JP4927104B2 - システム電源モード制御のためのパケット交換 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、計算システムに関し、より詳細には、システム出力モード制御のためのパケット交換に関する。

計算システムは、その内部における特定のリソースを共有する複数の構成要素を有する。例えば、図１を参照するに、４つのプロセッサ１０１_１〜１０１_４を有するマルチプロセッサ計算システムが示されている。各プロセッサは、同一のクロックソース１０２によりクロック同期されている。この場合、プロセッサ１０１_１〜１０１_４は、「計算システムの構成要素」であり、クロックソース１０２は共有リソースである。

電力管理は、計算システムの構成上重要性を高めつつある。電力管理は、計算システムの電力消費をその利用に基づき調整するための計算システムの機能要素である。例えば、大規模集積半導体チップ（相補型ＭＯＳＦＥＴあるいは「ＣＭＯＳ」として知られる技術）の実現に利用されてきた従来技術では、クロックスピードと共にチップの電力消費が増大するため、従来のプロセッサは、処理要求に基づきそのクロックスピードを調整するよう設計されてきた。すなわち、プロセッサに与えられた処理要求が減少すると、プロセッサはそれのクロックの周波数を低くし、逆に処理要求が増大すると、クロックの周波数を高くする。

クロックソース１０２のようなリソースが共有されるとき、電力消費を制御する共有リソースの動作状態の変更は、存在する依存性のため複雑なものとなる。すなわち、一例として図１の回路を利用して、プロセッサ１０１_２が処理要求の減少によりクロックソース１０２の周波数を低くしたい場合、ある形式の調査がプロセッサ間で通信され、集中あるいは分散何れの形態においても、クロックソース１０２の変更がその他のプロセッサのパフォーマンスに悪影響を与えないことを保証するようクロックソース１０２の周波数が制御される。

さらに、電力制御のための構成は、同一の物理的プラットフォーム（例えば、同一のＰＣボード及び/またはシャーシなど）上に集積された少数の構成要素（例えば、単一のプロセッサ、チップセットなど）のみに関係を限定するため、孤立した機能とされてきた。従って、従来より電力制御のための構成は、単純な回路（例えば、電力制御関連情報の伝送専用の物理的プラットフォームに設計された導電性の信号ラインなど）により実現される「低レベル」の機能であった。

分散化及び/またはスケーラブルな計算システムの出現は、これら従来技術に挑戦するものである。具体的には、分散計算（ネットワークを介して相互接続された異なる物理的プラットフォームに分散化された複数の構成要素及び/または異なるクロック領域に分散化された複数の構成要素を有する計算システムの実現形態である）は、計算システムの利用に応じて調整される動作状態を有するリソースを共有する構成要素が異なる物理的プラットフォームに配置される可能性を高める。さらに、上記構成要素間における共有リソースへの動作状態の変更を実現する通信のやりとりに関して、スケーラビリティの概念は、構成要素数がある最大閾値を超える場合、このようなやりとりが実践的でなくなるかもしれないという概念を提起する。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、計算システムの電力消費を変更するため、前記計算システムの複数の構成要素により共有される前記計算システム内のリソースの動作状態を変更するための方法、半導体チップ及び計算システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一特徴は、計算システムの電力消費を変更するため、前記計算システムの複数の構成要素により共有される前記計算システム内におけるクロック源及び／又は電源の動作状態を変更するため、前記計算システム内の共有メディアバス又はリングでないパケットベースネットワークを介し各送信先に２以上のノード間移動により複数のパケットを送信するステップを有する方法であって、前記複数のパケットのそれぞれは、前記動作状態の変更を各受信者に通知するため、前記電力消費の変更に関する同一の情報を含み、前記パケットベースネットワークは、該パケットベースネットワークを介し互いに実行可能な命令をわたす１以上のプロセッサとメモリコントローラとの間に設けられる方法に関する。

本発明の他の特徴は、計算システムで用いられる構成要素を有する半導体チップであって、状態マシーン、コントローラ及びプロセッサの少なくとも１つからなる回路を備え、該回路はＭＡＣ回路と接続され、該回路と該ＭＡＣ回路は、前記計算システム内のパケットベースネットワークの各送信先に送信される複数のパケットを提供し、前記複数のパケットのそれぞれは、前記計算システムの電力消費を変更するため、前記計算システムのクロック源及び／又は電源の動作状態の変更に関する同一の情報を含み、前記リソースは、前記構成要素と共に前記計算システム内の他の構成要素により共有され、前記パケットベースネットワークは、ポイント・ツー・ポイントメッシュネットワークであって、共有メディアバス又はリングでなく、前記パケットは、電力管理パケットとして分類され、電力管理パケットのために確保された前記パケットベースネットワーク内のチャネルを介しわたされる半導体チップに関する。

