JP2017162315A - 情報処理装置、切替制御方法及び切替制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】情報処理装置の動作状態によって消費電力が低くなるように揮発メモリと不揮発メモリを切り替えること。【解決手段】Ｘ点判定部３２が、ＣＴとＸを比較して揮発メモリを用いるか不揮発メモリを用いるかを判定する。すなわち、Ｘ点判定部３２が、揮発メモリを不揮発メモリへ置換することによる待機エネルギー削減分と動作エネルギー増加分を比較して揮発メモリを用いるか不揮発メモリを用いるかを判定する。そして、モード判定部３３が、現使用モードがＸ点判定部３２による判定結果と一致するか否かを判定し、一致しない場合に、電源設定部３４及びスワップ部３５がメモリ切替に必要な処理を行う。【選択図】図４

Description

本発明は、情報処理装置、切替制御方法及び切替制御プログラムに関する。

スマートフォン、ウェアラブル機器等に代表される情報処理装置では、待機電力を抑制するために、部品の１つであるメモリの消費電力を抑えることが重要となる。現在は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のような揮発メモリを主記憶に用いることが主流であるが、ＤＲＡＭは高速・低コストである反面、データを保持するにあたっての待機電力が大きい。

図１６は、ＤＲＡＭを用いた情報処理装置の消費電力を説明するための図である。図１６に示すように、動作状態と待機状態が繰り返される情報処理装置では、ＤＲＡＭが揮発メモリであり電源を落とすとデータが消滅するため、待機状態においてもＤＲＡＭの電源を落とすことはできない。したがって、ＤＲＡＭの電源を落とせる場合と比較すると、情報処理装置の待機状態における電力（待機電力）が大きい。

そこで、ＤＲＡＭの代わりにＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）等の不揮発メモリを主記憶に用いることが考えられる。ただし、ＭＲＡＭの場合、動作時の消費電力がＤＲＡＭより大きい。図１７は、ＭＲＡＭを用いた情報処理装置の消費電力を説明するための図である。図１７に示すように、ＭＲＡＭは、待機状態において電源を落とせるので、待機電力はＤＲＡＭと比較して小さい。

しかし、ＭＲＡＭは、動作状態において消費電流が大きいため、動作時の電力（動作電力）がＤＲＡＭと比較して大きい。したがって、単にＤＲＡＭをＭＲＡＭに置き換えるだけでは、（１）に示す電力削減効果が出る場合もあるが、逆に（２）示す動作電力の増加により消費電力が大きくなってしまう場合もある。

このため、ＤＲＡＭのような揮発メモリの他に、不揮発メモリを備え、メモリのアクセス要求を監視し、監視結果に基づいて、揮発メモリ又は不揮発メモリのどちらを主記憶として動作させるかを決定する技術がある。

また、リフレッシュを要するメモリ部と電源供給に因らずデータを記憶保持可能な外部記憶部に対して電源供給を制御する制御部を携帯デバイスが備えることで、消費電力の軽減を可能とする技術がある。

特開２０１４−２３２５２５号公報 特開２００４−１９９３３９号公報

揮発メモリと不揮発メモリを主記憶に用いる場合、情報処理装置の動作状態によってどちらのメモリを用いた方が消費電力が低くなるかが異なる。したがって、情報処理装置の動作状態によって消費電力が低くなるように揮発メモリと不揮発メモリを切り替えることが課題となる。

本発明は、１つの側面では、消費電力を低減することを目的とする。

１つの態様では、情報処理装置は、第１判定部と、第２判定部と、切替部とを有する。前記第１判定部は、揮発メモリと不揮発メモリのそれぞれの待機時の消費電力の第１の差分と、前記揮発メモリと前記不揮発メモリのそれぞれの動作時の消費電力の第２の差分とに基づいて前記揮発メモリと前記不揮発メモリのいずれのメモリを使用するかを判定する。前記第２判定部は、前記第１判定部による判定結果と使用中のメモリとに基づいて、使用するメモリを切り替えるか否かを判定する。前記切替部は、前記第２判定部により使用するメモリを切り替えると判定された場合に、メモリの切り替えを制御する。

