JP2021184222A - 並列処理装置及びファームウェア更新プログラム - Google Patents

並列処理装置及びファームウェア更新プログラム Download PDF

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昌浩 長柄
Masahiro Nagae
広大 太田
Kodai Ohta
滉一 加藤
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Abstract

【課題】ファームウェアの更新において、2次ノードによる失敗を防ぐこと。【解決手段】1次ノード21は、管理装置3から新ファームウェアの取得を完了すると、新ファームウェアへの更新処理を行いつつ2次ノード21へ新ファームウェアを転送する。また、2次ノード21は、新ファームウェアへの更新処理において1次ノード21が通信できない状態になるまでの予測時間に基づいて、新ファームウェアを1次ノード21から受信する処理のタイムアウト時間を動的に変更する。【選択図】図1

Description

本発明は、並列処理装置及びファームウェア更新プログラムに関する。
並列処理装置は、複数のノードを有する。各ノードは、情報処理装置であり、CPU(Central Processing Unit)及びメモリを備える複数のCMU(CPU Memory Unit)と、CPU、メモリ等のハードウェアを管理する複数のBMC(Baseboard Management Controller)とを有する。
ノードのファームウェアは、BMCファームウェアを含み、並列処理装置とネットワークで接続された管理装置により管理される。ノードのファームウェアの更新の際に、全てのノードが管理装置にアクセスすると、管理装置の負荷が高くなるため、ノードをグループ分けし、グループの中の1つの1次ノードだけが管理装置にアクセスして新ファームウェアを取得する。グループの中の他の2次ノードは、1次ノードから新ファームウェアを取得する。
なお、管理コンピュータが、各サーバから通知されたファームウェア情報を管理し、新たに格納されたファームウェアのバージョンとファームウェア情報を比較し、所定条件下でサーバのうち特定のサーバに対して自律的にファームウェア更新を行う従来技術がある。
また、通信可能に接続される複数のCPUの動作を制御するファームフェアの更新処理に要する時間を短縮する情報処理装置がある。この情報処理装置は、マスタ側CPUがマスタ側ROMに対して消去コマンド又は書き込みコマンドを発行した後、マスタ側ROMより消去完了又は書き込み完了の通知を得るまでの待ち時間に、各スレーブ側ROMに格納されたファームウェアの更新処理を行う。また、マスタ側CPUが各スレーブ側ROMに対して消去コマンド又は書き込みコマンドを発行した後、各スレーブ側ROMより消去完了又は書き込み完了の通知を得るまでの待ち時間に、マスタ側ROMに格納されたファームウェアの更新処理を行う。
また、ユーザの利便性を損なうことなく、効率的かつ確実に通信端末のファームウェアの更新を行い得るファームウェア更新装置がある。このファームウェア更新装置は、現在実装しているファームウェアを更新するための新しいファームウェアをダウンロードし、ダウンロードした新しいファームウェアに対するリブートの必要性をユーザに明示する。そして、このファームウェア更新装置は、リブートの必要性の明示に対してユーザがリブートの必要性を確認した場合、通信端末のリブートを行う。一方、リブートの必要性の明示に対して所定時間経過してもユーザからリブートの必要性の確認を得られない場合、このファームウェア更新装置は、通信端末のリブートを自動的に行う。
また、複数のファームウェアの更新を行う場合に、不要なリブート動作を排除して更新処理を効率よく行う画像形成装置がある。この画像形成装置は、更新用ファームウェアの供給元となる情報処理装置と通信可能なインタフェース手段を備える。また、この画像形成装置は、複数のファームウェアが格納された記憶手段と、情報処理装置より転送される更新用ファームウェアを記憶手段に順次格納してファームウェアの更新処理を行う制御手段とを備える。制御手段は、情報処理装置から複数の更新用ファームウェアが転送される場合、更新用ファームウェアの記憶手段への格納が全て完了した後に、更新処理の有効化のためのリブート動作を実行する。
