JP2008243049A - Information processor and memory control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えばマルチコアCPUなどと称される複数の命令処理部(コア)を有するCPUを搭載するパーソナルコンピュータ等の情報処理装置に適用して好適なメモリ制御技術に関する。 The present invention relates to a memory control technique suitable for application to an information processing apparatus such as a personal computer equipped with a CPU having a plurality of instruction processing units (cores) called, for example, a multi-core CPU.
近年、例えばノートブックタイプのパーソナルコンピュータなど、バッテリ駆動が可能で携行容易な情報処理装置が広く普及している。最近では、無線通信環境が整備されてきたことから、この種の情報処理装置を携帯していれば、外出先や移動中でも、最新のデータを取得して作業を行うことが可能となっている。 In recent years, information processing apparatuses that can be driven by a battery and that are easy to carry, such as notebook personal computers, have become widespread. Recently, a wireless communication environment has been established, so if you carry this kind of information processing device, you can get the latest data and work while you are out or on the move. .
この種の情報処理装置は、例えばスクランブル化されて放送されるテレビジョン番組データを受信・視聴する機能など、搭載が期待される機能が高度化する傾向にある。この高機能化に対応するために、この種の情報処理装置に関しては、その処理性能を向上させるための工夫が日々図られている。例えばマルチプロセッサシステムは、複数のプロセッサを搭載することにより、多彩かつ高度な複数の処理を短時間に実行することを可能とするものである。その一方で、この種の情報処理装置は、外出先や移動中に使用されることを前提としているので、バッテリ駆動時の連続稼働可能時間を如何に確保するか、つまり省電力化を如何に図るかが非常に重要な問題である。このようなことから、マルチプロセッサシステムにおいて省電力化を図るための提案もこれまで種々なされている(例えば特許文献1等参照)。この特許文献1の電子計算機は、電源の状況やCPUの負荷等に応じて並列度の制御を行うことにより、処理性能への影響を抑えつつ消費電力の低減を図ることを実現している。
ところで、この種の情報処理装置でさらなる省電力化を図るためには、CPUの作業領域となるメモリデバイスの動作を制御することも必要となる。メモリデバイスにおける省電力制御は、一定時間を越えてアクセスが途絶えたら、何らかの省電力動作を開始するというのが一般的である。従って、この従前の省電力制御では、例えば4台のCPUを搭載するマルチプロセッサシステムにおいて、3台のCPUを停止させて1台のCPUのみで動作する省電力モードに移行したとしても、この1台のCPUからのアクセスが継続する限り、メモリデバイスは省電力動作を開始できないことになる。 By the way, in order to achieve further power saving with this type of information processing apparatus, it is also necessary to control the operation of the memory device which is the work area of the CPU. In power saving control in a memory device, it is common to start some kind of power saving operation when access is interrupted after a certain time. Therefore, in this conventional power saving control, even if, for example, in a multiprocessor system equipped with four CPUs, three CPUs are stopped and shifted to a power saving mode in which only one CPU operates, this 1 As long as access from one CPU continues, the memory device cannot start the power saving operation.
また、最近では、複数の命令処理部(コア)を有する、マルチコアCPUなどと称される新しいタイプのCPUが開発されるに至っている。これにより、マルチプロセッサシステムが1つのCPUで実現可能となっている。この場合、例えば4つのコア中の1つのコアのみで動作する省電力モードに移行したとしても、外部からは、ハードウェア的に一つのチップであるマルチコアCPUは常時動作中に見えてしまう。従って、特にマルチコアCPUからアクセスされるメモリデバイスに関しては、省電力化のための新たな動作制御の手法が強く望まれる。 Recently, a new type of CPU called a multi-core CPU having a plurality of instruction processing units (cores) has been developed. Thereby, a multiprocessor system can be realized by one CPU. In this case, for example, even if a transition is made to the power saving mode in which only one of the four cores is operated, the multi-core CPU that is one chip in hardware appears to be always in operation from the outside. Therefore, especially for a memory device accessed from a multi-core CPU, a new operation control method for power saving is strongly desired.
この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、マルチプロセッサシステムの稼働状況に応じてメモリデバイスの消費電力を低減することを実現した情報処理装置およびメモリ制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an information processing apparatus and a memory control method that can reduce the power consumption of a memory device in accordance with the operating status of a multiprocessor system. With the goal.
