JP2010020743A - 複数のコアを含むプロセッサを有するコンピュータ・システムの制御 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のコアを含むプロセッサを有するコンピュータ・システムを制御する方法を提供すること。
【解決手段】 複数のコアを含む少なくとも１つのプロセッサを有するコンピュータ・システムの制御が、動作条件に基づいて、所定の期間に動作する複数のコアの最大数を設定するコア最大値を確立することと、所定の期間に動作する少なくとも１つのプロセッサの複数のコアの数と関連したコア実行値を求めることと、所定の期間においてコア実行値がコア最大値を上回る場合には、複数のコアの少なくとも１つを停止させることと、を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンピュータ・システムの技術に関し、より特定的には、複数のコアを含むプロセッサを有するコンピュータ・システムを制御する方法に関する。

コンピュータ・システムは、より複雑になりつつあり、一層多くのタスクを実行すると同時に、サイズを低減させることが可能になっている。ストリーミング・ビデオ、ゲーム（ｇａｍｍｉｎｇ）のようなプロセッサ集中型アプリケーション、及び、複雑なスプレッドシートの処理、計算等を迅速に処理するために、プロセッサのクロック速度が増大し続けている。多くのコンピュータ・システムは、プロセッサ集中型アプリケーションに適合させるように、マルチプロセッサを用いている。マルチプロセッサを用いることに加えて、現在のところ、速度及び処理帯域幅が増大した２つのコアを有するプロセッサが存在する。プロセッサの速度及び複雑さが増大するにつれて、熱が問題になる。

現在のところ、放熱はマクロ・レベルで対処されている。つまり、プロセッサから熱を放散するために、ファン及び熱シンクが設けられる。熱が依然として問題になるとき、システムのシャットダウンが行なわれる。つまり、大規模なマルチコンピュータ・システムの場合には、温度レベルが低下するまで、１つ又は複数のシステムがシャットダウンされる。マルチプロセッサ・システムの場合には、温度レベルが最大許容限界よりも下に下がるまで、１つ又は複数のプロセッサが停止される。温度レベルが許容限界の範囲内に戻ると、システム／プロセッサは再開される。

熱を低減させるのに有効ではあるが、両方の解決策は、コンピュータ・リソースの著しい損失を示す。

本発明の例示的な実施形態は、動作条件に基づいて、所定の期間に動作する複数のコアの最大数を設定するコア最大値を確立することと、所定の期間に動作する少なくとも１つのプロセッサの複数のコアの数と関連したコア実行値を求めることと、所定の期間においてコア実行値がコア最大値を上回る場合に、複数のコアの少なくとも１つを停止させることとによって、複数のコアを含む少なくとも１つのプロセッサを有するコンピュータ・システムを制御することを含む。

上に要約された方法に対応するシステム及びコンピュータ・プログラム製品も、ここに説明され、特許請求される。

さらなる特徴及び利点が、本発明の例示的な実施形態の技術を通して実現される。本発明の他の実施形態及び態様は、ここに詳細に説明され、特許請求される本発明の一部とみなされる。利点及び特徴を有する本発明をより良く理解するために、説明及び図面を参照されたい。

本発明と考えられる主題は、本明細書の冒頭の特許請求の範囲において具体的に示され、明確に特許請求されている。本発明の前記及び他の目的、特徴、並びに利点は、添付の図面と関連して用いられる以下の詳細な説明から明らかである。