本発明のさらなる他の特徴は、計算システムで用いられる構成要素を有する半導体チップと、銅ケーブルに接続するためのケーブルコネクタとを有する計算システムであって、前記半導体チップは、状態マシーン、コントローラ及びプロセッサの少なくとも１つからなる回路を備え、該回路はＭＡＣ回路と接続され、該回路と該ＭＡＣ回路は、前記計算システム内のパケットベースネットワークの各送信先に送信される複数のパケットを提供し、前記複数のパケットのそれぞれは、前記計算システムの電力消費を変更するため、前記計算システムのクロック源及び／又は電源の動作状態の変更に関する同一の情報を含み、前記リソースは、前記構成要素と共に前記計算システム内の他の構成要素により共有され、前記パケットベースネットワークは、共有メディアバス又はリングでなく、前記パケットは、電力管理パケットとして分類され、電力管理パケットのために確保された前記パケットベースネットワーク内のチャネルを介しわたされ、前記銅ケーブルは、前記パケットを前記ＭＡＣ回路を介し送信するための前記パケットベースネットワーク内の物理的ラインである計算システムに関する。

本発明によると、計算システムの電力消費を変更するため、前記計算システムの複数の構成要素により共有される前記計算システム内のリソースの動作状態を変更するための方法、半導体チップ及び計算システムを提供することができる。

図１は、クロック源を共有する複数のプロセッサを示す。 図２は、パケットネットワークを介し相互接続された計算システムのリソースを共有する構成要素を示す。 図３ａは、計算システムの電力消費を調整する制御情報を通信するための一例となるパケットベースネットワークトポロジーを示す。 図３ｂは、計算システムの電力消費を調整する制御情報を通信するための他の例となるパケットベースネットワークトポロジーを示す。 図４は、計算システムの他の構成要素と共有リソースを共有する計算システム構成要素を通じ制御される動作状態を有する共有リソースの一実施例を示す。 図５は、自ら動作状態を制御する共有リソースを示す。 図６は、パケットベースネットワークを介し通信する計算システム構成要素間における電力消費に基づく共有リソースの動作状態を制御する処理を示す。 図７は、図６の方法の一実施例を示す。 図８は、パケットネットワークを介し相互接続される分散計算システムのリソースを共有する構成要素を示す。

以下、本発明の好適な実施例が添付された図面を参照することにより説明される。

図２は、リソース２０２を共有する計算システムの構成要素２０１_１〜２０１_４を示す。ここで、構成要素２０１_１〜２０１_４は、共有リソース２０２の動作状態が計算システムの利用状況に基づき調整可能となるように、少なくとも電力管理パケット（すなわち、計算システムの電力管理機能を実現するための情報を含むパケット）を交換するためパケットネットワーク２０３を介し相互接続される。

ここで以下に詳細に説明されるように、パケットベースネットワーク２０３は複数のノードを有し、任意数の進入ポイントの何れかにおいてネットワークに送信される少なくともいくつかのパケットに対して、ネットワークを適当なネットワーク退出ポイントまで探索するには、進入ポイントと退出ポイントとの間のネットワーク内の１以上の「ノード間の移動（ｎｏｄａｌ ｈｏｐ）」を伴うと理解されるであろう。このようなパケットベースネットワーク２０３は、共通の物理的プラットフォームによる実現形態と共通でない物理的プラットフォーム実現形態の両方に関する多くの点で重要である。簡単化のため、本出願は、パケットベースネットワークを単に「ネットワーク」と呼ぶ。