また、運用中のファームウェアを新たな更新ファームウェアに切り替える際に、このファームウェアの更新に起因して障害が発生することを回避する制御装置がある。この制御装置は、第1コアで稼動している現用の運用ファームウェアを新たな更新ファームウェアに更新する際に、運用ファームウェアを稼動中でない第2コアを選択し、第2コアの占有メモリ領域に更新ファームウェアとテストプログラムをロードする。そして、この制御装置は、第2コアにおいて、更新ファームウェアに対してテストプログラムを実行することにより更新ファームウェアが正常に動作するか否かを検査する。そして、この制御装置は、検査により正常に動作すると判定された後に、第2コアにおいて更新ファームウェアを稼動させ、ファームウェアに対する処理要求を、第1コアから第2コアに切り替えて処理する。
特開2010−086117号公報 特開2007−114943号公報 特開2004−157871号公報 特開2005−190308号公報 特開2012−146234号公報
ノードをグループ分けし、グループの中の1つの1次ノードだけが管理装置にアクセスする従来技術では、待ち時間が発生し、更新完了までの時間が待ち時間だけ長くなる。図11は、待ち時間の発生を説明するための図である。図11に示すように、従来技術では、全ての1次ノードが新ファームウェアを管理装置から取得した後に2次ノードが同じグループの1次ノードから新ファームウェアを取得する。したがって、管理装置から新ファームウェアの取得を最後に完了した1次ノードを除く1次ノードには、2次ノードへの配信まで待ち時間がある。また、各ノードでの新ファームウェアへの更新は、2次ノードへの配信時間後に一斉に行われる。このため、新ファームウェアの取得を最後に完了した2次ノードを除くノードには、更新開始までの待ち時間がある。
ファームウェアを更新した場合には、テストプログラムを実行する必要があるが、テストプログラムの実行により不具合が発生すると、全てのノードが影響を受け、全てのノードにおいてリトライが発生する。このため、テストプログラムの実行による不具合の発見を、1台のノードだけでもできるだけ早期に行うことで、他のノードへの影響をできるだけ抑える必要がある。
そこで、1次ノードは、新ファームウェアの取得を完了すると、他の1次ノードが新ファームウェアの取得を完了する前に、新ファームウェアへの更新を開始することが考えられる。ただし、1次ノードは、新ファームウェアへの更新中にリブートなどを行うため、2次ノードと通信ができないことがある。すると、2次ノードは、新ファームウェアの取得に失敗し、新ファームウェアへの更新に失敗するという問題がある。
本発明は、1つの側面では、ファームウェアの更新において、2次ノードによる失敗を防ぐことを目的とする。
1つの態様では、並列処理装置は、第1ノードと第2ノードとを有する。前記第1ノードは、自身のファームウェアの新ファームウェアへの更新処理を行いつつ第2ノードへ前記新ファームウェアを転送する。前記第2ノードは、前記更新処理において前記第1ノードが通信できない状態になるまでの予測時間に応じて、前記新ファームウェアを前記第1ノードから受信する処理のタイムアウト時間を動的に変更する。
1つの側面では、本発明は、ファームウェアの更新において、2次ノードによる失敗を防ぐことができる。
図1は、実施例に係る並列処理システムの構成を示す図である。 図2は、ノードを搭載するラックを示す図である。 図3は、シェルフを示す図である。 図4は、ノードの構成を示す図である。 図5は、CNTUの構成を示す図である。 図6は、BMCによるファームウェアの更新シーケンスを示す図である。 図7は、1次ノードと2次ノードによるファームウェア更新のシーケンスを示す図である。 図8は、1次BMCによるファームウェア更新処理のフローを示すフローチャートである。 図9は、2次BMCによるファームウェア更新処理のフローを示すフローチャートである。 図10は、並列処理システムによる更新時間を示す図である。 図11は、待ち時間の発生を説明するための図である。
以下に、本願の開示する並列処理装置及びファームウェア更新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、この実施例は開示の技術を限定するものではない。
まず、実施例に係る並列処理システムについて説明する。図1は、実施例に係る並列処理システムの構成を示す図である。図1に示すように、実施例に係る並列処理システム1は、並列処理装置2と管理装置3とを有する。
並列処理装置2は、並列に情報処理を行う装置である。並列処理装置2は、96台のノード21を有する。ノード21は、情報処理を行う装置である。96台のノード21は、グループ#1〜グループ#4で表される4つのグループ20にグループ分けされる。なお、並列処理装置2は、より多い台数又はより少ない台数のノード21を有してよい。また、96台のノード21は、より多い数又はより少ない数のグループ20にグループ分けされてもよい。
