JP2009049887A - Packet processing apparatus, method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のプロセッサでパケットを並列処理するパケット処理装置に関する。 The present invention relates to a packet processing apparatus that processes a packet in parallel by a plurality of processors.
近年ではネットワーク内を流れるトラヒック量が増加しており、それに伴ってルータ等のパケット処理装置には高速でパケットを処理することが要求されている。1つのプロセッサで逐次的にパケットを処理する機構のパケット処理装置では動作クロックを高速化することにより単位時間当りのパケット処理量(パケット処理性能)を向上させることができる。しかし、動作クロックを高速化すると動作クロックの3乗に比例してプロセッサの消費電力が上昇し、それによってパケット処理装置の消費電力が膨大なものとなってしまう。 In recent years, the amount of traffic flowing in the network has increased, and accordingly, packet processing devices such as routers are required to process packets at high speed. In a packet processing apparatus having a mechanism for sequentially processing packets by one processor, the amount of packet processing (packet processing performance) per unit time can be improved by increasing the operating clock. However, if the operation clock is increased in speed, the power consumption of the processor increases in proportion to the cube of the operation clock, and the power consumption of the packet processing device becomes enormous.
この問題を解決する手段として、複数のプロセッサによってパケットを並列処理する機構を備えたパケット処理装置がある。例えば、プロセッサエレメントと呼ばれる小型のプロセッサを複数個備え、それらでパケットを並列処理するネットワークプロセッサがある(非特許文献1参照)。このネットワークプロセッサを用いることにより、パケットを並列処理するルータ等のパケット処理装置を構成することができる。 As means for solving this problem, there is a packet processing apparatus provided with a mechanism for processing packets in parallel by a plurality of processors. For example, there is a network processor that includes a plurality of small processors called processor elements and processes packets in parallel (see Non-Patent Document 1). By using this network processor, a packet processing device such as a router that processes packets in parallel can be configured.
複数のプロセッサでパケットを並列処理することにより、動作クロックを高速化せずにパケット処理性能を向上させることができる。パケットを処理するプロセッサおよびそのプロセッサに対応するインタフェース等からなる処理ラインが複数個同時に動作することになるので、パケット処理装置の消費電力は処理ラインの個数分だけ上昇する。しかし、複数のプロセッサでパケットを並列処理するパケット処理装置によれば、動作クロックの3乗に比例して消費電力が上昇するようなパケット処理装置と比べて、パケット処理性能の向上に伴う消費電力の上昇は抑制される。
ネットワークプロセッサを用いてパケットを並列処理する機器では、パケットが最大レートで到着しても、それらのパケットを処理できるだけの数の処理ラインが備えられている。また一般に、そのような機器では、到着するパケット量の変化によらず、処理ラインを構成する全てのモジュールが常時稼動する。このため、到着するパケット量が少ないときには処理ラインの処理能力に余裕が生じる。しかし、全ての処理ラインが常時稼動しているので、パケット並列処理装置は、到着するパケットが少ないときでも、最大レートでパケットが到着するときと同じだけの電力を消費する。そのため、複数のプロセッサでパケットを並列処理するパケット処理装置であっても到着するパケット量が変動する場合には電力の消費に無駄があった。 A device that processes packets in parallel using a network processor is provided with as many processing lines as possible even if the packets arrive at the maximum rate. In general, in such a device, all modules constituting the processing line always operate regardless of changes in the amount of packets that arrive. For this reason, when the amount of packets that arrive is small, there is a margin in the processing capacity of the processing line. However, since all the processing lines are always operating, the packet parallel processing device consumes as much power as when packets arrive at the maximum rate even when there are few packets arriving. Therefore, even in a packet processing device that processes packets in parallel by a plurality of processors, power consumption is wasted when the amount of packets arriving varies.
本発明の目的は、到着するパケットのトラヒック量の変動に応じて消費電力を適切に抑制することのできるパケット処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a packet processing apparatus capable of appropriately suppressing power consumption in accordance with fluctuations in the traffic volume of arriving packets.
