JP2000173152A

JP2000173152A - 消費エネルギー低減方法

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Publication number: JP2000173152A
Application number: JP10337003A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yokoe; 祐司横江
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-06-23
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: SG82037A1; JP3819166B2; US6553501B1; GB2347531A; GB2347531B; GB9927647D0

Abstract

(57)【要約】【課題】ＨＤＤの消費電力をより低減させることを目
的とする。【解決手段】パワーセーブ・モードへ移行及びパワー
セーブ・モードから復帰するために付加的に必要となる
消費電力量並びにコマンドに対する応答の遅延時間分の
消費電力量を、パワーセーブ・モードに移行している期
間の節約が期待される消費電力量と予め比較する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク装置に供
給する電力の管理に関し、特に、ディスク装置の消費電
力を低減する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境保護等の観点から、パーソナ
ル・コンピュータ（ＰＣ）等の電子機器に対し、より消
費電力を小さくすることが求められている。特に、特に
ノートブック型ＰＣをはじめとする携帯用機器について
は、内蔵電源による長時間使用を可能にするため、より
一層の省電力が求められている。

【０００３】これらの機器の記憶装置として用いられる
ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、消費電力を
低下させるために、省電力のための動作を行わないアク
ティブ（Ａｃｔｉｖｅ）・モードのほか、トラックフォ
ローのみで読み書きを行わないアイドル（Ｉｄｌｅ）・
モードや、さらに消費電力を低減させるためディスクを
回転させるスピンドル・モータを止めるスタンバイ（Ｓ
ｔａｎｄｂｙ）・モード等の複数のパワーセーブ（省電
力）・モードを有している。

【０００４】平均的に消費電力を低減させるためには、
ホスト・コンピュータからコマンドを受けない非動作時
に、なるべく低い（消費電力の少ない）レベルのパワー
セーブ・モードに移行することが有効である。

【０００５】一方、ホスト・コンピュータからのコマン
ドに対する応答時間が長くなることを防止するため、コ
マンドを受けたら速やかにパワーセーブ・モードから抜
けてアクティブ・モードに戻る必要がある。

【０００６】一般に、より低いレベルのパワーセーブ・
モードに移行するとき及びアクティブ・モードに復帰す
るときに、より多くの時間及びエネルギーが必要とな
る。

【０００７】したがって、コマンドを受け取る間隔が短
く、動作していない時間が短い場合においては、パワー
セーブ・モードに移行するために消費するエネルギーの
方が、そのパワーセーブ・モードに入ることにより節約
出来るエネルギーよりも大きくなり、結局ＨＤＤの平均
消費電力を増加させてしまう場合も考えられる。また、
コマンドに対する応答もアクティブ・モードに復帰する
時間だけ遅くなってしまう。

【０００８】このような理由から、パワーセーブ・モー
ドに入るタイミングを最適化する必要があり、そのため
に以下のようなアルゴリズムが考えられている。

【０００９】（１）単純なタイマによる制御アルゴリズ
ム直前に実行したコマンド（命令）から一定時間以上経過
した場合に、しばらくは次のコマンドは来ないであろう
と判断し、パワーセーブ・モードに移行するというアル
ゴリズムである。ここで、「一定時間」とは、固定値ま
たはホスト・コンピュータからコマンドにより指定され
た値にそれぞれ対応する時間をいう。

【００１０】しかしながら、この方法では、例えば、コ
マンドの間隔が上記一定時間よりわずかに長いような場
合、パワーセーブ・モードに入った直後に次のコマンド
が来て、アクティブ・モードに復帰してしまい、結局Ｈ
ＤＤの平均消費電力を増加させてしまうことがある。

【００１１】（２）Adaptive Battery Life Extender
(ABLE) アルゴリズム過去の一定時間毎にその時間内にＨＤＤが受け取ったコ
マンドの数（密度）を調べ、その一定時間における受け
取ったコマンドの密度が高い（コマンドの間隔が短い）
場合にはパワーセーブ・モードに移行するまでの時間を
短くし、コマンドの密度が低い（コマンドの間隔が長
い）場合にはパワーセーブ・モードに移行するまでの時
間を長くする、というアルゴリズムである。

【００１２】このアルゴリズムにより、ＨＤＤが一定間
隔でコマンドを受け取った場合に、パワーセーブ・モー
ドに入った直後に次のコマンドが来てしまうという可能
性は低減出来る。しかしながら、コマンド間隔がランダ
ムに変わる場合には、必ずしも最適なタイミングでパワ
ーセーブ・モードに移行できるとは限らない。また、コ
マンドを受け取った時点を基準とするコマンドの密度を
基にパワーセーブ・モードに移行するタイミングを決め
ているので、ＨＤＤがコマンドを処理するのに時間がか
かった場合には見かけ上の密度が低くなってしまい、不
適当なタイミングでパワーセーブ・モードに移行してし
まうおそれがある。

【００１３】（３）Enhanced Adaptive Battery Life E
xtender (ABLE2) アルゴリズム（２）のABLEのアルゴリズムを拡張したものである。す
なわち、ABLEにより制御されるパワーセーブ・モードは
１個のみであったが、この数を３個にして、さらに低い
レベルのパワーセーブ・モード（例えば、ロード・アン
ロード機構を備えたＨＤＤにおいてヘッドをアンロード
するモード）にも自動的に移行することを可能にしたも
のである。

【００１４】このアルゴリズムは、他のパワーセーブ・
モードに移行するタイミングはABLEアルゴリズムと同じ
であるが、コマンド間隔のパターン（一定間隔でコマン
ドを受け取る場合、一回コマンドを受けた後しばらくコ
マンドを受け取らない場合又はランダムな間隔でコマン
ドを受け取る場合）によって３種類の関数を定義し、そ
れにより、なるべく良いタイミングでアクティブ・モー
ドからパワーセーブ・モードに、又はあるパワーセーブ
・モードから他のパワーセーブ・モードに移行する点で
ABLEアルゴリズムと相違する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術においては、パワーセーブ・モードに移行した場合に
節約が期待される消費電力量を予め計算することはなさ
れていなかった。

【００１６】したがって、従来技術においては、コマン
ド間隔及びパワーセーブ・モードへの移行のタイミング
によっては、パワーセーブ・モードへの移行及びパワー
セーブ・モードからの復帰のために付加的に必要となる
消費電力量並びにコマンドに対する応答の遅延時間分の
消費電力量が、パワーセーブ・モードに移行している期
間に節約される消費電力量を上回り、結果的に節電の目
的が達成できない場合もあり得た。

【００１７】また、コマンドを受け取った時点を基準と
してコマンドの密度を計算していたので、ＨＤＤがコマ
ンドを処理するのに時間がかかった場合には、コマンド
の完了をホスト・コンピュータに通知するのも遅くな
り、それに伴ってホスト・コンピュータから次のコマン
ドが発行されるのも遅くなるため、ＨＤＤの非動作の時
間が短い（稼働率が高い）にもかかわらず、ホスト・コ
ンピュータから受け取るコマンドの見かけ上の密度が低
下してしまい、不適当なタイミングでパワーセーブ・モ
ードに移行してしまうおそれがあった。

【００１８】したがって、本発明は、ＨＤＤの消費電力
をより低減させることを目的とする。

【００１９】また、本発明は、パワーセーブ・モードに
移行した場合に節約が期待される消費電力量を計算する
ことができる方法及び装置を提供することを目的とす
る。

【００２０】さらに、本発明は、上述のような、ＨＤＤ
の非動作の時間が短いにもかかわらず、ホスト・コンピ
ュータから受け取るコマンドの見かけ上の密度が低くな
ってしまい、不適当なタイミングでパワーセーブ・モー
ドに移行してしまうという不都合を解消し、真にＨＤＤ
が非動作である時間に応じてホスト・コンピュータから
受け取るコマンドの密度を計算する方法及び装置を提供
することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、パワー
セーブ・モードへ移行及びパワーセーブ・モードから復
帰するために付加的に必要となる消費電力量並びにコマ
ンドに対する応答の遅延時間分の消費電力量を、パワー
セーブ・モードに移行している期間の節約が期待される
消費電力量と予め比較する。

