JP2013524596A - パケット処理ラインカードにおけるエネルギー消費を低減するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− パケットトラフィックを処理するように構成された複数のマイクロプロセッサ
− パケットトラフィックを監視するための手段
− 平均およびパケットトラフィックの統計的分布を表すパラメータを含む少なくとも2つの統計パラメータの再帰推定に応じてトラフィック負荷を計算するように構成されたトラフィック推定器
− アクティブなマイクロプロセッサの必要数を、トラフィック推定器により計算されたトラフィック負荷推定に応じて決定するように構成された決定手段
− 決定手段の決定に応じてマイクロプロセッサをアクティブ化または非アクティブ化するために構成されたアクティブ化手段
本発明のもう1つの態様によれば、パケット処理ラインカードのマイクロプロセッサの数は、平均およびパケットトラフィックの統計的分布を表すパラメータを含む少なくとも2つの統計パラメータに基づく事前トラフィック推定を使用し、全エネルギー効率が最大を維持するようにパケット処理ラインカード(1)により処理されうる最大トラフィックを考慮する計算の結果に対応する。
電力=k・ν・V2
ただし、kはマイクロプロセッサ9の定数、νはクロックレートまたはクロック周波数、およびVはマイクロプロセッサ9の駆動電圧とする。
MaxN(EEGN)=MaxN(GN×RLFN)
10−8の確率に対応するαパラメータおよびさまざまな値のγパラメータに対するマイクロプロセッサの数に応じた、このエネルギー効率ゲイン(電力消費で除算した正規化パケット速度)の表示は、図5に示される。
さらに、時間間隔の選択は、たとえばわずかなフローまたは多数のフローの集約であるかなど、関与するトラフィックの特性によって異なる場合もある。ノード内で使用可能なパケットバッファの大きさもまた、間隔の大きさに影響を及ぼすことがある。
− 共通のエンドツーエンドのフローに属するパケットは、順序正しく処理される必要がある。そのような制約は、同一のマイクロプロセッサ内で、ハッシュ値の使用により検出される共通フローのパケットを処理することによって、およびマイクロプロセッサのアクティブ化または非アクティブ化の場合は近隣のマイクロプロセッサとの間でパケットを再ルーティングすることによって順守されてもよい。
− 共有の共通リソース(ルーティングテーブルなど)を同時に読み取りおよび更新することは回避される必要がある。リソースのアクセスは、所与のマイクロプロセッサによる読み取りまたは更新中、他のマイクロプロセッサに対してロックされる必要がある。そのような制約は、マルチコア、マルチタスクのシステムの当技術分野においてよく知られているように処理される必要があるが、リソースにアクセスする前の待機時間に起因する処理の遅延をもたらすこともある。全パケット処理電力におけるこれに関連する損失は、トラフィック変動に起因する損失よりも小さいと見なされ、統計的トラフィックモデルの一部として説明されてもよい。
− 要求のバースト時、ウェイクアップ遅延は、導入されるネットワーク遅延が所定のサービス品質(QoS)を順守するように、短くする必要がある。その結果、遅延は、(エネルギー節約には寄与していないが遅延を誘導する)非常に短い非アクティブ状態期間を回避するように、マイクロプロセッサの非アクティブ化の前に導入される。
− 並列ストリームへのトラフィックの分離には、統計的多重化の効率が低下しているため、より高い帯域幅確保が必要となる。この帯域幅割り振りは、本発明のトラフィック推定ユニット13の目的である。
Claims (16)
- パケット伝送ネットワークのパケット処理ラインカード(1)におけるエネルギー消費を低減するための方法であって、前記パケット処理ラインカード(1)は、パケットトラフィックを処理することを目的とする複数のマイクロプロセッサ(9)を備え、アクティブなマイクロプロセッサ(9)の数は、平均およびパケットトラフィックの統計的分布を表すパラメータを含む少なくとも2つの統計パラメータの再帰推定に基づくトラフィック推定器(13)の計算に応じて動的に調整される、方法。
- パケットトラフィックの統計的分布を表すパラメータが、パケットトラフィックの統計的モーメントを備える、請求項1に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- パケットトラフィックの統計的モーメントが、パケットトラフィックの標準偏差を備える、請求項2に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- パケットトラフィックの統計的分布を表すパラメータが、パケットトラフィックの変位値を備える、請求項1に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- 再帰推定が、トラフィック推定器の計算に複数の時間範囲を使用して達成される、請求項1から4のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- 非アクティブ状態のマイクロプロセッサ(9)が低消費モードに設定される、請求項1から5のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- アクティブなマイクロプロセッサ(9)の駆動電圧が、トラフィック推定器(13)の計算に応じて動的に調整される、請求項1から6のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- アクティブなマイクロプロセッサ(9)のクロックレートが、トラフィック推定器(13)の計算に応じて動的に調整される、請求項1から7のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- アクティブなマイクロプロセッサ(9)の数の決定が、所定のサービス品質(QoS)を順守するためにマイクロプロセッサ(9)の最大負荷を考慮に入れる、請求項1から8のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- マイクロプロセッサ(9)が非アクティブ状態である極めて短い期間を減らすために、マイクロプロセッサ(9)を非アクティブ化する前に遅延が導入される、請求項1から9のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- パケットトラフィックがパケットフローを備え、前記パケットフローはそれらのサービス品質値に応じてソートされ、輻輳が生じた場合、最も重要なフローがマイクロプロセッサ(9)により優先して処理される、請求項1から10のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- マイクロプロセッサ(9)をアクティブ化または非アクティブ化する決定が前記マイクロプロセッサ(9)のパケットクラス固有の構成を考慮に入れるように、マイクロプロセッサ(9)がパケットの固有のクラスを処理するように構成される、請求項1から11のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- パケット処理ラインカード(1)が、共通のエンドツーエンドフローに属しているパケットが受信の日時順に処理されるように構成される、請求項1から12のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- パケット処理ラインカード(1)が、データ同期化が共通リソースのアクセスの規制により保証されるように構成される、請求項1から13のいずれか一項に記載のエネルギー消費を低減するための方法。
- パケットトラフィックを処理するように構成された複数のマイクロプロセッサ(9)と、
パケットトラフィックを監視するための手段と、
平均およびパケットトラフィックの統計的分布を表すパラメータを含む少なくとも2つの統計パラメータの再帰推定に応じてトラフィック負荷を計算するように構成されたトラフィック推定器(13)と、
アクティブなマイクロプロセッサ(9)の必要数を、トラフィック推定器(13)により計算されたトラフィック負荷推定に応じて決定するように構成された決定手段と、
決定手段の決定に応じてマイクロプロセッサ(9)をアクティブ化または非アクティブ化するために構成されたアクティブ化手段とを備える、パケット処理ラインカード(1)。 - パケット処理ラインカードのマイクロプロセッサの数が、平均およびパケットトラフィックの統計的分布を表すパラメータを含む少なくとも2つの統計パラメータに基づく事前トラフィック推定を使用し、全エネルギー効率が最大を維持するようにパケット処理ラインカード(1)により処理されうる最大トラフィックを考慮する計算の結果に対応する、請求項15に記載のパケット処理ラインカード。
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