１つの側面では、消費電力を低減することができる。

図１は、実施例１に係るスマートフォンの構成を示す図である。 図２は、ＤＲＡＭとＭＲＡＭの切替を説明するための図である。 図３は、ＤＲＡＭとＭＲＡＭの切替基準を説明するための図である。 図４は、切替制御部の機能構成を示す図である。 図５は、割当情報記憶部の一例を示す図である。 図６は、モード決定情報記憶部が記憶する項目を示す図である。 図７Ａは、メモリの電源ＯＮ／ＯＦＦを説明するための図（メモリ領域１個）である。 図７Ｂは、メモリの電源ＯＮ／ＯＦＦを説明するための図（メモリ領域４個）である。 図８は、切替制御部による処理のフローを示すフローチャートである。 図９Ａは、切替動作例（ＤＲＡＭ→ＭＲＡＭ）を示す図である。 図９Ｂは、切替動作例（ＭＲＡＭ→ＤＲＡＭ）を示す図である。 図１０は、実施例１に係る切替制御の効果を示す図である。 図１１は、ＣＴがＸ付近で揺らぐ場合を説明するための図である。 図１２は、実施例２に係る切替制御部による処理のフローを示すフローチャートである。 図１３は、実施例２に係る切替動作例を示す図である。 図１４は、ヒステリシス判定方式による切替制御を説明するための図である。 図１５は、実施例３に係る切替制御部による処理のフローを示すフローチャートである。 図１６は、ＤＲＡＭを用いた情報処理装置の消費電力を説明するための図である。 図１７は、ＭＲＡＭを用いた情報処理装置の消費電力を説明するための図である。

以下に、本願の開示する情報処理装置、切替制御方法及び切替制御プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施例は開示の技術を限定するものではない。

まず、実施例１に係るスマートフォンの構成について説明する。図１は、実施例１に係るスマートフォンの構成を示す図である。図１に示すように、スマートフォン１は、ＢＢＡＰ（Baseband & Application Processor）２と、ＤＲＡＭ３と、ＭＲＡＭ４と、ＰＭＵ５（Power Management Unit）と、ＮＡＮＤフラッシュ６と、ＶＳ（Voice & Speaker）７とを有する。また、スマートフォン１は、ＤＴＰ（Display & Touch Panel）８と、センサ９と、ＲＦ（Radio Frequency）部１０と、メモリ用電源１１と、スイッチ１２とを有する。

ＢＢＡＰ２は、ベースバンド用及びアプリケーション用のプロセッサであり、通信処理、情報処理等を行う演算処理装置である。ＤＲＡＭ３は、揮発メモリであり、ＢＢＡＰ２が実行するプログラム、実行の途中結果等を記憶する。ＭＲＡＭ４は、不揮発メモリであり、ＤＲＡＭ３と同様に、ＢＢＡＰ２が実行するプログラム、実行の途中結果等を記憶する。ＤＲＡＭ３及びＭＲＡＭ４は、主記憶として動作し、ＢＢＡＰ２により切り替えられて使用される。

ＰＭＵ５は、ＢＢＡＰ２の指示に基づいてスイッチ１２を開閉することによって、ＤＲＡＭ３及びＭＲＡＭ４のオンオフを制御する。ＮＡＮＤフラッシュ６は、プログラム、データを記憶する不揮発メモリである。ＮＡＮＤフラッシュ６が記憶するプログラムは、ＤＲＡＭ３又はＭＲＡＭ４に読み出されてＢＢＡＰ２により実行される。

ＶＳ７は、音声の入出力を行う装置である。ＤＴＰ８は、画面を表示する表示装置であり、画面上でユーザの操作を受け付けるタッチパネルを有する。センサ９は、温度等を計測するデバイスである。ＲＦ部１０は、基地局との間で無線通信を行うモジュールである。メモリ用電源１１は、メモリに電力を供給する装置である。スイッチ１２は、ＰＭＵ５の制御のもとでＤＲＡＭ３又はＭＲＡＭ４をオンオフする。

次に、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の切替について説明する。図２は、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の切替を説明するための図である。図２において、（ａ）は、主記憶としてＤＲＡＭ３が用いられる場合を示し、（ｂ）は、主記憶としてＭＲＡＭ４が用いられる場合を示す。ＤＲＡＭ３が用いられる場合は、ＭＲＡＭ４が用いられる場合と比較して、動作電力が低く待機電力が高い。逆に、ＭＲＡＭ４が用いられる場合は、ＤＲＡＭ３が用いられる場合と比較して、動作電力が高く待機電力が低い。

図２に示すように、動作時間を１とした場合のサイクル時間の比率をＣＴとする。ここで、サイクル時間は、動作時間＋待機時間である。そして、ＣＴに対するスマートフォン１の消費電力（図２ではPowerで示す）をＤＲＡＭ３（ａ）とＭＲＡＭ４（ｂ）についてグラフ化すると、２つのグラフがクロスする点Ｘがある。

図２では、アクティビティが高い時と低い時にわけてグラフが示されている。ここで、アクティビティは、ＢＢＡＰ２から主記憶へのアクセス頻度であり、主記憶の動作率で表される。いずれのグラフにおいても、ＸよりもＣＴが小さい場合には、（ａ）の場合の消費電力が（ｂ）の場合の消費電力よりも低く、ＸよりもＣＴが大きい場合には、（ａ）の場合の消費電力が（ｂ）の場合の消費電力よりも高い。