上記目的を達成するために、本発明のパケット処理装置は、
入力されるパケットを複数のプロセッサで並列処理するパケット処理装置であって、
前記パケットを保管するメモリと、
それぞれが、プロセッサと該プロセッサが前記メモリにアクセスするためのインタフェースを備え、動作の起動および停止が可能であり、動作中は、クロック速度の調整が可能な動作クロックで前記プロセッサを動作させて、前記メモリにアクセスして該メモリに保管されたパケットを処理する複数の処理ラインと、
前記入力されるパケットのトラヒック量と、動作中の前記処理ラインの消費電力とから、前記入力されるパケットをロスなく処理できかつ前記パケット処理装置の消費電力が最小となる、動作する処理ラインの個数と、処理ラインの動作クロックのクロック速度とを決定し、その決定に基づいて前記処理ラインの稼動および動作クロックを制御するライン制御部と、を有している。
In order to achieve the above object, the packet processing device of the present invention provides:
A packet processing device for processing input packets in parallel by a plurality of processors,
A memory for storing the packet;
Each includes a processor and an interface for the processor to access the memory, and can start and stop the operation. During the operation, the processor is operated with an operation clock capable of adjusting the clock speed. A plurality of processing lines for accessing the memory and processing packets stored in the memory;
Based on the amount of traffic of the input packet and the power consumption of the processing line in operation, the processing line that can operate the input packet without loss and has the minimum power consumption of the packet processing device. A line control unit that determines the number and the clock speed of the operation clock of the processing line, and controls the operation of the processing line and the operation clock based on the determination.
また、前記ライン制御部は、
前記パケット処理装置の消費電力が最小となる、前記動作させる処理ラインの個数を算出し、
算出した前記動作させる処理ラインの個数に基づいて、前記パケット処理装置の消費電力が最小となる、動作クロックのクロック速度を算出し、
算出した前記動作する処理ラインの個数と、前記動作クロックのクロック速度とに基づいて前記処理ラインを制御することにしてもよい。
The line control unit
Calculating the number of processing lines to be operated, in which the power consumption of the packet processing device is minimized;
Based on the calculated number of processing lines to be operated, calculating the clock speed of the operation clock that minimizes the power consumption of the packet processing device,
The processing lines may be controlled based on the calculated number of operating processing lines and the clock speed of the operating clock.
また、前記ライン制御部は、
前記入力されるパケットのトラヒック量の計測値と、動作中の処理ラインの個数とから、前記パケットの消費電力が最小となる第1のクロック速度を算出し、
前記動作中の処理ラインを前記第1のクロック速度で動作させ、そのときの前記動作中の処理ラインの消費電力から、動作させる処理ラインの新たな個数を算出し、
前記入力されるパケットのトラヒック量の計測値と、前記動作させる処理ラインの新たな個数とから、前記パケットの消費電力が最小となる第2のクロック速度を算出し、
前記動作させる処理ラインの新たな個数と、前記第2のクロック速度とに基づいて前記処理ラインを制御することにしてもよい。
The line control unit
From the measured value of the traffic amount of the input packet and the number of processing lines in operation, a first clock speed at which the power consumption of the packet is minimized is calculated,
The operating processing line is operated at the first clock speed, and a new number of operating processing lines is calculated from the power consumption of the operating processing line at that time,
From the measured value of the traffic amount of the input packet and the new number of processing lines to be operated, a second clock speed at which the power consumption of the packet is minimized is calculated,
The processing lines may be controlled based on the new number of processing lines to be operated and the second clock speed.
また、前記処理ラインは、前記プロセッサの消費電力と前記インタフェースの消費電力を別々に計測しており、
前記ライン制御部は、前記プロセッサの消費電力の計測値と前記インタフェースの消費電力の計測値とを用いて導出される、動作する処理ラインの個数に対する前記プロセッサ処理装置の消費電力を表す関係式の値が最小となる、動作する処理ラインの個数を、前記動作させる処理ラインの新たな個数とすることにしてもよい。
Further, the processing line separately measures the power consumption of the processor and the power consumption of the interface,
The line control unit is derived from the measured value of the power consumption of the processor and the measured value of the power consumption of the interface, and represents a relational expression representing the power consumption of the processor processing device with respect to the number of operating processing lines. The number of operating processing lines that have the smallest value may be set as the new number of operating processing lines.
