JP2005266845A - Computer use fee calculation device and computer processing division method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計算機使用料金算出装置及び計算機演算処理分割方法に関し、より詳細には、グリッドコンピューティング等のネットワーク上に分散している複数の計算機による並列演算処理の各計算機における電力コストを考慮した、計算機使用料金算出装置及び計算機演算処理分割方法に関する。 The present invention relates to a computer usage fee calculation apparatus and a computer arithmetic processing division method, and more specifically, considers the power cost in each computer of parallel arithmetic processing by a plurality of computers distributed on a network such as grid computing. The present invention relates to a computer usage fee calculation device and a computer arithmetic processing division method.
外部の利用者に対して計算機処理サービスを提供する場合の計算機使用料金は、一般に、定額の基本料金と従量料金に分けて設定されており、個々の計算機演算処理に対しては従量料金が課金される。また、従量料金は、計算機演算処理に要したCPU時間による時間単価及び記憶装置の使用容量に応じて計算されるのが一般的である。 Computer usage fees for providing computer processing services to external users are generally set separately for fixed basic fees and metered fees, and metered fees are charged for individual computer processing. Is done. In addition, the pay-per-use charge is generally calculated according to the unit price of time by the CPU time required for the computer calculation process and the used capacity of the storage device.
グリッドコンピューティング等のネットワーク上に分散している複数の計算機に計算機演算処理を分割して実行させる並列演算処理の場合は、各計算機での従量料金の合計が計算機演算処理に対する計算機使用料金となる。 In the case of parallel computing processing in which computer computing processing is divided and executed by multiple computers distributed on a network such as grid computing, the total usage fee for each computer is the computer usage fee for the computer computing processing. .
上記のような並列演算処理において、計算機演算処理を如何に複数の演算処理単位に分割して、どの計算機にどの演算処理単位を割り当てるかによって、各計算機の混雑度、処理速度、及び、CPU時間単価によって、計算機演算処理の完了する早さ(納期)や料金に差異が生じる。そこで、納期を優先する場合は、なるべく多くの演算処理単位を混雑していない、或いは、処理速度の高い計算機に割り当てるように、計算機演算処理の分割及び割り当てが行われている。また、計算機使用料金を安価に抑えたい場合は、分割された演算処理単位を従量料金の安価な計算機に割り当て、その時の演算処理単位を各計算機に転送する通信コストも含めて最適化する計算機演算処理の分割・割り当て方法が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。
計算機使用料金の基本料金や従量料金は、その計算機の稼働に要する費用の一部または全部を利用者負担とするべく、例えば過去の実績等を参考に、基本料金や従量料金に割り振って定められる。そこで、計算機の稼働に要する費用としては、大型計算機やスーパーコンピュータ等では、計算機を作動させるための電力料金が大きな比率を占めている。 The basic fee or metered fee for using the computer is determined by allocating the basic fee or metered fee, for example, referring to past performance, so that some or all of the cost required to operate the computer is borne by the user. . Therefore, as a cost required for the operation of the computer, a large rate of electricity for operating the computer accounts for a large proportion in a large computer or a supercomputer.
ところで、上記並列演算処理の場合は、演算処理に利用する複数の計算機がネットワーク上に分散しているため、当該ネットワークがインターネット等のように全世界に広がっている場合は、当該複数の計算機も全世界に分散することになる。また、同時に処理される複数の演算処理単位が、ある計算機では昼間に処理され、別の計算機では夜間に処理されることになる。従って、計算機毎に各演算処理単位の実行時間帯における電力料金が、その地域及び時間帯によって種々に変化することになる。また、計算機演算処理を並列演算処理に分割せずに、1つの計算機で処理する場合でも、実行時間帯によって演算処理に要する電力料金は異なる。 By the way, in the case of the above parallel operation processing, since a plurality of computers used for the operation processing are distributed on the network, when the network is spread all over the world such as the Internet, the plurality of computers are also Will be distributed throughout the world. In addition, a plurality of arithmetic processing units processed at the same time are processed in the daytime in one computer and processed in the nighttime in another computer. Therefore, the power charge in the execution time zone of each arithmetic processing unit varies depending on the region and time zone for each computer. Further, even when the computer arithmetic processing is not divided into parallel arithmetic processing and processed by one computer, the power charge required for the arithmetic processing varies depending on the execution time zone.
しかしながら、最近の世界的な電力自由化の流れの中、電力料金は地域、時間によって種々に異なっているのに対して、個々の計算機演算処理に対する従量料金は、演算処理に要した消費電力に応じた電力料金(またはエネルギ料金)を反映した公平な課金となっていないのが現状である。 However, in the recent global trend of electricity liberalization, the electricity charge varies depending on the region and time, whereas the metered charge for each computer operation processing is the power consumption required for the operation processing. The current situation is that the charging is not fair reflecting the corresponding power charge (or energy charge).
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、上記問題点を解消し、計算機演算処理に要したエネルギ使用量に対するエネルギ料金を反映した計算機使用料金を計算機演算処理毎に算出できる計算機使用料金算出装置を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、計算機演算処理に要したエネルギ使用量に対するエネルギ料金を反映した計算機使用料金が課金される場合に、当該計算機使用料金を最適化可能な、計算機演算処理を複数の計算機に投入するための計算機演算処理分割方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a first object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to calculate a computer usage fee that reflects an energy fee for the amount of energy used for computer calculation processing. An object of the present invention is to provide a computer usage fee calculation device that can calculate for each computer calculation process. In addition, the second object of the present invention is to provide a computer calculation process that can optimize a computer usage fee when a computer usage fee that reflects an energy fee for the energy usage required for the computer calculation processing is charged. An object of the present invention is to provide a computer arithmetic processing division method for inputting to a plurality of computers.
上記第1の目的を達成するための本発明に係る計算機使用料金算出装置は、実行中または実行済みの計算機演算処理を時系列に区分した複数の演算処理片に対し各別に、計算機が消費したエネルギの時間単価と演算処理時間を乗じて前記各演算処理片のエネルギ料金を算出して合計することにより前記計算機演算処理のエネルギ料金を算出する料金算出処理を、管理用の計算機演算処理により実行することを第1の特徴とする。 The computer usage charge calculation apparatus according to the present invention for achieving the first object is consumed by a computer separately for each of a plurality of operation processing pieces that are divided into time-series computer operation processes being executed or executed. A charge calculation process for calculating the energy charge of the computer calculation process by multiplying the energy unit price of energy and the calculation processing time and calculating the energy charge of each calculation processing piece is executed by the management computer calculation process. This is a first feature.
更に、同計算機使用料金算出装置は、複数の計算機に分散して実行中または実行済みの計算機演算処理を前記計算機別に区分し、且つ、前記計算機毎に時系列に1または複数に区分した演算処理片に対し各別に、前記計算機が消費したエネルギの時間単価と演算処理時間を乗じて前記各演算処理片のエネルギ料金を算出して合計することにより前記計算機演算処理のエネルギ料金を算出する料金算出処理を、管理用の計算機演算処理により実行することを第2の特徴とする。 Further, the computer usage fee calculation apparatus divides computer calculation processing being executed or executed in a distributed manner among a plurality of computers by the computer, and the calculation processing is divided into one or a plurality of time series for each computer. Charge calculation for calculating the energy charge of the computer calculation process by calculating and summing the energy charge of each calculation processing piece by multiplying the unit price of energy consumed by the computer and the calculation processing time separately for each piece A second feature is that the process is executed by a management computer calculation process.