共通の物理的プラットフォームによる実現形態は、ネットワーク２０３が共通のＰＣボードあるいは単一のシャーシ上に配置される実施形態である。共通でない物理的プラットフォームによる実現形態は、ネットワーク２０３が異なる物理的プラットフォーム（すなわち、異なるシャーシを介して）からの構成要素を接続する実現形態である。すなわち、例えば、構成要素２０１_１〜２０１_４の各々が異なる物理的プラットフォームの一部となるであろう。シャーシは、１以上のＰＣボードを包囲し、それ自身の電源を有する完全な「ボックス」である。シャーシの他の特徴としては、（（「ネットワーククロック」上で実行されるよう設計される時分割多重（ＴＤＭ）ネットワークボックスのシャーシなど）シャーシ外部から与えられるクロック上で実行するよう設計される回路を除く）クロック信号を生成するための自身の水晶発振器を有する当該シャーシに収容される回路があげられる。

ネットワーク２０３が共通物理的プラットフォーム上/内に配置される実現形態に関しては、共通リソース２０２を共有するよう設計可能な構成要素の個数は、電力管理機能の最大限界に到達する実際上の懸念がある場合には、ほとんど増やすことはできない。ネットワーク２０３が異なる物理的プラットフォームに接続される実現形態に関しては、ネットワーク２０３が計算システム構成要素間の命令及び/またはデータの受け渡しなどの基本的動作をサポートするための帯域幅を有するよう設計される傾向があるため、共通リソース２０２を共有することが可能な構成要素の個数はまた増減することが可能である。

図３ａ及び３ｂにおいていくつかの可能なネットワークトポロジーを説明する前に、図２の追加的特徴を説明する必要がある。まず、４つの構成要素２０１_１〜２０１_４が考察されるが、それ以上あるいはそれ以下の構成要素に計算システム内のリソースを共有させることが可能であるということが理解されるべきである。次に、構成要素は、計算システムの構成上の観点から特定の機能を有する計算システムの一部である。従って、構成要素には、以下に限定されるものではないが、プロセッサ、メモリ、メモリコントローラ、キャッシュ、キャッシュコントローラ、グラフィックコントローラ、Ｉ／Ｏコントローラ、Ｉ／Ｏデバイス（ハードディスクドライブ、ネットワークインタフェースなど）、メモリサブシステムなどが含まれてもよい。構成要素また、複数の構成要素の組み合わせ（例えば、集積メモリコントローラとプロセッサなど）であってもよい。

リソースは、構成要素や他の機能ユニット（例えば、クロックリソース、電源など）などの計算システムの任意の機能ユニットである。共有リソースは、複数の構成要素により用いられるリソースである。ここで、図２は共通及び非共通物理的プラットフォーム実現形態を含み、分散化された計算システムは典型的には異なる物理的プラットフォーム及び/または異なるクロック領域上に配置される複数の構成要素に関するものである。すなわち、分散計算は、典型的には、計算システムの各種構成要素をそれら自身の物理的プラットフォームにより実現し、それらをパケットベースネットワークにより、及び/またはそれら自身のクロック領域内で相互接続する。

パケットベースネットワーク２０３は、上述のように、パケットの通信を行うよう設計された複数のノードを有するネットワークである。パケットベースネットワーク２０３では、少なくとも任意数の進入ポイントの何れかでネットワークに送信されたパケットに対し、適当なネットワーク退出ポイントまで当該ネットワークを巡回する（ｔｒａｖｅｒｓｅ）ことは、進入ポイントと退出ポイント間の当該ネットワーク内の１以上の「ノード間移動」を伴うことになる。パケットは、ヘッダとペイロードを有するデータ構造である。ヘッダは、当該パケットの送信元アドレス及び/または送信先アドレスなどの「ルーティング情報」、及び/または当該パケットを通信するのにネットワーク内に効果的に存在する接続を識別する識別子を有する。ここで、パケットはしばしば単一のリンクに沿って「単一のユニットとして」移動する「物理的に接続された」データ構造としてみなされるが、パケットデータ構造の構成要素は、ネットワークへの、ネットワーク内での、及び/またはネットワークからのパケットの移動において物理的に分離可能とすることができる（例えば、第１リンクはヘッダ情報を搬送し、第２リンクはペイロード情報を搬送するなど）。

計算システム構成要素間の電力管理パケットの可能な通信に関して、図４〜図６を参照してより詳細に説明される。

図３ａ及び図３ｂは、パケットネットワーク２０３の構成が可能な様々なネットワークトポロジーを示す。図３ａは、標準的なマルチノードトポロジーを示す。図３ｂは、リングトポロジーを示す。ここで、パケットネットワーク２０３は、図３ａと図３ｂの１以上のネットワークトポロジーを組み合わせることにより構成されてもよいということは理解されるであろう（例えば、一例となるパケットネットワーク２０３は、標準的なトポロジーによる第１構成要素群とリングトポロジーによる第２構成要素群を結合させたものであるかもしれない）。