また、前記各処理ラインでの前記プロセッサの消費電力の計測値の総和に動作中の処理ラインの個数の2乗を乗算した値をW1とし、前記各処理ラインでの前記インタフェースの消費電力の計測値の平均値をWmとすると、前記動作させる処理ラインの新たな個数が(2W1/(Wm))(1/3)と表されるものとしてもよい。 In addition, a value obtained by multiplying the sum of the measured values of the power consumption of the processor in each processing line by the square of the number of operating processing lines is W 1, and the power consumption of the interface in each processing line is If the average value of the measured values is W m , the new number of processing lines to be operated may be expressed as (2W 1 / (W m )) (1/3) .
本発明によれば、入力されるパケットのトラヒック量と、動作中の処理ラインの消費電力とから、入力されるパケットをロスなく処理できかつパケット処理装置の消費電力が最小となる処理ラインの動作数と動作クロックのクロック速度とが決定されるので、トラヒック量の変動に応じてパケット処理装置の消費電力を適切に抑制することができる。 According to the present invention, an operation of a processing line that can process an input packet without any loss and minimizes the power consumption of the packet processing device, based on the traffic amount of the input packet and the power consumption of the active processing line. Since the number and the clock speed of the operation clock are determined, it is possible to appropriately suppress the power consumption of the packet processing device according to the fluctuation of the traffic amount.
本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施形態のパケット処理装置の構成を示すブロック図である。図1を参照すると、パケット処理装置10は、入力ポート11、出力ポート12、メモリ13、処理ライン14、ライン制御部15、およびトラヒック計測部16を有している。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the packet processing apparatus of this embodiment. Referring to FIG. 1, the packet processing apparatus 10 includes an
入力ポート11および出力ポート12は、外部ネットワーク(不図示)との間でパケットの入出力を行う際のインタフェースとなる。外部ネットワークから受信されるパケットは入力ポート11に入力する。外部ネットワークへ送信するパケットは出力ポートから出力される。
The
トラヒック計測部16は、入力ポート11に到着するパケットのトラヒック量を計測する。
The traffic measurement unit 16 measures the traffic amount of the packet that arrives at the
メモリ13は、入力ポート11から入力されたパケットあるいは出力ポート12から出力されるパケットを一時的に保管する。メモリ13はインタフェース31を有し、そのインタフェース31を介して処理ライン14からアクセスされる。
The
処理ライン14はパケット処理装置10に複数備えられている。全ての処理ライン14が常時動作しているのではなく、ライン制御部15によって決定された数の処理ライン14だけが動作する。そのために各処理ライン14はライン制御部15からの指示に従って自身を起動したり停止したりする機能を備えている。動作中の処理ライン14は自身の消費電力を計測する機能と、自身の動作クロックのクロック速度を調整する機能を備えている。
A plurality of
また動作中の処理ライン14はパケットを処理する。パケットの処理には、入力ポート11から入力したパケットをメモリ13を介して取得して解析することや、送信するパケットを生成してメモリ13を介して出力ポート12から出力することが含まれる。
Further, the
図1を更に参照すると、処理ライン14は、プロセッサ21、インタフェース22、動作クロック調整部23、起動/停止処理部24、および電力計測部25を有している。
Referring further to FIG. 1, the
プロセッサ21はインタフェース22を介してメモリ13との間でパケットを入出力し、パケットの処理を行う。
The processor 21 inputs and outputs packets to and from the
インタフェース22は、処理するパケットのデータをメモリとの間で交換するためのメモリアクセス用のインタフェースである。
The
動作クロック調節部23は、プロセッサ21の動作クロックをライン制御部15から指示されたクロック速度に調整する。
The operation
起動/停止処理部24は、ライン制御部15からの指示に従って処理ライン14内のデバイスを起動または停止させる。
The start /
電力計測部25は、プロセッサ21およびインタフェース22の消費電力を計測する。
The power measuring unit 25 measures the power consumption of the processor 21 and the
ライン制御部15は、到着するパケットのトラヒック量に応じて、パケット処理装置10の消費電力が小さくなるように、動作させる処理ライン14の数と、動作クロックのクロック速度を変化させる。
The
その際、ライン制御部15は、各処理ライン14で計測された消費電力とトラヒック計測部16で計測されたトラヒック量とから、パケット処理装置10の消費電力が最小となるような、動作させる処理ライン14の数を決定する。
