JP2010182225A - マルチプロセッサシステム、及びマルチプロセッサシステムの動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の同種の拡張カードが搭載されていても、立ち上げ処理を高速化することができる、マルチプロセッサシステム及びマルチプロセッサシステムの動作方法を提供する。
【解決手段】複数のプロセッサと、Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒで前記複数のプロセッサと接続されるとともに、各々の配下に複数の拡張カードに接続される、複数のＩＯＨ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｈｕｂ）と、前記複数のプロセッサの各々が、前記複数のＩＯＨから選ばれる特定の前記ＩＯＨだけにアクセス可能となるように、前記複数のプロセッサと前記複数のＩＯＨとの間のルーティングを設定する、ルーティング設定手段と、前記ルーティング設定手段によりルーティングが設定された後に、前記各プロセッサにより、前記複数の拡張カードを初期化する、初期化手段とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチプロセッサシステム、及びマルチプロセッサシステムの動作方法に関する。

コンピュータシステムにおいて、立ち上げ処理を可能な限り高速化することが望まれている。

立ち上げ時間を短縮するための技術が、特許文献１（特開昭６３−８９９６３）に記載されている。特許文献１には、処理装置システム全体の立ち上げ時のイニシャル処理制御を行う親プロセサとその親プロセサが統括する他のプロセサを１つ以上持ち、それぞれのプロセサが並列に動作可能な処理装置において、イニシャル処理プログラムを各々のプロセサが予め持ち、これを並列起動する手段と、親プロセサ以外のプロセサのイニシャル処理の終了を親プロセサで検出する手段を持つことを特徴とするマルチプロセサシステムにおける並列イニシャル処理方式、が開示されている。この方式によれば、個々のプロセサが並列処理をすることになりイニシャル処理時間の短縮がはかれる。

また、特許文献２（特開平２−２５２０４９）には、複数のプロセッサユニットの共通部、特に制御メモリ全域の内容の初期化を同時に実施する手順と、この手順の後に各プロセッサユニットの固有部分の初期化を個別に実施する手順とにより初期化を行うことが記載されている。この技術によれば、マルチプロセッサ構成電子計算機の初期化が迅速に完了できる。

また、特許文献３（特開平１０−１１４１２）には、初期化処理負荷分散方式が開示されている。この初期化処理負荷分散方式は、マルチＣＰＵにて構成されるシステムの起動時に行われる初期処理負荷を分散する方式である。この方式は、初期処理をパラレルに処理できる機能毎にいくつかのブロックに分割し、実装されている全てのＣＰＵにブロック化した処理を割り当てることにより、初期処理の負荷を分散することを特徴とする。

特開昭６３−８９９６３号公報 特開平２−２５２０４９号公報 特開平１０−１１４１２号公報

ところで、コンピュータには、ＰＣＩバスを介して、拡張カードが搭載されることがある。拡張カードが搭載されたコンピュータでは、立ち上げ時のＰＯＳＴ（Ｐｏｗｅｒ−Ｏｎ−Ｓｅｌｆ−Ｔｅｓｔ）処理において、拡張カードが初期化される。拡張カードには、ＯｐｔｉｏｎＲＯＭ（ＯＰＲＯＭ）が格納されている。コンピュータは、プロセッサによってＯＰＲＯＭをメモリ上に展開することにより、拡張カードの初期化を行う。この拡張カードの初期化処理は、立ち上げ処理を遅延させる一つの要因となっている。また、拡張カードは、複数搭載されることもある。拡張カードが複数搭載される場合、初期化処理に要する時間は更に増大する。

この対策として、複数の拡張カードの初期化を、複数のプロセッサにより並列的に実行することが考えられる。

しかし、一般に、ＯＰＲＯＭは、起動されると、同じＰＣＩバスの配下に、起動元の拡張カード以外にも、同種の拡張カードが存在していないかを探索するように構成されている。同種の拡張カードがみつかった場合、ＯＰＲＯＭは、見つけた拡張カードを自制御下に置き、逐次的に拡張カードの初期化を実行する。これは、同じ種類のＯＰＲＯＭが何度も起動されてしまうことを防止するためである。

