JP5039221B2

JP5039221B2 - 情報処理装置および情報処理装置におけるデータ退避高速化方法

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Publication number: JP5039221B2
Application number: JP2011086492A
Authority: JP
Inventors: 剛西田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-01-26
Also published as: JP2011170874A

Description

この発明は、主記憶上のデータを圧縮して２次記憶に退避した後に省電力状態に移行する機能を有するパーソナルコンピュータ等に好適なデータ退避技術に関する。

近年、パーソナルコンピュータや携帯電話機等、様々な情報処理装置が広く普及している。この種の情報処理装置の多くは、例えば電源オン時に前回の電源オフ時の状態を復元できるように主記憶の内容を２次記憶に退避するいわゆるハイバネーション機能を備えている。ハイバネーションは、主記憶への給電を継続することによって主記憶の内容を保持するいわゆるサスペンドと比べて省電力効果が大きいので、バッテリ駆動型の情報処理装置においてはもはや必須の機能ともいえる。

また、最近では、主記憶として搭載されるメモリの容量が増加傾向にあるので、ハイバネーションの一手法として、そのメモリイメージを圧縮してハイバネーションファイルを作成し、このハイバネーションファイルを２次記憶に格納する手法等も採られている。このようにハイバネーションについては、これまでも種々の提案がなされている（例えば特許文献１等参照）。

特開平１０−３３３９９７号公報

特許文献１で開示されるハイバネーションの手法は、２次記憶への退避対象とする主記憶上の記憶領域を使用中の領域のみに限定する絞り込みを行うことにより、データ転送量を低減して高速化を図るというものである。

より具体的には、省電力状態（休止状態）に移行する際、ハイバネーションの高速化を図るために設けられたソフトウェアが主記憶上の記憶領域を確保し、確保した記憶領域を空き領域とみなして、ハイバネーションファイルを作成するハイバネーションファイル作成モジュール（具体的にはＢＩＯＳ：basic input/output system）に通知する。そして、この通知を受けたハイバネーションファイル作成モジュールは、通知された記憶領域以外の領域のみを対象としてハイバネーションファイルの作成を実行する。つまり、ＢＩＯＳの一モジュールであるハイバネーションファイル作成モジュールの処理手順の一部に更新を施すことによって実現されている。

しかしながら、現代のＯＳ（operating system）は、ハイバネーションファイルの作成を自身で行っている。よって、主記憶上の特定の領域（上記の空き領域）をハイバネーションファイルに含めないようにすること、つまり、ＯＳの一モジュールであるハイバネーションファイル作成モジュールの処理手順の一部に更新を施すことは困難である。そのため、上記特許文献１を含む既存の手法では、ハイバネーションの高速化を図ることができなくなってしまっていた。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、ＯＳ自身がハイバネーションファイルを作成する場合においてもハイバネーションの高速化を図ることを実現可能とする情報処理装置およびデータ退避高速化方法を提供することを目的とする。

実施形態によれば、情報処理装置は、第１の記憶装置と、第２の記憶装置と、前記第１の記憶装置に格納されたデータを圧縮して前記第２の記憶装置に退避させるデータ退避手段と、前記データ退避手段によるデータの退避が実行される場合に、前記第１の記憶装置上の記憶領域を確保し、この確保した記憶領域に所定のデータを書き込むデータ退避高速化手段とを具備する。

また、データ退避高速化方法は、主記憶上のデータを圧縮して２次記憶に退避した後に省電力状態に移行する機能を有する情報処理装置におけるデータ退避高速化方法であって、データの退避が実行される前に、前記主記憶上の記憶領域を確保し、前記確保した記憶領域に所定のデータを書き込む。

この発明によれば、ＯＳ自身がハイバネーションファイルを作成する場合においてもハイバネーションの高速化を図ることを可能とする情報処理装置およびデータ退避高速化方法を提供できる。

本発明の実施形態に係る情報処理装置のシステム構成を示す図。同実施形態の情報処理装置において実行されるハイバネーションの高速化の基本原理を説明するための概念図。同実施形態の情報処理装置において表示されるハイバネーション高速化設定画面の一例を示す図。同実施形態の情報処理装置のハイバネーション移行時におけるＯＳと高速ハイバネーションユーティリティプログラムとの連携を示すタイミングチャート。同実施形態の情報処理装置のハイバネーション復帰時におけるＯＳと高速ハイバネーションユーティリティプログラムとの連携を示すタイミングチャート。同実施形態の情報処理装置のハイバネーション移行時における動作手順を示すフローチャート。同実施形態の情報処理装置のハイバネーション復帰時における動作手順を示すフローチャート。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態を説明する。

