JP2013232703A - データ処理システムの制御方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】データ処理量の変化に応じた効率的な運用を可能とし、サービスの低下を抑制することができるデータ処理システムの制御方法および装置を提供する。
【解決手段】バッテリ駆動可能なデータ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し(ステップ305)、トラフィック量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて(ステップ305,306)、複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングする(ステップ307−308、311とステップ313−315)。
【選択図】図6
【解決手段】バッテリ駆動可能なデータ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し(ステップ305)、トラフィック量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて(ステップ305,306)、複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングする(ステップ307−308、311とステップ313−315)。
【選択図】図6
Description
本発明はデータ処理システムに係り、特にバッテリでバックアップされたデータ処理装置が複数接続されたデータ処理システムの制御方法および装置に関する。
バッテリでバックアップされた複数のコンピュータや情報処理装置等からなるデータ処理システムでは、バッテリ駆動時のシステム機能の維持が重要な課題であり、そのための制御技術が種々提案されている。
たとえば、特許文献1に開示された制御装置は、各基地局から蓄電池の残量情報を収集し、ある基地局の電池残量がしきい値よりも低くなると当該基地局のデータ処理を他の基地局に切り換えることでネットワークを安定化させる。特許文献2に開示された無線通信システムでは、各無線局の使用済み電力を使った線形和計算を行い、その計算結果が最小となるルーティングパスを使用することでシステム全体のバッテリエネルギの有効利用を図っている。また、特許文献3に開示されたネットワークシステムでは、複数ノードからの電池残量や電波受信強度を取得し、電池残量と電波受信強度が最適設定値以上であれば電池残量の大きい方のノードを最適中継ノードとして選択する。
しかしながら、上述した特許文献では、データ処理量の変化およびバッテリ残量の変化に対応した適切で効率的な運用ができないために、バッテリ残量の低下に伴ってシステムサービスが大きく低下し信頼性を維持できなくなる。
そこで、本発明の目的は、データ処理量の変化に応じた効率的な運用を可能とし、サービスの低下を抑制することができるデータ処理システムの制御方法および装置を提供することにある。
本発明によるデータ処理システムの制御方法は、バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムの制御方法であって、各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し、システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングする、ことを特徴とする。
本発明によるデータ処理システムの制御装置は、バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムの制御装置であって、各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によるデータ処理システムは、バッテリ駆動可能なデータ処理システムであって、バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置と、前記複数のデータ処理装置の動作を制御する、バッテリ駆動可能な制御装置と、を有し、前記複数のデータ処理装置の各々が自身のバッテリ残量を前記制御装置へ通知するバッテリ残量通知手段と、前記制御装置からの制御情報に従って自身のデータ処理動作を制御する制御手段と、を有し、前記制御装置が 各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、前記システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によるデータ処理システムの制御装置は、バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムの制御装置であって、各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によるデータ処理システムは、バッテリ駆動可能なデータ処理システムであって、バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置と、前記複数のデータ処理装置の動作を制御する、バッテリ駆動可能な制御装置と、を有し、前記複数のデータ処理装置の各々が自身のバッテリ残量を前記制御装置へ通知するバッテリ残量通知手段と、前記制御装置からの制御情報に従って自身のデータ処理動作を制御する制御手段と、を有し、前記制御装置が 各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、前記システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、データ処理量の変化に応じた効率的な運用が可能となりサービス低下を抑制できる。
本発明の実施形態によれば、各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し、全データ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいてデータ処理装置の動作をスケジューリングする。本発明により、データ処理量が少ない場合は最小限のデータ処理装置の動作をオンしてデータ処理サービスを維持すると共に、データ処理量が多い場合は、データ処理に必要な数のデータ処理装置をオンしてデータ処理し、バッテリが規定値を下回った場合には、特定のデータのみの処理を許可してデータ制限を行うと共に、データ処理装置がオンする時間を間欠的に動作させることで、バッテリ動作時のサービス低下を最小限にする。以下、本発明の実施形態および実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号あるいは参照番号を付し重複説明は省略する。
1.一実施形態