この目的を達成するために、本発明の情報処理装置は、複数の命令処理部を有するCPUと、複数のメモリ構成単位からなるメモリデバイスと、前記CPU上での前記複数の命令処理部の稼働数に応じて、前記メモリデバイスの動作制御を前記複数のメモリ構成単位毎に実行するメモリ制御手段と、を具備することを特徴とする。 In order to achieve this object, an information processing apparatus according to the present invention includes a CPU having a plurality of instruction processing units, a memory device including a plurality of memory constituent units, and an operation of the plurality of instruction processing units on the CPU. And memory control means for executing operation control of the memory device for each of the plurality of memory constitutional units according to the number.
また、本発明のメモリ制御方法は、複数の命令処理部を有するCPUと、複数のメモリ構成単位からなるメモリデバイスとを搭載する情報処理装置のメモリ制御方法であって、前記CPU上での前記複数の命令処理部の稼働数に応じて、前記メモリデバイスの動作制御を前記複数のメモリ構成単位毎に実行する、ことを特徴とする。 The memory control method of the present invention is a memory control method for an information processing apparatus including a CPU having a plurality of instruction processing units and a memory device composed of a plurality of memory structural units. The operation control of the memory device is executed for each of the plurality of memory configuration units in accordance with the number of operations of the plurality of instruction processing units.
この発明によれば、マルチプロセッサシステムの稼働状況に応じてメモリデバイスの消費電力を低減することを実現した情報処理装置およびメモリ制御方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an information processing apparatus and a memory control method that can reduce the power consumption of a memory device in accordance with the operating status of a multiprocessor system.
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態を説明する。図1には、本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成例が示されている。この情報処理装置は、例えばバッテリ駆動可能で携行容易なノートブックタイプのパーソナルコンピュータ1として実現されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hardware configuration example of the information processing apparatus according to the present embodiment. This information processing apparatus is realized as, for example, a notebook-type personal computer 1 that can be battery-driven and easily carried.
本コンピュータ1は、図1に示すように、コア(1)11a,コア(2)11b,コア(3)11c,コア(4)11dの4つの命令処理部(実行コア)を内蔵したCPU11を搭載するマルチコアCPU搭載システムである。なお、本実施形態で説明する本発明のメモリ制御手法は、実行コアを2つ内蔵するいわゆるデュアルコアCPUを搭載するデュアルコアCPU搭載システムのほか、4以外の複数の実行コアを内蔵するいずれのタイプのCPUを搭載するマルチコアCPU搭載システムにおいても適用可能である。
As shown in FIG. 1, the computer 1 includes a
そして、図1に示すように、本コンピュータ1は、このCPU11をはじめとして、ホストコントローラ12、メインメモリ13、表示コントローラ14、表示装置15、表示用メモリ16、I/Oコントローラ17、記憶装置18、電源コントローラ19、クロックジェネレータ20、エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラ(EC/KBC)21、キーボード22等を備えている。
As shown in FIG. 1, the computer 1 includes the