図１は、この発明の実施形態に係る情報処理装置のシステム構成を示す図である。本実施形態の情報処理装置は、パーソナルコンピュータとして実現されている。

図１に示すように、本情報処理装置は、ＣＰＵ（central processing unit）１１、ＭＣＨ（memory controller hub）１２、主メモリ１３、ＩＣＨ（i/o controller hub）１４、ＧＰＵ（graphics processing unit：表示コントローラ）１５、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）１５Ａ、サウンドコントローラ１６、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ（read only memory）１７、ＨＤＤ（hard disk drive）１８、ＯＤＤ（optical disc drive）１９、各種周辺機器２０、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）２１、ＥＣ／ＫＢＣ（embedded controller/keyBoard controller）２２等を備えている。

ＣＰＵ１１は、本情報処理装置の動作を制御するプロセッサであり、ＨＤＤ１８やＯＤＤ１９から主メモリ１３にロードされる各種プログラムを実行する。このＣＰＵ１１によって実行される各種プログラムの中には、リソース管理を司るＯＳ１１０や、当該ＯＳ１１０の配下で動作する、後述する高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０および各種アプリケーションプログラム１３０等が存在する。また、ＣＰＵ１１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１７に格納されたＢＩＯＳも実行する。ＢＩＯＳは、ハードウェア制御のためのプログラムである。

ＭＣＨ１２は、ＣＰＵ１１とＩＣＨ１４との間を接続するブリッジとして動作すると共に、主メモリ１３をアクセス制御するメモリコントローラとして動作する。また、ＭＣＨ１２は、ＧＰＵ１５との通信を実行する機能を有している。

ＧＰＵ１５は、本情報処理装置に組み込まれ、または接続される表示装置を制御する表示コントローラである。ＧＰＵ１５は、ＶＲＡＭ１５Ａを有し、また、各種プログラムが表示しようとする画像をＣＰＵ１１に代わって描画するアクセラレータを搭載する。

ＩＣＨ１４は、ＨＤＤ１８およびＯＤＤ１９を制御するためのＩＤＥ（Integrated Device Electronics）コントローラを内蔵する。ＩＣＨ１４は、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス上の各種周辺機器２０の制御も行う。また、ＩＣＨ１４は、サウンドコントローラ１６との通信機能も有している。

サウンドコントローラ１６は音源デバイスであり、各種プログラムが再生対象とするオーディオデータを、本情報処理装置に組み込まれ、または接続されるスピーカ等に出力する。

ＥＥＰＲＯＭ２１は、例えば本情報処理装置の識別情報や環境設定情報などを格納するためのメモリデバイスである。そして、ＥＣ／ＫＢＣ２２は、電力管理を行うためのエンベデッドコントローラと、キーボードやポインティングデバイス等の操作によるデータ入力を制御するためのキーボードコントローラとが集積された１チップＭＰＵ（micro processing unit）である。

以上のようなシステム構成を有する本情報処理装置上で動作するＯＳ１１０は、図示のように、ハイバネーションファイル作成モジュール１１１を備えている。ハイバネーションファイル作成モジュール１１１は、主メモリ１３上のデータを圧縮した退避用データを保持するハイバネーションファイルを作成するモジュールであり、ＯＳ１１０は、このハイバネーションファイル作成モジュール１１１によって作成したハイバネーションファイルをＨＤＤ１８に格納した後に本情報処理装置を省電力状態（休止状態）に移行させるハイバネーション機能を有している。省電力状態（休止状態）から復帰する場合、ＯＳ１１０は、このハイバネーションファイルをＨＤＤ１８から読み出し、ハイバネーションファイル内の退避用データを伸長して主メモリ１３上に配置することにより、本情報処理装置を省電力状態（休止状態）移行前の状態に復元する。

そして、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、この（本実施形態においてはＯＳ１１０によって実行される）ハイバネーションの高速化を図るために設けられるソフトウェアであり、以下、この高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０によるハイバネーションの高速化の原理について説明する。なお、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、図示のように、ハイバネーション高速化設定モジュール１２１を備えている。

