JP5054227B2 - Ｉｃｔ環境においてエネルギー消費をモニタリングする方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣＴ環境においてエネルギー消費をモニタリングする方法およびシステムに関する。上記ＩＣＴ環境は複数のエネルギー消費コンポーネントを有し、少なくとも一部の上記コンポーネントは、エネルギー消費モニタリング手段を備え、かつ／または、それぞれのコンポーネントの１つまたは複数のエネルギーメトリックを上記コンポーネントの現在のパフォーマンスメトリックから導出する特定のエネルギー消費モデルが割り当てられる。

ネットワークスイッチ、ＩＰ電話、ＰＣ等の電気・電子デバイスであるＩＣＴ（情報通信技術）デバイスのエネルギー消費に関する知識は、ＩＣＴ環境におけるデバイスの適当なサブセットに対して省電力モードを実施するために重要である。しかし、最近のデバイスはパフォーマンスパラメータ（例えば、プロセッサ負荷、ハードディスクアクティビティ、ネットワークスループット）を直接報告する多数のハードウェアおよびソフトウェアのサポートを備えているものの、ほとんどのデバイスは、エネルギー消費の現在値あるいは累積値を報告する手段を欠いている。

企業や通信事業者ネットワーク等の省エネルギープランは一般に、現状のアセスメントから開始される。このアセスメントは、ネットワーク接続された多数のデバイスの省電力可能性を識別するために、エネルギー消費を測定することを必要とする。省エネルギー方策を適用した後、実績を継続的に定量化するために、再度測定が必要である。したがって、正確なエネルギー消費モニタリング機能は、大規模・異機種混在ネットワーク環境に対するエネルギー管理手法にとって、重要な前提条件である。

一方、ＩＣＴデバイスのエネルギー消費の瞬時値や累積値を直接報告するための十分な物理的機器がそもそも存在せず、それらのＩＣＴデバイスからモニタリング技術を選択することもできないことが主要な問題である。ＩＣＴデバイスが接続されている電源回路に補足的な外部センサを差し込むという手法は存在する（例えば、特許文献１に記載）。しかし、この種の機器は高額なことが多く、手間もかかり、しかも、企業や通信事業者ネットワークのＩＣＴ環境の機密にかかわる電力網にアクセスする際のセキュリティ制約のため不適切である。

他方、上記ですでに述べたように、最近のコンピューティングデバイスや通信デバイスは、例えばプロセッサ速度、ハードディスクアクティビティ、ネットワークインタフェースのＩ／Ｏスループットや、マザーボード温度についてさえも報告する多数のセンサを備えている。最新技術では、このような情報を用いることでエネルギー消費モデル（energy consumption model, ＥＣＭ）を構築できることがわかっている。エネルギー消費モデルは、コンポーネントのエネルギー消費の値を、そのコンポーネントのパラメータのセットから計算することができる機能である。このようなモデルベースのエネルギー消費モニタリング手法では、エネルギー消費メトリックに直接関係しないＩＣＴデバイスのパフォーマンスパラメータがモニタリングされる。好適なエネルギー消費モデルを用いて、デバイスのパフォーマンスパラメータのうちの１つまたは複数の測定値を用いることにより、デバイスのエネルギー消費の瞬時値や累積値を推定する。

特許文献２に記載されているような従来の研究によれば、モデルベースのエネルギー消費モニタリングで達成可能な精度は、多くの場合、容認できるものであることが示されている。しかし、現在のところ、この技術を組織的に利用するようにＩＣＴデバイスやＩＣＴ環境に組み込む手段は存在しない。

米国特許第７３７３２２１号明細書 米国特許出願公開第２００６／００８００７６号公報

したがって、本発明の目的は、ＩＣＴ環境においてエネルギー消費をモニタリングする頭書のような方法およびシステムにおいて、実施の容易なメカニズムを使用することにより、大規模・異機種混在ネットワーク環境においても、エネルギー消費関連情報が効率的、確実、包括的かつ正確な形で取得されるような改良およびさらなる展開を行うことである。

本発明によれば、上記の目的は、請求項１の構成を備えた方法によって達成される。この請求項に記載の通り、本方法は、
エネルギー消費モニタリングコントローラによって、上記ＩＣＴ環境の、および／または、上記ＩＣＴ環境に関連する変更を確認するステップと、
機器ベースおよびモデルベース両方の利用可能なエネルギー消費モニタリング技術のアセスメントを実行するステップと、
上記アセスメントの結果に基づいて、所定のポリシーに従って上記ＩＣＴ環境の上記変更に最も良く対処する１つまたは複数のエネルギー消費モニタリング技術を選択するステップと
を備えたことを特徴とする。

また、上記の目的は、独立請求項１３の構成を備えたシステムによって達成される。この請求項に記載の通り、本システムはエネルギー消費モニタリングコントローラを備え、該エネルギー消費モニタリングコントローラは、上記ＩＣＴ環境の、および／または、上記ＩＣＴ環境に関連する変更を確認し、機器ベースおよびモデルベース両方の利用可能なエネルギー消費モニタリング技術のアセスメントを実行するように構成され、該エネルギー消費モニタリングコントローラは、上記アセスメントの結果に基づいて、所定のポリシーに従って上記ＩＣＴ環境の上記変更に最も良く対処する１つまたは複数のエネルギー消費モニタリング技術を選択する選択手段を有することを特徴とする。