すなわち、単にマルチプロセッサによって複数の拡張カードのＯＰＲＯＭの起動を並列的に行ったとしても、同種の拡張カードが多数搭載されている場合には、一つのプロセッサで逐次的に拡張カードの初期化が実行されてしまう。従って、ＰＯＳＴ高速化の効果は期待できない、という問題点があった。

また、初期化処理が多重に行われてしまう可能性もあり、拡張カードの制御に問題が発生する可能性があった。

本発明にかかるマルチプロセッサシステムは、複数のプロセッサと、Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒで前記複数のプロセッサと接続されるとともに、各々の配下に複数の拡張カードに接続される、複数のＩＯＨ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｈｕｂ）と、前記複数のプロセッサの各々が、前記複数のＩＯＨから選ばれる特定の前記ＩＯＨだけにアクセス可能となるように、前記複数のプロセッサと前記複数のＩＯＨとの間のルーティングを設定する、ルーティング設定手段と、前記ルーティング設定手段によりルーティングが設定された後に、前記各プロセッサにより、前記複数の拡張カードを初期化する、初期化手段とを具備する。

この発明によれば、複数のプロセッサを有しているため、複数の拡張カードを並列的に初期化することができる。また、ルーティング設定手段によって、前記各プロセッサが特定のＩＯＨだけにアクセス可能となるように、ルーティングが設定される。初期化手段による初期化時に、あるプロセッサが、アクセス可能なＩＯＨの配下に存在する拡張カードの初期化を行ったとする。この際、別のＩＯＨの配下に同種の拡張カードが存在したとしても、このプロセッサからはアクセスができない。このプロセッサによって別のＩＯＨの配下に存在する同種の拡張カードの初期化が続けて行われることはない。複数の拡張カードの初期化が並列的に行われるとともに、複数の拡張カードの初期化が一つのプロセッサによって逐次的に行われることが防止される。これにより、立ち上げ処理を高速化することが可能となる。

本発明にかかるマルチプロセッサシステムの動作方法は、複数のプロセッサと、Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒで前記複数のプロセッサと接続されるとともに、各々の配下に複数の拡張カードに接続される、複数のＩＯＨ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｈｕｂ）とを用意するステップと、前記複数のプロセッサの各々が、前記複数のＩＯＨから選ばれる特定の前記ＩＯＨだけにアクセス可能となるように、前記複数のプロセッサと前記複数のＩＯＨとの間のルーティングを設定するステップと、前記ルーティングを設定するステップの後に、前記各プロセッサにより、前記複数の拡張カードを初期化するステップとを具備する。

本発明によれば、複数の同種の拡張カードが搭載されていても、立ち上げ処理を高速化することができる、マルチプロセッサシステム及びマルチプロセッサシステムの動作方法が提供される。

マルチプロセッサシステムの概略構成図である。 マルチプロセッサシステムの動作方法を概略的に示すフローチャートである。 マルチプロセッサシステムの動作方法を詳細に示すフローチャートである。 リソース管理テーブルの概念図である。 デコーダの内容の一例を示す概念図である。 デコーダの内容の一例を示す概念図である。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係るマルチプロセッサシステム１０の概略構成図である。このマルチプロセッサシステム１０は、複数のプロセッサ１（１−１、１−２、１−３）と、複数のＩＯＨ２（２−１、２−２、２−３）と、ＢＩＯＳ５（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と、ＢＭＣ７とを備えている。複数のプロセッサ１間、複数のＩＯＨ２間、及び複数のプロセッサ１と複数のＩＯＨ２との間は、ＰＣＩバスを介して、Ｐｅｅｒ−Ｔｏ−Ｐｅｅｒによって接続されている。すなわち、一のプロセッサ１は、他の全プロセッサと、全てのＩＯＨ２とにアクセス可能である。