図２は、本情報処理装置において実行されるハイバネーションの高速化の基本原理を説明するための概念図である。

高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、常駐プログラムとして本情報処理装置に組み込まれる。そのため、本情報処理装置が省電力状態（休止状態）に移行する場合および省電力状態（休止状態）から復帰した場合、動作状態にある高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０には、その旨がＯＳ１１０から通知される。ここでは、前者をハイバネーション移行通知と称し、後者をハイバネーション復帰通知と称する。例えばハイバネーション移行通知を受信した動作状態にあるプログラムは、速やかに処理を中断し、処理の中断が完了したら、その旨をＯＳ１１０に返信する。ここでは、この通知を中断準備完了通知と称する。そして、この中断準備完了通知を動作状態にあるプログラムすべてから受けたＯＳ１１０は、本情報処理装置を省電力状態（休止状態）に移行させる。

前述したように、ＯＳ１１０は、本情報処理装置を省電力状態（休止状態）に移行させる際、ハイバネーションファイル作成モジュール１１１により、主メモリ１３上のデータを圧縮した退避用データを保持するハイバネーションファイルを作成し、これをＨＤＤ１８に格納する。そこで、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、ＯＳ１１０からハイバネーション移行通知を受信した場合、ＯＳ１１０に対して、主メモリ１３上の記憶領域の確保を要求し、かつ、これによって確保された主メモリ１３上の記憶領域を圧縮効率の高い規則的なデータで埋めるための書き込み処理を実行する。規則的なデータとしては、例えば、”０”、low-value（すべてのビットがオフ）等、種々の値を適用することが可能である。この規則的なデータの埋め込み完了後、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、中断準備完了通知をＯＳ１１０に返信する。

この規則的なデータの埋め込みが行われる前と行われた後では、ハイバネーションファイル作成モジュール１１１によって作成されるハイバネーションファイルの容量に大きな差が生じることが予想される。より具体的には、規則的なデータの埋め込みが行われた場合に作成されるハイバネーションファイルの容量は、規則的なデータの埋め込みが行われない場合に作成されるハイバネーションファイルの容量よりも格段に小さくなることが期待される。よって、ハイバネーション移行時およびハイバネーション復帰時におけるファイルアクセス（ハイバネーションファイルのＨＤＤ１８への書き込みおよびＨＤＤ１８からの読み出し）時間を短縮してハイバネーションの高速化を図ることを実現できる。そして、この手法は、ＯＳ１１０が備えるハイバネーションファイル作成モジュール１１１の処理手順に何ら更新を施す必要もなく適用可能である。また、例えばＢＩＯＳと連携させる等の煩雑な手続きを一切必要としない。

図３は、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０が備えるハイバネーション高速化設定モジュール１２１が表示するハイバネーション高速化設定画面の一例を示す図である。

ハイバネーション高速化設定モジュール１２１は、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０が確保する主メモリ１３上の記憶領域の容量を決定する手法をユーザが設定するためのユーザインタフェースを提供するプログラムである。図示のように、ハイバネーション高速化設定モジュール１２１が表示するハイバネーション高速化設定画面には、「モード１」、「モード２」、「無効」の３つの選択肢が設けられている。

「モード１」は、主メモリ１３の容量に応じて確保する記憶領域の容量を決定する手法を適用するための選択肢である。「モード２」は、ハイバネーション移行時における主メモリ１３の空き容量に応じて確保する記憶領域の容量を決定する手法を適用するための選択肢である。また、「無効」は、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０によるハイバネーションの高速化を行わないように設定するための選択肢である。「モード１」および「モード２」における容量の決定アルゴリズムについては、種々のいずれのアルゴリズムも適用可能である。そして、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、このハイバネーション高速化設定モジュール１２１によって設定された内容に従い、ハイバネーションの高速化を図るための処理を実行する。

なお、ここでは、ＯＳ１１０自身がハイバネーションファイルを作成すること、つまりＯＳ１１０がハイバネーションファイル作成モジュール１１１を備えることを前提としてハイバネーションの高速化の基本原理を説明したが、この前提に何ら制限されず、この手法は、例えばＢＩＯＳがハイバネーションファイルを作成する場合においても当然に適用可能である。この場合、ＢＩＯＳの一モジュールであるハイバネーションファイル作成モジュールの処理手順の一部に更新を施すことなく、ハイバネーションの高速化を図れるという効果を奏する。つまり、この手法は、既存の環境に更新を施すことなく、様々な環境に適用可能であるという優れた汎用性を有している。