更に、同計算機使用料金算出装置は、上記第1または第2の特徴に加えて、前記各演算処理片の演算処理がそれを実行する前記計算機に対するエネルギの時間単価が一定の時間帯内で収まるように、前記計算機演算処理を前記各演算処理片に区分する区分処理を、前記管理用の計算機演算処理により実行することを第3の特徴とする。 Further, in addition to the first or second feature, the computer usage fee calculation apparatus is configured such that the arithmetic processing of each arithmetic processing piece falls within a certain time zone in which the unit price of energy for the computer executing the arithmetic processing piece is constant. As described above, a third feature is that the processing for classifying the computer arithmetic processing into the arithmetic processing pieces is executed by the management computer arithmetic processing.
上記第1の特徴の計算機使用料金算出装置によれば、時間帯によって計算機の稼働に要するエネルギ単価が変動する場合に、例えば1台の計算機による計算機演算処理を、時系列に沿って複数の演算処理片に区分し、各演算処理片の属する時間帯におけるエネルギの時間単価と演算処理時間を乗じて各演算処理片のエネルギ料金を算出し、各演算処理片のエネルギ料金を合計することで、計算機演算処理全体のエネルギ料金を算出できる。この結果、このエネルギ料金に基づいて、計算機演算処理によって計算機が消費したエネルギのエネルギコストを反映した計算機使用料金を使用者に課金することができる。従って、例えば夜間に安価な深夜料金を利用して計算機演算処理を行う使用者は、その安価な深夜料金を利用するメリットを享受できることになる。 According to the computer usage fee calculation apparatus of the first feature described above, when the unit price of energy required for the operation of the computer varies depending on the time zone, for example, a computer operation process by one computer is performed in a plurality of operations along a time series. By dividing into processing pieces, calculating the energy charge of each processing piece by multiplying the unit price of energy in the time zone to which each processing piece belongs and the processing time, and summing the energy charges of each processing piece, It is possible to calculate the energy charge for the entire computer processing. As a result, based on this energy fee, the computer usage fee reflecting the energy cost of the energy consumed by the computer by the computer arithmetic processing can be charged to the user. Therefore, for example, a user who performs a computer calculation process using an inexpensive late-night charge at night can enjoy the merit of using the inexpensive late-night charge.
更に、上記第2の特徴の計算機使用料金算出装置によれば、計算機の所在地によって計算機の稼働に要するエネルギ単価が異なり、或いは、時間帯によって計算機の稼働に要するエネルギ単価が変動する場合に、複数の計算機に分散して実行中または実行済みの計算機演算処理についても、計算機毎に時系列に沿って1または複数の演算処理片に区分し、各演算処理片の属する時間帯におけるエネルギの時間単価と演算処理時間を乗じて各演算処理片のエネルギ料金を算出し、各演算処理片のエネルギ料金を合計することで、計算機演算処理全体のエネルギ料金を算出できる。この結果、複数の計算機に分散して実行中または実行済みの計算機演算処理についても、このエネルギ料金に基づいて、計算機演算処理によって計算機が消費したエネルギのエネルギコストを反映した計算機使用料金を使用者に課金することができる。 Furthermore, according to the computer usage fee calculation apparatus of the second feature, when the energy unit cost required for the computer operation differs depending on the location of the computer, or when the energy unit cost required for the computer operation varies depending on the time zone, a plurality of The computer arithmetic processing that is being executed or executed in a distributed manner is also divided into one or a plurality of arithmetic processing pieces along the time series for each computer, and the unit time of energy in the time zone to which each arithmetic processing piece belongs The energy charge of each calculation processing piece is calculated by multiplying the calculation processing time and the energy charge of each calculation processing piece is totaled, whereby the energy charge of the entire computer calculation processing can be calculated. As a result, for computer computation processing that is being executed or executed in a distributed manner among multiple computers, the computer usage fee that reflects the energy cost of the energy consumed by the computer through the computer computation processing is also calculated based on this energy fee. Can be charged.
更に、上記第3の特徴の計算機使用料金算出装置によれば、各演算処理片の属する時間帯におけるエネルギの時間単価が一定となるように、各演算処理片が規定されるため、各演算処理片のエネルギ料金を算出が簡単な乗算で実施できる。 Furthermore, according to the computer usage fee calculation device of the third feature, each calculation processing piece is defined so that the unit price of energy in the time zone to which each calculation processing piece belongs is constant. It is possible to calculate the energy charge of a piece by simple multiplication.
ここで、管理用の計算機演算処理は、計算機使用料金算出装置が実行する計算機演算処理を意味し、使用料金算出対象の計算機演算処理とは異なる。また、エネルギ単価とは、計算機の単位エネルギ使用量当りのエネルギ料金であり、エネルギの時間単価とは、各演算処理片の単位演算処理時間当りのエネルギ料金を意味する。従って、エネルギ単価が高ければ、エネルギの時間単価も比例して高くなる。また、区分された演算処理片は、エネルギ料金算出のための単位であって、必ずしも演算処理の単位と一致する必要はない。 Here, the computer calculation process for management means a computer calculation process executed by the computer usage charge calculation device, and is different from the computer calculation process for which the usage charge is calculated. The energy unit price is an energy fee per unit energy usage of the computer, and the energy hourly unit means an energy fee per unit arithmetic processing time of each arithmetic processing piece. Therefore, if the energy unit price is high, the hourly unit price of energy increases in proportion. Further, the divided arithmetic processing pieces are units for calculating energy charges, and do not necessarily match the arithmetic processing units.
上記第2の目的を達成するための本発明に係る計算機演算処理分割方法は、計算機演算処理を複数の計算機に投入するために、複数の並列または縦列する演算処理単位または並列且つ縦列する演算処理単位に分割する計算機演算処理分割方法であって、前記計算機演算処理を、前記各計算機と演算処理時間帯によって複数の演算処理単位に分割する分割工程と、前記演算処理単位毎の予測演算処理量を算出する演算処理量予測工程と、前記演算処理単位毎に前記計算機が消費するエネルギの時間単価とCPU時間単価の和に前記予測演算処理量から導出される予測演算処理時間を乗じて前記各演算処理単位の演算処理料金を算出し、少なくとも次の同期タイミングまでの前記各演算処理単位の前記演算処理料金を合計することにより前記計算機演算処理の演算処理料金を予測する料金予測工程と、前記分割工程により分割された前記各演算処理単位に前記複数の計算機を夫々対応させ、前記料金予測工程により予測される前記計算機演算処理の演算処理料金が最小となる、前記演算処理単位に対する前記計算機の割り当てを決定する最適化工程と、前記最適化工程で割り当てられた前記各計算機に、夫々対応する前記演算処理単位を投入する投入工程と、を管理用の計算機演算処理により実行することを第1の特徴とする。 In order to achieve the second object, the computer arithmetic processing division method according to the present invention includes a plurality of parallel or tandem arithmetic processing units or parallel and tandem arithmetic processing in order to input the computer arithmetic processing to a plurality of computers. A computer arithmetic processing division method that divides into units, a division step of dividing the computer arithmetic processing into a plurality of arithmetic processing units according to the respective computers and arithmetic processing time zones, and a predicted arithmetic processing amount for each arithmetic processing unit An arithmetic processing amount prediction step for calculating the calculation processing amount, and multiplying the sum of the unit time of energy consumed by the computer and the unit time of CPU time for each arithmetic processing unit by the prediction arithmetic processing time derived from the prediction arithmetic processing amount. The calculation processing fee of the calculation processing unit is calculated, and the calculation processing fee is calculated by summing up the calculation processing fee of each calculation processing unit until at least the next synchronization timing. A calculation process fee for calculating a calculation process charge of the calculation process, and a calculation of the computer calculation process predicted by the charge prediction process by associating the plurality of computers with each of the calculation processing units divided by the division process. An optimization step for determining the assignment of the computer to the arithmetic processing unit that minimizes the processing fee; and an input step for introducing the corresponding arithmetic processing unit to each of the computers assigned in the optimization step; The first feature is that the above is executed by computer processing for management.