図３ａは、標準的なパケットベースネットワーク３０３_１を示す。標準的なパケットベースネットワークは、しばしば少なくとも一部が他のノードを介して互いに間接的に接続されるアドホック（ａｄ ｈｏｃ）ノード群３１０_１〜３１０_５としてみなすことができる。ノード間移動は、間接的な接続によるものである。例えば、構成要素３０１Ａによりネットワークに投入され、構成要素３０１Ｂにより受信されるパケットは、ノード３１０_２、３１０_３と３１０_５の３つのノード間移動に関する「最短経路」を有するであろう（ノード３１０_２と３１０_５はノード３１０_３を介し間接的に接続されているため）。重要なことは、ネットワークノード３１０自身が、計算システムの構成要素であるということである（すなわち、計算システム構成要素の固有のタスクを実行すると共に、ルーティング/スイッチングタスクをも実行する）。

動作中、パケットは、最終的に送信先/退出ポイントに至るパスに沿ってノード間を移動することにより、ネットワーク上を（ネットワーク進入/送信元ポイントからネットワーク退出/送信先ポイントまで）巡回することができる。パケットのヘッダがノードにおいて受信されると、典型的にはヘッダは解析され、パケットのペイロードは更新されたヘッダ情報により（あるいは場合によっては不変のまま）当該パスの次のノードに転送される。

典型的な実現形態では、任意の送信元と送信先の組み合わせに対して、ネットワーク上の適切なノード間パスの各ノードによる決定を可能にする「ルーティングプロトコル」がノード自体に埋め込まれている。いくつかのルーティングプロトコルが当該技術分野において周知であり、典型的には、プロセッサ上で実行されるソフトウェアにより実現される。しかしばらが、ルーティングプロトコルの実行に必要な機能は、専用の論理回路により部分的あるいは全体的に実現可能とすることができる。

図３ｂは、リングトポロジーネットワーク３０３_２を示す。適切なサイズのリング（一方向リングによる３以上のノード、または双方向リングによる４以上のノード）は、リングネットワーク内に１以上のノード間移動を有することが可能である。例えば、ノード３０１Ｃからノード３０１Ｅに送信されるパケットは、当該パケットの送信方向に依存して、ノード３０１Ｄまたはノード３０１Ｆの何れかにおいてノード間移動される。ネットワークのサイズが拡大するに従い、リングトポロジーネットワークは、（標準的パケットベースネットワークと共に）当該ネットワークに対するパスの進入ポイントと退出ポイントとして機能するノード間の少なくとも１つのノード間移動を有する少なくとも１つのパスを有するものとなりうる。

リングトポロジーネットワークは、しばしばネットワークの利用を制御するため「トークン方式」を用いる。すなわち、トークンがリング中でやりとりされる。ある構成要素が他の構成要素にパケットを送信したい場合、当該構成要素はトークンを取得する。そして、パケットが送信元の構成要素によりリングに放出される。パケットは当該リングを巡回する。パケットが送信先の構成要素に到達すると、送信先の構成要素は当該パケットのヘッダから自らのアドレスを送信先として認識し、パケットを受け取る。送信元の構成要素は、リングを利用しなくなると、当該リングにトークンを放出する。リングは、一方向または双方向何れでもよい。

リングトポロジーネットワークは、任意数の構成要素及び共有リソースに容易にスケーラブルとすることができるため、同一の物理的プラットフォームによる実現形態に利用可能である。すなわち、例えば、第１計算システムは、あるリソースを共有する２つのみの構成要素を備えるリングを有するように設計されてもよく、第２計算システムは、５つの構成要素を備えるリングを有するよう構成されてもよく、第３計算システムは、１０の構成要素を備えるリングを有すよう設計されてもよい。ここで、これら３つの計算システムの各構成要素において同一のソフトウェア/回路が利用される。さらに、１つのリングが、異なるリソースを共有する構成要素群からなる複数のコミュニティをサポートするようにすることもできる。すなわち、第１リソースを共有する第１構成要素群と、第２リソースを共有する第２構成要素群が、同一の計算システム内の同一のリングに接続されるようにしてもよい。