図４は、ハイバネーション移行時におけるＯＳ１１０と高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０との連携を示すタイミングチャートである。

本情報処理装置を省電力状態（休止状態）に移行させる場合、ＯＳ１１０は、動作状態にある高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０に対してハイバネーション移行通知を送信する（図４の（１））。このハイバネーション移行通知を受信した高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、ＯＳ１１０に対して、主メモリ１３上の記憶領域の確保を要求する（図４の（２））。

この要求を受けたＯＳ１１０は、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０用に主メモリ１３上の記憶領域を確保し（図４の（３））、その確保した主メモリ１３上の記憶領域のアドレスを高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０に通知する（図４の（４））。

そして、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、通知されたアドレスに基づき、主メモリ１３上の記憶領域を規則的なデータで埋め込むための書き込みを実行し（図４の（５））、この規則的なデータの埋め込み終了後、ＯＳ１１０に対して、中断準備完了通知を返送する（図４の（６））。

その後、ＯＳ１１０によって、ハイバネーションファイルの作成および当該ハイバネーションファイルのＨＤＤ１８への書き込みが行われることになるが、規則的なデータの埋め込みが行われているため、ハイバネーションファイルのサイズが縮小され、ＨＤＤ１８へのファイルアクセス時間の短縮が図られることとなる。

一方、図５は、ハイバネーション復帰時におけるＯＳ１１０と高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０との連携を示すタイミングチャートである。

本情報処理装置を省電力状態（休止状態）から復帰させる場合、ＯＳ１１０は、ハイバネーションファイルをＨＤＤ１８から読み出し、ハイバネーションファイル内の退避用データを伸長して主メモリ１３上に配置する。ハイバネーションファイルのサイズは縮小されているので、当該ハイバネーション復帰時においても、ＨＤＤ１８へのファイルアクセス時間の短縮が図られる。

本情報処理装置を省電力状態（休止状態）移行前の状態に復元させると、ハイバネーション移行時に動作状態にあった高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０に対し、ＯＳ１１０は、ハイバネーション復帰通知を送信する（図５の（１））。このハイバネーション復帰通知を受信した高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、ＯＳ１１０に対して、確保していた主メモリ１３上の記憶領域の解放を要求する（図５の（２））。

これにより、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０によるハイバネーションの高速化がハイバネーション復帰後の本情報処理装置に影響を及ぼすことを確実に防止する。

次に、図６および図７を参照して、本情報処理装置のハイバネーションに関わる動作手順について説明する。

図６は、本情報処理装置のハイバネーション移行時における動作手順を示すフローチャートである。

本情報処理装置が省電力状態（休止状態）に移行する場合、まず、ＯＳ１１０が、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０に対してハイバネーション移行通知を送信する（ステップＡ１）。この通知を受けた高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、ＯＳ１１０に対し、主メモリ１３上の記憶領域の確保を要求する（ステップＡ２）。この要求を受けて、ＯＳ１１０は、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０用に主メモリ１３上の記憶領域を確保する（ステップＡ３）。

そして、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、確保された主メモリ１３上の記憶領域を規則的なデータで埋め（ステップＡ４）、ＯＳ１１０は、この規則的なデータが埋め込まれた主メモリ１３についてハイバネーションファイルを作成し（ステップＡ５）、ＨＤＤ１８への書き込みを実行する（ステップＡ６）。ハイバネーションファイルのＨＤＤ１８への書き込み完了後、ＯＳ１１０は、本情報処理装置を電源オフする（ステップＡ７）。

図７は、本情報処理装置のハイバネーション復帰時における動作手順を示すフローチャートである。

本情報処理装置が電源オンされると（ステップＢ１）、ＯＳ１１０は、まず、ＨＤＤ１８からハイバネーションファイルを読み出し（ステップＢ２）、ハイバネーションファイル内の退避用データを伸長して主メモリ１３に配置する（ステップＢ３）。この主メモリ１３の復元後、ＯＳ１１０は、高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０に対し、ハイバネーション復帰通知を送信する（ステップＢ４）。

そして、この通知を受けた高速ハイバネーションユーティリティプログラム１２０は、ＯＳ１１０に対し、確保していた主メモリ１３上の記憶領域の解放を要求し（ステップＢ５）、この要求を受けたＯＳ１１０は、当該主メモリ１３上の記憶領域を解放する（ステップＢ６）。