【００２２】また、本発明によれば、ＨＤＤへの過去の
コマンド間隔の時間分布と同じ時間分布で次のコマンド
が来ることを仮定し、パワーセーブ・モードへ移行した
場合に節約が期待される消費電力量を、複数のタイミン
グで計算する。

【００２３】さらに、本発明によれば、節約が期待され
る消費電力量とともに、次に受け取るコマンドを実行す
るためにパワーセーブ・モードから復帰するための平均
遅延時間を計算する。

【００２４】さらにまた、本発明によれば、ホスト・コ
ンピュータより指定されている時間よりも上記計算され
る平均遅延時間が短い範囲内で、最も節約される消費電
力量が大きくなるタイミングでパワーセーブ・モードに
移行する。

【００２５】さらにまた、本発明によれば、計算に用い
る過去のコマンド間隔には、前のコマンドを受け取って
から次のコマンドを受け取るまでの時間ではなく、前の
コマンドの実行を完了してから次のコマンドを受け取る
までの時間を用いる。すなわち、インターフェースが稼
動していない（アイドル状態の）時間をコマンド間隔と
する。

【００２６】さらにまた、本発明によれば、一定時間毎
に、計算に用いる過去のコマンド間隔の影響力を半減さ
せていき、最新のアクセス・パターンが最も大きく計算
に反映されるようにする。

【００２７】

【発明の実施の形態】（１）本発明が適用される装置図１は本発明が適用されるＨＤＤのブロック図である。
ディスク装置１００は、コントローラ部１１０とディス
ク部１３０から構成されている。コントローラ部１１０
は、ホスト・・コンピュータ１０に接続されるホスト・
インターフェース・コントローラ（ＨＩＣ）１１２と、
ホスト・インターフェース・コントローラ１１２に接続
され、ディスク部の制御を行うハード・ディスク・コン
トローラ（ＨＤＣ）１１４と、ハード・ディスク・コン
トローラ１１４に接続され、読み取り・書き込み信号の
制御を行うチャネル１１６と、ＨＩＣ１１２、ＨＤＣ１
１４、チャネル１１６に接続され、これらの制御を行う
ＭＰＵ１１８と、ＭＰＵ１１８に接続され、ＭＰＵが実
行するマイクロコードを記憶するＲＡＭ１２０とを含
む。ディスク部１３０はスピンドル１３２を回転させる
モータ１３４を備えている。スピンドル１３２には、デ
ィスク１３６Ａ及び１３６Ｂが、スピンドル１３２と一
体的に回転するように取り付けられている。ディスク
は、図においては２枚であるが、１枚又は３枚以上でも
よい。

【００２８】それぞれがディスクの面に対向するように
ヘッド１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃ及び１３８Ｄが、
アクチュエータ・アーム１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ
及び１４０Ｄにそれぞれ支持されて配置されている。ア
クチュエータ・アーム１４０Ａ〜１４０Ｄはピボット・
シャフト１４２を介してボイス・コイル・モータ（ＶＣ
Ｍ）１４４に取付けられ、その回動により、ヘッド１３
８Ａ〜１３８Ｄはディスクの所望の半径位置に移動され
る。モータ１３４及びＶＣＭ１４４はＨＤＣ１１４に接
続され、それぞれの回転数、速度等が制御される。ヘッ
ド１３８Ａ〜１３８Ｄはチャネル１１６に接続され、読
み取り・書き込み信号がチャネル１１６によって制御さ
れる。

【００２９】（２）節約が期待される消費電力量および
次のコマンドの遅延時間の計算図２に、パワーセーブ・モードの前後にわたる消費電力
の推移を示す。図において、横軸は時間、縦軸は消費電
力をそれぞれ表す。なお、図は説明のために簡略化した
ものであり、縮尺、波形等は正確でないことに留意され
たい。まず、時刻ｔ₁にコマンドの実行が完了(command
complete)すると、一定の時間Ａが経過した後、ＨＤＤ
は時刻ｔ₂にアクティブ・モードからパワーセーブ・モ
ードへの移行を開始し、ヘッドをディスク上から待避さ
せる（アンロード）等の移行動作を行う。このとき、Ｈ
ＤＤは移行動作に伴ってアクティブ・モードよりも多く
の電力を付加的に消費し、斜線部ＥＬ(Energy Loss)１
として示した部分の面積に対応する電力消費量が、アク
ティブ・モードからパワーセーブ・モードに移行するた
めの電力の損失となる。ＨＤＤは時刻ｔ₃にパワーセー
ブ・モードへの移行動作を完了し、時刻ｔ₄に次のコマ
ンドを受け取るまで、ＨＤＤはパワーセーブ・モードに
入った状態である。このとき、ＨＤＤはアクティブ・モ
ードよりも少ない電力を消費し、網線部ＥＧ(Energy Ga
in)として示した部分の面積に対応する電力消費量が、
アクティブ・モードからパワーセーブ・モードに移行し
たことによる電力の利得となる。時刻ｔ₄において、Ｈ
ＤＤが次のコマンドを受け取ると、それに対する処理を
行うため、待避させられたヘッドを再びディスク上にロ
ードさせる等のアクティブ・モードへの復帰動作を行
う。このとき、ＨＤＤは復帰動作に伴ってアクティブ・
モードよりも多くの電力を消費する。さらに、復帰動作
を行っている間、コマンドに対する応答がその間遅延す
るため、遅延時間分のＨＤＤの全電力消費量である、斜
線部ＥＬ２として示した部分の面積に対応する電力消費
量がパワーセーブ・モードからアクティブ・モードに復
帰することによる電力の損失となる。時刻ｔ₅において
復帰動作は完了し、ＨＤＤはコマンドに対する処理を開
始する。

【００３０】アクティブ・モードのままでいることに対
してパワーセーブ・モードに移行することにより節約さ
れる電力消費量ＴＥＧ(Total Energy Gain)は、以下の
式で計算される。

【数１】ＴＥＧ＝ＥＧ−（ＥＬ１＋ＥＬ２）（１）

【００３１】ここで、ＥＬ１及びＥＬ２はそれぞれ一定
のため、パワーセーブ・モードに移行したことによる電
力利得ＥＧが小さければＴＥＧが負数になり、ＨＤＤは
パワーセーブ・モードに移行しない場合よりもかえって
多くの電力を消費してしまう。従って、節約される電力
消費量を増加させるためには、パワーセーブ・モードに
一定時間以上長く入っている必要がある。

【００３２】さらに図２を参照すると、まだパワーセー
ブ・モードへの移行が始まる前の期間（期間Ａとして示
される）内のある時点で次のコマンドを受け取った場
合、節約される消費電力量は０であり、遅延時間も０と
なる。

【００３３】また、ＨＤＤの制御機構は通常一旦完全に
パワーセーブ・モードに入った後にそれから復帰するよ
うになっているため、パワーセーブ・モードへの移行中
（期間Ｂとして示される）に次のコマンドを受け取った
場合は、節約される消費電力量は、

【数２】ＴＥＧ＝−（ＥＬ１＋ＥＬ２＋ＥＬ３）（２）

【００３４】となり、パワーセーブ・モードへ移行しな
い場合に比べて多くの電力を消費することとなる。ここ
で、ＥＬ３は、次のコマンドを受け取ってからパワーセ
ーブ・モードへの移行が完了するまでの時間に、アクテ
ィブ・モード時の消費電力を乗じたものである。また、
コマンドに対する応答の遅延時間は、次のコマンドを受
け取ってからパワーセーブ・モードへの移行が完了する
までの時間と図中ｂで示されるパワーセーブ・モードか
らの復帰にかかる時間の和となる。

【００３５】さらにまた、パワーセーブ・モードへの移
行が完了した後（期間Ｃとして示される）の時点で次の
コマンドを受け取った場合は、上述のように節約される
消費電力量は、

【数３】ＴＥＧ＝ＥＧ−（ＥＬ１＋ＥＬ２）（３）

【００３６】となり、パワーセーブ・モードに入ってい
る時間が長いほど電力をより多く節約出来ることとな
る。しかしながら、パワーセーブ・モードに入っている
時間が短く、ＥＧが（ＥＬ１＋ＥＬ２）より小さい場合
は、パワーセーブ・モードへ移行しない場合に比べてむ
しろ多くの電力を消費することとなる。また、この場合
の遅延時間は、図中ｂで示されるパワーセーブ・モード
からの復帰にかかる時間のみとなる。