その理由は、ＣＴが大きくなるほど動作時間に比べて待機時間が長くなり、ＭＲＡＭ４を使用した方が低電力となるためである。したがって、ＣＴ≦Ｘの場合には、ＤＲＡＭ３を使用し、ＣＴ＞Ｘの場合には、ＭＲＡＭ４を使用することで、スマートフォン１を低電力化することができる。

また、アクティビティが高い時は低い時と比べるとＸの値が大きい。その理由は、アクティビティが高い時は、主記憶へのアクセスが多く動作電力が高いので、動作エネルギーの増加分と待機エネルギーの減少分を等しくするには待機時間が長くなるためである。

図３は、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の切替基準を説明するための図である。図３に示すように、ＤＲＡＭ３をＭＲＡＭ４へ置換することによる待機エネルギー削減分（１）は、置換するＤＲＡＭ容量分の待機電力×待機時間である。また、ＤＲＡＭ３をＭＲＡＭ４へ置換することによる動作エネルギー増加分（２）は、置換するＤＲＡＭ３に対するＭＲＡＭ４の動作電力増分×アクティビティ×動作時間である。

そこで、スマートフォン１は、（１）≦（２）となる状態でＤＲＡＭ３を使用し、（１）＞（２）となる状態でＭＲＡＭ４を使用する。すなわち、Ｘは、（１）＝（２）となるときのＣＴの値である。

次に、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の切替を制御する切替制御部の機能構成について説明する。図４は、切替制御部の機能構成を示す図である。図４に示すように、切替制御部２０は、切替制御に使用される情報を記憶する記憶部２０ａと記憶部２０ａが記憶する情報を用いて切替を制御する制御部２０ｂを有する。

記憶部２０ａは、割当情報記憶部２１とモード決定情報記憶部２２とを有する。制御部２０ｂは、初期化部３０と、監視部３１と、Ｘ点判定部３２と、モード判定部３３と、電源設定部３４と、スワップ部３５とを有する。

割当情報記憶部２１は、主記憶のＤＲＡＭ３又はＭＲＡＭ４への割当に関する情報を記憶する。図５は、割当情報記憶部２１の一例を示す図である。図５に示すように、割当情報記憶部２１は、メモリ領域名、判定結果及び割当先をメモリ領域毎に記憶する。

メモリ領域名は、主記憶の各メモリ領域を識別する名前である。判定結果は、消費電力を低くすためにメモリ領域はＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４のいずれを使用すべきかを判定した結果を示す。「ＣＴ≦Ｘ」は、ＤＲＡＭ３を使用すべきであるという判定結果を表し、「ＣＴ＞Ｘ」は、ＭＲＡＭ４を使用すべきという判定結果を表す。

割当先は、メモリ領域にＤＲＡＭ３が割り当てられているかＭＲＡＭ４が割り当てられているかを示し、「ＤＲＡＭ」はＤＲＡＭ３が割り当てられていることを表し、「ＭＲＡＭ」はＭＲＡＭ４が割り当てられていることを表す。例えば、「メモリ領域＃００」で識別されるメモリ領域は、ＤＲＡＭ３を使用すべきであると判定されており、ＤＲＡＭ３が割り当てられている。

モード決定情報記憶部２２は、主記憶にＤＲＡＭ３を使用するＤＲＡＭ使用モードかＭＲＡＭ４を使用するＭＲＡＭ使用モードかを決定するための情報を記憶する。図６は、モード決定情報記憶部２２が記憶する項目を示す図である。図６に示すように、モード決定情報記憶部２２は、ＤＲＡＭ動作電力データ、ＤＲＡＭデータ保持電力データ、ＭＲＡＭ動作電力データ、アクティビティデータ、動作時間及び待機時間を記憶する。

ＤＲＡＭ動作電力データは、ＤＲＡＭ３の動作電力である。「@Activity=100%」は、アクティビティが１００％の場合のデータであることを示す。ＤＲＡＭデータ保持電力データは、ＤＲＡＭ３がデータの保持に消費する電力である。「@Stand-by」は、ＤＲＡＭ３が動作していない状態のデータであることを示す。

ＭＲＡＭ動作電力データは、ＭＲＡＭ４の動作電力である。アクティビティデータは、主記憶のアクティビティである。アクティビティデータは、メモリ領域毎のデータである。動作時間は、スマートフォン１の動作時間である。待機時間は、スマートフォン１の待機時間である。モード決定情報記憶部２２は、待機時間の代わりにサイクル時間を記憶してもよい。

ＤＲＡＭ動作電力データ、ＤＲＡＭデータ保持電力データ及びＭＲＡＭ動作電力データは、データシートから得られる値又は測定により得られる値であり、固定値である。アクティビティデータ、動作時間及び待機時間は、スマートフォン１を監視することで得られる値であり、可変値である。