上記第1の特徴の計算機演算処理分割方法によれば、計算機演算処理によって計算機が消費したエネルギのエネルギコストを反映した計算機使用料金が使用者に対して課金される場合において、分割工程で分割された計算機演算処理に対するエネルギコストを反映した演算処理料金を料金予測工程で予測し、最適化工程において、最小の演算処理料金となる演算処理単位に対する計算機の割り当てが決定されるため、投入工程で各計算機に投入される演算処理単位によって処理される計算機演算処理は、演算処理料金が最適化される。 According to the computer arithmetic processing dividing method of the first feature, when the computer usage fee reflecting the energy cost of the energy consumed by the computer by the computer arithmetic processing is charged to the user, it is divided in the dividing step. The calculation fee that reflects the energy cost for the calculated computer calculation process is predicted in the charge prediction process, and in the optimization process, the computer allocation to the calculation processing unit with the minimum calculation process charge is determined. In the computer arithmetic processing processed by the arithmetic processing unit input to the computer, the arithmetic processing fee is optimized.
更に、同計算機演算処理分割方法は、上記第1の特徴に加えて、前記分割工程により分割された前記各演算処理単位の同期タイミング毎に、前記最適化工程を再実行し、前記投入工程において、再実行された前記最適化工程で割り当てられた前記各計算機に、夫々対応する前記演算処理単位を投入することを第2の特徴とする。 Further, in addition to the first feature, the computer arithmetic processing division method re-executes the optimization step for each synchronization timing of each arithmetic processing unit divided by the division step, The second feature is that the corresponding arithmetic processing unit is input to each of the computers allocated in the re-executed optimization step.
上記第2の特徴の計算機演算処理分割方法によれば、各プロセスの実際の演算処理時間や経過時間は、投入先の各計算機の負荷状況に左右され変化するため、最初に最適化された計算機と各演算処理単位との対応関係が、次の同期タイミング時点で必ずしも最適化状態とは限らないため、同期タイミング毎に、最適化工程を実行することで、最終的に全てのプロセスの演算処理料金の合計が計算の経過状況に即して最適化されることになる。 According to the computer arithmetic processing division method of the second feature, since the actual arithmetic processing time and elapsed time of each process change depending on the load status of each computer at the input destination, the computer optimized first Is not necessarily in the optimized state at the next synchronization timing, so the optimization process is executed at each synchronization timing, so that all processes are finally processed The total fee will be optimized according to the calculation progress.
更に、同計算機演算処理分割方法は、上記第1または第2の特徴に加えて、前記投入工程に要する通信料金と、前記最適化工程で割り当てられた前記各計算機と前記演算処理単位との対応関係に基づく前記計算機演算処理の演算処理料金との合計で定まる第2の演算処理料金を算出する第2料金算出工程と、前記分割工程で分割された前記演算処理単位毎に、前記計算機演算処理の存在する計算機だけで演算処理すると仮定した場合の、前記演算処理単位毎の第2予測演算処理時間を算出する第2演算処理時間予測工程と、前記分割工程で分割された前記演算処理単位毎に、前記計算機演算処理の存在する計算機が消費するエネルギの時間単価とCPU時間単価の和に前記第2予測演算処理時間を乗じて前記各演算処理単位の演算処理料金を算出し、少なくとも次の同期タイミングまでの前記各演算処理単位の前記演算処理料金を合計することにより前記計算機演算処理の第3の演算処理料金を算出する第3料金算出工程と、を前記管理用の計算機演算処理により更に実行し、前記第2の演算処理料金が前記第3の演算処理料金より低い場合に、前記投入工程が実行されることを第3の特徴とする。 Further, in addition to the first or second feature, the computer arithmetic processing division method is a correspondence between a communication fee required for the input step, and each computer assigned in the optimization step and the arithmetic processing unit. A second fee calculation step of calculating a second calculation processing fee determined by the sum of the calculation processing fees of the computer calculation processing based on a relationship; and the computer calculation processing for each of the calculation processing units divided in the division step A second calculation processing time prediction step for calculating a second prediction calculation processing time for each calculation processing unit, and for each calculation processing unit divided in the division step And multiplying the sum of the unit price of energy consumed by the computer in which the computer calculation process exists and the unit price of CPU time by the second prediction calculation processing time, and calculating the calculation processing fee for each calculation processing unit. A third fee calculation step of calculating a third calculation processing fee of the computer calculation processing by summing up the calculation processing fees of the calculation processing units until at least the next synchronization timing, A third feature is that the process is further executed by computer calculation processing, and the charging step is executed when the second calculation processing fee is lower than the third calculation processing fee.
上記第3の特徴の計算機演算処理分割方法によれば、各演算処理単位を最適化工程で割り当てられた各計算機に投入するために要する通信料金を考慮に入れて、並列演算処理が低コストで実行可能な場合に、当該並列演算処理が開始されるため、演算処理の速度よりコストを優先させる場合に、並列演算処理が最小コストで実行できない場合は、当該実行が保留される。この結果、並列演算処理における通信料金を考慮に入れたコスト最適化が実現できる。 According to the computer arithmetic processing division method of the third feature, the parallel arithmetic processing can be performed at a low cost in consideration of the communication fee required to input each arithmetic processing unit to each computer assigned in the optimization step. Since the parallel operation process is started when it can be executed, if the cost is prioritized over the speed of the operation process, if the parallel operation process cannot be executed at the minimum cost, the execution is suspended. As a result, it is possible to realize cost optimization taking into consideration the communication charge in parallel arithmetic processing.
更に、同計算機演算処理分割方法は、第1、第2または第3の特徴に加えて、前記各計算機から夫々が実行した前記演算処理単位の演算処理時間に関する情報を受信し、前記演算処理単位毎に前記計算機が消費するエネルギの時間単価とCPU時間単価の和に前記演算処理時間を乗じて前記各演算処理単位の演算処理料金を算出し、前記各演算処理単位の前記演算処理料金を全て合計することにより前記計算機演算処理の演算処理料金を算出する料金算出工程を、前記管理用の計算機演算処理により更に実行することを第4の特徴とする。 Furthermore, in addition to the first, second, or third feature, the computer arithmetic processing division method receives information about the arithmetic processing time of the arithmetic processing unit executed by each computer from the respective computers, and the arithmetic processing unit The calculation processing fee for each calculation processing unit is calculated by multiplying the sum of the unit time of energy consumed by the computer and the unit time of CPU time by the calculation processing time, and the calculation processing fee for each calculation processing unit is all A fourth feature is that the charge calculation step of calculating the calculation processing fee of the computer calculation processing by adding the values is further executed by the management computer calculation processing.
上記第4の特徴の計算機演算処理分割方法によれば、計算機演算処理によって計算機が消費したエネルギのエネルギコストを反映した計算機使用料金が使用者に対して課金される場合において、分割工程で分割され、実際に演算処理された計算機演算処理に対するエネルギコストを反映した演算処理料金が料金算出工程で算出される。この結果、このエネルギ料金に基づいて、計算機演算処理によって計算機が消費したエネルギのエネルギコストを反映した計算機使用料金を使用者に課金することができる。 According to the computer arithmetic processing dividing method of the fourth feature, when the computer usage fee reflecting the energy cost of the energy consumed by the computer by the computer arithmetic processing is charged to the user, it is divided in the dividing step. An arithmetic processing fee that reflects the energy cost for the computer arithmetic processing that is actually arithmetically processed is calculated in the fee calculating step. As a result, based on this energy fee, the computer usage fee reflecting the energy cost of the energy consumed by the computer by the computer arithmetic processing can be charged to the user.
上記第1の目的を達成するための本発明に係る計算機使用料金算出プログラムは、上記第1または第2の特徴を備えた計算機使用料金算出装置における前記区分処理、及び、前記料金算出処理をコンピュータ上で夫々実行するコンピュータプログラムを有する。 In order to achieve the first object, a computer usage charge calculation program according to the present invention provides a computer usage charge calculation apparatus having the first or second feature, wherein the classification process and the charge calculation process are performed by a computer. Each has a computer program that runs on it.