以上のように、本情報処理装置によれば、ＯＳ１１０自身がハイバネーションファイルを作成する場合においてもハイバネーションの高速化を図ることを可能とする。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１１…ＣＰＵ、１２…ＭＣＨ、１３…主メモリ、１４…ＩＣＨ、１５…ＧＰＵ、１５Ａ…ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）、１６…サウンドコントローラ、１７…ＢＩＯＳ−ＲＯＭ、１８…ＨＤＤ、１９…ＯＤＤ、２０…各種周辺機器、２１…ＥＥＰＲＯＭ、２２…ＥＣ／ＫＢＣ、１１０…オペレーティングシステム（ＯＳ）、１１１…ハイバネーションファイル作成モジュール、１２０…高速ハイバネーションユーティリティプログラム、１２１…ハイバネーション高速化設定モジュール、１３０…各種アプリケーションプログラム。

Claims

第１の記憶装置と、
第２の記憶装置と、
前記第１の記憶装置に格納されたデータを圧縮して前記第２の記憶装置に退避させるデータ退避手段と、
前記データ退避手段によるデータの退避が実行される場合に、前記第１の記憶装置上の記憶領域を確保し、この確保した記憶領域に所定のデータを書き込むデータ退避高速化手段と、
を具備する情報処理装置。
前記所定のデータは、規則的なデータである請求項１に記載の情報処理装置。
前記所定のデータは、前記圧縮をすると圧縮効率がより高くなるデータである請求項１に記載の情報処理装置。
前記記憶領域の容量の求め方を指示することが可能な設定画面を具備する請求項１に記載の情報処理装置。
前記データ退避高速化手段は、前記第１の記憶装置の記憶容量に応じて、前記第１の記憶装置上において確保する記憶領域の容量を決定する手段を含む請求項１記載の情報処理装置。
前記データ退避高速化手段は、前記データ退避手段によるデータの退避が実行される場合の前記第１の記憶装置上の空き領域の記憶容量に応じて、前記第１の記憶装置上において確保する記憶領域の容量を決定する手段を含む請求項１記載の情報処理装置。
前記データ退避高速化手段が前記第１の記憶装置上において確保する記憶領域の容量を決定する手法を設定する設定手段をさらに具備する請求項１記載の情報処理装置。
前記第２の記憶装置に退避されたデータを伸長して前記第１の記憶装置に復元するデータ復元手段を具備し、
前記データ退避高速化手段は、前記データ復元手段によるデータの復元が実行された場合に、前記第１の記憶装置上において確保した記憶領域を解放する手段を含む請求項１記載の情報処理装置。
前記データ退避手段は、オペレーティングシステムの一モジュールとして設けられている請求項１記載の情報処理装置。
前記第１の記憶装置は、主記憶として設けられ、
前記第２の記憶装置は、２次記憶として設けられる、
請求項１記載の情報処理装置。
主記憶上のデータを圧縮して２次記憶に退避した後に省電力状態に移行する機能を有する情報処理装置におけるデータ退避高速化方法であって、
データの退避が実行される前に、前記主記憶上の記憶領域を確保し、
前記確保した記憶領域に所定のデータを書き込む、
データ退避高速化方法。
前記所定のデータは、規則的なデータである請求項１１に記載のデータ退避高速化方法。
前記所定のデータは、前記圧縮をすると圧縮効率がより高くなるデータである請求項１１に記載のデータ退避高速化方法。
前記記憶領域は、設定画面により指示した記憶領域の容量の求め方に基づいて得られた容量となるように確保される請求項１１に記載のデータ退避高速化方法。
前記主記憶の容量に応じて、前記主記憶上において確保する記憶領域の容量を決定する請求項１１記載のデータ退避高速化方法。
前記データの退避が実行される場合の前記主記憶上の空き領域の記憶容量に応じて、前記主記憶上において確保する記憶領域の容量を決定する請求項１１記載のデータ退避高速化方法。
さらに、前記主記憶上において確保する記憶領域の容量を決定する手法を設定する請求項１１記載のデータ退避高速化方法。
さらに、前記２次記憶に退避されたデータを伸長して前記主記憶に復元し、
前記データの復元が実行された後に、前記主記憶上において確保した記憶領域を解放する請求項１１記載のデータ退避高速化方法。