【００３７】以上から、次のコマンドを受け取るタイミ
ングと節約できる消費電力量ＴＥＧ及び遅延時間の関係
は、図３のグラフのようになる。ここで、横軸において
パワーセーブ・モードへの移行を始めるタイミング（図
２における時刻ｔ₂）を０として、それより前のタイミ
ングは負、後のタイミングは正として表示している。

【００３８】図３において、時刻０において次のコマン
ドを受け取ってから、図２の期間Ｂに相当する期間内に
おいては、節約できる消費電力量について式（２）が適
用される。このとき、時間の経過に伴ってＥＬ３が減少
する一方、ＥＬ１及びＥＬ２はそれぞれ一定だから、時
刻０のとき節約できる消費電力量が最小値（この場合は
負数）をとり、その後、時間の経過に伴って節約できる
消費電力量の値は単調に増加する。

【００３９】期間Ｂに相当する期間が経過すると、期間
Ｃに相当する期間となり、節約できる消費電力量につい
て式（３）が適用される。このとき、時間の経過に伴っ
てＥＧが増加する一方、ＥＬ１及びＥＬ２はそれぞれ一
定だから、節約できる消費電力量の値は単調に増加す
る。時刻ｔ_cで、パワーセーブ・モードに入ることによ
る電力利得ＥＧとパワーセーブモードへの移行及び復帰
に要する消費電力量（ＥＬ１＋ＥＬ２）がバランスし、
節約できる消費電力量の値が０となる。その後、節約で
きる消費電力量は正の値に転じ、単調に増加する。

【００４０】従って、パワーセーブ・モードへの移行を
始めるタイミングから時刻ｔ_cが経過する前に次のコマ
ンドを受け取ると、ＴＥＧは負の値となり、アクティブ
・モードのままでいるよりもかえって多く電力を消費し
てしまう。一方、次のコマンドを受け取るタイミングが
時刻ｔ_cが経過した後であれば、ＴＥＧは正の値とな
り、アクティブ・モードのままでいるよりも電力を節約
することができる。

【００４１】図３において、時刻０において次のコマン
ドを受け取ってから、図２の期間Ｂに相当する期間にお
いて、コマンドを受け取ってから応答を開始するまでの
遅延時間は、以下のようになる。即ち、時刻０のときパ
ワーセーブ・モードへの移行及び復帰に要する時間の和
（ａ＋ｂ）となり、従って、移行開始直後に次のコマン
ドを受け取ったときに遅延時間が最大となる。その後パ
ワーセーブ・モードへの移行動作が進行するに従って移
行に要する時間の残り時間が減少し、遅延時間は単調に
減少する。期間Ｂに相当する期間が経過するとアクティ
ブ・モードへの復帰に要する時間ｂのみとなり、従っ
て、このとき遅延時間が最小となる。

【００４２】図４、図５及び図６に、パワーセーブ・モ
ードを４個にしたときのＴＥＧ（図中Energy Gainと表
示）及び遅延時間（図中Response Lossと表示）の変化
を示す。これらの図において、アイドル（ＩＤＬＥ）・
モードとは、ヘッドによるディスクへのデータの読み書
きは行わず、ディスク上のサーボ信号の読み込みによる
トラックフォローのみを行うモードをいい、アイドル２
（ＩＤＬＥ２）・モードとは、サーボ信号の読み込みに
よるトラックフォローを行わず、チャネルに電力を供給
しないモードをいい、アイドル３（ＩＤＬＥ３）・モー
ドとは、ロード・アンロード機構を有するＨＤＤにおい
てさらにヘッドをディスクからアンロードしてディスク
の外側にあるランプに待避させることによりモータに対
する抵抗を低減させるモードをいい、スタンバイ（ＳＴ
ＡＮＤＢＹ）・モードとは、モータの回転を止めるモー
ドをいうこととする。従って、ＨＤＤがアイドル・モー
ド、アイドル２・モード、アイドル３・モード、スタン
バイ・モードと移行するにしたがって、その消費電力が
少なくなる。

【００４３】図４は、ＨＤＤがアイドル・モードからア
イドル２・モードへ移行するときのコマンド間隔とＴＥ
Ｇ及び遅延時間との関係を示す。両モード間の移行に
は、サーボ信号の読み込みという電気的スイッチング及
びトラックフォローによるヘッドの微小な機械的動作し
か伴わないので、モードの移行による消費電力が比較的
小さく、また、遅延時間も比較的小さい。

【００４４】図５は、ＨＤＤがアイドル２・モードから
アイドル３・モードへ移行するときのコマンド間隔とＴ
ＥＧ及び遅延時間との関係を示す。両モード間の移行に
は、ヘッドをディスクからアンロードしてランプに待避
させるという機械的動作を伴うので、モードの移行によ
る消費電力が比較的大きく、遅延時間も比較的大きい。

【００４５】図６は、ＨＤＤがアイドル３・モードから
スタンバイ・モードへ移行するときのコマンド間隔とＴ
ＥＧ及び遅延時間との関係を示す。両モード間の移行に
は、モータを停止又は起動するという動作を伴い、かか
る動作には一定の時間を要するので、モードの移行によ
る消費電力が比較的大きく、また、遅延時間も比較的大
きい。

【００４６】以上、次に受け取るコマンドの時期による
節約できる消費電力量ＴＥＧ及びコマンドに対する応答
の遅延時間について説明したが、実際のＨＤＤの動作に
おいては次のコマンドがいつ来るかを予測し、そのタイ
ミングに合わせてパワーセーブ・モードへ移行を開始す
るまでの時間を決定することにより、全体として最も多
く消費電力を節約できると考えられる。また、この時の
遅延時間も許容出来る範囲に止める必要がある。

【００４７】ここで、次のコマンドがいつ来るかについ
ては、過去のコマンド間隔の情報に基づき仮定する。こ
の場合、過去のコマンド間隔の単なる平均を次のコマン
ド間隔として採用するよりも、過去のコマンド間隔の分
布を次のコマンド間隔の分布として採用した方が、より
正確に次のコマンド間隔を予測できると考えられる。

【００４８】そこで、パワーセーブ・モードへの移行を
開始するまでの時間を複数選び、それぞれの時間毎に、
図４乃至図６のグラフをコマンド間隔の分布により重み
付けをして節約される消費電力量及び次のコマンドに対
する応答の遅延時間を計算する。このようにして、パワ
ーセーブ・モードへの移行を開始するまでの時間と、節
約される消費電力量及び次のコマンドに対する応答の遅
延時間との関係を知ることができる。

【００４９】この関係を用いて、節約される消費電力量
が最大となり、かつ遅延時間が十分小さくなるまでの、
移行開始までの時間を決定することができる。

【００５０】以下、具体例を図７乃至図２２に示す。

【００５１】図７に、あるオペレーティング・システム
（ＯＳ）のブート（Ｂｏｏｔ）・プログラムを実行した
ときのコマンド間隔の分布を示し、図８乃至図１０に、
各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を適用した場
合のＴＥＧ及び遅延率の変化を示す。

【００５２】図８は、図４におけるアイドル２・モード
への移行開始までの時間として図７のコマンド間隔の分
布を適用して重み付けをしたときに、アイドル２・モー
ドへの移行開始までの時間と節約できる消費電力及び遅
延率の関係を示したものである。ここで図８以降のグラ
フは、前のコマンドの終了時からパワーセーブ・モード
（この場合はアイドル２・モード）への移行を開始する
までの時間（図中Transition Delayと表示）を横軸にし
ており、節約消費電力量および遅延時間ともに経過時間
で割って、節約消費電力（図中Power Gainと表示）およ
び遅延率（図中Response Lossと表示）としている。図
８のグラフより、前のコマンドを完了してから約１００
ｍｓ後にアイドル２・モードへの移行を始めたときに節
約消費電力がもっとも大きくなることがわかる。また、
遅延時間も、約１００ｍｓ後には十分小さくなっている
ことがわかる。従って、前のコマンドを完了してから約
１００ｍｓ経過後にパワーセーブ・モードに移行するこ
とが最適であると推測される。