1.1)構成
図1に示すように、本発明の一実施形態によるデータ処理システム100は、ノードPおよび複数(n個)のノードC1−Cnが有線あるいは無線により通信可能に接続され、ここでは一例として、ノードPが親局となり、ノードC1−Cnの動作を制御するものとする。なお、ノードは、データを処理する装置あるいはユニットを指し、具体的には通信機能を有するコンピュータ、情報処理装置などである。
1.1)構成
図1に示すように、本発明の一実施形態によるデータ処理システム100は、ノードPおよび複数(n個)のノードC1−Cnが有線あるいは無線により通信可能に接続され、ここでは一例として、ノードPが親局となり、ノードC1−Cnの動作を制御するものとする。なお、ノードは、データを処理する装置あるいはユニットを指し、具体的には通信機能を有するコンピュータ、情報処理装置などである。
ノードPは、図2に示すように、通信部(PHY)101、電源スイッチ(P−SW)102、バッテリ(BAT)103、残量測定部(MEAS)104、スケジューラ(SCH)105、通信スイッチ(F−SW)106、システム通信制御部(F−CT)107、および、ノード制御部108を有する。
通信部101は他のノードと情報の交換を行うための物理層であり、光通信や電気配線による有線シリアル通信インタフェースが含まれるほか、低周波ラジオ波やマイクロ波による通信、赤外線通信、可視光通信等の無線通信インタフェースも含まれる。
電源スイッチ102は、後述するオン/オフ(ON/OFF)制御に従って通信部(PHY)101などの機能をオンオフする。通常、通信部101が通信を行うにはエネルギを消費するので、当該ノードのエネルギ事情に依存してエネルギ消費に制限がかかる場合がある。このエネルギ消費は、電源スイッチ102が通信部101の機能をオフすることで停止する。なお、電源スイッチ102は、通信部101だけでなく、特に電力を消費している回路部の機能もオン/オフすることが消費電力削減のために望ましい。
バッテリ103は、通信部101やその他ノードを機能させるために必要となるエネルギを供給する電源であり、電源スイッチ102を介して通信部(PHY)101に接続される。残量測定部104はバッテリ103のエネルギ残量を測定する測定器である。
スケジューラ105は、システム通信制御部107の制御により、電源スイッチ102のオン/オフスケジュールを設定する。通信スイッチ106は、通信部101の通信経路を切り換えるスイッチである。
システム通信制御部107は、通信部101に流れるトラフィック量と残量測定部104を通じて得られるバッテリ103のエネルギ残量とを入力し、トラフィック量とエネルギ残量とに基づいて電源スイッチ102のオン/オフ制御を行うと共に、後述するように、他のノードからバッテリ残量あるいは動作モードの通知があると、通知された情報に基づいて他のノードの動作/非動作あるいは動作モードを制御する。なお、ノード制御部108はノードPの全体的な動作制御を行う。
ノードC1−Cn(以下、任意の1つとしてノードCと記す。)は、図3に示すように、システム通信制御部107の機能を除いて、基本的には図2に示すノードPと同様の機能構成を有する。そこで、図2における各ブロックの参照番号に”c”を付加して詳細な説明は省略する。ノードCのノード制御部108cは、残量測定部104cからバッテリ残量を示す情報を入力し、バッテリ残量が所定レベルより低下すると、その旨を通信スイッチ106cおよび通信部101cを通してノードPへ通知すると共に、スケジューラ105cを制御して電源スイッチ102cを間欠的にオン/オフすることで通信部101cの機能をオン/オフ制御する。また、通信部101cがノードPから動作制御情報を受信すると、ノード制御部108cはスケジューラ105cを制御し、受信した動作制御情報に従って電源スイッチ102cをオン/オフすることで通信部101cのオン時間を調整してもよい。
以下、図4に示す模式図を参照しながら動作説明をするが、図4に示すノードPの各ブロックの参照番号は上述した図2と同様であり、ノードCの各ブロックの符号は図3と同様である。
1.2)動作
図5および図6を参照しながら本実施形態の動作を説明する。ただし、ここでは説明を煩雑にしないために、ノードPが2つのノードC1およびC2と接続されているものとする。言うまでもなく、ノードPに3以上のノードCが接続されていても同様に動作可能である。また、図5の動作説明図における横軸は時間の経過を示し、縦軸は(a)〜(c)でトラフィック量、(d)および(e)でバッテリ残量をそれぞれ示す。
図5および図6を参照しながら本実施形態の動作を説明する。ただし、ここでは説明を煩雑にしないために、ノードPが2つのノードC1およびC2と接続されているものとする。言うまでもなく、ノードPに3以上のノードCが接続されていても同様に動作可能である。また、図5の動作説明図における横軸は時間の経過を示し、縦軸は(a)〜(c)でトラフィック量、(d)および(e)でバッテリ残量をそれぞれ示す。
図5(a)における全体トラフィックは、ここではノードPを通過するトラフィック量であるものとする。停電発生前の正常期間200では、この全体トラフィックはノードC1とC2に均等に分割している。電力系統から正常に電力が供給されていれば、全てのノードをオンさせてもサービス品質にあまり影響を与えない。ノードPがトラフィックをのードC1およびC2に分配することで、サービス要求の応答スピード(レイテンシ)およびQoS(サービス品質)を向上させることができる。
次に、時刻Aにおいてデータ処理システム100を含む地域に停電が発生し、システムがバッテリ駆動に切り換わったとする。このバッテリ動作期間中、無駄な電力を消費し続けると、バッテリを使い果たしてサービスを停止せざるを得なくなる。サービス停止という致命的な状況を回避するために、本実施形態による制御方法は、次に述べるように、大きく分けて2つの動作モード(最小限動作モードと間欠動作モード)を採用する。
a)最小限動作モード
最小限動作モードは、サービス維持のために必要な最小限の数のノードをオンさせる動作モードである。トラフィックあたりの電力消費はシステムによって決まっている。この消費電力の中にはトラフィックによって変動する変動電力成分と、トラフィックによって変化しない固定電力成分がある。固定電力分としては、たとえばトラフィックを監視するシステム通信制御部107やその他制御に必要な消費電力など諸々のものがある。この固定的な電力消費が各ノードにあるため、全てのノードをオンして使用するより、サービス維持に必要な最小限のノードのみをオンさせて使用する方がシステム全体の消費電力削減に有効である。