各グループ20には、1台の1次ノード21と23台の2次ノード21が含まれる。1次ノード21は、管理装置3から新ファームウェアを取得する。2次ノード21は、同じグループ20の1次ノード21から新ファームウェアを取得する。
管理装置3は、並列処理装置2を管理する装置である。管理装置3は、IPMI(Intelligent Platform Management Interface)を用いて各ノード21と通信する。管理装置3は、ファームウェア記憶部31と保守支援部32とを有する。
ファームウェア記憶部31は、ノード21で使用されるファームウェアを複数のバージョン(版)について記憶する。
保守支援部32は、ノード21のファームウェアの更新を支援する。例えば、保守支援部32は、システム管理者の指示に基づいて、1次ノード21に新ファームウェアの取得を指示する。そして、1次ノード21から新ファームウェアの送信要求を受信すると、保守支援部32は、ファームウェア記憶部31から最新のバージョンのファームウェアを読み出して新ファームウェアとして1次ノード21に送信する。1次ノード21は、新ファームウェアの受信を完了すると、他の1次ノード21との待ち合わせを行うことなく、ファームウェアの更新を開始する。
また、保守支援部32は、1次ノード21に新ファームウェアの取得を指示して所定の時間が経過すると、2次ノード21に1次ノード21からの新ファームウェアの取得を指示する。2次ノード21は、保守支援部32から取得指示を受信すると、1次ノード21からの新ファームウェアの取得を開始する。
図2は、ノード21を搭載するラックを示す図である。図2に示すように、ラック2aは、8台のシェルフ2bを搭載する。図3は、シェルフ2bを示す図である。図3に示すように、シェルフ2bは、3台のノード21を搭載する。したがって、1つのラック2aには、8×3=24台のノード21が搭載され、並列処理装置2は、96÷24=4つのラック2aを含む。
図4は、ノード21の構成を示す図である。図4に示すように、ノード21は、8台のCMU41と、CNTU(CoNTrol Unit)42と、2台のIOU(Input Output Unit)43とを有する。CMU41は、情報処理を行うユニットであり、2つのCPUとメモリを有する。CNTU42は、ノード21を制御するユニットである。IOU43は、IOカード等を搭載するユニットである。
図5は、CNTU42の構成を示す図である。図5に示すように、CNTU42は、BMCB(BMC Board)51とCNTB(CoNTrol Board)52とを有する。
BMCB51は、BMC61を搭載するボードである。BMCB51は、BMC61と、SPI−FMEM(Serial Peripheral Interface Flash Memory)62aと、SPI−FMEM62bと、eMMC(embedded MultiMedia Card)63とを有する。
BMC61は、CMU41のCPU、メモリ等のハードウェアを管理する。BMC61は、新ファームウェアを取得し、ファームウェアの更新を行う。SPI−FMEM62aは、バンク#0としてBMCファームウェアを記憶する。SPI−FMEM62bは、バンク#1としてBMCファームウェアを記憶する。BMCB51は、SPIを用いてSPI−FMEM62a及びSPI−FMEM62bにアクセスする。BMC61は、MPU(Micro Processing Unit)などの処理装置を有し、BMCファームウェアを実行する。BMCファームウェアには、新ファームウェアを取得し、ファームウェアの更新を行う処理も含まれる。
eMMC63は、管理装置3から取得した新ファームウェアの複数のバージョンを記憶する。新ファームウェアには、BMCファームウェアと、CPUファームウェアと、CNTB52の構成データと、テストプログラムが含まれる。
CNTB52は、並列処理装置2を制御する部品を搭載するボードである。CNTB52は、FPGA(Field-Programmable Gate Array)71と、FMEM72と、RAM(Random Access Memory)73とを有する。FPGA71は、並列処理装置2を制御する。FPGA71は、BMCB51と接続される。FMEM72は、CNTB52の構成データを記憶する。RAM73は、CPUファームウェアとテストプログラムを記憶する。CNTU42とCMU41のCPUはI2Cで接続される。
