mesure l’absorption d’une puissance du système (1) d’ordinateur dans l’état (12) d’économie d’énergie,

on entreprend l’essai d’un autre abaissement de la consommation d’énergie du système (1) d’ordinateur, dès que l’on la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système d’ordinateur dans l’état (12) d’économie d’énergie est dépassée.
Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par l’autre stade :
on provoque un retour du système (1) d’ordinateur de l’état (12) d’économie d’énergie à l’état (10) de fonctionnement principal, si la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système (1) d’ordinateur dans l’état (12) d’économie d’énergie est encore dépassée après un laps de temps déterminé, dans lequel on remet la partie (12) de réseau du système (1) d’ordinateur dans le fonctionnement d’alimentation principal.
Système (1) d’ordinateur, comprenant une partie (2) de réseau et des composants (4a, 4b), qui sont alimentés en énergie électrique par la partie (2) de réseau,
caractérisé en ce que le système (1) d’ordinateur est conçu :
pour déclencher une instruction, qui donne au système (1) d’ordinateur l’ordre de passer d’un état (10) de fonctionnement principal à un état (11) de disponibilité, dans lequel l’état (11) de disponibilité définit un fonctionnement du système (1) d’ordinateur, ayant une consommation d’énergie très basse par rapport à celle dans l’état (10) de fonctionnement principal,

pour mesurer une absorption de puissance du système (1) d’ordinateur et conserver un fonctionnement d’alimentation principal de la partie (2) de réseau du système (1) d’ordinateur, tant qu’une valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système (1) d’ordinateur est dépassée,

pour provoquer un passage du système (1) d’ordinateur de l’état (10) de fonctionnement principal à un état (12) d’économie d’énergie, dès que l’on passe en-dessous de la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système (1) d’ordinateur, dans lequel l’état (12) d’économie d’énergie correspond à un état du système, ayant une consommation d’énergie réduite par rapport à celle dans l’état (10) de fonctionnement principal, dans lequel on peut mettre la partie (2) de réseau du système (1) d’ordinateur dans l’état (12) d’économie d’énergie dans un fonctionnement d’alimentation auxiliaire, ayant une alimentation en énergie réduite par rapport à celle dans le fonctionnement d’alimentation principal.
Système (1) d’ordinateur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que, pour la mesure de l’absorption de puissance du système (1) d’ordinateur, il est conçu un circuit (5) de mesure, qui produit un signal (8), qui indique si la valeur limite de l’absorption de puissance mesurée du système (1) d’ordinateur est dépassée ou ne l’est pas.
Système (1) d’ordinateur suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu’il est conçu en outre, pour transmettre à une commande (6) le signal (8) de commande produit par le circuit (5) de mesure et pour commander, au moyen de la commande (6), le passage du système (1) d’ordinateur entre l’état (10) de fonctionnement principal et l’état (12) d’économie d’énergie.
Système (1) d’ordinateur suivant l’une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu’il est conçu pour effectuer un procédé suivant l’une des revendications 1 à 6.