上記計算機使用料金算出プログラムによれば、各コンピュータプログラムをコンピュータ上で夫々実行することで、上記特徴の作用効果を奏する本発明に係る計算機使用料金算出装置が当該コンピュータ上で実現される。 According to the computer usage fee calculation program, the computer usage fee calculation device according to the present invention that exhibits the above-described effects can be realized on the computer by executing each computer program on the computer.
上記第2の目的を達成するための本発明に係る計算機演算処理分割プログラムは、上記第4〜第7の何れか1つの特徴を備えた計算機演算処理分割方法における前記各工程の処理をコンピュータ上で夫々実行するコンピュータプログラムを有する。 In order to achieve the second object, a computer arithmetic processing division program according to the present invention performs processing of each step in the computer arithmetic processing division method having any one of the fourth to seventh features on a computer. Each has a computer program to be executed.
上記計算機演算処理分割プログラムによれば、各コンピュータプログラムをコンピュータ上で夫々実行することで、上記特徴の作用効果を奏する本発明に係る計算機演算処理分割方法を当該コンピュータ上で実施できる。 According to the computer arithmetic processing division program, by executing each computer program on a computer, the computer arithmetic processing division method according to the present invention that exhibits the effects of the above features can be implemented on the computer.
本発明に係る計算機使用料金算出装置(以下、適宜「本発明装置」という。)及び計算機演算処理分割方法(以下、適宜「本発明方法」という。)の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a computer usage charge calculation apparatus (hereinafter referred to as “the present invention apparatus”) and a computer arithmetic processing division method (hereinafter referred to as “the present invention method”) according to the present invention will be described with reference to the drawings. To do.
本実施形態では、図1に示すように、計算プログラムとデータで構成された1つの計算機演算処理(以下、便宜的に「ジョブ」という。)を複数の並列且つ縦列する演算処理単位(以下、便宜的に「プロセス」という。)に分割して、図2に模式的に示すようなインターネット等のコンピュータネットワーク3上に分散して相互に接続する複数の計算機2(コンピュータ)に並列的に実行させるグリッドコンピューティングを想定して説明する。ここで、並列するプロセスとは、複数の計算機において各プロセスが並列に実行される場合を、縦列するプロセスとは、同じ計算機または異なる計算機間で、各プロセスが時間的に前後して実行される場合を意味する。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a single computer calculation process (hereinafter referred to as “job” for convenience) composed of a calculation program and data is a plurality of calculation processing units (hereinafter referred to as “job”). For convenience, it is divided into “processes”) and executed in parallel on a plurality of computers 2 (computers) distributed and connected to each other on a
〈第1実施形態〉
本発明装置1は、グリッドコンピューティングを管理する管理用コンピュータ4上で実行されるグリッドコンピューティング管理プログラムの一部を構成する計算機使用料金算出プログラムを実行することにより実現される。
<First Embodiment>
The
計算機使用料金算出プログラムは、各計算機2に割り当てられた一連のプロセスを時系列に複数の縦列する演算処理片に区分する区分処理プログラムステップと、演算処理片毎に計算機2が消費した電力(エネルギ)の時間単価と演算処理時間を乗じて各演算処理片のエネルギ料金を算出して合計することによりジョブのエネルギ料金を算出する料金算出処理プログラムステップを備えて構成される。
The computer usage charge calculation program includes a division processing program step for dividing a series of processes assigned to each
本発明装置1は、既に処理完了したジョブまたは既に複数の計算機に対して投入された実行中のジョブに対する各計算機の消費電力に応じたエネルギ料金を計算する装置で、ジョブの演算処理量に応じた従量料金の一部または全部を当該エネルギ料金により課金可能とするものである。第1実施形態では、後述する第1実施形態におけるコスト最適化処理は考慮していない。また、以下の説明では、各計算機で各別に実行される一連のプロセスの夫々が、エネルギの時間単価が同じ時間帯内で処理されるものと仮定し、区分処理により生成される演算処理片とプロセスが一致する場合を想定する。以下、図3のフローチャートを参照して本発明装置1の動作及び処理手順を説明する。
The
先ず、本発明装置1の本体であるグリッドコンピューティング管理プログラムが、ジョブを図1に例示するような複数の並列且つ縦列するプロセスに分割する(ステップ#1)。ここで、図1の各プロセスの表記でプロセス2A、プロセス5Ca等とある1番目の1、2,3・・・は、各プロセスの時系列に沿った演算処理順序を表し、2番目のA、B、C・・・は計算機を区別し、ない場合は1台の計算機での処理を示し、3番目のa、b(ない場合もある)は同じ計算機上での並列処理を区別する。尚、図1の例では、プロセス3A、3B,3Cとプロセス4A,4B,4C、プロセス5A,5B,5Ca,5Cbとプロセス6A,6B、及び、プロセス6A,6Bとプロセス7の夫々の間に、同期ポイントが発生している。同期ポイントでは、次段の各プロセスが、その前段の各プロセスの演算処理結果を相互に利用するため、前段の各プロセスの演算処理の終了を待つ必要がある。
First, the grid computing management program which is the main body of the
次に、分割された各プロセスの前後関係を抽出して、所定のデータベースに記憶する(ステップ#2)。引き続き、各プロセスの計算量(CPU負荷)を算出し、前記データベースに記憶する(ステップ#3)。 Next, the context of each divided process is extracted and stored in a predetermined database (step # 2). Subsequently, the calculation amount (CPU load) of each process is calculated and stored in the database (step # 3).
次に、各プロセスの投入先(計算機)の候補に対して、稼動状況(稼動しているか否か、定期メンテナンス等で稼動停止の場合を考慮)、空き状況(混雑度)、時間帯別のエネルギ時間単価E0(t)とCPU時間単価C0(t)を問い合わせて、結果をテーブル化して記憶する(ステップ#4)。“t”は時間帯の区別を示す。図4に取得する情報を図式化して模式的に示す。尚、この問い合わせは、事前に行っておいてもよい。本実施形態では、計算機使用料金の従量料金が、CPU時間に比例し、且つ、その演算処理時のエネルギ単価を反映したエネルギ料金と、CPU時間に比例し、且つ、その演算処理時のエネルギ単価と関係ないCPU料金とで構成されている場合を想定する。 Next, for each process input destination (computer) candidate, the operation status (whether it is operating, considering the case of operation stoppage due to regular maintenance, etc.), availability (congestion level), and time zone The energy time unit price E0 (t) and the CPU time unit price C0 (t) are inquired, and the results are tabulated and stored (step # 4). “T” indicates time zone distinction. FIG. 4 schematically shows information to be acquired. This inquiry may be made in advance. In the present embodiment, the metered charge of the computer usage charge is proportional to the CPU time, and the energy charge reflecting the energy unit price at the time of the calculation process is proportional to the CPU time, and the energy unit price at the time of the calculation process. Is assumed to be configured with a CPU charge unrelated to the.
次に、各プロセスを実行する投入先(計算機)の割り当てを決定する(ステップ#5)。この割り当ては、処理速度を優先する場合、計算コストを優先する場合で、最適化処理が異なる。例えば、処理速度を優先する場合は、混雑度の低い計算機から順番にCPU負荷の大きいプロセスを順番に割り当てる。 Next, the assignment of the input destination (computer) for executing each process is determined (step # 5). In this assignment, optimization processing differs depending on whether processing speed is given priority or calculation cost is given priority. For example, when priority is given to processing speed, processes with a high CPU load are assigned in order from a computer with a low congestion degree.