次に、BMC61によるファームウェアの更新シーケンスについて説明する。図6は、BMC61によるファームウェアの更新シーケンスを示す図である。図6において、通信状態は、BMC61が1次ノード21に含まれる場合に2次ノード21との通信が可能であるか否かを示す。
図6に示すように、BMC61は、BMCファームウェア(BMCFW)をバンク#1に書き込む(t1)。書き込み時間は3〜5分である。この間、2次ノード21との通信は可能であり、2次ノード21は1次ノード21から新ファームウェアのデータを取得することができる。
そして、BMCファームウェアのバンク#1への書き込みが終了すると、BMC61は、リブートする(t2)。リブート時間は約3分である。この間、2次ノード21との通信は不可であり、2次ノード21は1次ノード21からデータを取得することができない。
そして、BMC61は、BMCファームウェアをバンク#0に書き込む(t3)。書き込み時間は3〜5分である。この間、2次ノード21との通信は可能であり、2次ノード21は1次ノード21からデータを取得することができる。
そして、BMCファームウェアのバンク#0への書き込みが終了すると、BMC61は、リブートする(t4)。リブート時間は約3分である。この間、2次ノード21との通信は不可であり、2次ノード21は1次ノード21からデータを取得することができない。
そして、BMC61は、FMEM72にCNTB52の構成データを書き込む(t5)。書き込み時間は5〜10分である。この間、2次ノード21との通信は可能であり、2次ノード21は1次ノード21からデータを取得することができる。
そして、CNTB52の構成データのFMEM72への書き込みが終了すると、BMC61は、電源を再投入(OFFしてON)する(t6)。再投入時間は約5分である。この間、2次ノード21との通信は不可であり、2次ノード21は1次ノード21からデータを取得することができない。
そして、BMC61は、他のデータを書き込む(t7)。書き込み時間は1〜10分である。この間、2次ノード21との通信は可能であり、2次ノード21は1次ノード21からデータを取得することができる。
このように、BMC61は、ファームウェアの更新中に通信できない時間帯がある。また、1次ノード21は、新ファームウェアを取得後、他の1次ノード21との待ち合わせを行うことなく、ファームウェアの更新を開始する。このため、2次ノード21は、1次ノード21から新ファームウェアを受信中に通信できない状態になる。すると、タイムアウトが発生し、2次ノード21は、ファームウェアの更新に失敗する。
そこで、2次BMC61は、新ファームウェアを取得する際に、タイムアウトが発生しないように、タイムアウト時間を動的に変更する。ここで、2次BMC61は、2次ノード21のBMC61である。同様に、1次BMC61は、1次ノード21のBMC61である。
2次BMC61は、新ファームウェアの取得が1次ノード21におけるリブート又は電源再投入にかからないように、タイムアウト時間を設定する。このため、2次BMC61は、1次ノード21からの新ファームウェアの取得を開始する際に、次のリブート又は電源再投入までの予測時間を1次BMC61に問い合わせる。そして、2次BMC61は、1次BMC61から予測時間を受け取ると、予測時間に基づいて新ファームウェアの取得時間を決定し、1次BMC61に通知するとともに、タイムアウト時間を設定する。
1次BMC61は、1ブロックのデータの書き込みを行うことによって、次のリブート又は電源再投入までの予測時間を算出する。1次BMC61は、1ブロックのデータの書き込みを行うことによって、1次BMC61の負荷状態を把握することができる。1次BMC61は、予測時間=1ブロック書き込み時間×残りのブロック数=1ブロック書き込み時間×(全ブロック数−書き込み済ブロック数)により、予測時間を算出する。そして、1次BMC61は、2次ノード21からの問い合わせに対して予測時間を応答する。
また、1次BMC61は、2次BMC61から取得時間を通知されると、取得時間の範囲で転送できるデータ量に基づいて、新ファームウェアのデータを2次ノード21に送信する。
図7は、1次ノード21と2次ノード21によるファームウェア更新のシーケンスを示す図である。図7〜図9において、「FWUP(FirmWare UPdate)」は、ファームウェア更新を表す。
図7に示すように、管理装置3は、FWUPを1次ノード21に指示する(t11)。すると、1次ノード21は、管理装置3に新ファームウェアの送信を依頼する(t12)。そして、1次ノード21は、管理装置3から新ファームウェアを受信する(t13)。そして、1次ノード21は、新ファームウェアの受信を完了すると、バンク#1への書き込みを行う(t14)。