本発明によって初めて認識されたこととして、従来のエネルギー消費モニタリングシステムは、複雑なＩＣＴ環境の特定の側面を考慮するのみで、他の側面は完全に無視されたままであるという点で、達成する全体的なパフォーマンスがかなり低い。これに対して、本発明は、すべての利用可能なエネルギー消費モニタリング技術、すなわち、モデルベースおよび機器ベースのモニタリング技術を組織的に利用する。

また、本発明は、エネルギー消費モニタリング技術の自動選択をモニタリングプロセスに導入する。この目的のため、モニタリング対象のＩＣＴ環境の変更、および／または、そのＩＣＴ環境に関連する変更を、エネルギー消費モニタリングコントローラ（energy consumption monitoring controller, ＥＣＭＣ）によって確認する。これらの変更は、観測された変更に効果的に応答する方法を組織的に発見するために、機器ベースおよびモデルベース両方の利用可能なエネルギー消費モニタリング技術のアセスメントをＥＣＭＣが実行するためのトリガとなる外部刺激とみなすことができる。また、本発明は、実行されたアセスメントの結果に基づいて、ＩＣＴ環境の確認された変更に最も適切に応答すると判明した１つまたは複数のエネルギー消費モニタリング技術を選択することを提案する。この際、１つのポリシー、またはポリシーのセットが、例えば管理者あるいは運営者側で規定される。ポリシーは、ＩＣＴ環境の変更に最も良く対処するエネルギー消費モニタリング技術を判定するために、アセスメント結果を分析する際に用いるパラメータを指定する。

なお、「ＩＣＴ環境」という用語は、広義に解されるべきであり、複数のエネルギー消費デバイスが分散されたすべての環境を含む。しかし、本発明は、多数の異機種エネルギー消費コンポーネントを有する大規模で動的な環境において特に有効であることがわかる。このような環境では、適切な機器ベースおよびモデルベースのモニタリング技術の自動的な選択および配置によって、環境におけるいかなる変更に対しても、非常にフレキシブルで高度な応答が可能となるからである。具体的には、以下のものに限定されないが、ＩＣＴ環境は、ネットワーク接続されたオフィス機器および／または産業機械からなる企業ネットワーク、ネットワーク接続された家電製品および／または家庭用電子機器からなるホームネットワーク、あるいは通信事業者ネットワークとすることができる。

本発明は、分散ＩＣＴ環境においてエネルギー消費をモニタリングすることができる能力および効率（エネルギー効率およびパフォーマンス効率の両方）を大幅に改善する。また、現在のシステムにエネルギーモニタリング（サブ）システムを配備するために必要な手間を大幅に低減する。また、既存の（エネルギー）管理システムへの接続を可能にすることにより、包括的なエネルギー管理手法を提供する。さらに、エネルギー消費モニタリングのための既存のモデルの多くを取り込み、それらをより完全なモニタリングシステムにおいて利用することができる。

上記ＩＣＴ環境の変更、および／または、上記ＩＣＴ環境に関連する変更に対するモニタリングシステムの効率的な応答のためには、ＥＣＭＣへの外部刺激を構成する多数のさまざまなアクション、プロセスおよびインタラクションであって、ＥＣＭＣが適切な応答を探索し、分散エネルギー消費モニタリングシステムを動的に適応させるためのトリガとなるものを指定すると有益であることがわかる。特に、そのような変更としては、コンポーネントの追加／削除、コンポーネントおよび／またはその特性の変更、エネルギー消費モニタリング技術の追加／削除および／または有効化／無効化、および／またはエネルギー消費モニタリング技術の特性および／またはペナルティの変更が挙げられる。なお、この変更のリストは完全な列挙と解すべきではなく、ＩＣＴ環境の全体的なエネルギー消費やパフォーマンスの特性に影響を有しうる他のプロセスを、ＥＣＭＣに対するトリガとなる外部刺激に含めてもよい。

特定のエネルギー消費モニタリング技術の選択および配置に対する所定のポリシーは、達成可能な精度、パフォーマンスペナルティ、および／またはエネルギーペナルティを考慮すると有利である。最も単純な場合、例えば、ポリシーは、モニタリングの精度のみを考慮してもよい。これにより、ＥＣＭＣによって実行されるアセスメントが最高の達成可能な精度を実現するための技術が、１つまたは複数の最良の技術として選択されることになる。別法として、あるいはこれに加えて、モニタリングは、機器ベースおよびモデルベース両方のエネルギー消費モニタリング技術から、特定のエネルギー消費モニタリング技術の選択に影響を及ぼす可能性のあるパフォーマンスペナルティおよびエネルギーペナルティの両方を受けることを考慮してもよい。例えば、機器ベースのモニタリング技術がモデルベースの技術よりも非効率的であって、後者のほうがほんのわずかに不正確な場合には、ポリシーは、多少不正確でもモデルベースの技術を選択することを指定してもよい。