At that time, the
続いて、ライン制御部15は、動作する処理ライン14の数と、トラヒック計測部16で計測されたトラヒック量とから、パケット処理装置10の消費電力が最小となるような、処理ライン14の動作クロックのクロック速度を決定する。
Subsequently, the
動作させる処理ライン14の数と、処理ライン14の動作クロックのクロック速度とを決定すると、ライン制御部15は、その決定に基づいて各処理ライン14に起動または停止を指示し、また決定したクロック速度で動作するように各処理ライン14に指示する。
When the number of
例えば到着するパケットのトラヒック量が同じでも、並列で動作する処理ライン14の数を増やしつつ、処理ライン14内のプロセッサ21の動作クロックのクロック速度を下げることで、パケット処理装置10全体としての処理性能を保ちつつ消費電力を削減することができる。前述したようにプロセッサ21の消費電力は動作クロックの3乗に比例して増加する。それ故、動作クロックのクロック速度を下げることにより、動作する処理ライン14の数を増やした分を補填するだけの消費電力の削減効果を得ることができる。
For example, even if the amount of traffic of the arriving packets is the same, the number of
ただし、処理ライン14内のデバイスにはクロック速度を変化させないことが好ましいものがある。例えば、メモリ13との間でデータのread/writeを行うためのインタフェース22はクロック速度を変化させないことが好ましい。メモリ13とプロセッサ21との間でやりとりされるデータ量は、動作する処理ライン14の数が変化しても変化しない場合にはこれに該当する。その場合、動作する処理ライン14の数によって変化しないデータ量を処理するためにインタフェース22の動作クロックを動作する処理ラインの数によらず一定にしておくのがよい。動作する処理ライン14の数を増加させると、動作するインタフェース22の数が増加するので、増加したインタフェース22の分だけ消費電力は増加することになる。インタフェース22の分の消費電力は、動作する処理ライン14の数を増やすと増えるので、動作する処理ライン14の数を増やしつつ動作クロックのクロック速度を下げることにより低減されるプロセッサ21の消費電力とトレードオフの関係となる。
However, some devices in the
本実施形態では、電力計測部25は、プロセッサ21とインタフェース22の両方の消費電力を計測し、ライン制御部15はその計測結果を基に、動作させる処理ライン14の数と動作クロックのクロック速度を決定するので、プロセッサ21の消費電力と22インタフェースの消費電力のトレードオフを考慮に入れて消費電力が最小になるような制御を行うことができる。
In the present embodiment, the power measurement unit 25 measures the power consumption of both the processor 21 and the
図2は、動作させる処理ライン14の数と動作クロックのクロック速度を決定する方法を示すフローチャートである。図2を参照すると、まず、トラヒック計測部16は、定期的にパケット処理装置10に到着するパケットのトラヒック量を計測する(ステップ101)。前回の計測値と比べた変動幅が小さければ、動作させる処理ライン14の数や動作クロックのクロック速度が大きく変化しないことを考慮し、前回の計測値と比べた変動幅が所定の閾値を越えていたときだけ、それ以降の処理を実行することにしてもよい。また、動作する処理ライン14の数と動作クロックのクロック速度の現在の値を決定したときの計測値と比べた変動幅が所定の閾値を超えていたときだけ、それ以降の処理を実行することにしてもよい。
FIG. 2 is a flowchart showing a method of determining the number of
次に、計測されたトラヒック量のパケットを処理できる範囲で最低のクロック速度で動作するときの消費電力を計測するために、計測されたトラヒック量のパケットを動作中の処理ライン14で処理できる範囲で最低のクロック速度を算出し、動作クロックをそのクロック速度に設定する(ステップ102)。
Next, in order to measure the power consumption when operating at the lowest clock speed within the range in which packets of the measured traffic volume can be processed, the range in which the packet of the measured traffic volume can be processed by the
このときの動作クロックのクロック速度の設定例として、{(計測されたトラヒック量)×(最大トラヒック量を1つの処理ラインで処理する場合の最低のクロック速度)}/{(最大トラヒック量)×(動作中の処理ラインの数)}によって算出される値を使用する。最大トラヒック量とは、パケット処理装置10へ到着するパケットの、想定される最大のトラヒック量であり、予め定めておくことができる値である。その値に応じて、最大トラヒック量を1つの処理ラインで処理する場合の最低のクロック速度も予め定めておくことができる。 As an example of setting the clock speed of the operation clock at this time, {(measured traffic volume) × (minimum clock speed when the maximum traffic volume is processed by one processing line)} / {(maximum traffic volume) × (Number of active processing lines)} is used. The maximum traffic volume is an assumed maximum traffic volume of a packet arriving at the packet processing apparatus 10 and is a value that can be determined in advance. According to the value, the minimum clock speed when the maximum traffic amount is processed by one processing line can be determined in advance.