次に、ステップ#5で割り当てられた各投入先へ各プロセスを投入する(ステップ#6)。投入された各プロセスは、投入先の計算機で処理されるが、各計算機は、各プロセスの演算処理に要したCPU時間とその経過時間(開始と終了時刻)を記録し、各計算機でのプロセスが終了する毎、或いは、全てのプロセスが終了した時点で、本発明装置1にその情報を送信する。本発明装置1は、その情報を受信して、料金算出処理を実行する(ステップ#7)。
Next, each process is input to each input destination assigned in step # 5 (step # 6). Each input process is processed by the input destination computer. Each computer records the CPU time and the elapsed time (start time and end time) required for the arithmetic processing of each process, and the process in each computer is recorded. Information is transmitted to the
料金算出処理は、プロセス毎に、各プロセスのCPU時間T(i)と、それが処理された計算機と時間帯のエネルギ時間単価E0(t)とCPU時間単価C0(t)を乗じて、数1で与えられるプロセス毎の従量料金P1(i)を計算する。ここで、“i”は、プロセスまたは演算処理片の区別を表す。数1において、E1(i)が各プロセスにおけるエネルギ料金を表している。
For each process, the charge calculation processing is performed by multiplying the CPU time T (i) of each process, the computer in which it is processed, the energy time unit price E0 (t) of the time zone, and the CPU time unit price C0 (t). The pay-per-use fee P1 (i) for each process given by 1 is calculated. Here, “i” represents a distinction between a process or an operation processing piece. In
(数1)
P1(i)=E1(i)+C1(i)
E1(i)=T(i)×E0(t)
C1(i)=T(i)×C0(t)
(Equation 1)
P1 (i) = E1 (i) + C1 (i)
E1 (i) = T (i) × E0 (t)
C1 (i) = T (i) × C0 (t)
各プロセスの従量料金P1(i)を全てのプロセスに対して合計すると、数2に示すように、ジョブ全体での計算機使用料金(従量料金)P2が算出できる。
When the metered fee P1 (i) of each process is summed for all the processes, as shown in
(数2)
P2=ΣP1(i)
(Equation 2)
P2 = ΣP1 (i)
上記の説明では、区分処理により生成される演算処理片とプロセスが一致する場合を想定したが、一部のプロセスの演算処理途中で、エネルギ時間単価E0(t)が変化する場合の処理の一例を説明する。 In the above description, it is assumed that the arithmetic processing piece generated by the classification processing matches the process, but an example of processing when the energy hour unit price E0 (t) changes during the arithmetic processing of some processes. Will be explained.
第1の例として、各プロセスの経過時間(開始と終了時刻)が、エネルギ時間単価E0(t)が変化点を含んでいるかを判定し、変化点を含んでいる場合は、その変化点の前後の経過時間で、当該プロセスを2つの演算処理片に区分し、夫々の演算処理片のCPU時間を、各経過時間比で按分して配分する。従って、区分された演算処理片を夫々プロセスと同様に扱って、数1及び数2の算出式によってジョブ全体での計算機使用料金(従量料金)P2を算出する。 As a first example, it is determined whether the elapsed time (start time and end time) of each process includes a change point in the energy hour unit price E0 (t). The process is divided into two arithmetic processing pieces according to the elapsed time before and after, and the CPU time of each arithmetic processing piece is apportioned in proportion to each elapsed time ratio. Accordingly, the divided processing pieces are handled in the same manner as the process, and the computer usage fee (usage fee) P2 for the entire job is calculated using the formulas (1) and (2).
第2の例として、各計算機が各プロセスのCPU時間を積算する際に、各プロセスのエネルギ時間単価E0(t)の変化点におけるCPU時間を記録しておき、各プロセスのCPU時間を経過時間とともに送信する際に、当該変化点におけるCPU時間も含めて送信する。従って、各プロセスの経過時間(開始と終了時刻)が、エネルギ時間単価E0(t)が変化点を含んでいるかを判定し、変化点を含んでいる場合は、その変化点の前後の経過時間で、当該プロセスを2つの演算処理片に区分し、夫々の演算処理片のCPU時間を、受信した変化点におけるCPU時間を前半の演算処理片のCPU時間とし、プロセス全体のCPU時間から変化点におけるCPU時間を差し引いたCPU時間を後半の演算処理片のCPU時間とする。そして、区分された演算処理片を夫々プロセスと同様に扱って、数1及び数2の算出式によってジョブ全体での計算機使用料金(従量料金)P2を算出する。 As a second example, when each computer accumulates the CPU time of each process, the CPU time at the changing point of the energy time unit price E0 (t) of each process is recorded, and the CPU time of each process is determined as the elapsed time. When transmitting together with the CPU time at the change point. Therefore, it is determined whether the elapsed time (start and end times) of each process includes a change point in the energy hour unit price E0 (t). If the change time is included, the elapsed time before and after the change point. Then, the process is divided into two arithmetic processing pieces, and the CPU time of each arithmetic processing piece is the CPU time at the received change point as the CPU time of the first half arithmetic processing piece, and the change point from the CPU time of the entire process. The CPU time obtained by subtracting the CPU time in is used as the CPU time of the latter half of the arithmetic processing piece. Then, the divided processing pieces are handled in the same manner as the process, and the computer usage fee (payment fee) P2 for the entire job is calculated using the formulas (1) and (2).
〈第2実施形態〉
次に、本発明に係る計算機演算処理分割方法(本発明方法)について説明する。本発明方法は、グリッドコンピューティング管理プログラムの一部を構成する計算機演算処理分割プログラムを、管理用コンピュータ(図2参照)上で実行することにより実現される。
Second Embodiment
Next, the computer arithmetic processing division method (the present invention method) according to the present invention will be described. The method of the present invention is realized by executing a computer arithmetic processing division program constituting a part of the grid computing management program on the management computer (see FIG. 2).
計算機演算処理分割プログラムは、ジョブを、各計算機2と演算処理時間帯によって複数のプロセスに分割する分割工程を実行するプログラムステップと、プロセス毎の予測演算処理量(予測CPU負荷)を算出する演算処理量予測工程を実行するプログラムステップと、プロセス毎に計算機が消費するエネルギの時間単価とCPU時間単価の和に予測CPU負荷を計算機の処理速度で除して得られる予測CPU時間を乗じて各プロセスの演算処理料金を算出し、少なくとも次の同期タイミングまでの各プロセスの演算処理料金を合計することにより計算機演算処理の演算処理料金を予測する料金予測工程を実行するプログラムステップと、分割工程により分割された各演算処理単位に複数の計算機を夫々対応させ、料金予測工程により予測される計算機演算処理の演算処理料金が最小となる、各プロセスに対する計算機の割り当てを決定する最適化工程を実行するプログラムステップと、最適化工程で割り当てられた各計算機に夫々対応するプロセスを投入する投入工程を実行するプログラムステップと、各計算機から夫々が実行したプロセスのCPU時間に関する情報を受信し、プロセス毎に計算機が消費するエネルギの時間単価とCPU時間単価の和に実際のCPU時間を乗じて各プロセスの演算処理料金を算出し、各プロセスの演算処理料金を全て合計することによりジョブ全体の演算処理料金を算出する料金算出工程を実行するプログラムステップと、を備えて構成される。
The computer arithmetic processing division program is a program step for executing a division process for dividing a job into a plurality of processes according to each
本発明方法は、ジョブを複数のプロセスに分割し各プロセスを複数の計算機に割り振って並列演算処理する際に、各計算機の消費電力に応じたエネルギ料金を考慮した演算処理に対する従量料金が最適化されるように、各プロセスと各計算機を最適条件で対応付ける方法である。以下の説明では、各計算機で各別に実行される一連のプロセスの夫々が、エネルギの時間単価が同じ時間帯内で処理されるものと仮定する。以下、図5のフローチャートを参照して本発明方法の処理手順を説明する。 In the method of the present invention, when a job is divided into a plurality of processes and each process is allocated to a plurality of computers for parallel operation processing, a pay-per-use fee for the calculation processing considering the energy fee according to the power consumption of each computer is optimized. In this way, each process is associated with each computer under optimum conditions. In the following description, it is assumed that each of a series of processes executed separately on each computer is processed within the same time zone in which the unit price of energy is the same. The processing procedure of the method of the present invention will be described below with reference to the flowchart of FIG.