複数の物理的プラットフォーム、すなわち、分散計算システムは、当該システム内の命令、データ及び他のトランザクションの搬送にネットワークを利用するよう設計されてもよい。すなわち、計算システムの電力管理制御の一部として送信されるパケットは同一のネットワークを利用し、分散計算システムは当該ネットワークを用いて、命令やデータの送信、特定のトランザクション（例えば、読み出し、書き込みなど）の要求、トランザクションの実行確認を行う。

さらなる実施例では、分散計算システムの基礎となるネットワークには、複数のチャネルに構成される少なくとも１つのバーチャルネットワークが含まれる。ここでは、各チャネルタイプは、それに対応する分類を有するパケットのみを送信するものとする。すなわち、パケットは、それが有するコンテンツタイプに基づき分類され、一意的なチャネルが存在する各パケットクラスに対して効果的にネットワーク内に設計される（すなわち、第１チャネルは第１分類のパケットの送信に利用され、第２チャネルは第２分類のパケットの送信に利用されるなど）。ここで、電力管理パケットは、これらのクラスの１つに割り当てられ、当該クラスに割り当てられたチャネルを介し送信することができる。

図２を再び参照するに、集中的な電力管理制御の少なくとも２つの形態が示されている。集中的な電力管理制御は、同一のリソースを共有する他の位置から送信されてきた情報に基づき行われるが、最終的な意思決定が一箇所で行われるという構成である。図２は、計算システムの電力消費を調整するため、共有リソース２０２の動作状態の制御に関して、制御ポイントが構成要素２０１_４または共有リソース２０２自体の何れかにあるということを示している。制御ポイントが構成要素２０１_４に存在する場合、制御ライン２０４は、共有リソース２０２の動作状態の制御に利用される。制御ポイントが共有リソース２０２自体にある場合、共有リソース２０２は、パケットベースネットワーク２０３に接続される必要がある。

（制御ポイントが構成要素２０１_４にある）前者の例は、共有リソース２０２がキャッシュであり、計算システム構成要素２０１_１〜２０１_４の各々は、キャッシュラインを介しキャッシュ２０２に対してデータの読み出し/書き込みを行うプロセッサである場合に相当する。ここで、プロセッサ２０１_４は、計算システムの使用状態に基づき、どの動作状態のキャッシュ２０２が含まれるか決定するための回路及び/またはソフトウェアを有する制御ポイントとなりうる。後者の一例は、キャッシュ２０２自体がこのような決定を行うための回路及び/またはソフトウェアを有する場合に相当する。

図４及び図５は、計算システム内のパケットネットワークを介した電力管理パケットの通信に関するいくつかの可能性を与える。図４及び図５は、共有リソースの集中制御に関するものである。図４は、共有リソース４０２に対する動作状態の制御が構成要素４０１_４に集中する例を示している。図５は、共有リソース５０２の動作状態の制御が共有リソース５０２に集中する例を示している。図４及び図５の何れの例も、リングトポロジーを有するパケットベースネットワーク４０３及び５０３を示している。しかしながら、ここで説明される原理は、標準的なパケットベースネットワークに容易に適用することができるということは理解されるべきである。図４及び図５の何れにおいても、共有リソースは、それぞれ４つの計算システム構成要素４０１_１〜４０１_４と５０１_１〜５０１_４にクロック信号４０５と５０５を供給するクロック源４０２と５０２である。

図４によると、第１構成要素（たとえば、構成要素４０１_２）が共有リソース４０２の新たな動作状態への移行を所望する場合、第１構成要素はリング４０３にリクエストパケットを送信する。このリクエストパケットは、共有リソースの動作状態の変更を要求していることを示すものである。リング上の各構成要素は、当該リクエストを確認し、制御ポイントの構成要素４０１_４に応答を送信する（例えば、動作状態の変更の認める場合には「ＯＫ」を、そうでない場合には「ＮＯＴ ＯＫ」をなど）。この応答は、各構成要素から送信される個別のパケットの形態をとってもよいし、あるいはリクエストパケット自体に埋め込まれる形態であってもよい。あるいは、応答パケットは、各構成要素が自らの応答を埋め込むように、リングを回覧されてもよい。

パケット交換の形態に関係なく、制御ポイントの構成要素４０１_４は、応答を回収し、動作状態が承認されるか決定する（例えば、すべての構成要素が状態の変更に「ＯＫ」を示す場合、この変更は承認されたとみなし、そうでない場合には、承認されなかったとみなすなど）。この変更は制御ライン４０４を通じて行われる。