初期化部３０は、スマートフォン１が起動すると、切替制御のための初期化を行う。具体的には、割当情報記憶部２１の判定結果及び割当先をＤＲＡＭ使用モードで初期化し、モード決定情報記憶部２２のアクティビティデータ、動作時間及び待機時間の初期設定を行う。

監視部３１は、スマートフォン１が動作状態にあるときに、ＣＴ及びアクティビティを監視し、監視結果をモード決定情報記憶部２２に書き込む。監視部３１は、スマートフォン１の動作時間及び待機時間を監視することによってＣＴを監視する。

Ｘ点判定部３２は、スマートフォン１が動作状態にあるときに、Ｘ点判定を行う。ここで、Ｘ点判定とは、ＣＴとＸを比較し、ＣＴ≦ＸかＣＴ＞Ｘかを判定する。ＣＴは、スマートフォン１の動作時間及び待機時間から計算される。

Ｘは、図３に示したように、置換するＤＲＡＭ容量分の待機電力×待機時間＝ＭＲＡＭ４の動作電力増分×アクティビティ×動作時間のときのＣＴの値として算出される。置換するＤＲＡＭ容量分の待機電力は、モード決定情報記憶部２２が記憶するＤＲＡＭデータ保持電力データである。ＭＲＡＭ４の動作電力増分は、モード決定情報記憶部２２が記憶するＤＲＡＭ動作電力データとＭＲＡＭ動作電力データから計算される。なお、Ｘの値は、例えば１０％〜５０％等の一定の範囲のアクティビティに対して事前に計算しておいてもよい。

モード判定部３３は、スマートフォン１が動作状態から待機状態に遷移するときに、現使用モードと判定モードが一致するか否かを判定する。ここで、現使用モードとは、現時点でメモリ領域に割り当てられているメモリを表し、ＤＲＡＭ使用モードかＭＲＡＭ使用モードかである。判定モードは、Ｘ点判定部３２による判定結果に基づくメモリの使用モードであり、ＤＲＡＭ使用モードかＭＲＡＭ使用モードかである。

モード判定部３３は、現使用モードと判定モードが一致しない場合に、電源設定部３４及びスワップ部３５に指示してメモリを切り替える処理を行う。なお、Ｘ点判定部３２及びモード判定部３３の処理は、メモリ領域毎に行われる。

電源設定部３４は、モード判定部３３の指示に基づいてＤＲＡＭ３及びＭＲＡＭ４の電源をスイッチ１２を用いてオン（ＯＮ）又はオフ（ＯＦＦ）に設定する。図７Ａ及び図７Ｂは、メモリの電源ＯＮ／ＯＦＦを説明するための図である。図７Ａは、メモリ領域が１個の場合を示し、図７Ｂは、メモリ領域が４個の場合を示す。

図７Ａ（ａ）に示すように、ＤＲＡＭ使用時は、ＭＲＡＭ４の電源は、動作時も待機時もＯＦＦであり、ＤＲＡＭ３の電源は、動作時も待機時もＯＮである。また、図７Ａ（ｂ）に示すように、ＭＲＡＭ使用時は、ＭＲＡＭ４の電源は、動作時はＯＮであるが待機時はＯＦＦであり、ＤＲＡＭ３の電源は、動作時も待機時もＯＦＦである。

すなわち、使用ＤＲＡＭは常時ＯＮであり、未使用ＤＲＡＭは常時ＯＦＦである。また、使用ＭＲＡＭは動作時ＯＮであり、待機時ＯＦＦであり、未使用ＭＲＡＭは常時ＯＦＦである。

また、図７Ｂに示すように、メモリ領域が複数ある場合には、図７Ａに示した電源ＯＮ／ＯＦＦに基づいてメモリ領域毎に電源ＯＮ／ＯＦＦが行われる。ケース＃１は、メモリ領域＃０〜メモリ領域＃２としてＤＲＡＭ３が使用され、メモリ領域＃３としてＭＲＡＭ４が使用される場合を示す。ケース＃２は、メモリ領域＃０及びメモリ領域＃３としてＤＲＡＭ３が使用され、メモリ領域＃１及びメモリ領域＃２としてＭＲＡＭ４が使用される場合を示す。

スワップ部３５は、モード判定部３３の指示に基づいて、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の一方のデータを他方にコピーする。すなわち、スワップ部３５は、ＤＲＡＭ使用モードからＭＲＡＭ使用モードに変わる場合には、ＤＲＡＭ３のデータをＭＲＡＭ４へコピーし、ＭＲＡＭ使用モードからＤＲＡＭ使用モードに変わる場合には、ＭＲＡＭ４のデータをＤＲＡＭ３へコピーする。