効率的な情報管理のためには、モニタリングシステムがエネルギー消費コンポーネントリポジトリ（energy consumer component repository, ＥＣＣＲ）を含むようにしてもよい。ＥＣＣＲは、ＩＣＴ環境のネットワークコンポーネントの仕様に関する情報を記憶するように構成される。このような仕様は、属性−値のペアからなるベクトルによって定義してもよい。属性はコンポーネントのプロパティを指定し、値はそのプロパティの大きさを指定する。形式的には、１つのコンポーネントは、ｎ個のペアからなるベクトルＣによって、Ｃ＝（（Ａ_１，Ｖ_１），（Ａ_２，Ｖ_２），...，（Ａ_ｎ，Ｖ_ｎ））^Ｔ、と定義することができる。ＥＣＣＲは、新しいコンポーネントがＩＣＴ環境に追加されると更新されるようにしてもよい。新しいコンポーネントの仕様に関する情報は、例えばＵＳＢ経由でプラグアンドプレイ方式で、手動接続で、あるいは管理型手法で、ＥＣＭＣによって取得されることが可能である。

ＥＣＣＲに加えて、エネルギー消費モデルリポジトリ（energy consumption model repository, ＥＣＭＲ）を設けてもよい。ＥＣＭＲは、利用可能なモデルベースのエネルギー消費技術に関する情報を記憶するように構成される。さらに、ＥＣＭＲは、利用可能なエネルギー消費アグリゲータの仕様に関する情報を保持してもよい。エネルギー消費アグリゲータは、あるコンポーネントのグループあるいはセット／サブセットのエネルギー消費に関する情報を集約するための、ＩＣＴ環境に分散した特定のコンポーネントである。この場合も、ＥＣＭＲは、エネルギー消費モデル（ＥＣＭ）がＩＣＴ環境において利用可能となったらすぐに、すなわち、ＥＣＭが割り当てられた新しいコンポーネントがＩＣＴ環境に追加されたときには必ず、ＥＣＭを用いて更新されるようにしてもよい。

また、エネルギーモニタリング要素リポジトリ（energy monitoring element repository, ＥＭＥＲ）を設けてもよい。ＥＭＥＲは、利用可能な機器ベースのエネルギー消費技術に関する情報を記憶するように構成される。特定のコンポーネントについて、ＥＣＭＣは、利用可能な機器技術に関する情報を取得するためにＥＭＥＲに問合せを行うことが可能である。コンポーネントは、どのように設置されなければならないかに関する固有の仕様を伴っていてもよい。その場合、その情報は、新しい機器ベースのエネルギー消費モニタリング技術の形式で、ＥＭＥＲに追加される。

ＥＣＭの円滑で確実な選択のためには、パフォーマンスモニタリング要素リポジトリ（performance monitoring element repository, ＰＭＥＲ）を設けると有利であることがわかる。ＰＭＥＲは、利用可能な機器ベースのパフォーマンスモニタリング技術に関する情報を記憶するように構成される。エネルギー消費モデルの選択アセスメントごとに、ＰＭＥＲをチェックすることにより、ＥＣＭへの入力として必要とされる関連するパフォーマンスメトリックを読み出すために必要な機器技術が利用可能であるかどうかを調べてもよい。新たに追加されるコンポーネントは、機器ベースのパフォーマンスモニタリング技術の固有の仕様を伴っていてもよい。その場合、その仕様はＰＭＥＲに追加される。

好ましい実施形態によれば、ＩＣＴ環境の特定のコンポーネントに適用すべき特定のエネルギー消費モデルの選択は、類似のコンポーネントに関連するエネルギー消費モデルを探索するステップと、当該特定のコンポーネントに適用される際に、それらのエネルギー消費モデルの精度がどのように変化するかの仕様を定める規則を規定するステップと、を含む。以下では、この種の選択を「規則ベースの選択基準」と称する。すなわち、規則ベースの選択基準によれば、各コンポーネントごとに、そのコンポーネントに関連するエネルギー消費モデルの精度が、そのエネルギー消費モデルを類似のデバイスに適用する際にどのように変化するかの仕様を定める規則が規定される。一実施形態では、この仕様は、（例えばＣＰＵのクロック周波数の段階的増大に対する）関数とすることができる。別の実施形態では、特定の選択された値を含む固定サイズのテーブルとすることができる。必要な情報は、例えばベンダのデータベースから、あるいは多くのユーザの入力に基づいて構築されたデータベースから取得してもよい。具体的実施形態にかかわらず、この規則ベースの選択基準は、デバイス特性のそれぞれの変動に対して、モニタリングされるエネルギーメトリックの達成可能な精度を指定する。