その後、動作中の各処理ライン14においてプロセッサ21とインタフェース22における消費電力を計測する(ステップ103)。
Thereafter, the power consumption in the processor 21 and the
続いて、計測された消費電力から、パケット処理装置10の消費電力を最小にする、動作する処理ライン14の数を計算する(ステップ104)。その際の計算方法の詳細については後述する。
Subsequently, the number of
更に、計測されたトラヒック量のパケットをステップ104で算出された数の処理ライン14で処理できる範囲で最低のクロック速度を算出する(ステップ105)。
Further, the lowest clock speed is calculated within a range in which the packet of the measured traffic volume can be processed by the number of
このときの動作クロックのクロック速度の設定例として、{(計測されたトラヒック量)×(最大トラヒック量を1つの処理ラインで処理する場合の最低のクロック速度)}/{(最大トラヒック量)×(算出した処理ラインの数)}によって算出される値を使用する。 As an example of setting the clock speed of the operation clock at this time, {(measured traffic volume) × (minimum clock speed when the maximum traffic volume is processed by one processing line)} / {(maximum traffic volume) × (Calculated number of processing lines)} is used.
最後に、動作する処理ライン14の数がステップ104で算出した数となり、動作クロックがステップ105で算出したクロック速度となるように、各処理ライン14を制御する(ステップ106)。
Finally, each
以上のようにして、動作させる処理ライン14の数と動作クロックのクロック速度とが決定される。
As described above, the number of
図3は、前述したステップ104において、動作する処理ライン14の数を算出する方法を示すフローチャートである。図3を参照すると、まず、ステップ103にて計測された各プロセッサ21の消費電力から、それらの総和に並列処理ライン数の2乗を乗算した値であるW1を算出する(ステップ201)。このW1は、パケット処理装置10の消費電力に対するプロセッサ21の消費電力の寄与の程度を示す指標値(プロセッサ指標値)となる。
FIG. 3 is a flowchart showing a method for calculating the number of
また、ステップ103にて計測された各インタフェース21の消費電力から、それらの平均値であるWmを算出する(ステップ202)。このWmは、パケット処理装置10の消費電力に対するインタフェース22の消費電力の寄与の程度を示す指標値(インタフェース指標値)となる。ステップ201とステップ202の順序は特に限定されない。
Also, from the power consumption of each interface 21 measured in
続いて、ステップ201で算出したプロセッサ指標値W1と、ステップ202で算出したインタフェース指標値Wmとを式(1)に代入することにより、動作する処理ライン14の数nに対する、パケット処理装置10の消費電力を示す関数の式(消費電力式)を決定する(ステップ203)。式(1)において、Wbはメモリ13へのアクセスのためのバッファの消費電力である。
Subsequently, by substituting the processor index value W 1 calculated in
最後に、ステップ203で決定した消費電力式が極小となるnの値を算出し、それを動作する処理ライン14の数とする(ステップ204)。
Finally, the value of n that minimizes the power consumption formula determined in
以上のようにして、動作する処理ライン14の数が算出される。次に、上述した処理ライン14の数の算出の意味を詳しく説明する。
As described above, the number of
図1に示したパケット処理装置10は、主に、プロセッサ21とインタフェース22、ならびにメモリ13で電力を消費する。プロセッサ21とインタフェース22は処理ライン14毎にあるため、動作する処理ライン14の分だけ消費電力が増加する。
The packet processing apparatus 10 shown in FIG. 1 consumes power mainly by the processor 21, the
複数の処理ライン14が独立にパケットを処理する場合、動作する処理ライン14の数nと、処理ライン14内のプロセッサ21の動作クロックのクロック速度Cpの積が、1つの処理ライン14で全てのパケットをロスなく処理することができる最低のクロック速度C以上であれば、どの処理ライン14でもパケットのロスが発生しない。
When a plurality of
動作クロックのクロック速度が低いほど消費電力は小さく抑えられるので、消費電力を削減するには、動作する処理ライン14の数nと、処理ライン14内のプロセッサ21の動作クロックのクロック速度Cpの積がクロック速度Cに等しくなることが望ましい。