次に、切替制御部２０による処理のフローについて説明する。図８は、切替制御部２０による処理のフローを示すフローチャートである。図８に示すように、切替制御部２０は、スマートフォン１が起動されると、初期化処理で、ＤＲＡＭ使用モードに設定し（ステップＳ１）、アクティビティ、動作時間及び待機時間の初期データを作成する（ステップＳ２）。そして、切替制御部２０は、作成した初期データをモード決定情報記憶部２２に書き込む。

そして、切替制御部２０は、スマートフォン１が動作中であるか否かを判定し（ステップＳ３）、動作中である場合には、動作時のメモリ電源設定を行う（ステップＳ４）。なお、既に動作時のメモリ電源設定になっている場合には、何も行われない。そして、切替制御部２０は、ＣＴ及びアクティビティを監視し（ステップＳ５）、Ｘ点判定を行う（ステップＳ６）。そして、切替制御部２０は、判定結果を割当情報記憶部２１に書き込み、ステップＳ３に戻る。

一方、スマートフォン１が動作中でない場合には、切替制御部２０は、現使用モードと判定モードは異なっているか否かを判定し（ステップＳ７）、一致する場合には、ステップＳ１１に進む。一方、現使用モードと判定モードが異なっている場合には、切替制御部２０は、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の電源をＯＮにし（ステップＳ８）、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４をスワップする（ステップＳ９）。そして、切替制御部２０は、割当情報記憶部２１の判定結果及び割当先を更新する（ステップＳ１０）。

そして、切替制御部２０は、待機時のメモリ電源設定を行う（ステップＳ１１）。なお、既に待機時のメモリ電源設定になっている場合には、何も行われない。そして、切替制御部２０は、ステップＳ３に戻る。

このように、切替制御部２０は、ＣＴ及びアクティビティを監視し、Ｘ点判定を行うことで、スマートフォン１の消費電力を低減するように、主記憶にＤＲＡＭ３又はＭＲＡＭ４を割り当てることができる。なお、図９では、メモリ領域が１つの場合の処理のフローについて説明したが、メモリ領域が複数ある場合には、切替制御部２０は、ステップＳ４〜ステップＳ１０の処理をメモリ領域毎に行う。

次に、切替動作例について説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、切替動作例を示す図である。図９Ａは、ＤＲＡＭ３からＭＲＡＭ４への切替を示し、図９Ｂは、ＭＲＡＭ４からＤＲＡＭ３への切替を示す。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はスマートフォン１の消費電力を示す。

図９Ａに示すように、スマートフォン１が起動し、消費電力が立ち上がる（１）。そして、初期化時には、消費電力が高くなる（２）。そして、初期化が終了し、待機状態になると、消費電力は、ＤＲＡＭ待機に対応する値まで下がる（３）。そして、動作状態になると、消費電力は、ＤＲＡＭ動作に対応する値まで上がる（４）。そして、待機状態になると、消費電力は、ＤＲＡＭ待機に対応する値まで下がる（３）。以下、ＣＴ≦Ｘである間はＤＲＡＭ３が使用される。

その後、動作状態において、ＣＴ＞Ｘと判定されると、待機状態に入る前にＤＲＡＭ３からＭＲＡＭ４へのメモリスワップが行われ、消費電力がスワップ動作に対応する値まで上がる（５）。そして、待機状態では、消費電力は、ＤＲＡＭ待機より低いＭＲＡＭ待機に対応する値まで下がる（３）。そして、動作状態になると、消費電力は、ＤＲＡＭ動作より高いＭＲＡＭ動作に対応する値まで上がる（４）。以下、ＣＴ＞Ｘである間はＭＲＡＭ４が使用される。

その後、図９Ｂに示すように、動作状態において、ＣＴ＜Ｘと判定されると、待機状態に入る前にＭＲＡＭ４からＤＲＡＭ３へのメモリスワップが行われ、消費電力がスワップ動作に対応する値まで上がる（５）。そして、待機状態になると、消費電力は、ＤＲＡＭ待機に対応する値まで下がる（３）。そして、動作状態になると、消費電力は、ＤＲＡＭ動作に対応する値まで上がる（４）。

次に、実施例１に係る切替制御の効果について説明する。図１０は、実施例１に係る切替制御の効果を示す図である。図１０は、メモリ容量が２Ｇ（ギガ）バイトのときのＣＴと消費電力の対応を示す。アクティビティは１０％〜５０％であると考えられるため、（ａ）にアクティビティが５０％である場合を示し、（ｂ）にアクティビティが１０％である場合を示す。アクティビティが５０％の場合にはＸは約１７であり、アクティビティが１０％の場合にはＸは約４．５である。

例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）待受時は、動作時間が約３０ｍｓｅｃ（ミリ秒）であり、サイクル時間が１．２８ｓｅｃであるので、ＣＴはＸより大きい約４０となる。したがって、切替制御部２０は、ＭＲＡＭ４を使用と判定し、消費電力を約３ｍＷ（ミリワット）削減できる。これは、バッテリー電流にして、１．５ｍＡ（ミリアンペア）の削減に相当し、プロセッサを含む全体電流が約８ｍＡ（ミリアンペア）であるとすると、６．５ｍＡへの削減となる。バッテリー持続時間としては、３０００ｍＡｈ（ミリアンペア時）の電池搭載の場合、３７５時間から４６０時間へ、２０％以上の延伸が可能となる。