最小限動作モードは、サービス維持のために必要な最小限の数のノードをオンさせる動作モードである。トラフィックあたりの電力消費はシステムによって決まっている。この消費電力の中にはトラフィックによって変動する変動電力成分と、トラフィックによって変化しない固定電力成分がある。固定電力分としては、たとえばトラフィックを監視するシステム通信制御部107やその他制御に必要な消費電力など諸々のものがある。この固定的な電力消費が各ノードにあるため、全てのノードをオンして使用するより、サービス維持に必要な最小限のノードのみをオンさせて使用する方がシステム全体の消費電力削減に有効である。
図5における時刻A〜Bにかけて、この最小限動作モードが例示されている。最小限動作モードでは、特定のノードを使用し続けずに、使用するノードを所定パターンで順次切り替えていくことが好ましい。これは各ノードのバッテリ残量をできるだけまんべんなく使用して、トラフィックの増大に備えるためである。
ノードC1を通るルートとノードC2を通るルートとが同じ目的地に到達する冗長ルートでは、各ノードのバッテリ残量をできるだけ均等にすることがミッションクリティカルな用途では重要となる。例えば、図5における時刻Bにおいてトラフィックが2倍に増大したとする。ノードC1、C2どちらか片方のノードではこのトラフィックは処理できないが、両方をオンさせることでこのトラフィックに対応することができる。各ノードのバッテリ電力を均等に消費する制御を行うことで、このような状況に対応できる。
b)間欠動作モード
ノードのバッテリ残量が規定値以下になった場合には、当該ノードを間欠動作に移行させることで消費電力を更に削減する。例えば、図5における時刻CにノードC1のバッテリ残量が規定値以下になったとする。ノードC1のノード制御部108cは、残量測定部104cからの測定値によりバッテリ残量が規定値以下になったことを検知すると、バッテリ残量低下情報あるいはバッテリ残量情報を通信スイッチ106cおよび通信部101cを通してノードPへ通知する。そして、ノード制御部108cはスケジューラ105cを制御して通信部101cの機能を間欠動作モードに移行させる。例えば図5における時刻C〜Dの間、スケジューラ105cは電源スイッチ102cをオフにして通信機能を全て停止させる。この停止期間中、ノードC1は通信を行えないため、次にオンして動作する時間をあらかじめ決めておくスケジュール動作を行う必要がある。この間欠動作スケジュールはノードPへ通知されてもよいし、あるいはノードPからの制御で間欠動作を実行してもよい。この間欠動作に移行すると、ノードPのシステム通信制御部107もパワースイッチ102をオン/オフ制御して通信部101を間欠動作させることでバッテリ消費を抑制することができる。
ノードのバッテリ残量が規定値以下になった場合には、当該ノードを間欠動作に移行させることで消費電力を更に削減する。例えば、図5における時刻CにノードC1のバッテリ残量が規定値以下になったとする。ノードC1のノード制御部108cは、残量測定部104cからの測定値によりバッテリ残量が規定値以下になったことを検知すると、バッテリ残量低下情報あるいはバッテリ残量情報を通信スイッチ106cおよび通信部101cを通してノードPへ通知する。そして、ノード制御部108cはスケジューラ105cを制御して通信部101cの機能を間欠動作モードに移行させる。例えば図5における時刻C〜Dの間、スケジューラ105cは電源スイッチ102cをオフにして通信機能を全て停止させる。この停止期間中、ノードC1は通信を行えないため、次にオンして動作する時間をあらかじめ決めておくスケジュール動作を行う必要がある。この間欠動作スケジュールはノードPへ通知されてもよいし、あるいはノードPからの制御で間欠動作を実行してもよい。この間欠動作に移行すると、ノードPのシステム通信制御部107もパワースイッチ102をオン/オフ制御して通信部101を間欠動作させることでバッテリ消費を抑制することができる。
この間欠動作を行うと、システム全体として通信能力が著しく低下するため、それに対する対処が必要になってくる。本実施形態によるノードPのシステム通信制御部107は、特定のフローのみを通過させ、それ以外のフローの通過を阻止する制御を行う。特定のフローのみを通過させるために、各フローのヘッダ情報がチェックし、たとえば優先度の高いフローのみを通過させることができる。また、特定のフローのみを通過させる方法としては、たとえばシステムの上位に働きかけてトラフィックの発生そのものを低減させる方法もある。この方法は、一つのサービスで閉じていて、そのような上位の処理ができる場合に有用である。他のサービスに働きかけることが難しい場合には、フローを一時的にノードに蓄えておく手段もとることができる。
<システム通信制御>
図6に示すように、ノードPのシステム通信制御部107は、システム通信制御を開始すると(ステップ301)、電源系統が活きているか否かを判定する(ステップ302)。電源が活きていれば(ステップ302;正常)、システム通信制御部107はノードC1、C2の両方を動作させ、通信スイッチ106を制御してトラフィックをノードC1、C2の両方へ均等に分割する(ステップ303)。電源が正常である限り、ステップ301−304を繰り返す。
図6に示すように、ノードPのシステム通信制御部107は、システム通信制御を開始すると(ステップ301)、電源系統が活きているか否かを判定する(ステップ302)。電源が活きていれば(ステップ302;正常)、システム通信制御部107はノードC1、C2の両方を動作させ、通信スイッチ106を制御してトラフィックをノードC1、C2の両方へ均等に分割する(ステップ303)。電源が正常である限り、ステップ301−304を繰り返す。
電源に異常が発生し、システム全体がバッテリ駆動に切り替わると(ステップ302;異常)、各ノードCは自身のバッテリ残量を検出してノードPへ通知する。ノードPのシステム通信制御部107は、自身のバッテリ残量およびノードCのバッテリ残量を監視し(ステップ305)、ノードCのバッテリ残量が所定閾値より大きければ(ステップ305;残量大)、通信部101を流れるトラフィック量を確認する(ステップ306)。トラフィック量が所定レベルより小さい場合は(ステップ306;トラフィック小)、システム通信制御部107は、図5に示す最小動作モードに設定し、使用するノードCを順次切り替え(ステップ307,308)、電源異常が回復せず(ステップ302;異常)、バッテリ残量が大きく(ステップ305;残量大)、かつトラフィック量が小さい状態(ステップ306;トラフィック小)が続く限り、最小動作モードを繰り返す(ステップ310)。バッテリ残量が大きい状態で(ステップ305;残量大)、トラフィック量が所定レベルを超えると(ステップ306;トラフィック大)、システム通信制御部107は、図5の時刻Bに示すように、複数のノードC(ここではC1、C2の両方)を動作させ(ステップ311)、トラフィックを動作させた複数のノードCへ分割する。そして、システム通信制御部107は制御をスタート301へ戻す(ステップ312)。