【００５３】図９は、図８と同様に図５におけるアイド
ル３・モードへの移行開始までの時間として図７のコマ
ンド間隔の分布を適用して重み付けをしたときに、アイ
ドル３・モードへの移行開始までの時間と節約できる消
費電力及び遅延率の関係を示したものである。図９のグ
ラフより、前のコマンドを完了してから約６０００ｍｓ
を経過するまでは節電の効果が無いことがわかる。従っ
て、このとき、アイドル３・モードには移行しない方が
よいことが推測される。

【００５４】図１０は、図８と同様に図６におけるスタ
ンバイ・モードへの移行開始までの時間として図７のコ
マンド間隔の分布を適用して重み付けをしたときに、ス
タンバイ・モードへの移行開始までの時間と節約できる
消費電力及び遅延率の関係を示したものである。図１０
のグラフより、前のコマンドを完了してから約６０００
ｍｓを経過するまでは節電の効果が無いことがわかる。
従って、このとき、スタンバイ・モードには移行しない
方がよいことが推測される。

【００５５】図１１乃至図１４は、バッテリーの使用時
間を比較するためのベンチマーク・プログラムの一つを
実行したときのコマンド間隔の分布（図１１）、及び各
パワーセーブ・モードの移行にこの分布を適用した場合
のＴＥＧ及び遅延時間の変化（図１２乃至図１４）を示
す。図１２において、前のコマンドを完了してから約１
００ｍｓ後にアイドル２・モードへの移行を始めたとき
に節約消費電力が最も大きくなることがわかる。また、
遅延時間も、約１００ｍｓ後には十分小さくなっている
ことがわかる。図１３において、前のコマンドを完了し
てから約１５００ｍｓを経過するまでは節電の効果が無
いことがわかる。一方、遅延時間は、約２０００ｍｓ経
過後には十分小さくなっていることがわかる。図１４に
おいて、前のコマンドを完了してから約２０００ｍｓを
経過するまでは節電の効果が無いことがわかる。一方、
遅延時間は、約１６０００ｍｓ経過後には無視出来るほ
ど小さくなっていることがわかる。

【００５６】図１５乃至図１８は、ビジネス用アプリケ
ーション・プログラムの実行性能を比較するためのベン
チマーク・プログラムの一つを実行したときのコマンド
間隔の分布（図１５）、及び各パワーセーブ・モードの
移行にこの分布を適用した場合のＴＥＧ及び遅延時間の
変化（図１６乃至図１８）を示す。図１６において、前
のコマンドを完了してから約２００ｍｓ後にアイドル２
・モードへの移行を始めたときに節約消費電力がもっと
も大きくなることがわかる。また、遅延時間も、約２０
０ｍｓ後には十分小さくなっていることがわかる。図１
７において、前のコマンドを完了してから約２０００ｍ
ｓを経過するまでは節電の効果が無いことがわかる。一
方、遅延時間は、約２０００ｍｓ経過後には十分小さく
なっていることがわかる。図１８において、前のコマン
ドを完了してから約３０００ｍｓを経過するまでは節電
の効果が無いことがわかる。一方、遅延時間は、約３０
００ｍｓ経過後には無視出来るほど小さくなっているこ
とがわかる。

【００５７】図１９乃至図２２は、バッテリーの使用時
間を比較するためのベンチマーク・プログラムの他の一
つを実行したときのコマンド間隔の分布（図１９）、及
び各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を適用した
場合のＴＥＧ及び遅延時間の変化（図２０乃至図２２）
を示す。図２０において、前のコマンドを完了した直後
から約１０００ｍｓ後までの間にアイドル２・モードへ
の移行を始めたときに節約消費電力がもっとも大きくな
ることがわかる。また、遅延時間も、この期間を通じて
無視出来るほど小さいことがわかる。図２１において、
前のコマンドを完了した直後から約１２０００ｍｓ後ま
での間にアイドル３・モードへの移行を始めたときに節
約消費電力がもっとも大きくなることがわかる。一方、
遅延時間は、この期間を通じて無視出来るほど小さくな
っていることがわかる。図２２において、前のコマンド
を完了した直後から約４０００ｍｓ後までの間にスタン
バイ・モードへの移行を始めたときに節約消費電力がも
っとも大きくなることがわかる。一方、遅延時間は、こ
の期間を通じて十分小さくなっていることがわかる。

【００５８】（３）動的制御以上の説明は、過去のアクセス・パターンに基づいて、
どのタイミングでパワーセーブモードに入れば効果的で
あったかを解析したものである。過去のアクセス・パタ
ーンのコマンド間隔の時間分布と同一の分布で次のコマ
ンドを受け取ると仮定すると、解析された効果的なタイ
ミングがこれから受け取るコマンドに対しても有効とな
る。本発明は、このように過去のアクセス・パターンに
基づいてパワーセーブ・モードに移行するタイミングを
決定している。

【００５９】計算を簡単にして、保持しなければならな
い過去のコマンド間隔のデータ量を少なくするため、本
発明の適用例では、コマンド間隔を複数の時間領域に分
け、それぞれの時間領域でのコマンド間隔の数とその時
間領域の平均時間とのデータが保持されている。そのよ
うにすることで、総節約電力量は、各時間領域の平均時
間から計算される節約消費電力量にコマンド間隔の数を
乗じたものを、全時間領域で足しあわせることにより近
似できる。総遅延時間についても同様である。

【００６０】また、パワーセーブ・モードに移行するま
での最小時間が決まっている場合は(例えば１００ｍｓ
等）、それよりも短いコマンド間隔ではパワーセーブモ
ードに移行しないので、そのコマンド間隔に対する節約
消費電力量も遅延時間も０となる。すなわち、計算に使
用する意味はないので、データとして保持する必要がな
くなり、その分保持しなければならないデータ量を節約
できる。

【００６１】（４）コマンド間隔計算に用いる過去のコマンド間隔には、前のコマンドを
完了した後、次のコマンドを受け取るまでの時間、即ち
インターフェースがアイドルである時間をコマンド間隔
とする。ホスト・コンピュータがいつ次のコマンドを送
るかを正確に判断するためである。従来は、前のコマン
ドを受け取った後、次のコマンドを受け取るまでの時間
をコマンド間隔としていたが、この方法ではＨＤＤがコ
マンドを処理するために要する時間もコマンド間隔に含
まれてしまう。即ち、ホスト・コンピュータが意図的に
コマンドを送らなかった時間も、ＨＤＤがコマンドを処
理しておりそれが終了するのを待っていた時間も区別な
く処理されてしまう。従って、従来の方法はホスト・コ
ンピュータがいつ次のコマンドを送るかを判断する材料
としては不適当となる。

【００６２】（５）過去のコマンド間隔の計算に対する
影響の大きさ前のコマンドを完了してから次にコマンドを受け取るま
での時間は、比較的近い過去のコマンド間隔の時間分布
に従うものと予想される。よって、計算には最新のコマ
ンド間隔の分布が最も大きく影響し、古いコマンド間隔
の分布は比較的影響しないようにしたほうが望ましい結
果が得られる。このため、一定時間毎に過去のコマンド
間隔の計算への影響力を半減させる。本発明の適用例で
は、一定時間毎に各時間領域のコマンド間隔の数を半減
させることにより、実現している。

【００６３】（６）複数のパワーセーブ・モードへの対
応パワーセーブ・モードが複数個ある場合でも、浅いパワ
ーセーブ・モードからさらに深いパワーセーブ・モード
に移行する場合の追加の節約消費電力と遅延時間を上記
と同様に計算することにより、簡単に対応することが出
来る。