別の好ましい実施形態によれば、ＩＣＴ環境の特定のコンポーネントに適用すべき特定のエネルギー消費モデルの選択は、２つの異なるコンポーネントの仕様間の差を指定する差演算子を定義するステップと、上記差演算子が所定の類似性しきい値を下回る差を生じるようなコンポーネントを判定するステップと、を含む。以下では、この種の選択を「類似性ベースの選択基準」と称する。形式的には、２つのコンポーネントに対して定義される差演算子は、２つのコンポーネント仕様Ｃ_１，Ｃ_２を入力とし、スカラーｄ＝Ｃ_１−Ｃ_２を計算するものとすることができる。一実施形態では、差演算子は、２つのベクトル間の距離の標準的定義としてもよい。別の実施形態では、差は、２つのコンポーネント（または両立しないベクトル）の関連性のある行のみを取り出す射影と、結果として得られるベクトルに対して定義される差としてもよい（形式的には、ｄ＝ｐ_１（Ｃ_１）−ｐ_２（Ｃ_２）、ただしｐ_１，２は射影演算子である）。あるいはその他、意味をなすいかなる定義でもよい。射影は、２つのコンポーネントの属性が、対応する属性の値の（例えばコンポーネントアップグレードによる）変化がエネルギー消費に重大な影響を及ぼすという意味で、エネルギー消費にとってすべて重要であるとは限らない場合に、特に有効である。

類似性問合せＱは、与えられたコンポーネント仕様Ｃ_０に十分に類似するすべてのコンポーネント仕様Ｃ_ｉのセットを返すように定義することができる。形式的には、類似性問合せ結果は、差演算子に基づいて、Ｑ（Ｃ_０）＝｛Ｃ_ｉ：Ｃ_ｉ−Ｃ_０≦ｄ_ｓ｝と定義される。ただし、ｄ_ｓは類似性しきい値、すなわち、必要とされる最小の類似性を指定する。一実施形態では、類似性問合せは、同じコンポーネント（例えばＣＰＵ）であって、１つのパラメータ（例えばＣＰＵクロック周波数）がある限界内に入るようなすべてのコンポーネントを取り出してもよい。別の実施形態では、類似性問合せは、１つのコンポーネント仕様のベクトル行のサブセットに関してのみ類似性を指定する部分類似性問合せの組合せ（例えば連言）によって指定することができる。例えば、このような類似性問合せは、同じＣＰＵで、クロック周波数およびレベル２キャッシュの両方がある限界内に入るようなすべてのＣＰＵを取り出してもよい。

上記のようなＥＣＭＣにおけるプロセスのトリガとなる外部刺激に加えて、ＥＣＭＣの制御下で動作する自己最適化ランダム化バックグラウンドプロセスを設けてもよい。このプロセスは、分散モニタリングシステムを連続的に最適化し、非同期的に適応させることで、エネルギー消費メトリックの全体的な効率および精度や、それらの間のトレードオフを向上させる。この自己最適化プロセスは、特に、モニタリング構造全体における変化を分析し、必要であれば、複数の協働する要素，すなわち、分散モニタリングシステム全体に影響する可能性のある再構成を実行する。結果として、自己最適化プロセスにより、分散エネルギー消費モニタリングシステムは、関連性のある変動する制約に合わせて動的に調整される。このバックグラウンドプロセスは、システムが複雑かつ動的となり得るので特に有利である。すなわち、バックグラウンドの非同期的自己最適化プロセスに対するさらに好適な解の探索を先送りしつつ、外部刺激を迅速に処理することが望ましい。例えば、自己最適化ランダム化プロセスは、１０秒ごとにＩＣＴ環境の１つのコンポーネントをランダムに選択し、そのコンポーネントに対して種々のチェックを実行するように構成してもよい。そのようなチェックとしては、例えば、現在適用されているモデルベースの技術が最新の更新されたものであるか、適用されているモデルがそれらのローカルなコンテクストに依然として適合しているか、等が挙げられる。

現実の配備ではモニタリングシステムが複雑になるので、オーバーヘッドの低い、「情報に基づくランダム化された」便益分析を実施してもよい。この分析は、有益と考えられるランダムないくつかの構成変更を実行し、これらの構成変更が、より好適な全体的（長期）モニタリングシステムにつながるかどうかを分析するものである。これは、分散ネットワークシステムに関する知識を必要とせず、モニタリングシステム自体のエネルギーペナルティおよびパフォーマンスペナルティを減少させるので、重要である。

しかし、あまり有効でないと考えられる純粋にランダムな挙動や、良好な最適化の可能性のあるネットワークにおける重要な機会を失いかねない純粋にランダムな挙動を避けるため、ランダム化プロセスは、「情報に基づく」方式で実行することができる。したがって、情報に基づくランダム化された便益分析は、分散モニタリングシステムからのサポート情報、例えば、分散エネルギーモニタリングシステムの現在のパフォーマンス特性に関する特定の定時情報（例えば、モニタリングシステムが受けているあるリンク上の現在の帯域幅、モニタリングシステムのＣＰＵ負荷部分）に対する問合せによるサポート情報を取得することにより、最適化の便益の識別を改善することができる。その場合、ＥＣＭＣは、ある評価手続きに基づいて、ＩＣＴ環境の選択された位置で、システムの再構成を決定することができる。例えば、モニタリングシステム全体の効率は、１つまたは複数のエネルギー消費モデルおよびアグリゲータ要素を、モデルを計算することが可能で、より効率的に集約を行うコンポーネントに移行することにより、向上させることができる。