図５の構成は、共有リソースに関連付けされたマイクロコントローラ５０６が、リクエストパケットに対する応答を回収し、動作状態の変更が認められるべきか決定するという点を除いて、図４に関して上述されたものと同様の動作を行う。

上述のパケット交換に関する各例は、共有リソースを利用する構成要素が状態の変更を要求する場合を示している。他のアプローチでは、共有リソースの利用が当該リソースに対する制御ポイントからのリクエストパケットの送信をトリガーするようにされる。例えば、図４及び図５の共有リソース４０２と５０２がクロック源でなくキャッシュである場合、制御ポイントは当該キャッシュの利用の軽減を検出すると、動作状態の変更（例えば、より大きな電力消費とより迅速な応答時間モード、あるいはより小さな電力消費とより長めの応答時間モードなど）の承認を要求するリクエストパケットを構成要素に回覧するか、あるいは共有リソースがその動作状態を変更しようとしているということの通知を構成要素に回覧することができる。

上述のパケット交換の各例は、共有リソースに対する制御の集中された地点を説明している。この制御は構成要素間に分散化することもできる。例えば、構成要素が共有リソースの各自の利用を互いに配信し、各構成要素において同一のアルゴリズムを実行することにより、各構成要素は共有リソースの動作状態に関する所与の状態に対して同一の結論に到達することができる。

リングトポロジーに関して、前述のように、リソースを共有する１以上の構成要素群が同一のリングに接続可能である。すなわち、例えば、第１リソースを共有する第１構成要素群と、第２リソースを共有する第２構成要素群を同一のリングに接続することができる。ここで、同一の構成要素群に属する各構成要素は、送信元及び送信先アドレスを適切に認識することができるように（例えば、第１構成要素群の構成要素は第２構成要素群に属する構成要素から送信されるパケットを無視するように）、リソースを共有するその他の構成要素の識別子またはアドレスを知っている。

図６は、上記何れかを含む方法の上位レベルでの実施例を示す。図６の方法によると、ステップ６０１において、計算システムの電力消費を規制することが可能となるよう共有リソースの動作状態の潜在的な変更を調べるため、パケットの交換が行われる。ステップ６０２において、変更が容認されるか決定される。変更が容認されると判断されると、ステップ６０３において当該変更が行われる。変更が容認されないと判断されると、ステップ６０４において当該変更の実行は行われない。

ここで、図６は、バス、メッシュ、リング及びそれらの組み合わせを含むすべてのタイプのネットワークトポロジーをカバーしているという点でより一般化されたものといえる。ここで、共有リソースに対する動作状態の変更を要求するリクエストパケット、共有リソースに動作状態の変更を通知する通知パケット、及び動作状態の変更要求に対する応答を含む応答パケットに対して、上記ネットワークトポロジーの何れかによる回覧方式を当業者は容易に決定することができる。

図７は、パケット交換７０１の一実施例７０１を示すフローチャートである。図７のフローチャートによると、ステップ７０１_１において、計算システムの第１構成要素は共有リソースに対する動作状態の変更を要求するパケットを送信する。このリクエストは、当該リソースを共有する他の計算システム構成要素に到達すると共に（ステップ７０１_２）、共有リソースの制御ポイントにもまた到達する（ステップ７０１_３）。ステップ７０１_４において、計算システム構成要素は、ステップ７０１_５において制御ポイントにより受信されるリクエストに応答する。制御ポイントによるリクエスト及びリクエストに対する応答の受信に基づき、ステップ７０２において、制御ポイントは動作状態の変更が適切であるか決定することができる。

図２に関して前述されたように、分散化された計算システムは、各種構成要素に対して異なる物理的プラットフォーム及び/または異なるクロック領域を有するようにしてもよい。図８は、４つの構成要素８０１_１〜８０１_４に対して４つのクロック領域８０３_１〜８０３_４を少なくとも有する分散計算システムを示す。クロック領域には、同一のクロック源（水晶発振器など）から導出されたクロックを有する回路のすべてが含まれる。従って、構成要素８０１_１を駆動するクロックは、クロック領域８０３_１のクロック源から導出される。他の構成要素またはリソースはクロック領域８０３_１によるものであってもよいし、あるいはそうでなくてもよい。同様のことがクロック領域８０３_２、８０３_３及び８０３_４と構成要素８０１_２、８０１_３及び８０１_４との間の関係に対しても成り立つ。