また、複数のＩＯＨ２の各々には、その配下に、複数の拡張カード３（３−１〜３−１２）が搭載されている。具体的には、ＩＯＨ２−１の配下には拡張カード（３−１〜３−４）が搭載されており、ＩＯＨ２−２の配下には拡張カード（３−５〜３−８）が搭載されており、ＩＯＨ２−３の配下には拡張カード（３−９〜３−１２）が搭載されている。

各プロセッサ１は、デコーダ４を備えている。デコーダ４は、自プロセッサ内で発生したリクエストの宛先を決定するために、設けられている。デコーダ４には、要求されたリクエストに対するターゲット（ＩＯＨ）と、そのターゲットに割り当てられたレンジ（ＢＵＳ番号）とを、リストとして有している。

複数の拡張カード３の各々には、ＯＰＲＯＭ（図示せず）が搭載されている。ＯＰＲＯＭは、各拡張カード３の初期化を行うために搭載されている。ＯＰＲＯＭは、各プロセッサ１によってメモリ（図示せず）上に展開されることで起動される。起動されたＯＰＲＯＭは、自身が格納されていた拡張カード３の初期化処理を行う。また、起動されたＯＰＲＯＭは、同じＰＣＩバスの配下に起動元の拡張カードと同種の他の拡張カードが存在していないかを探索する。そして、同種の他の拡張カードが存在する場合には、起動元の拡張カードに対する初期化処理に続けて、他の拡張カードに対する初期化処理を行う。

ＢＭＣ７は、このマルチプロセッサシステム１０の構成制御及び電源制御を行うために設けられている。ＢＭＣ７は、プロセッサ１の数や、ＩＯＨ２の数を、構成情報として保有している。

ＢＩＯＳ５は、マルチプロセッサシステム１０の起動制御及び運用制御を司るＦＷ（ファームウェア）である。ＢＩＯＳ５は、リソース管理テーブル作成部５３と、ルーティング設定部５１と、初期化部５２とを備えている。

リソース管理テーブル作成部５３は、ＢＭＣ７から、構成情報を取得する。そして、構成情報に基づいて、最適なリソースの割り当て（各プロセッサに割り当てられるＩＯＨとＢＵＳ番号）を決定する。リソース管理テーブル作成部５３は、各プロセッサ１に対して、複数のＩＯＨ２のうちの特定のＩＯＨ２が割り当てられるように、リソースの割り当てを決定する。そして、決定結果を示すリソース管理テーブルを作成する。

ルーティング設定部５１は、リソース管理テーブルに基づいて、各プロセッサ１に設けられたデコーダ４の内容を設定する。すなわち、複数のプロセッサ１と複数のＩＯＨ２との間のルーティングを設定する。

初期化部５２は、各プロセッサ１により、各ＩＯＨ２の初期化を行う機能を有している。また、初期化部５２は、各ＩＯＨ２の初期化が終了した後、各プロセッサ１によって拡張カード３のＯＰＲＯＭをメモリ上に展開し、ＯＰＲＯＭを起動する機能を有している。

続いて、本実施形態に係るマルチプロセッサの動作方法を概略的に説明する。図２は、マルチプロセッサの動作方法を概略的に示すフローチャートである。

ステップＳ１；組み合わせの決定
マルチプロセッサ１０が起動されると、まず、ＢＩＯＳ５のリソース管理テーブル作成部５３が、ＢＭＣ７からシステムの構成情報を取得する。そして、構成情報に基づいて、リソース管理テーブルを作成する。

ステップＳ２；ルーティング設定
続いて、ルーティング設定部５３が、リソース管理テーブルに基づいて、各プロセッサ１のデコーダ４の設定を行い、ルーティングを行う。すなわち、各プロセッサ１は、全てのＩＯＨ２ではなく、特定のＩＯＨ２だけにアクセス可能となる。これにより、各拡張カード３は、複数のプロセッサ１のうちのいずれかだけとアクセス可能になる。すなわち、一つのプロセッサ１からは、他プロセッサ１に割り当てられたＣｈｉｐｓｅｔ（ＩＯＨ２）の配下の拡張カード３が隠蔽される。