先ず、本発明方法を実行する計算機演算処理分割プログラム(第1実施形態のグリッドコンピューティング管理プログラムに相当)が、ジョブを図1に例示するような複数の並列且つ縦列するプロセスに分割する(ステップ#1)。 First, a computer arithmetic processing division program (corresponding to the grid computing management program of the first embodiment) for executing the method of the present invention divides a job into a plurality of parallel and tandem processes as illustrated in FIG. # 1).
次に、分割された各プロセスの前後関係を抽出して、所定のデータベースに記憶する(ステップ#2)。引き続き、各プロセスの計算量(CPU負荷)K’(i)を予測して前記データベースに記憶する(ステップ#3)。尚、“i”は、プロセスの区別を表す。 Next, the context of each divided process is extracted and stored in a predetermined database (step # 2). Subsequently, the calculation amount (CPU load) K ′ (i) of each process is predicted and stored in the database (step # 3). “I” represents the distinction between processes.
次に、各プロセスの投入先(計算機)の候補に対して、稼動状況(稼動しているか否か、定期メンテナンス等で稼動停止の場合を考慮)、空き状況(混雑度)、時間帯別のエネルギ時間単価E0(t)とCPU時間単価C0(t)を問い合わせて、結果をテーブル化して記憶する(ステップ#4)。“t”は時間帯の区別を示す。図4に取得する情報を図式化して模式的に示す。尚、この問い合わせは、事前に行っておいてもよい。本実施形態では、計算機使用料金の従量料金が、CPU時間に比例し、且つ、その演算処理時のエネルギ単価を反映したエネルギ料金と、CPU時間に比例し、且つ、その演算処理時のエネルギ単価と関係ないCPU料金とで構成されている場合を想定する。 Next, for each process input destination (computer) candidate, the operation status (whether it is operating, considering the case of operation stoppage due to regular maintenance, etc.), availability (congestion level), and time zone The energy time unit price E0 (t) and the CPU time unit price C0 (t) are inquired, and the results are tabulated and stored (step # 4). “T” indicates time zone distinction. FIG. 4 schematically shows information to be acquired. This inquiry may be made in advance. In the present embodiment, the metered charge of the computer usage charge is proportional to the CPU time, and the energy charge reflecting the energy unit price at the time of the calculation process is proportional to the CPU time, and the energy unit price at the time of the calculation process. Is assumed to be configured with a CPU charge unrelated to the.
次に、各プロセスを実行する投入先(計算機)の割り当てを決定する(ステップ#5)。本実施形態では、この割り当てにおいて、計算コストを優先する最適化処理が実行される。例えば、投入時間帯におけるエネルギ時間単価E0(t)とCPU時間単価C0(t)の合計の低い計算機から順番にCPU負荷の大きいプロセスを順番に割り当てる。ここで、割り当て対象となるプロセスは、次の同期タイミングまでに処理されるプロセスである。尚、図6に示すように、単にエネルギ時間単価E0(t)とCPU時間単価C0(t)の合計の低い計算機から順番に、その混雑度を無視してプロセスの割り当てを実行すると、特定の計算機における演算処理経過時間が他の計算機に比べて異常に長くなる虞があるので、予測CPU時間T’(i)と混雑度を考慮して、所定の組み合わせアルゴリズムに従って複数通りのプロセスと計算機の対応関係を抽出する(ステップ#51)。次に、各対応関係に基づき、ステップ#3で予測した各プロセスの計算量K’(i)を対応する計算機の処理速度で除して、各プロセスのCPU時間T’(i)を算出する(ステップ#52)。算出されたCPU時間T’(i)は予測値であり、ジョブの内容に応じて相当の誤差の生じる可能性があるため、当該予測値はあくまでも目安である。そして、抽出した対応関係毎に、料金予測工程を実行する(ステップ#53)。そして、抽出された複数の対応関係の中から次の同期タイミングまでに処理されるプロセスの各演算処理料金P1’(i)の合計が最小の対応関係を抽出する(ステップ#54)。
Next, the assignment of the input destination (computer) for executing each process is determined (step # 5). In this embodiment, in this allocation, an optimization process giving priority to the calculation cost is executed. For example, a process with a large CPU load is assigned in order from a computer having a low total of the energy time unit cost E0 (t) and the CPU time unit cost C0 (t) in the input time zone. Here, the process to be assigned is a process to be processed before the next synchronization timing. As shown in FIG. 6, when process allocation is performed in order starting from the computer having the lowest total energy time unit cost E0 (t) and CPU time unit cost C0 (t) and ignoring the congestion degree, Since the computation processing elapsed time in the computer may be abnormally long compared to other computers, considering the predicted CPU time T ′ (i) and the degree of congestion, a plurality of processes and computer processes are performed according to a predetermined combination algorithm. A correspondence relationship is extracted (step # 51). Next, based on each correspondence relationship, the CPU time T ′ (i) of each process is calculated by dividing the calculation amount K ′ (i) of each process predicted in
料金予測工程では、先ず、プロセス毎に、各プロセスの予測CPU時間T’(i)と、割り当て予定の計算機と時間帯のエネルギ時間単価E0(t)とCPU時間単価C0(t)を乗じて、数3で与えられるプロセス毎の従量料金P1’(i)を計算し、数4で与えられる算出式で次の同期タイミングまでに処理されるプロセス全体での計算機使用料金(従量料金)P2’を算出する。
In the charge prediction step, first, for each process, the predicted CPU time T ′ (i) of each process, the computer to be allocated, the energy time unit price E0 (t) of the time zone, and the CPU time unit price C0 (t) are multiplied. , The metered fee P1 ′ (i) for each process given by
(数3)
P1’(i)=E1’(i)+C1’(i)
E1’(i)=T’(i)×E0(t)
C1’(i)=T’(i)×C0(t)
(Equation 3)
P1 ′ (i) = E1 ′ (i) + C1 ′ (i)
E1 ′ (i) = T ′ (i) × E0 (t)
C1 ′ (i) = T ′ (i) × C0 (t)
(数4)
P2’=ΣP1’(i)
但し、iは次の同期タイミングまでに処理されるプロセス全てに亘る。
(Equation 4)
P2 ′ = ΣP1 ′ (i)
However, i covers all processes processed before the next synchronization timing.
次に、ステップ#5で割り当てられた各投入先へ次の同期タイミングまでの各プロセスを投入する(ステップ#6)。投入された各プロセスは、投入先の計算機で夫々処理されるが、次の同期タイミング時点で、夫々投入された各プロセスの実行が終了するので、次のプロセスの投入に対して待機することになる。従って、次の同期タイミングの到来を判定し(ステップ#7)、同期タイミング時点において、上記ステップ#5の処理を繰り返し、新たに割り当てられた計算機に次の各プロセスを投入する(ステップ#6)。
Next, each process up to the next synchronization timing is input to each input destination assigned in step # 5 (step # 6). Each input process is processed by the input computer, but at the next synchronization timing, the execution of each input process is completed, so that it waits for the input of the next process. Become. Accordingly, the arrival of the next synchronization timing is determined (step # 7). At the synchronization timing, the processing of
ステップ#7の同期タイミングの到来判定において、全てのプロセスの演算処理の終了を判定した場合、ステップ#8の料金算出工程に移行する。
If it is determined in
ジョブの開始時点及び各同期タイミング時点で投入された各プロセスは、投入先の計算機で夫々処理されるが、各計算機は、各プロセスの演算処理に要したCPU時間とその経過時間(開始と終了時刻)を記録し、各計算機でのプロセスが終了する毎、同期タイミング時点、或いは、全てのプロセスが終了した時点で、本発明方法を実行する管理用のコンピュータにその情報を送信する。管理用のコンピュータは、その情報を受信して、料金算出工程を実行する(ステップ#8)。 Each process submitted at the start of the job and each synchronization timing is processed by the computer to which the job is submitted, and each computer is responsible for the CPU time and the elapsed time (start and end) required for each process. Time) is recorded, and each time the process in each computer is completed, the information is transmitted to the management computer that executes the method of the present invention at the time of synchronization timing or when all processes are completed. The management computer receives the information and executes a charge calculation step (step # 8).