ここで、構成要素８０１_４が共有リソース８０２に対する制御ポイントである場合、クロック領域８０３_４は領域８０８を含む。この場合、制御ライン８０５は、共有リソース８０２の動作状態の制御に利用することができる。共有リソース８０２に対する制御ポイントが共有リソース８０２自身である場合、制御ポイントは自らのクロック領域８０６の中に存在することが多い。

電力管理機能を実際に実現する回路は、ここで教示される方法を実行することが可能な任意の回路であってもよい。例えば、ここで教示された方法に従うソフトウェア命令を実行する状態マシーンあるいは埋め込みコントローラ/プロセッサ、あるいはそれらの組み合わせなどがあげられる。ネットワークへのパケットの送信及びネットワークからのパケットの受信を実行するため、上記回路はＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｌａｙｅｒ）回路に接続される。ＭＡＣ回路は、ネットワークの物理的ライン上の信号を駆動し、物理的ラインから信号を受信する以降の段階の物理的回路に接続するためのインタフェースを有する。このネットワークラインは、コネクタを介しＰＣボードに接続される銅ケーブルまたは光ファイバケーブルとすることができる。

上記ソフトウェアは、マシーン（「バーチャルマシーン」、汎用プロセッサまたは特定用途プロセッサなど）に特定の機能を実行させるマシーン実行可能な命令などのプログラムコードにより実現されてもよい。あるいは、これらの機能は、当該機能を実行するハードワイヤ論理を含む特定ハードウェア構成要素、あるいはプログラムされたコンピュータ構成要素とカスタムハードウェア構成要素の任意の組み合わせにより実行されてもよい。

プログラムコードを格納するための装置が利用されてもよい。プログラムコードを格納する装置は、以下に限定されるものではないが、１以上のメモリ（例えば、１以上のフラッシュメモリ、（静的、動的または他の）ＲＡＭ、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気または光カード、あるいは電子命令の格納に適した他のタイプのマシーン読み出し可能なメディアとして実現されてもよい。プログラムコードは、伝播媒体で実現されるデータ信号により、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）から要求元のコンピュータ（例えば、クライアント）にダウンロードされてもよい（例えば、ネットワーク接続などの通信リンクを介して）。

本明細書において、本発明が特定の実施例を参照することにより説明された。しかしながら、添付されたクレームにより与えられる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、様々な変形及び変更が可能であるということは明らかであろう。明細書及び図面は、本発明を限定することを意図したものというより例示的なものとしてみなされるべきである。

１０１ プロセッサ
２０１、３０１、４０１、５０１、８０１ 計算システム構成要素
２０２、８０２ 共有リソース
２０３ パケットネットワーク
２０４ 制御ライン
３０３、４０３、５０３、８０７ パケットベースネットワーク
３１０ ノード
４０２、５０２ クロック源
５０６ マイクロコントローラ
８０３ クロック領域

Claims (22)