また、バンド幅（ＢＷ）５ＭＨｚ（メガヘルツ）の音声処理時は、動作時間が約３０ｍｓｅｃであり、サイクル時間が約１００ｍｓｅｃであるので、ＣＴはＸより小さい約３となる。したがって、切替制御部２０は、ＤＲＡＭ３を使用と判定し、従来よりも消費電力を増加させることはない。単純にＤＲＡＭ３をＭＲＡＭ４へ置換すれば、１０〜２０ｍＷ程度の電力増となる。

上述してきたように、実施例１では、Ｘ点判定部３２が、ＣＴとＸを比較してＤＲＡＭ３を用いるかＭＲＡＭ４を用いるかを判定する。すなわち、Ｘ点判定部３２が、ＤＲＡＭ３をＭＲＡＭ４へ置換することによる待機エネルギー削減分と動作エネルギー増加分を比較してＤＲＡＭ３を用いるかＭＲＡＭ４を用いるかを判定する。そして、モード判定部３３が、現使用モードがＸ点判定部３２による判定結果と一致するか否かを判定し、一致しない場合に、電源設定部３４及びスワップ部３５がメモリ切替に必要な処理を行う。

したがって、切替制御部２０は、ＤＲＡＭ３をＭＲＡＭ４へ置換することによる待機エネルギー削減分が動作エネルギー増加分より大きくなるようにメモリ切替を行うことができ、スマートフォン１の消費電力を低減することができる。

また、実施例１では、Ｘ点判定部３２がアクティビティとＣＴを用いてＤＲＡＭ３を用いるかＭＲＡＭ４を用いるかを判定するので、切替制御部２０はアクティビティとＣＴを監視することで、メモリ切替を制御することができる。

また、実施例１では、ＭＲＡＭ４を使用する場合に、待機状態で電源設定部３４がＭＲＡＭ４の電源をオフにするので、切替制御部２０はスマートフォン１の消費電力を低減することができる。

また、実施例１では、切替制御部２０は、動作状態から待機状態に遷移する際にメモリ切替を行うので、スマートフォン１の動作への影響を少なくすることができる。

ところで、上記実施例１では、ＣＴ≦Ｘの場合にＤＲＡＭ３を使用し、ＣＴ＞Ｘの場合にＭＲＡＭ４を使用する場合について説明したが、ＣＴがＸ付近で揺らぐとＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の切替が頻繁に発生する。図１１は、ＣＴがＸ付近で揺らぐ場合を説明するための図である。図１１に示すように、ＣＴがＸ付近で揺らぐと、ＣＴ≦ＸからＣＴ＞Ｘへの変化及びＣＴ＞ＸからＣＴ≦Ｘへの変化が頻繁に発生し、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４とのスワップが頻繁に発生する。その結果、スワップにより消費電力がかえって増加することになる。そこで、実施例２では、ＣＴがＸ付近で揺らいでも消費電力の増加を防ぐ切替制御について説明する。

図１２は、実施例２に係る切替制御部２０による処理のフローを示すフローチャートである。図１２に示すように、切替制御部２０は、スマートフォン１が起動されると、初期化処理で、ＤＲＡＭ使用モードに設定し（ステップＳ１１）、アクティビティ、動作時間及、待機時間及び使用回数の初期データを作成する（ステップＳ１２）。

ここで、使用回数は、主記憶の使用モードの連続する動作状態の回数を示す。そして、切替制御部２０は、作成した初期データをモード決定情報記憶部２２に書き込む。なお、使用回数は、モード決定情報記憶部２２にメモリ領域毎に記憶される。

そして、切替制御部２０は、スマートフォン１が動作中であるか否かを判定し（ステップＳ１３）、動作中である場合には、動作時のメモリ電源設定を行う（ステップＳ１４）。そして、切替制御部２０は、ＣＴ及びアクティビティを監視し（ステップＳ１５）、Ｘ点判定を行う（ステップＳ１６）。そして、切替制御部２０は、判定結果を割当情報記憶部２１に書き込み、ステップＳ１３に戻る。

一方、スマートフォン１が動作中でない場合には、切替制御部２０は、現使用モードと判定モードは異なっているか否かを判定する（ステップＳ１７）。その結果、異なっている場合には、切替制御部２０は、現使用モードを少なくともｎ回以上の動作状態で連続使用したか否かを判定する（ステップＳ１８）。ここで、ｎは、現使用モードを連続使用すべき閾値を示す正の整数である。