また、自己最適化プロセスは、特定の再構成の後、追加の過渡的アクションを実行し、アグリゲーション構造における依存関係を更新しなければならない場合があることをさらに考慮してもよい。例えば、アグリゲーション要素が移行されると、通信効率は低下する可能性がある。その理由は、アグリゲーション要素は、ソースＥＣＭ要素からより遠くなるからである。そこで、ＥＣＭＣは、モニタリングシステムの特性を再評価し、追加のアクションを実行するか、あるいは、有益でないことが示された過去に実行したアクションを取り消すことができる。

また、ＥＣＭＣおよび自己最適化プロセスがそれ自体でもエネルギーを消費し、したがって自己のエネルギーペナルティおよびパフォーマンスペナルティを有し、モニタリングシステムの全体的な効率トレードオフに寄与することを考慮してもよい。例えば、アグリゲーション構造の要素によって現在生じているパフォーマンスオーバーヘッドに関する情報を要求する分散問合せは、ネットワークにおける計算および通信のためにエネルギーを必要とする。

一実施形態では、自己最適化プロセスは、集中処理方式でＥＣＭＣ内で実行可能である。別の実施形態では、プロセスは、分散処理方式で実行可能であり、モニタリングシステム内に分散された複数のエージェント内のソフトウェアモジュールとして実装される。

自己最適化プロセスに関して説明したアクションは、上記のように、外部刺激が発生する際にも適用可能である。

本発明を好適な態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１および１３に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。

ＩＣＴ環境のモニタリングシステムの模式的概略図である。 本発明の一実施形態によるエネルギー消費モニタリングシステムを例示する図である。

図１は、分散型ＩＣＴ環境１内の分散モニタリングシステムの模式的概略図を示している。ネットワーク接続されたシステムはコンポーネントからなる。コンポーネントは、任意の種類のデバイス２であってもよく、任意の種類のデバイスサブコンポーネント３であってもよい。これらは、階層的に配置されることが可能である。例えば、ＣＰＵ、ハードディスク、およびネットワークインタフェースはＰＣのコンポーネントである。また、例えば、複数のＰＣと１つのスイッチとは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の一部のコンポーネントである。ＩＣＴ環境のエネルギー消費モニタリングは、好適なエネルギー消費モニタリング要素４およびエネルギー消費アグリゲーション要素５を選択してコンポーネント２、３上に配置し、単一のアグリゲーションポイントにエネルギーメトリックを集約することによって実行され、アグリゲーションポイントにおいて、ＩＣＴ環境１全体のエネルギー消費が利用可能となる。図１では、エネルギーメトリックの集約は、破線矢印で模式的に示している。

モニタリングシステムの中核的コンポーネントはエネルギー消費モニタリングマネージャ（energy consumption monitoring manager, ＥＣＭＭ）６であり、図２にさらに詳細に示す。ＥＣＭＭ６は、エネルギー消費モニタリングコントローラ（ＥＣＭＣ）７、および、ＥＣＭＣ７によって使用される種々のリポジトリを含む。図２に例示した実施形態において、ＥＣＭＣ７は、外部からＥＣＭＭ６への種々の刺激に応答し、パフォーマンス・エネルギー消費モニタリング要素４の選択を制御しその配置を実行する。また、ＥＣＭＣ７は、図２には示していないが、上記のような非同期的自己最適化アルゴリズムを実行する。

以下、図１の基本構成における選択・配置プロセスの詳細を説明する。すなわち、機器ベースおよびモデルベースのエネルギー消費モニタリング技術をどのようにして適切に選択・配置し、ＩＣＴ環境１の正確なエネルギー消費モニタリングを実現するかについて詳細に説明する。本発明によれば、エネルギー消費モニタリングシステムは、個々のコンポーネントだけについてではなく、全体として考慮される。

モニタリング対象のＩＣＴ環境１のエネルギー消費コンポーネント２、３の仕様が、エネルギー消費コンポーネントリポジトリ（ＥＣＣＲ）８に記憶される。仕様は、属性−値のペアからなるベクトルによって定義される。属性はコンポーネントのプロパティを指定し、値はそのプロパティの大きさを指定する。例えば、ＣＰＵのプロパティは、ベンダ名、モデル名、クロック周波数、バス周波数、レベル１およびレベル２キャッシュサイズ等とすることができる。例示した実施形態では、コンポーネントは、ｎ個のペアからなるベクトルＣによって、Ｃ＝（（Ａ_１，Ｖ_１），（Ａ_２，Ｖ_２），...，（Ａ_ｎ，Ｖ_ｎ））^Ｔ、と定義される。