詳細な説明は、例として図面を参照して、利点及び特徴と共に本発明の例示的な実施形態を説明する。

まず図１を参照すると、複数のコアが設けられた中央処理装置を有するコンピュータ・システムを制御する方法が、全体を２０で示される。ブロック２２に示されるように、最初に、プロセッサについての動作パラメータが感知される。より具体的には、これらに限られるものではないが、電力供給容量、空調装置容量、処理負荷、及び／又は周囲温度といった種々の動作パラメータに関する判断を行なう。ブロック２４に示されるように、動作パラメータの１つ又は複数に基づいて、Ｃ＿最大値すなわち同時に実行されるべきプロセッサ・コアの数を求める。ブロック２６に示されるように、Ｃ＿最大値を求めた後、Ｃ＿実行値を設定するために、現在実際に実行されているコアの数に関する判断を行なう。ブロック２７に示されるように、実行中のコアの数に関してプロセッサを走査しながら、全てのアクティブ・ジョブに優先順位をつける。優先順位は、これらに限られるものではないが、問題解決の深刻さなどの種々のパラメータに基づいている。例えば、即答を必要とするジョブは、長期の調査を必要とするジョブよりも優先する。優先順位は、システム管理者又は各ユーザにより設定することができる。いずれにしても、現在の優先順位リストを維持するために、アクティブ・ジョブの優先順位を定期的に更新する。ブロック２８に示されるように、この時点で、Ｃ＿実行値をＣ＿最大値と比較する。Ｃ＿実行値がＣ＿最大値よりも小さい場合には、何のアクションもとられず、Ｃ＿実行値を連続的に更新し、Ｃ＿最大値と比較する。しかしながら、ブロック３０に示されるように、Ｃ＿実行値がＣ＿最大値を上回る場合には、コアを停止しなければならず、Ｃ＿実行値をＣ＿最大値を下回るレベルに戻すために、停止する必要があるコアの数に関する判断を行なう。

停止する必要があるコアの数は、Ｃ＿実行値をＣ＿最大値を下回る点まで下げるのに必要なコアの数に等しいか、又はそれよりも大きくすべきである。コアの停止は、ブロック２７において求められたようなジョブ優先順位に基づいている。優先順位の低いコアは、優先順位の高いコアより先に停止される。停止されるコアが識別されると、停止値が、関連したコア割り当てテーブルに割り当てられる。停止される各コアについて、ジョブが完了するか、又は停止点に達すると、コアが停止され、さらなる命令なしに付加的なジョブを引き受けないように命令される。より具体的には、停止値を受け取ると、コアは、呼び出しスタック、ページング状態、メモリ・アクセス及び他のジョブ情報をメモリにコピーし、スリープ・モードをとる。ブロック３２に示されるように、この時点で、Ｃ＿実行値がＣ＿最大値よりも小さいかどうかの判断を行なう。Ｃ＿実行値がＣ＿最大値よりも小さくない場合には、付加的なコアが停止される。他方、ブロック３４に示されるように、Ｃ＿実行値がＣ＿最大値のレベル又はこれを下回るレベルに下がった場合には、前に停止したコアが再開され、付加的なジョブを引き受けることが可能になる。

より具体的には、Ｃ＿実行値がＣ＿最大値のレベル又はそれよりも低いレベルに下がると、幾つのコアをスリープ・モードから覚醒させ得るかについて判断を行なう。スリープ・モードから覚醒されるコアの特定のもの、例えば、特定の処理ジョブを処理するのに必要なコアは、割り当てられたジョブの優先順位によって決まる。再開されるコアが識別されると、覚醒値が、コア割り当てテーブルに割り当てられる。覚醒値を受け取ると、コアは、呼び出しスタック、ページング状態、メモリ・アクセス及び他のジョブ情報をメモリにコピーし、既に処理中のジョブをレジュームする、又は新しいジョブを引き受けることが可能になる。

この時点で、本発明の例示的な実施形態は、単一のプロセッサと関連して説明されているが、多数のコアを有するマルチプロセッサ、及び各々が多数のコアを有するマルチプロセッサを有するサーバと共に用い得ることも認識すべきである。このように、本発明の例示的な実施形態は、例えば、高温、高い利用頻度といった過酷状態（duress）にある間、プロセッサ負荷を管理する。著しく過酷な状態にある間、システムは、必要に応じてコアの特定のものを停止又はシャットダウンし、長時間過酷状態にある間、プログラムを持続可能なレベルに維持し、電源供給の停止又は温度調節機器の故障を防ぐ。

本発明の能力は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせで実施することができる。一例として、ここに説明される複数のコアが設けられた中央処理装置を有するコンピュータ・システムを制御する方法は、汎用コンピュータを用いて実行され、この方法は、汎用コンピュータによって用いるための、リムーバブル媒体又はハード媒体上の１組の命令としてコード化することができる。図２は、本発明の実施形態を実行するのに好適な汎用コンピュータの概略的なブロック図である。図２において、コンピュータ・システム４００は、少なくとも１つのマイクロプロセッサ又は中央処理装置（ＣＰＵ）４０５を有する。ＣＰＵ４０５は、システム・バス４１０を介して、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）４１５と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４２０と、リムーバブル・データ及び／又はプログラム記憶装置４３０並びに大容量データ及び／又はプログラム記憶装置４３５を接続するための入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ４２５と、キーボード４４５及びマウス４５０を接続するためのユーザ・インターフェース・アダプタ４４０と、データ・ポート４６０を接続するためのポート・アダプタ４５５と、ディスプレイ装置４７０を接続するためのディスプレイ・アダプタ４６５と、に相互接続される。