【００６４】（７）実際の動作方法図２３乃至図３２に実際の動作方法を示す。これらの方
法は通常ＨＤＤのマイクロコードとして実現される。

【００６５】図２３は、図７、図１１、図１５及び図１
９に示すようなコマンド間隔の分布を求めるための方法
を示した流れ図である。ステップ２３１０において初期
化プログラムを開始し、続くステップ２３１２におい
て、コマンド間隔の時間領域を設定する。この例では、
コマンド間隔の時間領域の数をNUM_POINTとし、１番目
の時間領域をhist_min_time[0]とし、その時間間隔を10
0以上の時間に、２番目の時間領域をhist_min_time[1]
とし、その間隔を200以上の時間に、３番目の時間領域
をhist_min_time[2]とし、その間隔を300以上の時間
に、としていき、NUM_POINT番目の時間領域をhist_min_
time[NUM_POINT-1]とし、その間隔を31500以上の時間
に、NUM_POINT+1番目の時間領域をhist_min_time[NUM_P
OINT]とし、その間隔を60000以上の時間にそれぞれ設定
する。なお、ここで時間の表示は相対的なものであり、
ｍｓ等の具体的な単位を直接表示するものとは限らない
ことに注意されたい。また、時間間隔はこの例のように
対数的に分割するのが好ましい。

【００６６】ステップ２３１２を終了後、ステップ２３
１４に進み、ｉの初期値を０とする。続くステップ２３
１６で、時間領域中のコマンドの時間間隔の合計である
hist_total_time[i]を０に初期化し、時間領域中のコマ
ンドの数の合計であるhist_numcmd[i]を０に初期化す
る。続くステップ２３１８で、ｉを１増加させる。続く
ステップ２３２０でｉの値がNUM_POINTより小さければ
再びステップ２３１６に戻り、ｉの値がNUM_POINT以上
の値になるまでステップ２３１６乃至ステップ２３２０
を繰り返す。即ち、ステップ２３１４乃至ステップ２３
２０でｉの値が０からNUM_POINTになるまでのすべての
ｉについてhist_total_time[i]及びhist_numcmd[i]を０
に初期化する。ステップ２３２０でｉの値がNUM_POINT
以上の値になったらステップ２３２２に進み、全コマン
ド間隔の合計時間total_timeを０に初期化し、ステップ
２３２４で初期化プログラムを終了する。

【００６７】図２４は、オペレーティング時にＨＤＤが
コマンドを受け取った場合の動作を示した流れ図であ
る。ステップ２４１０でコマンドによるパワーセーブ・
モードの中断のプログラムを開始する。続くステップ２
４１２で図２５に示すコマンドを受け取るサブルーチン
を実行する。コマンドを受け取るサブルーチンを完了
し、ＨＤＤがホスト・コンピュータからコマンドを受け
取ると、ステップ２４１４で現在ＨＤＤがパワーセーブ
・モードに入っているか否か判断される。パワーセーブ
・モードに入っていれば、ステップ２４１６に進み、パ
ワーセーブ・モードからアクティブ・モードに復帰し、
ステップ２４１８に進む。一方、ステップ２４１４で現
在ＨＤＤがパワーセーブ・モードに入っていなければ、
ステップ２４１８に進む。ステップ２４１８でコマンド
を処理し、ステップ２４２０で図２６に示すコマンドを
完了するサブルーチンを実行し、コマンドを完了した
後、ステップ２４２２でコマンドによるパワーセーブ・
モードの中断のプログラムを終了する。

【００６８】図２５は、図２４におけるステップ２４１
２のコマンドを受け取るサブルーチンを詳述した流れ図
である。ステップ２５１０でコマンドを受け取るサブル
ーチンが開始されると、ステップ２５１２でＨＤＤ内の
ＭＰＵの内部タイマTimerから直前に完了したコマンド
の完了時刻comp_timeを減じ、その差をコマンド間隔int
ervalとする。ステップ２５１４で時間合計total_time
にコマンド間隔intervalを加え、その和を時間合計tota
l_timeとする。続くステップ２５１６でｉを０に初期化
し、続くステップ２５１８でコマンド間隔intervalがｉ
番目の時間領域hist_min_time[i]より小さいか否か判断
される。コマンド間隔intervalがｉ番目の時間領域hist
_min_time[i]より小さいと判断された場合、ステップ２
５２４に進む。一方、ステップ２５１８でコマンド間隔
intervalがｉ番目の時間領域hist_min_time[i]より小さ
くないと判断された場合、ステップ２５２０でｉの値が
１増加され、ステップ２５２２でｉの値がコマンド間隔
の時間領域の数NUM_POINTより小さいか否か判断され
る。ｉの値がコマンド間隔の時間領域の数NUM_POINTよ
り小さい場合、再びステップ２５１８に戻り、コマンド
間隔が次に小さい時間間隔に属するか否か判断される。
一方、ステップ２５２２でｉの値がコマンド間隔の時間
領域の数NUM_POINTより小さくない場合、即ち、ｉの値
がコマンド間隔の時間領域の数NUM_POINTの値以上にな
った場合、ステップ２５２４に進む。ステップ２５２４
でｉの値が０に等しいか否か判断され、ｉの値が０に等
しい場合、即ちステップ２５１８でコマンド間隔interv
alがｉ番目の時間領域hist_min_time[i]より小さい場
合、パワーセーブ・モードに移行するまでの最小時間よ
りもコマンド間隔が短いことを意味し、上述したように
データとして保持する必要がなく、ステップ２５２８に
進みサブルーチンを終了する。一方、ステップ２５２４
でｉの値が０に等しくない場合、即ちコマンド間隔inte
rvalがｉ番目（ｉは１以外）の時間領域hist_min_time
[i-1]に属する場合、ステップ２５２６に進み、ｉ番目
の時間領域中のコマンドの数の合計hist_numcmd[i-1]を
１増加させ、さらに、ｉ番目の時間領域中のコマンドの
時間間隔の合計hist_total_time[i-1]に当該コマンド間
隔intervalを加え、その和をhist_total_time[i-1]と
し、続くステップ２５２８でサブルーチンを終了する。

【００６９】図２６は、図２４におけるステップ２４２
０のコマンドを完了するサブルーチンを詳述した流れ図
である。ステップ２６１０でコマンドを完了するサブル
ーチンが開始されると、ステップ２６１２でＨＤＤ内の
ＭＰＵの内部タイマTimerのその時点での値がコマンド
の完了時刻comp_timeとされる。続くステップ２６１４
で時間合計total_timeがMAX_TIMEの値以上か否か判断さ
れる。ここにMAX_TIMEとは、（５）で説明した一定時
間、即ち過去のコマンド・アクセスの影響を減少させる
間隔の２倍の値である。ステップ２６１４で時間合計to
tal_timeがMAX_TIMEの値以上である場合、ステップ２６
１６に進み、図３１において後述する過去のコマンド・
アクセスの影響を減少させるサブルーチンを実行し、再
びステップ２６１４に戻る。一方、ステップ２６１４で
時間合計total_timeがMAX_TIMEの値より小さい場合、ス
テップ２６１８に進み、コマンド間隔intervalが１番目
の時間領域hist_min_time[0]の値以上であるか否か判断
される。コマンド間隔intervalが１番目の時間領域hist
_min_time[0]の値以上である場合、ステップ２６２０に
進み、図２７において後述する、次にパワーセーブ・モ
ードに入る時期を決定するサブルーチンを実行し、ステ
ップ２６２２でサブルーチンを終了する。一方、ステッ
プ２６１８でコマンド間隔intervalが１番目の時間領域
hist_min_time[0]の値以上でない場合、パワーセーブ・
モードに移行するまでの最小時間よりもコマンド間隔が
短いことを意味し、上述したようにデータとして保持す
る必要がなく、ステップ２６２２でサブルーチンを終了
する。