Since the power consumption is reduced as the clock speed of the operation clock is lower, in order to reduce the power consumption, the number n of the
ここで、クロック速度Cの値は、パケットの到着レートが最大であるときに1つの処理ライン14で全てのパケットをロスなく処理することができる最低のクロック速度C1と、最大トラヒック量に対する計測時のトラヒック量の割合αとの積で与えられる。
Here, the value of the clock speed C is measured with respect to the minimum clock speed C 1 at which all packets can be processed without loss in one
よって、動作する処理ライン14の数nと、クロック速度Cpとの積は、C1αと等しくなる。1つの処理ライン14で全てのパケットを処理し、その処理ライン14のプロセッサ21がクロック速度C1αで動作しているときの消費電力をW1(α)とすると、同じだけのパケットをn個の処理ライン14で処理する場合の1つのプロセッサ21あたりの消費電力はW1(α)/n3となる。これは1つの処理ライン14内のプロセッサ21の動作クロックのクロック速度がC1α/nになるためである。なお、W1(α)は前述したW1と同じものと意味するが、W1の値がαに依存することを明示している。
Therefore, the product of the number n of
1つのプロセッサ21の消費電力W1(α)/n3は電力計測部25で計測されているため、その計測値よりW1(α)を算出することができる。 Since the power consumption W 1 (α) / n 3 of one processor 21 is measured by the power measuring unit 25, W 1 (α) can be calculated from the measured value.
ここで、パケット処理装置10全体の消費電力が最小となるような、動作する処理ライン14の数nを求めることを考える。そこで、パケット処理装置10全体の消費電力をライン数nの関数として導出する。
Here, it is considered to obtain the number n of
1つの処理ライン14あたりの消費電力はプロセッサ21の消費電力とインタフェース22の消費電力Wmとの和である。プロセッサ21の消費電力は、前述したようにW1(α)/n3で表される。よって、1つの処理ライン14あたりの消費電力は(Wm+W1(α)/n3)で表すことができる。動作する処理ライン14がn個存在すれば、パケット処理装置14全体の処理ライン14での消費電力はn(Wm+W1(α)/n3)で表される。
Power consumption per one
また、メモリ13で消費される電力として、入出力用のバッファのために用意されたメモリ容量で消費される電力Wbがある。これを含めたパケット処理装置10全体の消費電力はn(Wm+W1(α)/n3)+Wbと表すことができる(式(1))。
Further, as the power consumed by the
パケット処理装置10全体の消費電力が最小となる、動作する処理ライン14の数nを決定するには、式(1)で表される電力(n)が極小となるnを求めればよい。
そのために、式(1)をnで微分し、それが0となるnを求める。この結果、パケット処理装置10の消費電力が最小となる処理ライン14の数は式(2)で表される。
In order to determine the number n of
For this purpose, the equation (1) is differentiated by n, and n is calculated such that it becomes 0. As a result, the number of
式(2)のうち、インタフェース22の消費電力Wmは、各インタフェース22の対応する電力計測部25によって計測される。また、前述のようにW1(α)は、電力計測部25によって計測されるプロセッサ21の消費電力より導出することができる。
In Expression (2), the power consumption W m of the
次に、具体的な数値を用いて、動作させる処理ライン14の数を実際に算出した例を示す。ここで、Wm=0.0001、W1=70とすると、式(2)より、動作させる処理ライン14の数は111.86・・・となる。処理ライン14の数は整数値であるため、この値の小数点以下を四捨五入、もしくは切り上げると、動作させる処理ライン14の数は112となる。また、小数点以下を切り捨てると、動作させる処理ライン14の数は111となる。
Next, an example in which the number of
これより、処理ライン数を111もしくは112になるように、処理ライン14を起動あるいは停止させることで、消費電力が最小の状態でパケット処理装置10を稼動することができる。
Thus, by starting or stopping the
以上説明したように、本実施形態によれば、入力されるパケットのトラヒック量と、動作中の処理ライン14の消費電力とから、入力されるパケットをロスなく処理できかつパケット処理装置10の消費電力が最小となる処理ラインの動作数と動作クロックのクロック速度とが決定されるので、トラヒック量の変動に応じてパケット処理装置10の消費電力を適切に抑制することができる。また、パケット処理装置10の設計時に、想定されるトラヒック量から、消費電力が最小となる処理ライン14の数を評価することができ、消費電力の少ないパケット処理装置14の設計が可能になる。