ＲＯＭ４２０は、コンピュータ・システム４００のための基本オペレーティング・システムを収容する。当技術分野において周知のように、オペレーティング・システムは、代替的に、ＲＡＭ４１５又は他の場所にあってもよい。リムーバブル・データ及び／又はプログラム記憶装置４３０の例は、フロッピー（登録商標）・ドライブ及びテープ・ドライブなどの磁気媒体と、ＣＤ ＲＯＭドライブなどの光媒体とを含む。大容量データ及び／又はプログラム記憶装置４３５の例は、ハードディスク・ドライブと、フラッシュ・メモリなどの不揮発性メモリとを含む。キーボード４４５及びマウス４５０に加えて、トラックボール、書き込みタブレット、圧力パッド、マイクロフォン、ライトペン、及び位置感知スクリーン・ディスプレイといった他のユーザ入力装置をユーザ・インターフェース４４０に接続することができる。ディスプレイ装置の例は、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイと、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とを含む。

ここに示されるフロー図は、単なる例にすぎない。本発明の精神から逸脱することなく、ここに説明されるこれらの図又はステップ（或いは、動作）に対する多くの変形があり得る。例えば、ステップを異なる順序で実行することができ、或いはステップを付加し、削除し、又は変更することができる。これら変形の全てが、本発明の特許請求の範囲の一部と考えられる。

本発明の好ましい実施形態が説明されたが、当業者であれば、現在においても将来においても、上記の特許請求の範囲内に含まれる種々の改良及び向上を行ない得ることが理解されるであろう。これらの特許請求の範囲は、最初に説明された本発明に関する適切な保護を維持するように解釈すべきである。

本発明の例示的な実施形態による、複数のコアを有するプロセッサを制御する方法を説明するフローチャートである。 本発明の例示的な実施形態を実行するのに好適な汎用コンピュータの概略的なブロック図である。

符号の説明

４００：コンピュータ・システム
４０５：中央処理装置
４１０：システム・バス
４１５：ランダム・アクセス・メモリ
４２０：読み出し専用メモリ
４２５：入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ
４３０：リムーバブル記憶装置
４３５：大容量記憶装置
４４０：ユーザ・インターフェース・アダプタ
４４５：キーボード
４５０：マウス
４５５：ポート・アダプタ
４６０：データ・ポート
４６５：ディスプレイ・アダプタ
４７０：ディスプレイ装置

Claims (20)