ステップＳ３；ＩＯＨ初期化
続いて、初期化部５２が、各プロセッサ１により、各ＩＯＨ２の初期化処理を行う。この際、複数のＩＯＨ２は、複数のプロセッサ１によって、並列的に初期化される。

ステップＳ４；ＯＰＲＯＭ起動
続いて、初期化部５２が、各プロセッサ１により、アクセス可能なＩＯＨ２の配下に搭載されている拡張カード３のＯＰＲＯＭを起動する。ここで、あるプロセッサ１が、ある拡張カード３のＯＰＲＯＭを起動したとする。このとき、ＯＰＲＯＭにより、このプロセッサ１の配下に、起動元の拡張カードと同種の別拡張カードが存在していないか探索される。このような探索処理は、ＢＵＳ−Ｗａｌｋとも呼ばれる。しかし、このプロセッサ１からは、特定のＩＯＨ２以外のＩＯＨ２が遮蔽されている。従って、ＢＵＳーＷａｌｋにより、他プロセッサ１が管理する拡張カード３が認識されることはない。その結果、一のプロセッサ１によって、同種の拡張カード３が逐次的に初期化されることはない。複数の拡張カード３は、複数のプロセッサ１によって、並列的に初期化される。

ステップＳ５；ルーティング再設定
続いて、ルーティング設定部５１が、各プロセッサが全てのＩＯＨ２にアクセス可能となるように、ルーティングを再設定する。これにより、どのプロセッサ１からでも全拡張カード３へのアクセスが可能となる。

以上のような動作によれば、ステップＳ２において、各プロセッサ１が特定のＩＯＨ２にだけアクセス可能となるように、ルーティングが設定される。そのため、あるプロセッサ１によってＯＰＲＯＭが起動したときに、このプロセッサ１によって別のプロセッサ１の配下に存在する拡張カード３の初期化までもが実行されることはない。複数のプロセッサ１によって、複数の拡張カード３の初期化を重複することなく、並列的に行うことができる。これにより、ＰＯＳＴ処理の高速化が実現される。

以下に、本実施形態に係るマルチプロセッサシステムの動作方法をより詳細に説明する。図３は、本実施形態にかかるマルチプロセッサシステムの動作方法を詳細に示すフローチャートである。

マルチプロセッサシステム１０は、起動されると、ＢＩＯＳ５がＰＯＳＴ処理を開始する。複数のうちの一のプロセッサ１−１が、ＢＩＯＳ５により起動される。他のプロセッサ（１−２、１−３）は、Ｈａｌｔ状態とされる。ＢＩＯＳ５では、リソース管理テーブル作成部５３が、プロセッサのレジスタ（図示せず）を介して、ＢＭＣから構成情報を取得する（ステップＳ６）。

リソース管理テーブル作成部５３は、取得した構成情報に基づいて、リソース管理テーブルを作成する（ステップＳ７）。図４は、リソース管理テーブルの概念図である。図４に示されるように、リソース管理テーブルには、各プロセッサ１とアクセス可能なＩＯＨ２との関係と、各ＩＯＨ２に割り当てられるリソース（ＰＣＩ ＢＵＳなど）とが、記載されている。

次に、プロセッサ１−１から、Ｈａｌｔ中のプロセッサ（１−２、１−３）に対して、ＷａｋｅＵｐ信号が送られる。これにより、プロセッサ（１−２、１−３）が起動される（ステップＳ８）。