その後、所定の時間が経過すると、管理装置3は、FWUPを2次ノード21に指示する(t15)。すると、2次ノード21は、リブートまでの予測時間の送信を1次ノード21に依頼する(t16)。そして、2次ノード21は、1次ノード21から予測時間を受信し(t17)、受信した予測時間に基づいて、データの取得時間を1次ノード21に通知し(t18)、タイムアウト時間を設定する。そして、2次ノード21は、1次ノード21からデータを受信する(t19)。
その後、バンク#1への書き込みが完了すると、1次ノード21は、リブートを行い(t20)、リブートが完了すると、バンク#0への書き込みを行う(t21)。2次ノード21は、リブートが完了したと推定されるタイミングで、次のリブートまでの予測時間の送信を1次ノード21に依頼する(t22)。そして、2次ノード21は、1次ノード21から予測時間を受信し(t23)、受信した予測時間に基づいて、データの取得時間を1次ノード21に通知し(t24)、タイムアウト時間を設定する。そして、2次ノード21は、1次ノード21からデータを受信する(t25)。
その後、バンク#0への書き込みが完了すると、1次ノード21は、リブートを行い(t26)、リブートが完了すると、構成データの書き込みを行う(t27)。2次ノード21は、リブートが完了したと推定されるタイミングで、次のリブートまでの予測時間の送信を1次ノード21に依頼する(t28)。そして、2次ノード21は、1次ノード21から予測時間を受信し(t29)、予測時間に基づいて最後までデータが取得できると判断し、タイムアウト時間を設定することなく、残りのデータの送信を要求する(t30)。
このように、2次ノード21は、1次ノード21から受信した予測時間に基づいて、タイムアウト時間を設定するので、FWUPの失敗を防ぐことができる。
次に、1次BMC61及び2次BMC61によるファームウェア更新処理のフローについて図8及び図9をそれぞれ用いて説明する。図8は、1次BMC61によるファームウェア更新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、1次BMC61は、管理装置3よりFWUP開始を指示するコマンドを受信する(ステップS1)。
そして、1次BMC61は、コマンドで指定された場所から新ファームウェアを取得する(ステップS2)。ここで、指定された場所とは、管理装置上のパスである。そして、1次BMC61は、BMCファームウェア、CPUファームウェア、CNTB52の構成データ及びテストプログラムに新ファームウェアを展開する(ステップS3)。
そして、1次BMC61は、バンク#1へのBMCファームウェアの書き込みを行う(ステップS4)。そして、1次BMC61は、バンクを切り替え、セルフリブートを行う(ステップS5)。そして、起動後に、1次BMC61は、バンク#0へのBMCファームウェアの書き込みを行う(ステップS6)。そして、1次BMC61は、バンクを切り替え、セルフリブートを行う(ステップS7)。
そして、1次BMC61は、CNTB52のFMEM72への構成データの書き込みを行い(ステップS8)、セルフ電源再投入を行う(ステップS9)。そして、1次BMC61は、CNTB52のRAM73へCPUファームウェアとテストプログラムの書き込みを行い(ステップS10)、FWUPを完了する(ステップS11)。
なお、1次BMC61は、セルフリブートでもセルフ電源再投入でもない間は、2次BMC61と、新ファームウェアの転送に関する通信を行う。
図9は、2次BMC61によるファームウェア更新処理のフローを示すフローチャートである。図9に示すように、2次BMC61は、管理装置3よりFWUP指示を受信する(ステップS21)。すると、2次BMC61は、1次BMC61へ状態を問い合わせる(ステップS22)。そして、2次BMC61は、1次BMC61が対象の版を取得したか否かを判定し(ステップS23)、未取得の場合には、ステップS22へ戻る。
一方、1次BMC61が対象の版を取得済みの場合には、2次BMC61は、次のリブート又は電源再投入までの予測時間を1次BMC61から取得し、タイムアウト時間を設定する(ステップS24)。そして、2次BMC61は、1次BMC61に新ファームウェアのデータを要求する(ステップS25)。その際、2次BMC61は、予測時間に基づくデータ取得時間を1次BMC61に通知する。1次BMC61は、データ取得時間の範囲で転送できるデータを2次BMC61に送信する。