CPU11は、本コンピュータ1内の各部の動作を統合的に管理・制御するためのプロセッサであり、記憶装置18からメインメモリ13にロードされるオペレーティングシステム(OS)や、このOSの制御下で動作する、ユーティリティを含む各種アプリケーションプログラムを実行する。この各種アプリケーションプログラムの中には、後述するメモリ管理ユーティリティプログラム101が含まれている。これらOSやメモリ管理ユーティリティプログラム101を含む種々のアプリケーションプログラムは、予め記憶装置18にインストールされている。
The
ホストコントローラ12は、CPU11のローカルバスとI/Oコントローラ17との間を接続するブリッジデバイスである。ホストコントローラ12は、バスを介して表示コントローラ14との通信を実行する機能を有しており、また、メインメモリ13をアクセス制御するメモリコントローラも内蔵されている。
The
表示コントローラ14は、本コンピュータ1のディスプレイモニタとして使用される表示装置15を制御する。表示コントローラ14には表示用メモリ16が接続されており、OSや各種アプリケーションプログラムによって表示用メモリ16に書き込まれた画像データから表示装置15に送出すべき表示信号を生成する。
The
I/Oコントローラ17には、記憶装置18を制御するためのコントローラが内蔵されている。また、I/Oコントローラ17は、電源コントローラ19、クロックジェネレータ20、EC/KBC21の制御も行う。
The I /
電源コントローラ19は、CPU11およびメインメモリ13の動作電力を供給制御する。また、クロックジェネレータ20は、CPU11およびメインメモリ13の動作クロックを供給制御する。この電源コントローラ19による動作電力の供給制御およびクロックジェネレータ20による動作クロックの供給制御は、I/Oコントローラ17から出力される動作コマンドによって行われる。
The
EC/KBC21は、バッテリまたは外部AC電源からの電力を各部に供給制御する電力管理のための組み込みコントローラと、キーボード22を制御するためのキーボードコントローラとが集積された1チップマイクロコンピュータである。そして、このEC/KBC21によって、本コンピュータ1は、メインメモリ13の動作制御がCPU11の動作状況に応じて実行される。以下、この点について詳述する。
The EC / KBC 21 is a one-chip microcomputer in which a built-in controller for power management that controls supply of power from a battery or an external AC power source to each unit and a keyboard controller for controlling the
図2は、本コンピュータ1が搭載するメインメモリ13および当該メインメモリ13をアクセス制御するホストコントローラ12の構成を示す図である。なお、本コンピュータ1では、OSの一機能によって、このメインメモリ13と記憶装置18とによる仮想記憶方式でのメモリ管理が実行されている。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
図2に示すように、メインメモリ13は、メモリユニット(A)13a,メモリユニット(B)13b,メモリユニット(C)13c,メモリユニット(D)13dの4つのメモリ構成単位からなっている。各メモリユニット13a〜13dは、8バイト単位でアクセス処理され、また、各メモリユニット13a〜13dは、ホストコントローラ12の制御の下、電源オン状態または電源オフ状態のいずれかの状態を持ち、かつ、電源オン状態時においては、さらに、通常のクロックが供給された状態または低速化されたクロックが供給された状態のいずれかの状態を持つ。ここでは、前者を状態を通常動作状態、後者を省電力動作状態と称する。もし、省電力動作状態にあるメモリユニットへのアクセスが発生すると、ホストコントローラ12は、当該メモリユニットのクロックを通常速度に戻し(即ち、一旦、通常動作状態に復帰させ)、そのアクセスの終了後、一定時間を越えて当該メモリユニットへのアクセスが途絶えたら、クロックを再度低速化させる。元来より通常動作状態のメモリユニットへのアクセスが一定時間を越えて途絶えたとしても、ホストコントローラ12は、当該メモリユニットのクロックを低速化させることは行わない。
As shown in FIG. 2, the
一方、ホストコントローラ12は、データの書き込みまたはデータの読み出しをCPU11から要求されると、16バイト単位で、いずれのメモリユニットへアクセスして当該データの書き込みまたはデータの読み出しを処理するかを制御する。ホストコントローラ12は、メモリユニット(A)13aまたはメモリユニット(C)13cと、メモリユニット(B)13bまたはメモリユニット(D)13dとについて、独立してアクセスすることができる。例えばメモリユニット(A)13aとメモリユニット(B)13bとに対しては、同時にアクセスすることが可能である。
On the other hand, when the
また、ホストコントローラ12は、各メモリユニット13a〜13dの状態を個別に通常動作状態および省電力状態間で移行させるべく制御し、また、メモリユニット(A)13a,メモリユニット(C)13cまたはメモリユニット(B)13b,メモリユニット(D)13dの2系統で、電源オンおよび電源オフすべく制御する。即ち、ホストコントローラ12は、電源コントローラ19に動作コマンドを投入するためのI/Oコントローラ17への指示を、メモリユニット(A)13a,メモリユニット(C)13cまたはメモリユニット(B)13b,メモリユニット(D)13dの単位で行い、クロックジェネレータ20に動作コマンドを投入するためのI/Oコントローラ17への指示を、各メモリユニット13a〜13d毎の個別単位で行うことができる。
In addition, the
さらに、(前述のように、本コンピュータ1では、仮想記憶方式でのメモリ管理が実行されているが、)ホストコントローラ12は、メインメモリ空間をどのように各メモリユニット13a〜13d上に配置するかを制御することができる。そのために、ホストコントローラ12は、メインメモリ空間配置制御部121を有している。
Further, the