モデルベースのエネルギー消費モニタリング技術を、以下では簡略化してエネルギー消費モデル（ＥＣＭ）と称する。ＥＣＭは、１つの特定のコンポーネントに割り当てられる仕様である。例えば、あるコンポーネントに割り当てられるＥＣＭは、そのコンポーネントのベンダによって提供されることが可能である。ＥＣＭは、そのコンポーネントに対して、コンポーネントの現在のパフォーマンスメトリックから１つまたは複数のエネルギーメトリック（の瞬時値または累積値）を導出する。形式的には、最も一般的な形において、これは２つの関数ｆ_１（Ｐ（ｔ），Ａ_Ｐ（ｔ））＝Ｅ（ｔ），ｆ_２（Ｐ（ｔ），Ａ_Ｐ（ｔ））＝Ａ_Ｅ（ｔ）である。ただし、Ｐはコンポーネントのパフォーマンスメトリックのベクトル、Ｅはエネルギーメトリックのベクトル、Ａ_Ｐ（ｔ）およびＡ_Ｅ（ｔ）はそれぞれパフォーマンスメトリックおよびエネルギーメトリックの各行に対する精度値である。最も単純な場合、精度は静的、すなわち、時間に関して一定と仮定することができる。利用可能なモデルベースのエネルギー消費技術に関する情報は、エネルギー消費モデルリポジトリ（ＥＣＭＲ）９に記憶される。ＥＣＭが割り当てられた新しいコンポーネントがＩＣＴ環境に追加された場合、あるいは、既存のコンポーネントにＥＣＭが割り当てられた場合には必ず、ＥＣＭＲ９は、そのＥＣＭのそれぞれの仕様を用いて更新される。

本発明によれば、ＥＣＭＣ７の外部に発生する多数の刺激に基づいて実行される同期的プロセスが規定される。外部刺激としては、以下のアクションおよび／またはプロセスが挙げられる：
・コンポーネントの追加／削除。
・コンポーネントまたはその特性の変更（例えば、コンポーネントまたはサブコンポーネントの置換、コンポーネントの内部構造の変更、そのファームウェアの更新等）。
・モニタリング技術の追加または削除。例えば、新しい機器ベースのモニタリング技術が、ネットワーク内の一部のコンポーネントで利用可能になった場合。
・モニタリング技術の明示的な有効化・無効化。
・エネルギー管理システムとのインタラクション。
・モニタリング技術の特性／ペナルティの変更。
・システム構造（例えばネットワークトポロジー）の変更。
・コンポーネント／システムのパフォーマンスの変更。
・非同期的自己最適化アルゴリズムによって引き起こされるアクション。

なお、このリストは完全ではなく、具体的な条件や状況に応じて、さらに他のアクション／プロセスが、ＥＣＭＣ７の応答をトリガする外部刺激とされることも可能である。

上記のように、同期的プロセスは刺激によってトリガされ、そのようなイベントの際に、ＥＣＭＣ７は、最適なエネルギー消費モニタリング技術を選択することにより、その特定の変更に対処する。本発明によれば、機器ベースおよびモデルベースのエネルギー消費モニタリング技術を組み合わせる手法で、特定の選択基準が考慮される。以下では、「コンポーネントの追加」という刺激に対する選択・配置方法について説明する。

１つの選択方法では、ＥＣＭＣ７は、新たに追加されたコンポーネントに対してどの「機器ベースの」モニタリング技術を使用することができるかを判定する。まず、ＥＣＭＣ７は、デバイスまたはその電源がエネルギー消費モニタリング手段を十分に備えているかどうかチェックする。備えている場合、例えば、そのコンポーネントがPower over Ethernet（ＰｏＥ）で給電されている場合、ＥＣＭＣ７は、そのコンポーネントに対するエネルギー消費メーターを識別する。メーターは、デバイス自体に配置されることも、電源供給コンポーネントに配置されることも可能である。ＥＣＭＣ７は、利用可能な機器技術に関する情報を取得するためにエネルギーモニタリング要素リポジトリ（ＥＭＥＲ）１０に問合せをしてもよい。コンポーネントは、どのように設置されなければならないかに関する固有の仕様を伴っていてもよい。その場合、その情報は、新しい機器ベースのエネルギー消費モニタリング技術の形式で、ＥＭＥＲ１０に追加される。

別の選択方法も考えられる。これは特に、それぞれのデバイスが適切な機器を備えていない場合に適用される。この選択方法では、利用可能な「モデルベースの」モニタリング技術が、規則ベースの選択基準または類似性ベースの選択基準に基づいて評価される。第１の基準（「規則ベースの選択基準」）では、各コンポーネントごとに、そのコンポーネントに関連するエネルギー消費モデルの精度が、そのエネルギー消費モデルを類似のデバイスに適用する際にどのように変化するかの仕様を定める規則が規定される。具体的実施形態にかかわらず、規則ベースの選択基準は、デバイス特性のそれぞれの変動に対して、モニタリングされるエネルギーメトリックの達成可能な精度を指定する。第２の基準（「類似性ベースの選択基準」）は、コンポーネント間の類似性に基づく。そのために、この基準は、２つのコンポーネントに対する差演算子を定義する。形式的には、差演算子は、２つのコンポーネント仕様Ｃ_１，Ｃ_２を入力とし、スカラーｄ＝Ｃ_１−Ｃ_２を計算する。

最良のモデルベースのモニタリング技術を選択するために、上記の２つの選択基準を用いることができる。それらの一方を用いても、両方を用いてもよい。規則ベースの基準を用いて好適なモデルベースのモニタリング技術を見つける場合、規則ベースの選択基準に従って、既存のエネルギー消費モデルを新たに追加されたデバイスに適用する。それぞれの適用ごとに、達成可能な精度が規則ベースの基準によって出力され、これにより、最も正確なエネルギー消費モデル、または十分に正確なエネルギー消費モデルのセット、を決定することができる。