As described above, according to the present embodiment, the input packet can be processed without loss from the amount of traffic of the input packet and the power consumption of the
なお、本実施形態のライン制御部15およびトラヒック計測部16は、コンピュータの備えるプロセッサが記録媒体からソフトウェアプログラムを読み出して実行することにより実現することもできる。
Note that the
10 パケット処理装置
11 入力ポート
12 出力ポート
13 メモリ
14 処理ライン
15 ライン制御部
16 トラヒック計測部
21 プロセッサ
22 インタフェース
23 動作クロック調整部
24 起動/停止処理部
25 電力計測部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (7)
前記パケットを保管するメモリと、
それぞれが、プロセッサと該プロセッサが前記メモリにアクセスするためのインタフェースを備え、動作の起動および停止が可能であり、動作中は、クロック速度の調整が可能な動作クロックで前記プロセッサを動作させて、前記メモリにアクセスして該メモリに保管されたパケットを処理する複数の処理ラインと、
前記入力されるパケットのトラヒック量と、動作中の前記処理ラインの消費電力とから、前記入力されるパケットをロスなく処理できかつ前記パケット処理装置の消費電力が最小となる、動作する処理ラインの個数と、処理ラインの動作クロックのクロック速度とを決定し、その決定に基づいて前記処理ラインの稼動および動作クロックを制御するライン制御部と、を有するパケット処理装置。 A packet processing device for processing input packets in parallel by a plurality of processors,
A memory for storing the packet;
Each includes a processor and an interface for the processor to access the memory, and can start and stop the operation. During the operation, the processor is operated with an operation clock capable of adjusting the clock speed. A plurality of processing lines for accessing the memory and processing packets stored in the memory;
Based on the amount of traffic of the input packet and the power consumption of the processing line in operation, the processing line that can operate the input packet without loss and has the minimum power consumption of the packet processing device. And a line control unit that determines the number and the clock speed of the operation clock of the processing line, and controls the operation and operation clock of the processing line based on the determination.
前記パケット処理装置の消費電力が最小となる、前記動作させる処理ラインの個数を算出し、
算出した前記動作させる処理ラインの個数に基づいて、前記パケット処理装置の消費電力が最小となる、動作クロックのクロック速度を算出し、
算出した前記動作する処理ラインの個数と、前記動作クロックのクロック速度とに基づいて前記処理ラインを制御する、請求項1に記載のパケット処理装置。 The line control unit
Calculating the number of processing lines to be operated, in which the power consumption of the packet processing device is minimized;
Based on the calculated number of processing lines to be operated, calculating the clock speed of the operation clock that minimizes the power consumption of the packet processing device,
The packet processing device according to claim 1, wherein the processing line is controlled based on the calculated number of operating processing lines and the clock speed of the operating clock.