1. 計算システムの電力消費を変更するため、前記計算システムの複数の構成要素により共有される前記計算システム内におけるクロック源及び電源の少なくとも１つの動作状態を変更するため、
   前記計算システムの電力消費を変更するために、前記計算システム内のパケットベースネットワークの各送信先に、所望される動作状態の変更を情報の各受信先に通知するための前記所望される動作状態の変更に関する前記情報を送信するステップと、
   前記所望される動作状態の変更が許容できることを前記情報の受信先が示す場合、前記所望される動作状態の変更を実行するステップと、
   を有する方法。
2. 請求項１記載の方法であって、
   前記パケットベースネットワークは、ルーティングプロトコル機能を有する複数のノードを備えることを特徴とする方法。
3. 請求項２記載の方法であって、
   前記パケットベースネットワークは、前記パケットベースネットワークにおける少なくとも３つのノードの両端を有する少なくとも１つのパスを有することを特徴とする方法。
4. 請求項３記載の方法であって、
   前記計算システムは、分散計算システムであることを特徴とする方法。
5. 請求項４記載の方法であって、
   前記複数の構成要素の少なくとも一部は、前記パケットベースネットワークにより通信可能に接続される異なる物理的プラットフォーム上に配置されていることを特徴とする方法。
6. 請求項４記載の方法であって、
   前記複数の構成要素の少なくとも一部は、前記計算システムの異なるクロック領域内に配置され、
   前記異なるクロック領域内の回路は、前記パケットベースネットワークにより通信可能に接続されることを特徴とする方法。
7. 請求項１記載の方法であって、
   前記パケットベースネットワークは、ポイント・ツー・ポイントメッシュネットワークであることを特徴とする方法。
8. 請求項７記載の方法であって、
   前記計算システムは、分散計算システムでないことを特徴とする方法。
9. 請求項１記載の方法であって、
   前記情報は、共有リソースの動作状態を変更するためのリクエストに応答して送信されることを特徴とする方法。
10. 請求項１記載の方法であって、
    前記情報は、電力管理パケットとして分類され、電力管理パケットのために確保された前記パケットベースネットワーク内のチャネルを介しわたされることを特徴とする方法。
11. 計算システムで用いられる構成要素を有する半導体チップであって、
    状態マシーン、コントローラ及びプロセッサからなる群から選択される回路を備え、
    該回路はＭＡＣ回路と接続され、
    該回路と該ＭＡＣ回路は、前記計算システム内のパケットベースネットワークの各送信先に、前記計算システムの電力消費を変更するために前記計算システムのクロック源及び電源の少なくとも１つの所望される動作状態の変更に関する情報を送信し、
    前記所望される動作状態の変更が許容できることを、前記所望される動作状態の変更によって影響を受け、前記情報により前記所望される動作状態の変更が通知される前記計算システムの構成要素が示す場合、前記計算システムは、前記所望される動作状態の変更を実行する半導体チップ。
12. 請求項１１記載の半導体チップであって、
    前記パケットベースネットワークは、ルーティングプロトコル機能を有する複数のノードを備えることを特徴とする半導体チップ。
13. 請求項１１記載の半導体チップであって、
    前記パケットベースネットワークは、前記パケットベースネットワークにおける少なくとも３つのノードの両端を有する少なくとも１つのパスを有することを特徴とする半導体チップ。
14. 請求項１１記載の半導体チップであって、
    前記パケットベースネットワークは、１以上のプロセッサとキャッシュとの間にあり、
    前記１以上のプロセッサと前記キャッシュとは、前記パケットベースネットワークを介し互いに命令を送信することを特徴とする半導体チップ。
15. 請求項１１記載の半導体チップであって、
    前記情報は、共有リソースの動作状態を変更するためのリクエストに応答して送信されることを特徴とする半導体チップ。
16. 計算システムで用いられる構成要素を有する半導体チップを有する計算システムであって、
    前記半導体チップは、状態マシーン、コントローラ及びプロセッサからなる群から選択される回路を備え、
    該回路はＭＡＣ回路と接続され、
    該回路と該ＭＡＣ回路は、前記計算システム内のパケットベースネットワークの各位置から複数のパケットのコンテンツを受信し、
    前記複数のパケットのそれぞれは、前記計算システムの電力消費を変更するため、前記計算システムのクロック源及び電源の１つの所望される動作状態の変更に関する情報が以前に送信されたことに応答して、同時又は非同時の１つの指示を含み、
    該回路は、前記パケットのそれぞれの受信されたコンテンツが前記所望される変更と同時であることを示す場合、前記所望される変更を実行させる計算システム。
17. 請求項１６記載の計算システムであって、
    前記パケットベースネットワークは、ルーティングプロトコル機能を有する複数のノードを備えることを特徴とする計算システム。
18. 請求項１６記載の計算システムであって、
    前記パケットベースネットワークは、前記パケットベースネットワークにおける少なくとも３つのノードの両端を有する少なくとも１つのパスを有することを特徴とする計算システム。
19. 請求項１６記載の計算システムであって、
    当該計算システムは、分散計算システムであることを特徴とする計算システム。
20. 請求項１６記載の計算システムであって、
    前記パケットベースネットワークは、１以上のプロセッサとキャッシュとの間にあり、
    前記１以上のプロセッサと前記キャッシュとは、前記パケットベースネットワークを介し互いに命令を送信することを特徴とする計算システム。
21. 請求項２０記載の計算システムであって、
    当該計算システムは、分散計算システムでないことを特徴とする計算システム。
22. 請求項１６記載の計算システムであって、
    前記情報は、共有リソースの動作状態を変更するためのリクエストに応答して送信されることを特徴とする計算システム。

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