料金算出工程は、プロセス毎に、各プロセスの実際のCPU時間T(i)と、それが処理された計算機と時間帯のエネルギ時間単価E0(t)とCPU時間単価C0(t)を乗じて、数1で与えられるプロセス毎の従量料金P1(i)を計算し、数2で与えられる算出式でジョブ全体での計算機使用料金(従量料金)P2。尚、料金算出工程は、第1実施形態の料金算出処理と同じであるので、重複する説明は割愛する。尚、上記の説明では、各計算機で各別に実行される一連のプロセスの夫々が、エネルギの時間単価が同じ時間帯内で処理される場合を想定したが、一部のプロセスの演算処理途中で、エネルギ時間単価E0(t)が変化する場合の処理は、第1実施形態で説明した要領で同様に処理可能である。
In the charge calculation process, each process is multiplied by the actual CPU time T (i) of each process, the computer in which it is processed, the energy time unit price E0 (t) of the time zone, and the CPU time unit price C0 (t). , A metered fee P1 (i) for each process given by
〈第3実施形態〉
次に、本発明方法の別実施形態について説明する。第3実施形態における本発明方法を実現する計算機演算処理分割プログラムは、第2実施形態の構成に加えて、更に、投入工程に要する通信料金と、最適化工程で割り当てられた各計算機と各プロセスとの対応関係に基づくジョブの演算処理料金との合計で定まる第2の演算処理料金を算出する第2料金算出工程を実行するプログラムステップと、前記分割工程で分割されたプロセス毎に、ジョブの存在する計算機だけで演算処理すると仮定した場合の、プロセス毎の第2予測演算処理時間を算出する第2演算処理時間予測工程を実行するプログラムステップと、分割工程で分割されたプロセス毎に、ジョブの存在する計算機が消費するエネルギの時間単価とCPU時間単価の和に当該計算機での予測演算処理時間を乗じて各プロセスの演算処理料金を算出し、少なくとも次の同期タイミングまでの各プロセスの演算処理料金を合計することによりジョブの第3の演算処理料金を算出する第3料金算出工程を実行するプログラムステップと、を備えて構成される。
<Third Embodiment>
Next, another embodiment of the method of the present invention will be described. In addition to the configuration of the second embodiment, the computer arithmetic processing division program for realizing the method of the present invention in the third embodiment further includes a communication fee required for the input process, each computer and each process allocated in the optimization process. And a program step for executing a second fee calculation step for calculating a second calculation processing fee determined by the sum of the calculation processing fee of the job based on the correspondence relationship with A program step for executing a second calculation processing time prediction step for calculating a second prediction calculation processing time for each process, assuming that the calculation processing is performed only by an existing computer, and a job for each process divided in the division step Multiply the sum of the hourly unit price of energy consumed by the computer where the computer exists and the unit price of CPU time by the predicted computation processing time of the computer, and calculate each process. A program step for executing a third fee calculation step for calculating a third fee for calculating a job by calculating a fee for calculating a third fee for a job by calculating a fee for calculating a third fee for a job by calculating a fee for calculating a third fee Composed.
第3実施形態における本発明方法の第2実施形態との違いは、図5に示すフローチャートのステップ#5の各プロセスへの計算機の割り当て処理(最適化工程)後で、ステップ#6の投入工程前に、図7に示すように、投入判定工程を実施する点である。
The difference between the third embodiment and the second embodiment of the method of the present invention is that, after the computer assignment process (optimization process) to each process of
投入判定工程は、先ず、投入工程に要する通信料金Dと、最適化工程で割り当てられた各計算機と各プロセスとの対応関係に基づく次の同期タイミングまでの全プロセスの演算処理料金P2’との合計で定まる第2の演算処理料金P3(=D+P2’)を算出する第2料金算出工程を実行する(ステップ#55)。尚、演算処理料金P2’は、料金予測工程で算出されたものを利用すればよい。 The input determination process includes a communication charge D required for the input process and an operation processing charge P2 ′ for all processes until the next synchronization timing based on the correspondence between each computer and each process allocated in the optimization process. A second fee calculation step of calculating a second calculation processing fee P3 (= D + P2 ′) determined in total is executed (step # 55). Note that the calculation processing fee P2 'may be the one calculated in the fee prediction step.
次に、分割工程で分割されたプロセスを、コンピュータネットワーク3を介して他の計算機2へ転送せずに、ジョブの存在する計算機だけで演算処理すると仮定した場合の、プロセス毎の第2予測CPU時間T”(i)を算出する第2演算処理時間予測工程を実行する(ステップ#56)。
Next, a second prediction CPU for each process when it is assumed that the process divided in the division step is processed only by the computer in which the job exists without transferring the process to the
次に、ジョブの存在する計算機が消費するエネルギの時間単価E0(t)とCPU時間単価C0(t)の和に当該計算機での第2予測CPU時間T”(i)を乗じて各プロセスの演算処理料金P3(i)を、数5に示す算出式により算出し、次の同期タイミングまでの全プロセスの演算処理料金P3(i)を、数6に示すように、合計して当該各プロセス全体の演算処理料金P4を算出する第3料金算出工程を実行する(ステップ#57)。
Next, the sum of the time unit cost E0 (t) and the CPU unit time unit C0 (t) of energy consumed by the computer where the job exists is multiplied by the second predicted CPU time T ″ (i) in the computer, The calculation processing fee P3 (i) is calculated by the calculation formula shown in
(数5)
P3(i)=E3(i)+C3(i)
E3(i)=T”(i)×E0(t)
C3(i)=T”(i)×C0(t)
(Equation 5)
P3 (i) = E3 (i) + C3 (i)
E3 (i) = T ″ (i) × E0 (t)
C3 (i) = T ″ (i) × C0 (t)
(数6)
P4=ΣP3(i)
但し、iは、次の同期タイミングまでに処理されるプロセス全てに亘る。
(Equation 6)
P4 = ΣP3 (i)
However, i covers all processes processed until the next synchronization timing.
次に、第2料金算出工程で算出した通信料金を含む演算処理料金P3(=D+P2’)と、第3料金算出工程で算出した演算処理料金P4との大小比較を行い(ステップ#58)、演算処理料金P3が演算処理料金P4以下の場合に、投入工程(ステップ#6)に移行する。演算処理料金P3が演算処理料金P4より高い場合は、投入タイミングを変更して(ステップ#59)、ステップ#5に戻って、最適化工程及び投入判定工程を再実行する。例えば、所定回数再実行しても演算処理料金P3が演算処理料金P4以下にならない場合は(ステップ#60)、他の計算機2へ転送せずに、つまり、プロセスの投入は中止して、ジョブの存在する計算機だけで演算処理するか、或いは、利用者に対しジョブ中断の警告を発生する。ジョブの投入後の処理は、第2実施形態と同じであるので、重複する説明は割愛する。
Next, the calculation processing fee P3 (= D + P2 ′) including the communication fee calculated in the second fee calculation step is compared with the calculation processing fee P4 calculated in the third fee calculation step (step # 58). When the calculation processing fee P3 is equal to or less than the calculation processing fee P4, the process proceeds to the input process (step # 6). When the calculation processing fee P3 is higher than the calculation processing fee P4, the input timing is changed (step # 59), the process returns to step # 5, and the optimization process and the input determination process are executed again. For example, if the calculation processing fee P3 does not fall below the calculation processing fee P4 even after being re-executed a predetermined number of times (step # 60), the process is not transferred to another
以下に、別の実施形態につき説明する。 Hereinafter, another embodiment will be described.