類似性ベースの基準を用いて類似のデバイスを見つける場合、この基準によって出力される最も類似するデバイスを用いて、最適のエネルギー消費モデル、または十分に好適なエネルギー消費モデルのセットを決定する。２つの基準に基づく両方法を任意に組み合せて適用することにより、新たに追加されたデバイスに適すると考えられる１つまたは複数のエネルギー消費モデルが出力される。第２の方法は、第１の方法が好適なモデルを見つけることができない場合に特に有効である。しかし、第２の方法のみを用いると、最初のコンポーネントに関連するモデルが新しいコンポーネントに適用される際に、そのモデルがどのくらい正確であるかに関する情報が利用できない（ただし、非常に類似性の高いデバイスのみが考慮される場合には、この方法でもある程度の精度が期待できる）。

両方の選択基準に対するそれぞれの選択アセスメントごとに、パフォーマンスモニタリング要素リポジトリ（ＰＭＥＲ）１１をチェックすることにより、エネルギー消費モデルへの入力として必要とされる関連するパフォーマンスメトリックを読み出すために必要な機器技術が利用可能であるかどうかを調べる。新たに追加されるコンポーネントは、機器ベースのパフォーマンスモニタリング技術の固有の仕様を伴っていてもよい。その場合、その仕様はＰＭＥＲ１１に追加される。上記の方法の任意の組合せによって見出されたすべてのモニタリング技術から、最良の１つまたは複数の技術が選択される。ＩＣＴ環境の変更、および／または、ＩＣＴ環境に関連する何らかの変更に応答する最良の技術がどの技術であるかを指定するために、いくつかの側面、特に精度、パフォーマンスペナルティ（すなわち、特定のエネルギー消費モニタリング技術の適用によって引き起こされる全体的なシステムパフォーマンスの低下）およびエネルギーペナルティ（すなわち、適用されるモニタリング技術自体によって引き起こされるエネルギー消費の増大）を考慮するポリシーが規定される。

好ましい使用例では、複数の技術を選択することにより、単一の技術では提供されない多数のエネルギーパラメータのモニタリングが達成される。別の例では、最良の精度を有する技術のみを選択する（規則ベースの手法の場合のみ適用可能）。また別の例では、規則ベースの解が見つからない場合、最も類似するデバイスを使用する。さらに別の例では、パフォーマンスペナルティおよびエネルギーペナルティの任意の組合せを、これら（例えば、許容されるペナルティの程度）の形式的定義によって考慮する。さらに、モデルベースのモニタリング技術は、精度、パフォーマンスペナルティ、およびエネルギーペナルティまたはそれらの任意の組合せに関して、より好適である場合には、機器ベースのモニタリング技術よりも優先させることができる。

また、エネルギーモニタリング技術は、動的な個数のモニタリング対象コンポーネントに対して一定のオーバーヘッドを受ける場合があることが考えられる。例えば、ＳＮＭＰによるポーリングがＰｏＥスイッチのすべてのポートの電力消費をすでに読み出している場合には、新しいコンポーネント（例えばＩＰ電話）がそのスイッチのあるポートに差し込まれる際に、そのコンポーネントのモニタリングは追加的なオーバーヘッドなしで実現される。

「コンポーネントの追加」以外の刺激イベントでは、コンポーネントが追加される際のプロセスと同様のプロセスがトリガされ、これにより分散モニタリングシステムを更新する。例えば、新しい機器ベースのモニタリング技術がネットワーク内の一部のコンポーネントで利用可能になったというイベントにおいては、その新しい技術は、特定のコンポーネントに対して現在使用されている技術よりも（精度、エネルギーペナルティおよびパフォーマンスペナルティに関して）効率的である可能性がある。ＥＣＭＣ７は、その新しい技術のほうが、精度、エネルギーペナルティ、およびパフォーマンスペナルティに関して、より効率的であることを検出した場合、現在のモニタリング技術を新しいモニタリング技術で置き換える。

上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。

Claims (21)