ＢＩＯＳ５では、ルーティング設定部５１が、リソース管理テーブルに基づいて、各プロセッサ１に設けられたデコーダ４の設定を行う（ステップＳ９）。これにより、ルーティングが設定される。図５は、本ステップで設定されたデコーダ４の内容の一例を示す概念図である。図５には、プロセッサ１−１に設けられたデコーダ４−１の内容が記載されている。図５に示される例では、ターゲットとして、ＩＯＨ２−１が記載されており、ＩＯＨ２−１のレンジとして０−６３が設定されている。すなわち、プロセッサ１−１はＩＯＨ２−１にだけアクセス可能であり、ＩＯＨ２−１はＢＵＳ番号０−６３に割り当てられている。

続いて、初期化部５２が、各プロセッサ１により、ＩＯＨ２の初期化を行う（ステップＳ１０）。これにより、各プロセッサ１が、特定のＩＯＨ２に搭載された各拡張カード３に対してアクセス可能となる。

その後、初期化部５３が、各プロセッサ１により、各ＩＯＨ２下の複数の拡張カード３のＯＰＲＯＭを起動する。例えば、プロセッサ１−１は、まず、ＩＯＨ２−１に搭載された拡張カード３−１の初期化を行う。同様に、プロセッサ１−２は、まず、ＩＯＨ２−２に搭載された拡張カード３−５の初期化を行う。プロセッサ１−３も同様に動作する（ステップＳ１１）。この際、起動されたＯＰＲＯＭは、ＢＵＳＷａｌｋを実施する。そして、ＢＵＳ番号０〜２５５の配下に同種の拡張カードが存在しないかチェックする。もし同種の拡張カードが存在したならば、その拡張カードに対しても初期化処理を実行してしまうことになる。しかしながら、デコーダ４に定められるルーティング上、各プロセッサ１は、特定のＩＯＨ２の配下に搭載された拡張カード３にしかアクセスできない。そのため、他のプロセッサに割り当てられた拡張カード３が初期化されてしまうことはない。例えば、プロセッサ１−１からは、ＩＯＨ２−１配下に割り当てられたＢＵＳ番号０〜６３までの拡張カード（３−１〜３−４）しか認識できない。そのため、拡張カード（３−５〜３−１２）の中に、拡張カード（３−１〜３−４）と同種のカードが混じっていたとしても、プロセッサ１−１によって、拡張カード（３−５〜３−１２）が初期化されることはない。

その後、プロセッサ１−１は、ＩＯＨ２−１に搭載された拡張カード３−２〜３−４の初期化を行う。同様に、プロセッサ１−２は、ＩＯＨ２−２に搭載された拡張カード３−６〜３−８の初期化を行う（ステップＳ１２）。

その後、ＢＩＯＳ５のルーティング設定部５１が、各プロセッサ１のデコーダ４に対し、全ＩＯＨ２に対するデコードエントリを追加する（ステップＳ１３）。これによって、ルーティングが再設定される。図６は、プロセッサ１−１のデコーダ４−１の内容の一例を示す概念図である。図６に示されるように、ターゲットとして、ＩＯＨ２−２及びＩＯＨ２−３が追加されている。すなわち、全てのプロセッサ１から、全ての拡張カード３が認識できるように設定される。

以上説明したように、本実施形態によれば、拡張カード３の初期化に先立ち、ルーティング設定部５１により、各プロセッサからアクセス可能なＩＯＨ２が制限される。そのため、同種の拡張カード３が一のプロセッサによって逐次的に初期化されることが防止される。複数の拡張カード３を複数のプロセッサによって並列的に初期化することが可能となり、ＰＯＳＴ処理の高速化が実現される。

１ プロセッサ
２ ＩＯＨ
３ 拡張カード
４ デコーダ
５ ＢＩＯＳ
７ ＢＭＣ
１０ マルチプロセッサシステム
５１ ルーティング設定部
５２ 初期化部
５３ リソース管理テーブル作成部

Claims (9)