そして、このような構成をもつメインメモリ13について、EC/KBC21は、CPU11上でのコア11a〜11dの稼働数に応じて、以下の制御を実行する。メモリ管理ユーティリティプログラム101は、コア11a〜11dの稼働数に対応させて実施したいメモリ制御の内容をユーザが任意に設定するためのインタフェースを提供するソフトウェアであり、その内容は、設定情報としてEC/KBC21に保持される。即ち、以下に説明する制御内容は、ある時点での設定情報に基づく一例であり、本願発明のメモリ制御手法は、これに限定されるものではない。
For the
なお、コア11a〜コア11dの稼働数は、例えばバッテリ駆動時におけるバッテリ残量やCPU11の負荷等に応じて別途制御されるものであり、その制御結果がEC/KBC21に通知されるようになっている。
Note that the number of
(1)稼働コア数が4または3になった場合
稼働コア数が4または3になった場合、EC/KBC21は、すべてのメモリユニット13a〜13dを電源オン状態、通常動作状態とするよう、ホストコントローラ12に指示を与える。また、この時、EC/KBC21は、メインメモリ空間が、図3(A)に示すように配置されるよう、ホストコントローラ12に指示を与える。即ち、各メモリユニット13a〜13dを128バイト単位で均等に割り当てるように指示する。
(1) When the number of active cores is 4 or 3 When the number of active cores is 4 or 3, the EC /
そして、ホストコントローラ12は、メインメモリ13へのデータの書き込みやデータの読み出しを、16バイト単位で、メモリユニット(A)13aとメモリユニット(B)13b、またはメモリユニット(C)13cとメモリユニット(D)13dに同時にアクセスして処理する。
Then, the
(2)稼働コア数が2になった場合
稼働コア数が2になると、EC/KBC21は、メモリユニット(A)13a,メモリユニット(B)13bについては、電源オン状態、通常動作状態とし、また、メモリユニット(C)13c,メモリユニット(D)13dについては、電源オン状態、省電力動作状態とするよう、ホストコントローラ12に指示を与える。また、この時、EC/KBC21は、メインメモリ空間が、図3(B)に示すように配置されるよう、ホストコントローラ12に指示を与える。即ち、メモリユニット(A)13a,メモリユニット(B)13bと、メモリユニット(C)13c,メモリユニット(D)13dとに分け、かつ、通常動作状態にあるメモリユニット(A)13a,メモリユニット(B)13bを優先して割り当てるように指示する。より具体的には、新たに実メモリ領域をメインメモリ空間に割り当てる場合、メモリユニット(A)13a,メモリユニット(B)13bから優先して確保させる。
(2) When the number of operating cores is 2 When the number of operating cores is 2, the EC /
そして、ホストコントローラ12は、メインメモリ13へのデータの書き込みやデータの読み出しを、16バイト単位で、メモリユニット(A)13aとメモリユニット(B)13b、またはメモリユニット(C)13cとメモリユニット(D)に同時にアクセスして処理する。
Then, the
(3)稼働コア数が1になった場合
稼働コア数が1になると、EC/KBC21は、メインメモリ空間に割り当てられる実メモリ領域の確保先を、メモリユニット(A)13a,メモリユニット(B)13bのみとして、メインメモリ空間が、図3(C)に示すよう、ホストコントローラ12に指示を与える。即ち、メモリユニット(A)13aとメモリユニット(C)とに分け、かつ、メモリユニット(A)13aを優先して割り当てるように指示する。
(3) When the number of active cores becomes 1 When the number of active cores becomes 1, the EC /
ホストコントローラ12は、この指示を受けると、メモリユニット(B)13b,メモリユニット(D)の実メモリ領域が割り当てられているメインメモリ空間上のエントリにメモリユニット(A)13a,メモリユニット(C)13cの実メモリ領域を割り当て直すべく再配置を実行すると共に、新たに実メモリ領域をメインメモリ空間に割り当てる場合には、メモリユニット(A)13aを優先的に、メモリユニット(A)13a,メモリユニット(C)13bのみから確保する。
When the
また、この際、EC/KBC21は、メモリユニット(A)13aについては、電源オン状態、通常動作状態とし、メモリユニット(C)13cについては、電源オン状態、省電力動作状態とするよう、ホストコントローラ12に指示を与える。さらに、EC/KBC21は、未使用となったメモリユニット(B)13b,メモリユニット(D)13dを電源オフ状態とするよう、ホストコントローラ12に指示を与える。
At this time, the EC /
そして、ホストコントローラ12は、メインメモリ13へのデータの書き込みやデータの読み出しを、8バイト単位で2回ずつ、メモリユニット(A)13aまたはメモリユニット(C)に単独でアクセスして処理する。
Then, the
このように、本コンピュータ1では、CPU11上でのコア11a〜11dの稼働数に応じて、省電力化のためのメインメモリ13の動作制御が適宜に実行される。
As described above, in the computer 1, operation control of the
図4は、本コンピュータ1で実行されるマルチコアCPUのコア稼働数に応じたメモリ制御の手順を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing a memory control procedure according to the number of core operations of the multi-core CPU executed by the computer 1.