1. ＩＣＴ環境においてエネルギー消費をモニタリングする方法において、前記ＩＣＴ環境（１）は複数のエネルギー消費コンポーネント（２，３）を有し、少なくとも一部の前記コンポーネント（２，３）は、エネルギー消費モニタリング手段を備え、かつ／または、それぞれのコンポーネント（２，３）の１つまたは複数のエネルギーメトリックを前記コンポーネント（２，３）の現在のパフォーマンスメトリックから導出する特定のエネルギー消費モデルが割り当てられ、
   エネルギー消費モニタリングコントローラ（７）によって、前記ＩＣＴ環境（１）の、および／または、前記ＩＣＴ環境（１）に関連する変更を確認するステップと、
   機器ベースおよびモデルベース両方の利用可能なエネルギー消費モニタリング技術のアセスメントを実行するステップと、
   前記アセスメントの結果に基づいて、所定のポリシーに従って前記ＩＣＴ環境（１）の前記変更に最も良く対処する１つまたは複数のエネルギー消費モニタリング技術を選択するステップと
   を備えたことを特徴とする、ＩＣＴ環境においてエネルギー消費をモニタリングする方法。
2. 前記ＩＣＴ環境（１）の、および／または、前記ＩＣＴ環境（１）に関連する前記変更が、コンポーネント（２，３）の追加／削除、コンポーネント（２，３）および／またはその特性の変更、エネルギー消費モニタリング技術の追加／削除および／または有効化／無効化、および／またはエネルギー消費モニタリング技術の特性および／またはペナルティの変更を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. エネルギー消費モニタリング技術の選択に対する前記所定のポリシーが、達成可能な精度、パフォーマンスペナルティ、および／またはエネルギーペナルティを考慮することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記コンポーネント（２，３）のうちの特定のコンポーネントに適用すべき特定のエネルギー消費モデルの選択が、
   類似のコンポーネント（２，３）に関連するエネルギー消費モデルを探索するステップと、
   前記特定のコンポーネント（２，３）に適用される際に、それらのエネルギー消費モデルの精度がどのように変化するかの仕様を定める規則を規定するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記規則を規定するために必要な情報が、多くのユーザの入力に基づいて、および／または、ベンダの仕様に基づいて構築されたデータベースから取得されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記コンポーネント（２，３）のうちの特定のコンポーネントに適用すべき特定のエネルギー消費モデルの選択が、
   ２つの異なるコンポーネント（２，３）の仕様間の差を指定する差演算子を定義するステップと、
   前記複数のコンポーネントのうちから、前記差演算子が所定の類似性しきい値を下回る差を生じるようなコンポーネント（２，３）を判定するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記差演算子が、エネルギー消費に関して最も関連性のあるコンポーネント（２，３）の属性のみに基づくことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. モニタリングプロセスの最適化に関して有益と考えられる構成変更を実行する非同期的自己最適化プロセスが提供されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記構成変更がランダムに実行されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 構成変更を実行する決定が、前記モニタリングプロセスの現在のパフォーマンス特性に関するサポート情報を考慮することを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
11. 前記自己最適化プロセスが、集中処理方式で前記エネルギー消費モニタリングコントローラ（７）によって実行されることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記自己最適化プロセスが、前記ＩＣＴ環境（１）にわたって分散された複数のエージェント内に実装されるソフトウェアモジュールによって分散処理方式で実行されることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
13. ＩＣＴ環境においてエネルギー消費をモニタリングするシステムにおいて、該システムは特に、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法を実行し、前記ＩＣＴ環境（１）は複数のエネルギー消費コンポーネント（２，３）を有し、少なくとも一部の前記コンポーネント（２，３）は、エネルギー消費モニタリング手段を備え、かつ／または、それぞれのコンポーネント（２，３）の１つまたは複数のエネルギーメトリックを前記コンポーネント（２，３）の現在のパフォーマンスメトリックから導出する特定のエネルギー消費モデルが割り当てられ、
    前記システムはエネルギー消費モニタリングコントローラ（７）を備え、該エネルギー消費モニタリングコントローラ（７）は、前記ＩＣＴ環境（１）の、および／または、前記ＩＣＴ環境（１）に関連する変更を確認し、機器ベースおよびモデルベース両方の利用可能なエネルギー消費モニタリング技術のアセスメントを実行するように構成され、該エネルギー消費モニタリングコントローラ（７）は、前記アセスメントの結果に基づいて、所定のポリシーに従って前記ＩＣＴ環境（１）の前記変更に最も良く対処する１つまたは複数のエネルギー消費モニタリング技術を選択する選択手段を有することを特徴とする、ＩＣＴ環境においてエネルギー消費をモニタリングするシステム。
14. 前記ネットワークコンポーネントの仕様に関する情報を記憶するように構成されたエネルギー消費コンポーネントリポジトリ（８）を有することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記利用可能なモデルベースのエネルギー消費技術に関する情報を記憶するように構成されたエネルギー消費モデルリポジトリ（９）を有することを特徴とする請求項１３または１４に記載のシステム。
16. 前記利用可能な機器ベースのエネルギー消費モニタリング技術に関する情報を記憶するように構成されたエネルギーモニタリング要素リポジトリ（１０）を有することを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載のシステム。
17. 前記エネルギー消費モニタリングコントローラ（７）が、前記利用可能な機器ベースのエネルギー消費技術に関する情報を取得するために前記エネルギーモニタリング要素リポジトリ（１０）に問合せを行うように構成されることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
18. 利用可能な機器ベースのパフォーマンスモニタリング技術に関する情報を記憶するように構成されたパフォーマンスモニタリング要素リポジトリ（１１）を有することを特徴とする請求項１３ないし１７のいずれか１項に記載のシステム。
19. モニタリングプロセスの最適化に関して有益と考えられる構成変更を実行する非同期的自己最適化プロセスを実行するソフトウェアモジュールが実装された分散エージェントを有することを特徴とする請求項１３ないし１８のいずれか１項に記載のシステム。
20. 前記ＩＣＴ環境（１）が企業ネットワークであり、特に、ネットワーク接続されたオフィス機器および／または産業機械からなることを特徴とする請求項１３ないし１９のいずれか１項に記載のシステム。
21. 前記ＩＣＴ環境（１）がホームネットワークであり、特に、ネットワーク接続された家電製品および／または情報・娯楽用電子機器からなることを特徴とする請求項１３ないし１９のいずれか１項に記載のシステム。

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