【００７０】図２７及び図２８は、図２６におけるステ
ップ２６２０の、次にパワーモードに入る時期を決定す
るサブルーチンを詳述した流れ図である。ステップ２７
１０で次にパワーモードに入る時期を決定するサブルー
チンが開始されると、ステップ２７１２でｉの値が０に
初期化され、続くステップ２７１４でｉ+１番目の時間
領域中のコマンドの数の合計hist_numcmd[i]が０に等し
いか否か判断される。ｉの値が０に等しい場合、即ち、
ｉ+１番目の時間領域中のコマンドの数の合計hist_numc
md[i]が０の場合、ステップ２７１８に進む。一方、ス
テップ２７１４でhist_numcmd[i]が０に等しくない場
合、ステップ２７１６に進み、ｉ＋１番目の時間領域中
のコマンドの時間間隔の合計hist_total_time[i]をｉ+
１番目の時間領域中のコマンドの数の合計hist_numcmd
[i]で除し、その商をhist_ave_time[i]とする。従っ
て、hist_ave_time[i]は、ｉ+１番目の時間領域におけ
るコマンド１個当たりの平均のコマンドの時間間隔を表
す。ステップ２７１６を終了するとステップ２７１８に
進む。ステップ２７１８で、ｉの値が１増加され、続く
ステップ２７２０でｉの値がコマンド間隔の時間領域の
数NUM_POINTより小さいか否か判断される。ｉの値がコ
マンド間隔の時間領域の数NUM_POINTより小さい場合、
再びステップ２７１４に戻り、以下、ｉの値がコマンド
間隔の時間領域の数NUM_POINT以上になるまでステップ
２７１４乃至ステップ２７２０が繰り返される。一方、
ステップ２７２０でｉの値がコマンド間隔の時間領域の
数NUM_POINTより小さくない場合、即ち、ｉの値がコマ
ンド間隔の時間領域の数NUM_POINT以上の値になった場
合、Ａに進み、図２８のＡに続く。

【００７１】図２８のＡからステップ２７２２に進み、
ｉの値が０に初期化される。続くステップ２７２４で、
ｉ番目の時間領域hist_min_time[i]の値を変数delayに
格納し、節約出来るエネルギー（消費電力量）の合計で
あるenergy_gain_sum及びコマンドに対する応答の遅れ
の合計resp_loss_sumの値をそれぞれ０に初期化する。
続くステップ２７２６でｊの値を０に初期化し、ステッ
プ２７２８でｊ+１番目の時間領域中のコマンドの数の
合計hist_numcmd[j]が０に等しいか否か判断される。hi
st_numcmd[j]の値が０に等しい場合、即ち、ｊ+１番目
の時間領域中のコマンドの数の合計が０の場合、ステッ
プ２７３６に進み、ｊの値が１増加される。一方、ステ
ップ２７２８でhist_numcmd[j]が０に等しくない場合、
ステップ２７３０に進み、ｊ+１番目の時間領域におけ
るコマンド１個当たりの平均のコマンドの時間間隔hist
_ave_time[j]をave_intervalとする。続くステップ２７
３２で図２９において後述する、節約エネルギーを計算
するサブルーチンを実行し、ステップ２７３４で節約出
来るエネルギーの合計energy_gain_sumにenergy_gain
を、コマンドに対する応答の遅れの合計resp_loss_sum
にresp_lossをそれぞれ加える。その後、ステップ２７
３６に進み、ｊの値が１増加され、続くステップ２７３
８でｊの値がコマンド間隔の時間領域の数NUM_POINTよ
り小さいか否か判断される。ｊの値がNUM_POINTより小
さい場合、再びステップ２７２８に戻り、以下、ｊの値
がNUM_POINT以上になるまでステップ２７２８乃至ステ
ップ２７３８が繰り返される。一方、ステップ２７３８
でｊの値がコマンド間隔の時間領域の数NUM_POINT以上
になった場合、ステップ２７４０に進み、energy_gain_
sum及びresp_loss_sumがそれぞれtotal_timeで除され、
節約されるパワー（消費電力）power_gain[i]及び応答
の遅れの比率resp_loss_ratio[i]が計算される。続くス
テップ２７４２でｉの値が１増加され、続くステップ２
７４４でｉの値がコマンド間隔の時間領域の数NUM_POIN
Tより小さいか否か判断される。ｉの値がNUM_POINTより
小さい場合、再びステップ２７２４に戻り、以下、ｉの
値がNUM_POINT以上になるまでステップ２７２４乃至ス
テップ２７４４が繰り返される。一方、ステップ２７４
４でｉの値がコマンド間隔の時間領域の数NUM_POINT以
上になった場合、ステップ２７４６に進み、節約される
エネルギーが最大になる時間を予測するサブルーチンを
実行し、その後、ステップ２７４８に進み、サブルーチ
ンを終了する。

【００７２】図２９は、図２８におけるステップ２７３
２の節約エネルギーを計算するサブルーチンを詳述した
流れ図である。ステップ２９１０で節約エネルギーを計
算するサブルーチンが開始されると、ステップ２９１２
で、図２８のステップ２７３０で決定されたave_interv
alの値が図２８のステップ２７２４で決定されたdelay
の値より小さいか否か判断される。ave_intervalの値が
delayの値より小さい場合、コマンド１個当たりの平均
のコマンドの時間間隔がパワーセーブ・モードに移行す
るまでの時間より短いため、図２における期間Ａにおい
て次のコマンドが来ることに該当し、節約出来るエネル
ギーの合計energy_gain_sum及びコマンドに対する応答
の遅れの合計resp_loss_sumの計算に影響しない。従っ
て、この場合、ステップ２９１４に進み、energy_gain
及びresp_lossの値を０とし、ステップ２９２２でサブ
ルーチンを終了する。一方、ステップ２９１２でave_in
tervalの値がdelayの値より小さくない場合、図２にお
ける期間Ｂ又はＣにおいて次のコマンドが来ることに該
当し、ステップ２９１６に進む。ステップ２９１６で、
ave_intervalの値が、delayの値とパワーセーブ・モー
ドに入るために要する時間であるTRANS_TIMEとの和より
小さいか否か判断される。ave_intervalの値が、delay+
TRANS_TIMEより小さい場合、図２における期間Ｂにおい
て次のコマンドが来ることに該当し、ステップ２９１８
に進む。ステップ２９１８で、energy_gain及びresp_lo
ssが図２で説明したように、下記の式で計算される。

【数４】 energy_gain = -TRANS_ENERGY - ((delay + TRANS_TIME) - ave_interval) * BASE_POWER （４）

【数５】 resp_loss = EXIT_TIME + TRANS_TIME - (ave_interval - delay) （５）

【００７３】ここで、式（４）において、TRANS_ENERGY
とは、ＨＤＤがパワーセーブ・モードに入るため及びそ
こから復帰するために必要なエネルギーの和をいい、図
２におけるＥＬ１＋ＥＬ２に相当する。また、BASE_POW
ERとは、アイドル・モードにおけるＨＤＤの消費電力を
いい、従って、式（４）の右辺の第２項((delay + TRAN
S_TIME) - ave_interval) * BASE_POWERは、式（２）の
ＥＬ３に相当する。

【００７４】また、式（５）において、EXIT_TIMEと
は、ＨＤＤがパワーセーブ・モードから復帰するために
必要な時間をいい、図２における時間ｂに相当する。TR
ANS_TIMEは前述の通りパワーセーブ・モードに入るため
に要する時間であり、図２における時間ａに相当する。

【００７５】ステップ２９１８を終了した後、ステップ
２９２２に進み、サブルーチンを終了する。

【００７６】一方、ステップ２９１６でave_intervalの
値が、delay+TRANS_TIMEより小さくない場合、図２にお
ける期間Ｃにおいて次のコマンドが来ることに該当し、
ステップ２９２０に進む。ステップ２９２０で、energy
_gain及びresp_lossが図２で説明したように、下記の式
で計算される。

【数６】 energy_gain = (ave_interval - (delay + TRANS_TIME)) * DELTA_POWER - TR ANS_ENERGY （６）

【数７】resp_loss = EXIT_TIME （７）

【００７７】ここで、DELTA_POWERとは、アイドル・モ
ードにおけるＨＤＤの消費電力とパワーセーブ・モード
におけるＨＤＤの消費電力の差をいう。従って、式
（６）の右辺の第１項(ave_interval - (delay + TRANS
_TIME)) * DELTA_POWERは、式（３）のＥＧに相当す
る。