EC/KBC21は、CPU11上でのコア11a〜11dの稼働数が3または4になると(ステップA1のYES)、まず、メインメモリ13のメモリユニット13a〜13dすべてを電源オン状態、通常動作状態に設定するよう、ホストコントローラ12に指示を与える(ステップA2)。そして、EC/KBC21は、メインメモリ空間がメモリユニット13a〜13dに均等に配置されるよう、ホストコントローラ12に指示を与える(ステップA3)。
When the number of
また、CPU11上でのコア11a〜11dの稼働数が2になると(ステップA1のNO,ステップA4のYES)、EC/KBC21は、メインメモリ13のメモリユニット(A)13a,メモリユニット(B)13bは電源オン状態、通常動作状態に設定し、一方、メモリユニット(C)13c,メモリユニット(D)13dは電源オン状態、省電力状態に設定するよう、ホストコントローラ12に指示を与える(ステップA5,ステップA6)。そして、EC/KBC21は、メインメモリ空間がメモリユニット(A)13a,メモリユニット(B)13bに優先的に配置されるよう、ホストコントローラ12に指示を与える(ステップA7)。
Further, when the number of
さらに、CPU11上でのコア11a〜11dの稼働数が1になると(ステップA4のNO,ステップA8のYES)、EC/KBC21は、メインメモリ13のメモリユニット(A)13aは電源オン状態、通常動作状態に設定し、メモリユニット(C)13cは電源オン状態、省電力状態に設定するよう、ホストコントローラ12に指示を与える(ステップA10,ステップA11)。また、この時、EC/KBC21は、メモリユニット(B)13b,メモリユニット(D)13dは電源オフ状態に設定するよう、ホストコントローラ12に指示を与える(ステップA11)。そして、EC/KBC21は、メインメモリ空間がメモリユニット(A)13aに優先的に配置されるよう、ホストコントローラ12に指示を与える(ステップA12)。
Further, when the operating number of the
以上のように、本コンピュータ1によれば、マルチプロセッサシステムの稼働状況に応じてメモリデバイスの消費電力を低減することが実現される。 As described above, according to the computer 1, it is possible to reduce the power consumption of the memory device in accordance with the operation status of the multiprocessor system.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…情報処理装置(コンピュータ)、11…CPU、11a〜11d…コア、12…ホストコントローラ、13…メインメモリ、13a〜13d…メモリユニット、14…表示コントローラ、15…表示装置、16…表示用メモリ、17…I/Oコントローラ、18…記憶装置、19…電源コントローラ、20…クロックジェネレータ、21…エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラ(EC/KBC)、22…キーボード、101…メモリ管理ユーティリティプログラム、121…メインメモリ空間配置制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Information processing apparatus (computer), 11 ... CPU, 11a-11d ... Core, 12 ... Host controller, 13 ... Main memory, 13a-13d ... Memory unit, 14 ... Display controller, 15 ... Display device, 16 ... For display Memory, 17 ... I / O controller, 18 ... Storage device, 19 ... Power controller, 20 ... Clock generator, 21 ... Embedded controller / keyboard controller (EC / KBC), 22 ... Keyboard, 101 ... Memory management utility program, 121 ... Main memory space allocation control unit.
Claims (7)
複数のメモリ構成単位からなるメモリデバイスと、
前記CPU上での前記複数の命令処理部の稼働数に応じて、前記メモリデバイスの動作制御を前記複数のメモリ構成単位毎に実行するメモリ制御手段と、
を具備することを特徴とする情報処理装置。 A CPU having a plurality of instruction processing units;
A memory device comprising a plurality of memory building units;
Memory control means for performing operation control of the memory device for each of the plurality of memory configuration units according to the number of operations of the plurality of instruction processing units on the CPU;
An information processing apparatus comprising:
前記メモリ制御手段は、前記電力供給手段を介して、前記複数のメモリ構成単位それぞれを電源オンまたは電源オフすることを特徴とする請求項1記載の情報処理装置。 Power supply means for executing power supply control for operating the memory device for each of the plurality of memory configuration units;
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the memory control unit powers on or off each of the plurality of memory structural units via the power supply unit.
前記メモリ制御手段は、前記クロック供給手段を介して、前記複数のメモリ構成単位それぞれのクロック周波数を切り替えることを特徴とする請求項1記載の情報処理装置。 A clock supply means for executing operation clock supply control for the memory device for each of the plurality of memory constituent units;
2. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the memory control unit switches a clock frequency of each of the plurality of memory structural units via the clock supply unit.
前記CPU上での前記複数の命令処理部の稼働数に応じて、前記メモリデバイスの動作制御を前記複数のメモリ構成単位毎に実行する、
ことを特徴とするメモリ制御方法。 A memory control method for an information processing apparatus including a CPU having a plurality of instruction processing units and a memory device composed of a plurality of memory constituent units,
The operation control of the memory device is executed for each of the plurality of memory configuration units according to the number of operations of the plurality of instruction processing units on the CPU.
And a memory control method.
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