前記入力されるパケットのトラヒック量の計測値と、動作中の処理ラインの個数とから、前記パケットの消費電力が最小となる第1のクロック速度を算出し、
前記動作中の処理ラインを前記第1のクロック速度で動作させ、そのときの前記動作中の処理ラインの消費電力から、動作させる処理ラインの新たな個数を算出し、
前記入力されるパケットのトラヒック量の計測値と、前記動作させる処理ラインの新たな個数とから、前記パケットの消費電力が最小となる第2のクロック速度を算出し、
前記動作させる処理ラインの新たな個数と、前記第2のクロック速度とに基づいて前記処理ラインを制御する、請求項2に記載のパケット処理装置。 The line control unit
From the measured value of the traffic amount of the input packet and the number of processing lines in operation, a first clock speed at which the power consumption of the packet is minimized is calculated,
The operating processing line is operated at the first clock speed, and a new number of operating processing lines is calculated from the power consumption of the operating processing line at that time,
From the measured value of the traffic amount of the input packet and the new number of processing lines to be operated, a second clock speed at which the power consumption of the packet is minimized is calculated,
The packet processing device according to claim 2, wherein the processing line is controlled based on the new number of processing lines to be operated and the second clock speed.
前記ライン制御部は、前記プロセッサの消費電力の計測値と前記インタフェースの消費電力の計測値とを用いて導出される、動作する処理ラインの個数に対する前記プロセッサ処理装置の消費電力を表す関係式の値が最小となる、動作する処理ラインの個数を、前記動作させる処理ラインの新たな個数とする、請求項3に記載のパケット処理装置。 The processing line measures power consumption of the processor and power consumption of the interface separately,
The line control unit is derived from the measured value of the power consumption of the processor and the measured value of the power consumption of the interface, and represents a relational expression representing the power consumption of the processor processing device with respect to the number of operating processing lines. 4. The packet processing device according to claim 3, wherein the number of operating processing lines having a minimum value is the new number of operating processing lines.
前記入力されるパケットのトラヒック量と、動作中の前記処理ラインの消費電力とを計測し、
計測された、前記トラヒック量および前記動作中の処理ラインの消費電力から、前記入力されるパケットをロスなく処理できかつ前記パケット処理装置の消費電力が最小となる、動作する処理ラインの個数と、前記処理ラインの動作クロックのクロック速度とを決定し、
その決定に基づいて前記処理ラインの稼動および動作クロックを制御する、パケット処理方法。 A memory for storing an input packet; a processor; and a plurality of processing lines each having an interface for allowing the processor to access the memory and accessing the memory and processing the packets stored in the memory in parallel A packet processing method in a packet processing device,
Measure the traffic amount of the input packet and the power consumption of the processing line in operation,
From the measured traffic amount and power consumption of the operating processing line, the number of operating processing lines that can process the input packet without loss and minimize the power consumption of the packet processing device; Determining the clock speed of the operation clock of the processing line;
A packet processing method for controlling the operation and operation clock of the processing line based on the determination.
前記入力されるパケットのトラヒック量と、動作中の前記処理ラインの消費電力とを計測する手順と、
計測された、前記トラヒック量および前記動作中の処理ラインの消費電力から、前記入力されるパケットをロスなく処理できかつ前記パケット処理装置の消費電力が最小となる、動作する処理ラインの個数と、前記処理ラインの動作クロックのクロック速度とを決定する手順と、
その決定に基づいて前記処理ラインの稼動および動作クロックを制御する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A memory for storing an input packet; a processor; and a plurality of processing lines each having an interface for allowing the processor to access the memory and accessing the memory and processing the packets stored in the memory in parallel A program for operating a computer as a packet processing device,
A procedure for measuring the traffic amount of the input packet and the power consumption of the processing line in operation;
From the measured traffic amount and power consumption of the operating processing line, the number of operating processing lines that can process the input packet without loss and minimize the power consumption of the packet processing device; Determining a clock speed of an operation clock of the processing line;
A program for causing a computer to execute an operation of the processing line and a procedure for controlling an operation clock based on the determination.
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