1. 複数のコアを含む少なくとも１つのプロセッサを有するコンピュータ・システムを制御する方法であって、
   動作条件に基づいて、所定の期間に動作する前記複数のコアの最大数を設定するコア最大値を確立することと、
   前記所定の期間に動作する前記少なくとも１つのプロセッサの前記複数のコアの数と関連したコア実行値を求めることと、
   前記所定の期間において前記コア実行値が前記コア最大値を上回る場合には、前記複数のコアの少なくとも１つを停止させることと、
   を含む前記方法。
2. 前記少なくとも１つのプロセッサにおける温度を感知することと、
   前記少なくとも１つのプロセッサにおける前記温度に基づいて、前記コア最大値を確立することと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のコアの各々についての処理負荷を感知することと、
   前記処理負荷に基づいて、前記コア最大値を確立することと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記複数のコアのどれが優先順位の低いプロセスを実行しているかを検知することと、
   優先順位の最も低いプロセスを実行している前記コアを停止させることと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記コア最大値が前記コア実行値より大きくなるまで、前記複数のコアの付加的なものを停止させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 停止させるために前記複数のコアの選択されたものを識別することと、
   前記複数のコアの前記選択されたものを停止させる前に、前記複数のコアの前記選択されたものからプロセスを転送することと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 別の所定の期間における動作条件に基づいて、新しいコア最大値を確立することと、
   前記コア実行値が前記新しいコア最大値と等しいか又はこれよりも大きい場合には、前記複数のコアの前記少なくとも１つを再開することと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. コンピュータ・システムを動作させるためのシステムであって、
   複数のコアを含む少なくとも１つの中央処理装置（ＣＰＵ）であって、前記少なくとも１つの中央処理装置は、システム・バスを介して、
   リムーバブル・データ記憶装置、プログラム記憶装置、及び大容量データ記憶装置の少なくとも１つに接続する入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタと、
   １つ又は複数のコンピュータ入力装置に接続するユーザ・インターフェース・アダプタと、
   ディスプレイ装置に接続するディスプレイ・アダプタと、
   前記少なくとも１つのＣＰＵによって実行されるとき、前記システムに、
   動作条件に基づいて所定の期間に動作する前記複数のコアの最大数を設定するコア最大値を確立させ、
   前記所定の期間に動作する前記少なくとも１つのプロセッサの前記複数のコアの数と関連したコア実行値を求めさせ、
   前記所定の期間において前記コア実行値が前記コア最大値を上回る場合には、前記複数のコアの少なくとも１つを停止させる、
   １組の命令が格納された少なくとも１つのメモリ装置と、
   に機能的に相互接続される、前記少なくとも１つの中央処理装置（ＣＰＵ）を備える、前記システム。
9. 前記命令の組は、前記少なくとも１つのＣＰＵによって実行されるとき、前記システムに、
   前記少なくとも１つのＣＰＵにおける温度を感知させ、
   前記少なくとも１つのＣＰＵにおける前記温度に基づいて、前記コア最大値を確立させる、請求項８に記載のシステム。
10. 前記命令の組は、前記少なくとも１つのＣＰＵによって実行されるとき、前記システムに、
    前記複数のコアの各々についての処理負荷を感知させ、
    前記処理負荷に基づいて、前記コア最大値を確立させる、
    請求項８に記載のシステム。
11. 前記命令の組は、前記少なくとも１つのＣＰＵによって実行されるとき、前記システムに、
    前記複数のコアのどれが優先順位の低いプロセスを実行しているかを検知させ、
    優先順位の最も低いプロセスを実行している前記コアを停止させる、
    請求項８に記載のシステム。
12. 前記命令の組は、前記少なくとも１つのＣＰＵによって実行されるとき、前記システムに、
    前記コア最大値が前記コア実行値よりも大きくなるまで、前記複数のコアの付加的なものを停止させる、
    請求項８に記載のシステム。
13. 前記命令の組は、前記少なくとも１つのＣＰＵによって実行されるとき、前記システムに、
    停止させるために前記複数のコアの選択されたものを識別させ、
    前記複数のコアの前記選択されたものを停止させる前に、前記複数のコアの前記選択されたものからプロセスを転送させる、
    請求項８に記載のシステム。
14. 前記命令の組は、前記ＣＰＵによって実行されるとき、前記システムに、
    別の所定の期間における動作条件に基づいて、新しいコア最大値を確立させ、
    前記コア実行値が前記新しいコア最大値と等しいか又はこれよりも大きい場合には、前記複数のコアの前記少なくとも１つを再開させる、
    請求項８に記載のシステム。
15. コンピュータ可読プログラムを含むコンピュータ使用可能媒体であって、
    前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに、
    動作条件に基づいて、所定の期間に動作する少なくとも１つのプロセッサの複数のコアの最大数を設定するコア最大値を確立させ、
    前記所定の期間に動作する前記複数のコアの数と関連したコア実行値を求めさせ、
    前記所定の期間において前記コア実行値が前記コア最大値を上回る場合には、前記複数のコアの少なくとも１つを停止させる、
    前記コンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータ・プログラム製品。
16. 前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに、
    前記少なくとも１つのプロセッサにおける温度を感知させ、
    前記少なくとも１つのプロセッサにおける前記温度に基づいて、前記コア最大値を確立させる、
    請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。
17. 前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに、
    前記複数のコアの各々についての処理負荷を感知させ、
    前記処理負荷に基づいて、前記コア最大値を確立させる、
    請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。
18. 前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに、
    前記複数のコアのどれが優先順位の低いプロセスを実行しているかを検知させ、
    優先順位の最も低いプロセスを実行している前記コアを停止させる、
    請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。
19. 前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに、
    前記コア最大値が前記コア実行値よりも大きくなるまで、前記複数のコアの付加的なものを停止させる、
    請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。
20. 前記コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに、
    停止させるために前記複数のコアの選択されたものを識別させ、
    前記複数のコアの前記選択されたものを停止させる前に、前記複数のコアの前記選択されたものからプロセスを転送させる、
    請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。

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