そして、2次BMC61は、新ファームウェアのデータを受信すると、全データを取得したか否かを判定し(ステップS26)、未取得の場合には、ステップS24へ戻る。一方、全データを取得した場合には、2次BMC61は、取得データを結合し(ステップS27)、ファームウェアを更新する(ステップS28)。
このように、2次BMC61は、次のリブート又は電源再投入までの予測時間を1次BMC61から取得し、タイムアウト時間を設定するので、ファームウェア更新の失敗を防ぐことができる。
図10は、並列処理システム1による更新時間を示す図である。図10に示すように、例えば、グループ#1の1次ノード21は、管理装置3からの新ファームウェアの取得を最も早く完了し、新ファームウェアへの更新を開始する。したがって、グループ#1の1次ノード21は、新ファームウェアへの更新を最も早く完了することができ、テストプログラムの実行による不具合の発生を早期に見つけることができる。
上述してきたように、実施例では、1次ノード21は、管理装置3から新ファームウェアの取得を完了すると、新ファームウェアへの更新処理を行いつつ2次ノード21へ新ファームウェアを転送する。また、2次ノード21は、新ファームウェアの受信処理において1次ノード21が通信できない状態になるまでの予測時間に基づいて、新ファームウェアを1次ノード21から受信する処理のタイムアウト時間を動的に変更する。したがって、2次ノード21は、1次ノード21からの新ファームウェアの受信の失敗を防ぐことができ、新ファームウェアへの更新の失敗を防ぐことができる。
また、実施例では、2次ノード21は、1次ノード21の次のリブート又は電源再投入までの予測時間を1次ノード21が通信できない状態になるまでの予測時間とするので、1次ノード21が通信できない状態になるまでの時間を正確に予測することができる。
また、実施例では、1次ノード21は、1ブロック書き込み時間×(全ブロック数−書き込み済ブロック数)に基づいて、予測時間を計算し、2次ノード21は、1次ノード21から予測時間を取得する。したがって、2次ノード21は、正確な予測時間を取得することができる。
また、実施例では、2次ノード21は、予測時間に基づいて、データの取得時間を1次ノード21に通知し、1次ノード21は、取得時間の範囲で転送できる量のデータを2次ノード21に送信する。したがって、1次ノード21は、新ファームウェアの送信の失敗を防ぐことができる。
1 並列処理システム
2 並列処理装置
2a ラック
2b シェルフ
3 管理装置
20 グループ
21 ノード
31 ファームウェア記憶部
32 保守支援部
41 CMU
42 CNTU
43 IOU
51 BMCB
52 CNTB
61 BMC
62a,62b SPI−FMEM
63 eMMC
71 FPGA
72 FMEM
73 RAM

Claims (5)

  1. 自身のファームウェアの新ファームウェアへの更新処理を行いつつ第2ノードへ前記新ファームウェアを転送する第1ノードと、
    前記更新処理において前記第1ノードが通信できない状態になるまでの予測時間に応じて、前記新ファームウェアを前記第1ノードから受信する処理のタイムアウト時間を動的に変更する第2ノードと
    を有することを特徴とする並列処理装置。
  2. 前記第2ノードは、前記更新処理におけるリブート又は電源再投入までの予測時間に応じて、前記タイムアウト時間を動的に変更することを特徴とする請求項1に記載の並列処理装置。
  3. 前記第2ノードは、前記予測時間を前記第1ノードから取得し、
    前記第1ノードは、単位量の前記新ファームウェアの書き込み時間と、通信できない状態になるまでに書き込みが行われる前記新ファームウェアの量に基づいて前記予測時間を計算して前記第2ノードに通知することを特徴とする請求項1又は2に記載の並列処理装置。
  4. 前記第2ノードは、前記予測時間に基づいて前記新ファームウェアの取得時間を前記第1ノードに通知し、
    前記第1ノードは、前記取得時間において転送できるデータ量に基づいて、前記新ファームウェアの一部を前記第2ノードに送信することを特徴とする請求項3に記載の並列処理装置。
  5. コンピュータに、
    新ファームウェアへの更新処理を行いつつ前記新ファームウェアを送信する第1ノードから前記新ファームウェアを受信する際に、前記更新処理において前記第1ノードが通信できない状態になるまでの予測時間を取得し、
    取得した予測時間に基づいて、前記新ファームウェアを前記第1ノードから受信する処理のタイムアウト時間を動的に変更する
    処理を実行させることを特徴とするファームウェア更新プログラム。
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