1. 複数のプロセッサと、
   Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒで前記複数のプロセッサと接続されるとともに、各々の配下に複数の拡張カードが接続される、複数のＩＯＨ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｈｕｂ）と、
   前記複数のプロセッサの各々が、前記複数のＩＯＨから選ばれる特定の前記ＩＯＨだけにアクセス可能となるように、前記複数のプロセッサと前記複数のＩＯＨとの間のルーティングを設定する、ルーティング設定手段と、
   前記ルーティング設定手段によりルーティングが設定された後に、前記各プロセッサにより、前記複数の拡張カードを初期化する、初期化手段と、
   を具備する
   マルチプロセッサシステム。
2. 請求項１に記載されたマルチプロセッサシステムであって、
   前記ルーティング設定手段は、前記初期化手段による初期化が終了した後に、前記複数のプロセッサの各々が、前記複数のＩＯＨの全てに対してアクセス可能となるように、ルーティングを再設定する
   マルチプロセッサシステム。
3. 請求項１又は２に記載されたマルチプロセッサシステムであって、
   前記複数の拡張カードの各々には、ＯＰＲＯＭ（ＯｐｔｉｏｎＲＯＭ）が格納されており、
   前記初期化手段は、前記各プロセッサにより、前記各拡張カードのＯＰＲＯＭを起動することにより、前記各拡張カードを初期化する
   マルチプロセッサシステム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載されたマルチプロセッサシステムであって、
   更に、
   前記ＩＯＨの搭載数を含むシステムの構成情報を保有する、ＢＭＣ（Ｂａｓｅｂｏａｒｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、
   前記構成情報に基づいて、前記複数のプロセッサと前記複数のＩＯＨとの最適な組み合わせを示すリソース管理テーブルを用意する、リソース管理テーブル作成手段と、
   を具備し、
   前記ルーティング設定手段は、前記リソース管理テーブルに基づいて、ルーティングを設定する
   マルチプロセッサシステム。
5. 複数のプロセッサと、Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒで前記複数のプロセッサと接続されるとともに、各々の配下に複数の拡張カードに接続される、複数のＩＯＨ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｈｕｂ）とを備えるマルチプロセッサシステムの動作方法であって、
   前記複数のプロセッサの各々が、前記複数のＩＯＨから選ばれる特定の前記ＩＯＨだけにアクセス可能となるように、前記複数のプロセッサと前記複数のＩＯＨとの間のルーティングを設定するステップと、
   前記ルーティングを設定するステップの後に、前記各プロセッサにより、前記複数の拡張カードを初期化するステップと、
   を具備する
   マルチプロセッサシステムの動作方法。
6. 請求項５に記載されたマルチプロセッサシステムの動作方法であって、
   更に、
   前記初期化するステップの後に、前記複数のプロセッサの各々が、前記複数のＩＯＨの全てに対してアクセス可能となるように、ルーティングを再設定するステップ、
   を具備する
   マルチプロセッサシステムの動作方法。
7. 請求項５又は６に記載されたマルチプロセッサシステムの動作方法であって、
   前記複数の拡張カードの各々には、ＯＰＲＯＭ（ＯｐｔｉｏｎＲＯＭ）が格納されており、
   前記初期化するステップは、前記各プロセッサにより、前記各拡張カードの前記ＯＰＲＯＭを起動することにより、前記各拡張カードを初期化するステップを含んでいる
   マルチプロセッサシステムの動作方法。
8. 請求項５乃至７のいずれかに記載されたマルチプロセッサシステムの動作方法であって、
   更に、
   前記ＩＯＨの搭載数を含むシステムの構成情報を保有する、ＢＭＣ（Ｂａｓｅｂｏａｒｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用意するステップと、
   前記ＩＯＨの搭載数に基づいて、前記複数のプロセッサと前記複数のＩＯＨとの最適な組み合わせを示すリソース管理テーブルを用意するステップと、
   を具備し、
   前記ルーティングを設定するステップは、前記リソース管理テーブルに基づいて、ルーティングを設定するステップを含んでいる
   マルチプロセッサシステムの動作方法。
9. 請求項５乃至８のいずれかに記載されたマルチプロセッサシステムをコンピュータにより実行するための、マルチプロセッサシステムの動作プログラム。

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