〈1〉上記実施形態における、ジョブの従量料金は、数1及び数2に示すように、各計算機が消費したエネルギ(電力)量に比例したエネルギ料金と、当該エネルギ量と関係なくCPU時間にのみ比例するCPU料金の合計で構成した場合を想定したが、従量料金を上記エネルギ料金だけで構成しても構わない。つまり、計算機の稼動に要するエネルギコスト以外のコストを定額の基本料金で回収する料金体系についても、本発明は適応可能である。
<1> In the above embodiment, as shown in
〈2〉上記第3実施形態において、投入判定工程で、演算処理料金P3と演算処理料金P4を比較する例を示したが、例えば、演算処理料金P3の中に占める通信料金Dの割合が、所定%以下の場合に、投入工程に移行するようにしても構わない。 <2> In the third embodiment, an example in which the calculation processing fee P3 and the calculation processing fee P4 are compared in the insertion determination step has been shown. For example, the proportion of the communication fee D in the calculation processing fee P3 is When it is less than or equal to the predetermined percentage, the process may be shifted to the charging process.
〈3〉上記第2及び第3実施形態では、ジョブの内容によって、CPU時間T’(i)の予測精度が問題になる場合があるので、仮に、予測したCPU時間T’(i)を超えて一部のプロセスの演算処理の実行が長引く場合に、利用者に対して、事前に警告を発するようにするのも好ましい。 <3> In the second and third embodiments, the prediction accuracy of the CPU time T ′ (i) may be a problem depending on the contents of the job. Therefore, the predicted CPU time T ′ (i) is temporarily exceeded. It is also preferable to issue a warning to the user in advance when the execution of the arithmetic processing of some processes is prolonged.
〈4〉上記第2及び第3実施形態において、ジョブの演算処理経過時間の上限値を定めておいて、最適化工程において、各プロセスの実行する計算機の混雑度及び負荷率と予測CPU時間から各プロセスの経過時間を予測し、データベースに記憶した各プロセスの前後関係に基づいてジョブ全体での総経過時間を予測し、コスト最適化に加えて、総経過時間がその上限値を超えないように最適化を行うのも好ましい実施の形態である。 <4> In the second and third embodiments described above, an upper limit value for the elapsed time for the arithmetic processing of the job is determined, and in the optimization step, the degree of congestion and load factor of the computer executed by each process and the predicted CPU time Predict the elapsed time of each process, predict the total elapsed time of the entire job based on the context of each process stored in the database, and in addition to cost optimization, ensure that the total elapsed time does not exceed the upper limit It is also a preferred embodiment to perform optimization.
〈5〉上記第1実施形態において、本発明に係る計算機使用料金算出装置は、グリッドコンピューティングを想定したエネルギ料金の算出に適用した場合につき説明したが、1台の計算機でのエネルギ料金の算出にも適用可能である。 <5> In the first embodiment, the computer usage charge calculation apparatus according to the present invention has been described for the case where it is applied to the calculation of the energy charge assuming grid computing. However, the calculation of the energy charge with one computer is described. It is also applicable to.
1: 本発明に係る計算機使用料金算出装置
2: 計算機
3: コンピュータネットワーク
4: 管理用コンピュータ
1: Computer usage fee calculation apparatus according to the present invention 2: Computer 3: Computer network 4: Management computer
Claims (9)
前記計算機演算処理を、前記各計算機と演算処理時間帯によって複数の演算処理単位に分割する分割工程と、
前記演算処理単位毎の予測演算処理量を算出する演算処理量予測工程と、
前記演算処理単位毎に前記計算機が消費するエネルギの時間単価とCPU時間単価の和に前記予測演算処理量から導出される予測演算処理時間を乗じて前記各演算処理単位の演算処理料金を算出し、少なくとも次の同期タイミングまでの前記各演算処理単位の前記演算処理料金を合計することにより前記計算機演算処理の演算処理料金を予測する料金予測工程と、
前記分割工程により分割された前記各演算処理単位に前記複数の計算機を夫々対応させ、前記料金予測工程により予測される前記計算機演算処理の演算処理料金が最小となる、前記演算処理単位に対する前記計算機の割り当てを決定する最適化工程と、
前記最適化工程で割り当てられた前記各計算機に、夫々対応する前記演算処理単位を投入する投入工程と、
を管理用の計算機演算処理により実行することを特徴とする計算機演算処理分割方法。 A computer arithmetic processing division method that divides a plurality of parallel or tandem arithmetic processing units or parallel and tandem arithmetic processing units in order to input computer arithmetic processing to a plurality of computers,
A division step of dividing the computer arithmetic processing into a plurality of arithmetic processing units according to the respective computers and arithmetic processing time zones;
An arithmetic processing amount prediction step of calculating a prediction arithmetic processing amount for each arithmetic processing unit;
An arithmetic processing fee for each arithmetic processing unit is calculated by multiplying the sum of the hourly unit cost of energy consumed by the computer and the unit cost of CPU time for each arithmetic processing unit by the predicted arithmetic processing time derived from the predicted arithmetic processing amount. A fee prediction step of predicting the calculation processing fee of the computer calculation processing by summing up the calculation processing fees of each calculation processing unit until at least the next synchronization timing;
The computer for the arithmetic processing unit, wherein the plurality of computers correspond to the arithmetic processing units divided by the dividing step, respectively, and the arithmetic processing fee of the computer arithmetic processing predicted by the fee prediction step is minimized. An optimization process that determines the allocation of
An input step of inputting the corresponding arithmetic processing unit to each of the computers allocated in the optimization step,
Is executed by a management computer calculation process for management.
前記分割工程で分割された前記演算処理単位毎に、前記計算機演算処理の存在する計算機だけで演算処理すると仮定した場合の、前記演算処理単位毎の第2予測演算処理時間を算出する第2演算処理時間予測工程と、
前記分割工程で分割された前記演算処理単位毎に、前記計算機演算処理の存在する計算機が消費するエネルギの時間単価とCPU時間単価の和に第2予測演算処理時間を乗じて前記各演算処理単位の演算処理料金を算出し、少なくとも次の同期タイミングまでの前記各演算処理単位の前記演算処理料金を合計することにより前記計算機演算処理の第3の演算処理料金を算出する第3料金算出工程と、
を前記管理用の計算機演算処理により更に実行し、
前記第2の演算処理料金が前記第3の演算処理料金より低い場合に、前記投入工程が実行されることを特徴とする請求項4または5に記載の計算機演算処理分割方法。 A second arithmetic processing fee determined by the sum of the communication fee required for the input step and the arithmetic processing fee of the computer arithmetic processing based on the correspondence between each computer assigned in the optimization step and the arithmetic processing unit A second fee calculating step for calculating
A second calculation for calculating a second predicted calculation processing time for each calculation processing unit when it is assumed that calculation processing is performed only for the computer in which the calculation processing exists for each calculation processing unit divided in the dividing step. Processing time prediction step;
For each of the arithmetic processing units divided in the dividing step, each arithmetic processing unit is obtained by multiplying the sum of the unit price of energy consumed by the computer in which the computer arithmetic processing exists and the unit price of CPU time by the second predicted arithmetic processing time. A third fee calculation step of calculating a third calculation processing fee of the computer calculation processing by calculating the calculation processing fee of the computer calculation processing by summing up the calculation processing fees of each calculation processing unit until at least the next synchronization timing; ,
Is further executed by the computer processing for management,
6. The computer arithmetic processing division method according to claim 4, wherein the input step is executed when the second arithmetic processing fee is lower than the third arithmetic processing fee.
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