そして、現使用モードを少なくともｎ回以上の動作状態で連続使用した場合には、切替制御部２０は、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の電源をＯＮにし（ステップＳ１９）、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４をスワップする（ステップＳ２０）。そして、切替制御部２０は、割当情報記憶部２１の判定結果及び割当先を更新し（ステップＳ２１）、使用回数を１に初期化する（ステップＳ２２）。そして、切替制御部２０は、待機時のメモリ電源設定を行い（ステップＳ２３）、ステップＳ１３に戻る。

また、現使用モードの動作状態での連続使用がｎ回未満の場合（ステップＳ１８，Ｎｏ）、現使用モードと判定モードが一致する場合（ステップＳ１７，Ｎｏ）は、切替制御部２０は、使用回数に１を加え（ステップＳ２４）、ステップＳ２３へ移動する。

図１３は、実施例２に係る切替動作例を示す図である。図１３に示すように、ｎ＝５の場合、ＣＴ＜ＸからＣＴ＞Ｘに変化してスワップが行われ、ＤＲＡＭ３からＭＲＡＭ４への切替後またＣＴ＜Ｘに変化しても、５回の動作状態で連続してＭＲＡＭ４が使用されるまでは、ＤＲＡＭ３への切替は行われない。

また、連続する動作状態の回数ｎの代わりにスワップ後の秒数ｍを用いてもよい。図１３において、ｍ＝１０の場合、ＣＴ＜ＸからＣＴ＞Ｘに変化してスワップが行われ、ＤＲＡＭ３からＭＲＡＭ４への切替後ＣＴ＜Ｘに変化しても、スワップ後１０秒間はＤＲＡＭ３への切替は行われない。

上述してきたように、実施例２では、切替制御部２０は、現使用モードを少なくともｎ回以上の動作状態で連続使用するまでＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の切替を行わないように制御することで、ＣＴがＸ付近で揺らいだ場合の消費電力の増加を防ぐことができる。

連続する動作状態の回数ｎ又はスワップ後の秒数ｍの代わりにヒステリシス判定方式により、ＣＴがＸ付近で揺らいだ場合の消費電力の増加を防ぐこともできる。そこで、実施例３では、ＣＴがＸ付近で揺らいだ場合の消費電力の増加をヒステリシス判定方式により防ぐ場合について説明する。

図１４は、ヒステリシス判定方式による切替制御を説明するための図である。図１４に示すように、ヒステリシス判定方式では、ＣＴの閾値としてＸの代わりにＸより小さいＸｍとＸより大きいＸｄの２つの閾値が用いられる。Ｘｍは、ＭＲＡＭ４からＤＲＡＭ３へ切り替える場合の閾値であり、Ｘｄは、ＤＲＡＭ３からＭＲＡＭ４へ切り替える場合の閾値である。

すなわち、切替制御部２０は、ＣＴ＞Ｘｄになれば、ＭＲＡＭ４に切り替え、ＣＴ≦Ｘｍになれば、ＤＲＡＭ３に切り替える。例えば、ＸｄはＸの１．１倍、ＸｍはＸの０．９倍である。

このように、ＤＲＡＭ使用時には切替判定点をＸｄ＞Ｘとし、ＭＲＡＭ使用時には切替判定点をＸｍ＜Ｘとすることで、切替制御部２０は、ＣＴの揺らぎによって簡単に切替が起こらないように制御することができる。

図１５は、実施例３に係る切替制御部２０による処理のフローを示すフローチャートである。図１５に示すように、切替制御部２０は、スマートフォン１が起動されると、初期化処理で、ＤＲＡＭ使用モードに設定し（ステップＳ３１）、アクティビティ、動作時間及び待機時間の初期データを作成する（ステップＳ３２）。そして、切替制御部２０は、作成した初期データをモード決定情報記憶部２２に書き込む。

そして、切替制御部２０は、スマートフォン１が動作中であるか否かを判定し（ステップＳ３３）、動作中である場合には、動作時のメモリ電源設定を行う（ステップＳ３４）。そして、切替制御部２０は、ＣＴ及びアクティビティを監視する（ステップＳ３５）。

そして、切替制御部２０は、現在ＤＲＡＭ３を使用しているか否かを判定し（ステップＳ３６）、現在ＤＲＡＭ３を使用している場合には、Ｘｄを用いてＸ点判定を行う（ステップＳ３７）。一方、現在ＭＲＡＭ４を使用している場合には、切替制御部２０は、Ｘｍを用いてＸ点判定を行う（ステップＳ３８）。そして、切替制御部２０は、判定結果を割当情報記憶部２１に書き込み、ステップＳ３３に戻る。