【００７８】ステップ２９２０を終了した後、ステップ
２９２２に進み、サブルーチンを終了する。

【００７９】図３０は、図２８におけるステップ２７４
６の、節約されるエネルギーが最大になる時間を予測す
るサブルーチンを詳述した流れ図である。ステップ３０
１０で節約されるエネルギーが最大になる時間を予測す
るサブルーチンが開始されると、ステップ３０１２で、
最大節約電力量であるmax_power_gainが０に初期化さ
れ、max_power_numがNUM_POINTに初期化される。続くス
テップ３０１４でｉの値が０に初期化され、ステップ３
０１６に進む。ステップ３０１６で応答の遅れの比率re
sp_loss_ratio[i]の値が許容される最大の平均遅延時間
RESP_LOSS_CRITERIAの値より小さいか否か判断される。
resp_loss_ratio[i]の値がRESP_LOSS_CRITERIAの値より
小さい場合、応答の遅れは許容される範囲内であり、さ
らにステップ３０１８に進み、power_gain[i]がmax_pow
er_gainより大きいか否か判断される。一方、ステップ
３０１６でresp_loss_ratio[i]の値がRESP_LOSS_CRITER
IAの値より小さくない場合は、応答の遅れは許容される
範囲内になく、ステップ３０２２に進む。ステップ３０
１８で、power_gain[i]がmax_power_gainより大きい場
合はステップ３０２０に進み、max_power_gainの値をpo
wer_gain[i]の値に更新し、max_power_numの値もそのと
きのｉの値に更新し、その後ステップ３０２２に進む。
一方、ステップ３０１８でpower_gain[i]がmax_power_g
ainより大きくない場合、max_power_gain及びmax_power
_numの値の値は更新されず、ステップ３０２２に進む。
ステップ３０２２でｉの値が１増加され、続くステップ
３０２４でｉの値がNUM_POINTより小さいか否か判断さ
れる。ｉの値がNUM_POINTより小さい場合、再びステッ
プ３０１６に戻り、以下、ｉの値がNUM_POINT以上にな
るまでステップ３０１６乃至ステップ３０２４が繰り返
される。一方、ステップ３０２４でｉの値がNUM_POINT
以上になった場合、ステップ３０２６で、次にパワーセ
ーブ・モードに移行するまでの時間next_delayがhist_m
in_time[max_power_num]に決定され、その後、ステップ
３０２８に進み、サブルーチンを終了する。

【００８０】図３１は、図２６におけるステップ２６１
６の過去のコマンド・アクセスの影響を減少させるサブ
ルーチンを詳述した流れ図である。ステップ３１１０で
過去のコマンド・アクセスの影響を減少させるサブルー
チンが開始されると、ステップ３１１２で、ｉの値が０
に初期化される。続くステップ３１１４で、ｉ＋１番目
の時間領域中のコマンドの時間間隔の合計hist_total_t
ime[i]を２で除し、その商をhist_total_time[i]とし、
ｉ＋１番目の時間領域中のコマンドの数の合計hist_num
cmd[i]を２で除し、その商をhist_numcmd[i]とする。続
くステップ３１１６でｉの値が１増加され、続くステッ
プ３１１８でｉの値がNUM_POINTより小さいか否か判断
される。ｉの値がNUM_POINTより小さい場合、再びステ
ップ３１１４に戻り、以下、ｉの値がNUM_POINT以上に
なるまでステップ３１１４乃至ステップ３１１８が繰り
返される。一方、ステップ３１１８でｉの値がNUM_POIN
T以上になった場合、ステップ３１２０に進む。ステッ
プ３１２０で、total_timeを２で除し、その商をtotal_
timeとし、その後ステップ３１２２に進み、サブルーチ
ンを終了する。

【００８１】図３２は、パワーセーブ・モードに移行す
るためのタイマによる割り込み動作を示した流れ図であ
る。ステップ３２１０でパワーセーブ・モードに移行す
るためのタイマによる割り込みのプログラムが開始され
ると、ステップ３２１２で現在ＨＤＤがコマンドを処理
中か否か判断される。コマンドを処理中であれば、ステ
ップ３２２２に進み、プログラムを終了する。コマンド
を処理中でなければ、ステップ３２１４に進み、現在Ｈ
ＤＤがパワーセーブ・モードに入っているか否か判断さ
れる。既にパワーセーブ・モードに入っていればステッ
プ３２２２に進み、プログラムを終了する。まだパワー
セーブ・モードに入っていなければステップ３２１６に
進み、ＨＤＤ内のＭＰＵの内部タイマTimerから直前に
完了したコマンドの完了時刻comp_timeを減じ、その差
を経過時間elapsed_timeとする。次に、ステップ３２１
８に進み、elapsed_timeの値が次にパワーセーブ・モー
ドに移行するまでの時間next_delayの値以上か否か判断
される。elapsed_timeの値が次にパワーセーブ・モード
に移行するまでの時間next_delayの値以上である場合、
ステップ３２２０に進み、パワーセーブ・モードに入
り、続くステップ３２２２でプログラムを終了する。一
方、ステップ３２１８でelapsed_timeの値が次にパワー
セーブ・モードに移行するまでの時間next_delayの値以
上でない場合、ステップ３２２２に進み、プログラムを
終了する。

【００８２】（８）適用例の実験結果表１及び表２に実際のＨＤＤを用いた実験結果を示す。
表１は、パワーセーブ・モードなし(No Power Save)の
場合、ABLE2アルゴリズムを用いた場合及び本発明によ
るアルゴリズム(New Algorithm)を用いた場合のそれぞ
れについて、バッテリーの使用時間を比較するためのベ
ンチマーク・プログラムの一つをＨＤＤが実行したとき
の平均消費電力を示す。表において、マイクロコードは
ABLE2のアルゴリズムを用いてパワーセーブ・モードを
制御しており、３個のパワーセーブ・モードを用いてい
る。新しいアルゴリズムでも同じ３個のパワーセーブ・
モードを制御するようにしている。表中でABLE Modeと
あるのは移行することを許している最も深いレベルのパ
ワーセーブ・モードを制御するためのパラメータであ
り、この数が小さいほど深いレベルのパワーセーブ・モ
ードを許すこととしている。また、表２は、表１と同様
の各場合について、ＨＤＤのスループットを測定するた
めのベンチマーク・プログラムの一つをＨＤＤが実行し
たときのスコア（高いほど良いとされる）を示す。

【表１】

【表２】表２ Algorithm ABLE Business Ratio High End Ratio Mode (vs No PS) (vs No PS) --------------------------------------------------------------- No Power Save N/A 771 100.0% 1790 100.0% ABLE2 192 754 97.8% 1770 98.9% 128 756 98.1% 1770 98.9% 1 756 98.1% 1780 99.4% New Algorithm 192 771 100.0% 1770 98.9% 128 771 100.0% 1790 100.0% 1 764 99.1% 1780 99.4%

【００８３】以上より、表１における平均消費電力は、
本発明による新しいアルゴリズムの方がＡＢＬＥ２に比
べて、最も深いパワーセーブモードを使う場合で約９％
少なくなっていることが分かる。

【００８４】また、表２におけるスコアは新しいアルゴ
リズムの方がＡＢＬＥ２の場合に比べて１％程度良くな
っており、パワーセーブを全くしない場合にほぼ等し
い。これは、ＡＢＬＥ２で不適当なタイミングでパワー
セーブ・モードに入ってしまうケースがたまにあったの
が、新しいアルゴリズムでほとんどなくなったためであ
ると推測される。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、ＨＤＤの消費電力をよ
り低減させることができる。

【００８６】また、本発明によれば、パワーセーブ・モ
ードに移行した場合に節約が期待される消費電力量を計
算することができる方法及び装置を提供することができ
る。

【００８７】さらに、本発明によれば、ＨＤＤの非動作
の時間が短いにもかかわらず、ホスト・コンピュータか
ら受け取るコマンドの見かけ上の密度が低くなってしま
い、不適当なタイミングでパワーセーブ・モードに移行
してしまうという不都合を解消し、真にＨＤＤが非動作
である時間に応じてホスト・コンピュータから受け取る
コマンドの密度を計算する方法及び装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるＨＤＤのブロック図であ
る。