ノードPのシステム通信制御部107は、ノードCのバッテリ残量が所定閾値を下回ると(ステップ305;残量小)、トラフィックを制限すると共に(ステップ313)、ノードCを、図5に示す間欠動作モードに設定し(ステップ314、315)、スタートへ戻る(ステップ316)。したがって、電源異常が回復せず(ステップ302;異常)、バッテリ残量が小さい状態(ステップ305;残量小)が続く限り、システムのノードCは間欠動作を継続する。
1.3)適用例
図7に示すように、上述した本実施形態は、たとえば地域の公共ネットワークに適用することができる。通常時は、インターネット網1001を通じて公共性が高くない一般的な情報が流れ、行政ネットワーク1002を通じて、行政情報など公共性が高い情報が流れている。災害などで停電が発生すると、バッテリ1004によって通信ノード1005の通信は維持される。バッテリの残量に余裕がある場合、無線装置(WAN、LAN、PAN等)1006を用いて、一般市民の扱う情報を行政ネットワークに流すこともでき、バッテリの残量に応じて行政ネットワークに流す情報を制限することもできる。
図7に示すように、上述した本実施形態は、たとえば地域の公共ネットワークに適用することができる。通常時は、インターネット網1001を通じて公共性が高くない一般的な情報が流れ、行政ネットワーク1002を通じて、行政情報など公共性が高い情報が流れている。災害などで停電が発生すると、バッテリ1004によって通信ノード1005の通信は維持される。バッテリの残量に余裕がある場合、無線装置(WAN、LAN、PAN等)1006を用いて、一般市民の扱う情報を行政ネットワークに流すこともでき、バッテリの残量に応じて行政ネットワークに流す情報を制限することもできる。
2.第2実施形態
本発明は上述したネットワークシステムだけでなく、複数の処理ユニットが動作するシステム一般に適用可能である。次に、本発明の第2実施形態として、計算ユニットを持つサーバ群などで構成されるデータセンタに適用した場合を説明する。
本発明は上述したネットワークシステムだけでなく、複数の処理ユニットが動作するシステム一般に適用可能である。次に、本発明の第2実施形態として、計算ユニットを持つサーバ群などで構成されるデータセンタに適用した場合を説明する。
2.1)構成
図8に示すように、データセンタは、物理ユニット410と論理ユニット411とから構成されるものとする。物理ユニット410は複数のラック409を有し、各ラック409は、計算ユニット(Server)401、電源スイッチ(P−SW)402、バッテリ(BAT)403、測定器(MEAS)404で構成されているものとする。さらに物理ユニット410には、各ラックを制御する制御部405が設けられている。論理ユニット411は、複数のユーザスペース406やゲストOS407を持ち、論理制御部408がそれらを制御している。この論理ユニット411は仮想的なユニットであり、物理ユニット410の中で適宜展開されて使用される。
図8に示すように、データセンタは、物理ユニット410と論理ユニット411とから構成されるものとする。物理ユニット410は複数のラック409を有し、各ラック409は、計算ユニット(Server)401、電源スイッチ(P−SW)402、バッテリ(BAT)403、測定器(MEAS)404で構成されているものとする。さらに物理ユニット410には、各ラックを制御する制御部405が設けられている。論理ユニット411は、複数のユーザスペース406やゲストOS407を持ち、論理制御部408がそれらを制御している。この論理ユニット411は仮想的なユニットであり、物理ユニット410の中で適宜展開されて使用される。
このような構成により、a)瞬時停電時での無停止動作、b)数分程度の停電時の緊急停止動作、c)ピーク電力をカットする動作、d)長時間停電時のサービス維持、という効果を得ることができる。
a)瞬時停電時での無停止動作は、数秒程度の停電をカバーするためのバッテリを各ラックに配置して、各ラックの計算ユニット401に供給することで十分可能である。
b)数分程度の停電時の緊急停止動作も各ラックに配置したバッテリを使うことで十分可能である。但しこの場合、長時間にわたる処理を維持するバッテリ容量を各ラックに配置することは難しいので、あくまでも計算処理を異常停止させないための退避処理や、ログアウト処理、シャットダウン処理等の正常な終了を行うためにバッテリが使われる。
c)ピーク電力をカットする動作は、例えば夜間電力でバッテリの充電を行い、昼間に地域の電力需要が増大した時に、各ラックをバッテリ動作させることで可能となる。数時間オーダのサービス維持を行うバッテリを各ラックに配置することは可能である。近年開発が進んでいるLiB(リチウムイオンバッテリ)は、繰り返しの充放電に対する劣化特性が鉛バッテリより優れており、このような用途に好ましい。重量も軽く、ラック等に配置しやすいことも有利である。
d)長時間停電(例えば数十時間オーダの停電)時のサービス維持は、b)で述べたように全てのラックを動作させることは難しいが、d.1)上述した間欠動作モードで各ラックを動作させる、あるいはd.2)周囲のバッテリからエネルギの供給を受けることで特定ラックを継続動作させる、ことにより可能となる。
b)数分程度の停電時の緊急停止動作も各ラックに配置したバッテリを使うことで十分可能である。但しこの場合、長時間にわたる処理を維持するバッテリ容量を各ラックに配置することは難しいので、あくまでも計算処理を異常停止させないための退避処理や、ログアウト処理、シャットダウン処理等の正常な終了を行うためにバッテリが使われる。
c)ピーク電力をカットする動作は、例えば夜間電力でバッテリの充電を行い、昼間に地域の電力需要が増大した時に、各ラックをバッテリ動作させることで可能となる。数時間オーダのサービス維持を行うバッテリを各ラックに配置することは可能である。近年開発が進んでいるLiB(リチウムイオンバッテリ)は、繰り返しの充放電に対する劣化特性が鉛バッテリより優れており、このような用途に好ましい。重量も軽く、ラック等に配置しやすいことも有利である。
d)長時間停電(例えば数十時間オーダの停電)時のサービス維持は、b)で述べたように全てのラックを動作させることは難しいが、d.1)上述した間欠動作モードで各ラックを動作させる、あるいはd.2)周囲のバッテリからエネルギの供給を受けることで特定ラックを継続動作させる、ことにより可能となる。
2.2)動作
<間欠動作d.1>
上述したd.1)間欠動作に関して、図8および図9を参照しながら説明する。
<間欠動作d.1>
上述したd.1)間欠動作に関して、図8および図9を参照しながら説明する。
図8において、制御部405は、ある部分のラック409を最小限のサービス維持のためオンさせて使用する。論理ユニット411は仮想的な構造を持っており、物理ユニット410のどこにその処理が配置されるかに関して自由度がある。例えば、ある物理ユニット内のラックが行っている処理を、別のラックが途切れることなく交代して行うことは、仮想化技術(例えばV−Motion等の技術)を使って容易に行うことができる。