一方、スマートフォン１が動作中でない場合には、切替制御部２０は、現使用モードと判定モードは異なっているか否かを判定し（ステップＳ３９）、一致する場合には、ステップＳ４３に進む。一方、現使用モードと判定モードが異なっている場合には、切替制御部２０は、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４の電源をＯＮにし（ステップＳ４０）、ＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４をスワップする（ステップＳ４１）。そして、切替制御部２０は、割当情報記憶部２１の判定結果及び割当先を更新する（ステップＳ４２）。そして、切替制御部２０は、待機時のメモリ電源設定を行い（ステップＳ４３）、ステップＳ３３に戻る。

上述してきたように、実施例３では、切替制御部２０は、ヒステリシス判定方式により切替制御を行うので、ＣＴがＸ付近で揺らいだ場合の消費電力の増加を防ぐことができる。

なお、実施例１〜３では、スマートフォン１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばウェアラブル機器等の他の情報処理装置にも同様に適用することができる。

また、実施例１〜３では、スマートフォン１がＤＲＡＭ３とＭＲＡＭ４を有する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ＤＲＡＭ３の代わりに他の揮発メモリを有する場合、ＭＲＡＭ４の代わりに他の不揮発メモリを有する場合にも同様に適用することができる。

１ スマートフォン
２ ＢＢＡＰ
３ ＤＲＡＭ
４ ＭＲＡＭ
５ ＰＭＵ
６ ＮＡＮＤフラッシュ
７ ＶＳ
８ ＤＴＰ
９ センサ
１０ ＲＦ部
１１ メモリ用電源
１２ スイッチ
２０ 切替制御部
２０ａ 記憶部
２０ｂ 制御部
２１ 割当情報記憶部
２２ モード決定情報記憶部
３０ 初期化部
３１ 監視部
３２ Ｘ点判定部
３３ モード判定部
３４ 電源設定部
３５ スワップ部

Claims (8)

1. 揮発メモリと不揮発メモリのそれぞれの待機時の消費電力の第１の差分と、前記揮発メモリと前記不揮発メモリのそれぞれの動作時の消費電力の第２の差分とに基づいて前記揮発メモリと前記不揮発メモリのいずれのメモリを使用するかを判定する第１判定部と、
   前記第１判定部による判定結果と使用中のメモリとに基づいて、使用するメモリを切り替えるか否かを判定する第２判定部と、
   前記第２判定部により使用するメモリを切り替えると判定された場合に、メモリの切り替えを制御する切替部と
   を有することを特徴とする情報処理装置。
2. 前記第１判定部は、動作状態におけるメモリ動作率、及び、動作時間と待機時間の比率又は動作時間とサイクル時間の比率に基づいて前記第１の差分と前記第２の差分を比較することで前記揮発メモリと前記不揮発メモリのいずれのメモリを使用するかを判定することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記切替部は、前記揮発メモリを使用するときには、前記揮発メモリの電源をオンして前記不揮発メモリの電源をオフし、前記不揮発メモリを使用するときには、前記揮発メモリの電源をオフし、前記不揮発メモリについては、動作状態のときは電源をオンして待機状態のときは電源をオフする電源制御部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。
4. 前記第１判定部は、動作状態のときに前記揮発メモリと前記不揮発メモリのいずれのメモリを使用するかを判定し、
   前記第２判定部は、動作状態から待機状態に遷移するときに、使用するメモリを切り替えるか否かを判定することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の情報処理装置。
5. 前記第２判定部は、使用するメモリを切り替えると判定した後所定の回数又は所定の時間は使用するメモリを切り替えないと判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の情報処理装置。
6. 前記第１判定部は、使用中のメモリが前記揮発メモリである場合と前記不揮発メモリである場合とで前記比率の閾値について異なる値を用いることを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
7. コンピュータが、
   揮発メモリと不揮発メモリのそれぞれの待機時の消費電力の第１の差分と、前記揮発メモリと前記不揮発メモリのそれぞれの動作時の消費電力の第２の差分とに基づいて前記揮発メモリと前記不揮発メモリのいずれのメモリを使用するかを判定し、
   判定結果と使用中のメモリとに基づいて、使用するメモリを切り替えるか否かを判定し、
   使用するメモリを切り替えると判定した場合に、メモリの切り替えを制御する
   ことを特徴とする切替制御方法。
8. コンピュータに、
   揮発メモリと不揮発メモリのそれぞれの待機時の消費電力の第１の差分と、前記揮発メモリと前記不揮発メモリのそれぞれの動作時の消費電力の第２の差分とに基づいて前記揮発メモリと前記不揮発メモリのいずれのメモリを使用するかを判定し
   前記揮発メモリを前記不揮発メモリへ置換することによる待機時のエネルギー削減量と 判定結果と使用中のメモリとに基づいて、使用するメモリを切り替えるか否かを判定し、
   使用するメモリを切り替えると判定した場合に、メモリの切り替えを制御する
   処理を実行させることを特徴とする切替制御プログラム。

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