【図２】パワーセーブ・モードの前後にわたる消費電力
の推移を示す図である。

【図３】次のコマンドを受け取るタイミングと節約でき
る消費電力量ＴＥＧ及び遅延時間の関係を示す図であ
る。

【図４】ＨＤＤがアイドル・モードからアイドル２・モ
ードへ移行するときのコマンド間隔と節約できる消費電
力量及び遅延時間との関係を示す図である。

【図５】ＨＤＤがアイドル２・モードからアイドル３・
モードへ移行するときのコマンド間隔と節約できる消費
電力量及び遅延時間との関係を示す図である。

【図６】ＨＤＤがアイドル３・モードからスタンバイ・
モードへ移行するときのコマンド間隔と節約できる消費
電力量及び遅延時間との関係を示す図である。

【図７】あるオペレーティング・プログラムのブート・
プログラムを実行したときのコマンド間隔の分布を示す
図である。

【図８】図４におけるアイドル２・モードへの移行開始
までの時間として図７のコマンド間隔の分布を適用して
重み付けをしたときに、アイドル２・モードへの移行開
始までの時間と節約できる消費電力量及び遅延率の関係
を示す図である。

【図９】図５におけるアイドル３・モードへの移行開始
までの時間として図７のコマンド間隔の分布を適用して
重み付けをしたときに、アイドル３・モードへの移行開
始までの時間と節約できる消費電力及び遅延率の関係を
示す図である。

【図１０】図６におけるスタンバイ・モードへの移行開
始までの時間として図７のコマンド間隔の分布を適用し
て重み付けをしたときに、スタンバイ・モードへの移行
開始までの時間と節約できる消費電力及び遅延率の関係
を示す図である。

【図１１】バッテリーの使用時間を比較するためのベン
チマーク・プログラムの一つを実行したときのコマンド
間隔の分布を示す図である。

【図１２】各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を
適用した場合の節約できる消費電力及び遅延率の変化を
示す図である。

【図１３】各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を
適用した場合の節約できる消費電力及び遅延率の変化を
示す図である。

【図１４】各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を
適用した場合の節約できる消費電力及び遅延率の変化を
示す図である。

【図１５】ビジネス用アプリケーション・プログラムの
実行性能を比較するためのベンチマーク・プログラムの
一つを実行したときのコマンド間隔の分布を示す図であ
る。

【図１６】各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を
適用した場合の節約できる消費電力及び遅延率の変化を
示す図である。

【図１７】各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を
適用した場合の節約できる消費電力及び遅延率の変化を
示す図である。

【図１８】各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を
適用した場合の節約できる消費電力及び遅延率の変化を
示す図である。

【図１９】バッテリーの使用時間を比較するためのベン
チマーク・プログラムの他の一つを実行したときのコマ
ンド間隔の分布を示す図である。

【図２０】各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を
適用した場合の節約できる消費電力及び遅延率の変化を
示す図である。

【図２１】各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を
適用した場合の節約できる消費電力及び遅延率の変化を
示す図である。

【図２２】各パワーセーブ・モードの移行にこの分布を
適用した場合の節約できる消費電力及び遅延率の変化を
示す図である。

【図２３】コマンド間隔の分布を求めるための方法を示
した流れ図である。

【図２４】オペレーティング時にＨＤＤがコマンドを受
け取った場合の動作を示した流れ図である。

【図２５】図２４におけるステップ２４１２のコマンド
を受け取るサブルーチンを詳述した流れ図である。

【図２６】図２４におけるステップ２４２０のコマンド
を完了するサブルーチンを詳述した流れ図である。

【図２７】図２８とともに図２６におけるステップ２６
２０の次にパワーモードに入る時期を決定するサブルー
チンを詳述した流れ図である。

【図２８】図２７とともに図２６におけるステップ２６
２０の次にパワーモードに入る時期を決定するサブルー
チンを詳述した流れ図である。

【図２９】図２８におけるステップ２７３２の節約エネ
ルギーを計算するサブルーチンを詳述した流れ図であ
る。

【図３０】図２８におけるステップ２７４６の節約され
るエネルギーが最大になる時間を予測するサブルーチン
を詳述した流れ図である。

【図３１】図２６におけるステップ２６１６の過去のコ
マンド・アクセスの影響を減少させるサブルーチンを詳
述した流れ図である。

【図３２】パワーセーブ・モードに移行するためのタイ
マによる割り込み動作を示した流れ図である。

【符号の説明】

１００ディスク装置１１０コントローラ部１１２ホスト・インターフェース・コントローラ（Ｈ
ＩＣ）１１４ハード・ディスク・コントローラ（ＨＤＣ）１１６チャネル１１８ＭＰＵ１２０ＲＡＭ１３０ディスク部１３２スピンドル１３４モータ１３６ディスク１３８ヘッド１４０アクチュエータ・アーム１４２ピボット・シャフト１４４ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｆ 1/00 ３３４ＧＦターム(参考） 5B011 EB06 EB07 LL14 5B065 BA01 CA16 ZA14 5G065 AA00 AA01 EA02 GA06 JA07 LA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一の状態と第一の状態よりエネルギー消
費量の少ない第二の状態との間を遷移可能な装置におい
て該装置が消費するエネルギーを低減させる方法であっ
て、前記装置が第一の状態から第二の状態に移行することに
より節約が期待されるエネルギーを計算するステップ
と、前記計算された節約が期待されるエネルギーに基づいて
前記装置が第一の状態から第二の状態に移行する時期を
決定するステップと、前記装置を当該時期に第一の状態から第二の状態に移行
させるステップと、を含む、消費エネルギー低減方法。
【請求項２】前記第一の状態がアクティブ・モードであ
り、前記第二の状態がパワーセーブ・モードである、請
求項１記載の消費エネルギー低減方法。
【請求項３】前記第一の状態が第一のパワーセーブ・モ
ードであり、前記第二の状態が前記第一のパワーセーブ
・モードよりエネルギー消費量の少ない第二のパワーセ
ーブ・モードである、請求項１記載の消費エネルギー低
減方法。
【請求項４】前記エネルギーが電力量である、請求項１
記載の消費エネルギー低減方法。
【請求項５】前記節約が期待されるエネルギーを計算す
るステップが、第一の状態から第二の状態に移行及び第二の状態から第
一の状態に復帰することにより第一の状態のままでいる
よりも付加的に消費するエネルギーを計算するステップ
と、第二の状態にいる間第一の状態のままでいるよりも節約
される消費エネルギーを計算するステップと、前記節約される消費エネルギーから前記付加的に消費す
るエネルギーを減ずるステップとを含む、請求項１記載の消費エネルギー低減方法。
【請求項６】前記節約が期待されるエネルギーを計算す
るステップが、過去のコマンド間隔の分布を計算するステップと、前記過去のコマンド間隔の分布に応じて節約が期待され
るエネルギーを計算するステップとを含む、請求項１記載の消費エネルギー低減方法。
【請求項７】前記過去のコマンド間隔の分布を計算する
ステップが、一定時間毎に過去のコマンド間隔の分布を
更新するステップを含む、請求項６記載の消費エネルギ
ー低減方法。
【請求項８】前のコマンドを完了してから次のコマンド
を受け取るまでの時間をコマンド間隔とする、請求項６
記載の消費エネルギー低減方法。
【請求項９】前記装置が第一の状態から第二の状態に移
行する時期を決定するステップが、過去のコマンド間隔の分布を計算するステップと、前記過去のコマンド間隔の分布に応じて次のコマンドに
対する応答の遅延時間を計算するステップと、前記次のコマンドに対する応答の遅延時間に応じて、装
置が第一の状態から第二の状態に移行する時期を決定す
るステップとを含む、請求項１記載の消費エネルギー低減方法。
【請求項１０】前記過去のコマンド間隔の分布を計算す
るステップが、一定時間毎に過去のコマンド間隔の分布
を更新するステップを含む、請求項９記載の消費エネル
ギー低減方法。
【請求項１１】前のコマンドを完了してから次のコマン
ドを受け取るまでの時間をコマンド間隔とする、請求項
９記載の消費エネルギー低減方法。
【請求項１２】第一の状態と第一の状態よりエネルギー
消費量の少ない第二の状態との間を遷移可能な装置であ
って、前記装置が第一の状態から第二の状態に移行することに
より節約が期待されるエネルギーを計算する手段と、前記節約が期待されるエネルギーを計算する手段に応答
して前記装置が第一の状態から第二の状態に移行する時
期を決定する手段と、前記装置が当該時期に第一の状態から第二の状態に移行
する手段と、を含む装置。
【請求項１３】前記装置がハード・ディスク・ドライブ
である、請求項１２記載の装置。