たとえば、図5における時刻A〜B期間の動作のように、順次各ラックがオンしていくことで処理を継続させることができる。瞬間的に1台のラックが動作することもできれば、何台かのラックがまとまって動作し、そのまとまりが移動していくように動作させることも計算量に応じて容易にできる。さらに、図5における時刻C以降の間欠動作のように、バッテリ残量が規定値以下になった時に、システム全体として間欠的に計算処理を実行させることで、サービスの継続時間を延長させることもできる。
図9はこのような処理を行う時の、各ラックの動作の様子を示したものである。ある期間に置いてラック701が動作しているとする。次の期間ではラック702が動作を行い、次の期間ではラック703が動作を行うというように動作するラックを順次切り替えることで、処理を停止させずにサービスを継続させることができる。
<電力融通動作d.2>
周囲のバッテリから電力供給を受けて動作を継続させる電力融通動作を実現するために、図10に示すように、電源スイッチ(P−SW)402に、ラックを横断してエネルギの供給を受けるための配線等のエネルギライン501を設ける。
周囲のバッテリから電力供給を受けて動作を継続させる電力融通動作を実現するために、図10に示すように、電源スイッチ(P−SW)402に、ラックを横断してエネルギの供給を受けるための配線等のエネルギライン501を設ける。
図11に示すように、あるラックが周囲のラックから電力の供給を受ける動作例として、ラックR1は自らのラックのバッテリを使った後、ラックR2のバッテリに切り換えて使用し(ラックR2計算ユニットは停止)、次にラックR3のバッテリに切り換える・・・というように、順次切り替えていくことで、ラックR1を継続動作させることができる。その他の特定ラックについても同様にして継続動作可能である。
3.第3実施形態
上述した第1実施形態と同様の動作をデータセンタで実現することも可能である。本発明の第3実施形態によるデータセンタについて図12を参照しながら説明する。
上述した第1実施形態と同様の動作をデータセンタで実現することも可能である。本発明の第3実施形態によるデータセンタについて図12を参照しながら説明する。
図12において、各ラック600には、図8に示すラック409の機能ブロックに加えて通信スイッチ601が設けられている。さらに物理ユニット410には、各ラック600の通信スイッチ601を通して通信を集めるアグリゲーションノード(Node)602が設けられている。
通常、ラック600の計算ユニット(Server)は複数枚の1Uサーバで構成される。各ラックの通信スイッチ601は、ラック内の複数の1Uサーバからの通信を集めて、アグリケーションノード602に送る。通信スイッチ601はラックのバッテリを使用してラック動作時には通信を維持できる。アグリゲーションノード602は、図2に示すノードPあるいは図3に示すノードCの構成を有し、停電時にはバッテリ動作でサービスを継続できる。
4.応用例
図13は、上述した考え方をさらに拡張して、データセンタ間で停電時にサービスを分担し合うネットワークシステムを示す。このネットワークシステムは、複数のデータセンタ901がネットワーク903により接続されており、データセンタ間制御装置902によって制御される。
図13は、上述した考え方をさらに拡張して、データセンタ間で停電時にサービスを分担し合うネットワークシステムを示す。このネットワークシステムは、複数のデータセンタ901がネットワーク903により接続されており、データセンタ間制御装置902によって制御される。
データセンタ間制御装置902は、各データセンタ901のバッテリ残量や計算処理に応じて、第1実施形態で説明したように、最適なデータセンタ901を動作させ、バッテリ駆動時であっても、システム全体としての性能を維持する。ネットワークには、第1実施形態で示したデータ処理システムによる構成を持たせることができる。さらに、上述したエネルギ融通の考え方をデータセンタ間にまで拡張して、ネットワーク903として通信以外にエネルギ授受を行う機能も持たせることも可能である。
5.付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
(付記1)
バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムの制御方法であって、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し、
システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングする、
ことを特徴とするデータ処理システムの制御方法。
(付記2)
前記スケジューリングは前記複数のデータ処理装置の一部の動作を停止するように実行されることを特徴とする付記1に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記3)
前記スケジューリングは、前記システムによるサービスの提供が停止しないように、前記複数のデータ処理装置の動作を所定パターンで順次停止させることを特徴とする付記1または2に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記4)
前記スケジューリングは、前記複数のデータ処理装置のバッテリ残量が所定値よりも大きい場合には、前記データ処理量に応じて、前記複数のデータ処理装置の動作パターンで切り替えることを特徴とする付記1−3のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記5)
前記スケジューリングは、あるデータ処理装置のバッテリ残量が所定値以下になると、当該データ処理装置を間欠動作モードに切り替えることを特徴とする付記1−3のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記6)
前記間欠動作モードに切り替わることによるデータ処理能力の低下に応じて、前記システムで処理すべきデータの一部を削減することを特徴とする付記5に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記7)
前記システムで処理するデータ処理量は当該システムを流れるトラフィック量であることを特徴とする付記1−6のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記8)
バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムの制御装置であって、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、
システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、
を有することを特徴とするデータ処理システムの制御装置。
(付記9)
前記スケジューリング制御手段は前記複数のデータ処理装置の一部の動作を停止させることを特徴とする付記8に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記10)
前記スケジューリング制御手段は、前記システムによるサービスの提供が停止しないように、前記複数のデータ処理装置の動作を所定パターンで順次停止させることを特徴とする付記8または9に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記11)
前記スケジューリング制御手段は、前記複数のデータ処理装置のバッテリ残量が所定値よりも大きい場合には、前記データ処理量に応じて、前記複数のデータ処理装置の動作パターンで切り替えることを特徴とする付記8−10のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記12)
前記スケジューリング制御手段は、あるデータ処理装置のバッテリ残量が所定値以下になると、当該データ処理装置を間欠動作モードに切り替えることを特徴とする付記8−10のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記13)
前記スケジューリング制御手段は、前記間欠動作モードに切り替わることによるデータ処理能力の低下に応じて、前記システムで処理すべきデータの一部を削減することを特徴とする付記12に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記14)
前記システムで処理するデータ処理量は当該システムを流れるトラフィック量であることを特徴とする付記8−13のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記15)
バッテリ駆動可能なデータ処理システムであって、
バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置と、前記複数のデータ処理装置の動作を制御する、バッテリ駆動可能な制御装置と、を有し、
前記複数のデータ処理装置の各々が
自身のバッテリ残量を前記制御装置へ通知するバッテリ残量通知手段と、
前記制御装置からの制御情報に従って自身のデータ処理動作を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御装置が、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、
前記システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、
を有することを特徴とするデータ処理システム。
(付記16)
前記複数のデータ処理装置の各々が、さらに、
特定の相手との間で情報を交換する通信手段と、
前記通信手段の機能をオンオフする電源スイッチと、
前記通信手段の機能を出現させるのに必要となるエネルギを供給するバッテリと、
前記バッテリのエネルギ残量を測定する測定手段と、
前記電源スイッチのオンオフスケジュールを制御するスケジューラと、
前記通信手段の通信経路を切り換える通信スイッチと、
を有し、
前記制御装置の前記スケジューリング制御手段が、前記システムに流れるトラフィック量と前記測定手段を通じて得られるエネルギ残量とに基づいて、各データ処理装置の前記通信スイッチと前記スケジューラとを制御する、ことを特徴とする付記15に記載のデータ処理システム。
(付記17)
前記複数のデータ処理装置の各々が、
仮想化された計算処理を行う計算ユニットと、
前記計算ユニットの機能をオンオフする電源スイッチと、
前記計算ユニットの機能を出現させるのに必要となるエネルギを供給するバッテリと、
前記バッテリのエネルギ残量を測定する測定手段と、
からなるラックであり、
前記制御装置の前記スケジューリング制御手段が、さらに前記計算ユニットで処理される計算量と前記測定手段を通じて得られるエネルギ残量とに基づいて、前記電源スイッチを制御する、ことを特徴とする付記15に記載のデータ処理システム。
(付記18)
バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムを制御する装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し、
システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングする、
ように前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムの制御方法であって、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し、
システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングする、
ことを特徴とするデータ処理システムの制御方法。
(付記2)
前記スケジューリングは前記複数のデータ処理装置の一部の動作を停止するように実行されることを特徴とする付記1に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記3)
前記スケジューリングは、前記システムによるサービスの提供が停止しないように、前記複数のデータ処理装置の動作を所定パターンで順次停止させることを特徴とする付記1または2に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記4)
前記スケジューリングは、前記複数のデータ処理装置のバッテリ残量が所定値よりも大きい場合には、前記データ処理量に応じて、前記複数のデータ処理装置の動作パターンで切り替えることを特徴とする付記1−3のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記5)
前記スケジューリングは、あるデータ処理装置のバッテリ残量が所定値以下になると、当該データ処理装置を間欠動作モードに切り替えることを特徴とする付記1−3のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記6)
前記間欠動作モードに切り替わることによるデータ処理能力の低下に応じて、前記システムで処理すべきデータの一部を削減することを特徴とする付記5に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記7)
前記システムで処理するデータ処理量は当該システムを流れるトラフィック量であることを特徴とする付記1−6のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御方法。
(付記8)
バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムの制御装置であって、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、
システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、
を有することを特徴とするデータ処理システムの制御装置。
(付記9)
前記スケジューリング制御手段は前記複数のデータ処理装置の一部の動作を停止させることを特徴とする付記8に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記10)
前記スケジューリング制御手段は、前記システムによるサービスの提供が停止しないように、前記複数のデータ処理装置の動作を所定パターンで順次停止させることを特徴とする付記8または9に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記11)
前記スケジューリング制御手段は、前記複数のデータ処理装置のバッテリ残量が所定値よりも大きい場合には、前記データ処理量に応じて、前記複数のデータ処理装置の動作パターンで切り替えることを特徴とする付記8−10のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記12)
前記スケジューリング制御手段は、あるデータ処理装置のバッテリ残量が所定値以下になると、当該データ処理装置を間欠動作モードに切り替えることを特徴とする付記8−10のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記13)
前記スケジューリング制御手段は、前記間欠動作モードに切り替わることによるデータ処理能力の低下に応じて、前記システムで処理すべきデータの一部を削減することを特徴とする付記12に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記14)
前記システムで処理するデータ処理量は当該システムを流れるトラフィック量であることを特徴とする付記8−13のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御装置。
(付記15)
バッテリ駆動可能なデータ処理システムであって、
バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置と、前記複数のデータ処理装置の動作を制御する、バッテリ駆動可能な制御装置と、を有し、
前記複数のデータ処理装置の各々が
自身のバッテリ残量を前記制御装置へ通知するバッテリ残量通知手段と、
前記制御装置からの制御情報に従って自身のデータ処理動作を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御装置が、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、
前記システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、
を有することを特徴とするデータ処理システム。
(付記16)
前記複数のデータ処理装置の各々が、さらに、
特定の相手との間で情報を交換する通信手段と、
前記通信手段の機能をオンオフする電源スイッチと、
前記通信手段の機能を出現させるのに必要となるエネルギを供給するバッテリと、
前記バッテリのエネルギ残量を測定する測定手段と、
前記電源スイッチのオンオフスケジュールを制御するスケジューラと、
前記通信手段の通信経路を切り換える通信スイッチと、
を有し、
前記制御装置の前記スケジューリング制御手段が、前記システムに流れるトラフィック量と前記測定手段を通じて得られるエネルギ残量とに基づいて、各データ処理装置の前記通信スイッチと前記スケジューラとを制御する、ことを特徴とする付記15に記載のデータ処理システム。
(付記17)
前記複数のデータ処理装置の各々が、
仮想化された計算処理を行う計算ユニットと、
前記計算ユニットの機能をオンオフする電源スイッチと、
前記計算ユニットの機能を出現させるのに必要となるエネルギを供給するバッテリと、
前記バッテリのエネルギ残量を測定する測定手段と、
からなるラックであり、
前記制御装置の前記スケジューリング制御手段が、さらに前記計算ユニットで処理される計算量と前記測定手段を通じて得られるエネルギ残量とに基づいて、前記電源スイッチを制御する、ことを特徴とする付記15に記載のデータ処理システム。
(付記18)
バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムを制御する装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し、
システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングする、
ように前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
本発明はバッテリ駆動可能な通信ユニットあるいは計算ユニットを複数個接続したデータ処理システムあるいはネットワークに適用可能である。
100 データ処理システム
101、101c 通信部
102、102c 電源スイッチ
103、103c バッテリ
104、104c 残量測定部
105、105c スケジューラ
106、106c 通信スイッチ
107 システム通信制御部
108、108c ノード制御部
P 親ノード
C1〜Cn 子ノード
101、101c 通信部
102、102c 電源スイッチ
103、103c バッテリ
104、104c 残量測定部
105、105c スケジューラ
106、106c 通信スイッチ
107 システム通信制御部
108、108c ノード制御部
P 親ノード
C1〜Cn 子ノード
Claims (10)
- バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムの制御方法であって、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し、
システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングする、
ことを特徴とするデータ処理システムの制御方法。 - 前記スケジューリングは前記複数のデータ処理装置の一部の動作を停止するように実行されることを特徴とする請求項1に記載のデータ処理システムの制御方法。
- 前記スケジューリングは、前記システムによるサービスの提供が停止しないように、前記複数のデータ処理装置の動作を所定パターンで順次停止させることを特徴とする請求項1または2に記載のデータ処理システムの制御方法。
- 前記スケジューリングは、前記複数のデータ処理装置のバッテリ残量が所定値よりも大きい場合には、前記データ処理量に応じて、前記複数のデータ処理装置の動作パターンで切り替えることを特徴とする請求項1−3のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御方法。
- 前記スケジューリングは、あるデータ処理装置のバッテリ残量が所定値以下になると、当該データ処理装置を間欠動作モードに切り替えることを特徴とする請求項1−3のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御方法。
- 前記間欠動作モードに切り替わることによるデータ処理能力の低下に応じて、前記システムで処理すべきデータの一部を削減することを特徴とする請求項5に記載のデータ処理システムの制御方法。
- 前記システムで処理するデータ処理量は当該システムを流れるトラフィック量であることを特徴とする請求項1−6のいずれか1項に記載のデータ処理システムの制御方法。
- バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムの制御装置であって、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、
システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、
を有することを特徴とするデータ処理システムの制御装置。 - バッテリ駆動可能なデータ処理システムであって、
バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置と、前記複数のデータ処理装置の動作を制御する、バッテリ駆動可能な制御装置と、を有し、
前記複数のデータ処理装置の各々が
自身のバッテリ残量を前記制御装置へ通知するバッテリ残量通知手段と、
前記制御装置からの制御情報に従って自身のデータ処理動作を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御装置が、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集する手段と、
前記システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングするスケジューリング制御手段と、
を有することを特徴とするデータ処理システム。 - バッテリ駆動可能な複数のデータ処理装置が接続されたデータ処理システムを制御する装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
各データ処理装置で測定されたバッテリ残量を収集し、
システムで処理するデータ処理量と各データ処理装置のバッテリ残量とに基づいて、前記複数のデータ処理装置のそれぞれの動作をスケジューリングする、
ように前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012102390A JP2013232703A (ja) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | データ処理システムの制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012102390A JP2013232703A (ja) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | データ処理システムの制御方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013232703A true JP2013232703A (ja) | 2013-11-14 |
Family
ID=49678809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012102390A Pending JP2013232703A (ja) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | データ処理システムの制御方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013232703A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016167891A (ja) * | 2016-06-21 | 2016-09-15 | ライブロックテクノロジーズ株式会社 | ルーター |
JP6002959B1 (ja) * | 2015-02-27 | 2016-10-05 | ライブロックテクノロジーズ株式会社 | ルーター |
JP2017070159A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社日立製作所 | 通信設備の電力需要管理装置および電力需要管理方法 |
JP2018019433A (ja) * | 2017-10-25 | 2018-02-01 | ライブロックテクノロジーズ株式会社 | ルーター |
KR102074412B1 (ko) * | 2018-10-23 | 2020-02-06 | 주식회사 티오이십일콤즈 | IoT 전력레벨 조절 장치 |
-
2012
- 2012-04-27 JP JP2012102390A patent/JP2013232703A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP6002959B1 (ja) * | 2015-02-27 | 2016-10-05 | ライブロックテクノロジーズ株式会社 | ルーター |
JP2017070159A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社日立製作所 | 通信設備の電力需要管理装置および電力需要管理方法 |
JP2016167891A (ja) * | 2016-06-21 | 2016-09-15 | ライブロックテクノロジーズ株式会社 | ルーター |
JP2018019433A (ja) * | 2017-10-25 | 2018-02-01 | ライブロックテクノロジーズ株式会社 | ルーター |
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