JP5191820B2 - Information processing device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の電源部と複数の独立した演算処理部を有する情報処理装置に関し、特に、その電源効率の改善と、それによる省電力化に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus having a plurality of power supply units and a plurality of independent arithmetic processing units, and more particularly to a technique effective when applied to the improvement of power supply efficiency and the resulting power saving.
従来、管理コストの削減、機密情報の流出防止、働き方の多様化(在宅勤務、事務所のフリーアドレス化)等により、これまで1台の据え付け、あるいは可搬型の情報処理端末での事務処理、データ入力作業から、データセンタ自体に演算処理装置を据え付け、画面表示および入力機器を備えた入力端末の2つで構成されるセンタ処理型に変わりつつある。 Conventionally, due to reduction of management cost, prevention of confidential information leakage, diversification of working style (working from home, office free address), etc. so far, office work with one portable information processing terminal From the data input work, an arithmetic processing device is installed in the data center itself, and is changing to a center processing type constituted by two input terminals including a screen display and an input device.
これら変化により時間・場所にとらわれずに仕事ができる環境が整備されつつある。 These changes are creating an environment where people can work regardless of time and place.
しかし、逆にセンタ側が常に動作状態にあるため、それまでよりも電力消費が大きくなると言う問題も指摘されている。 However, on the contrary, since the center side is always in an operating state, there is a problem that power consumption is larger than before.
この問題に対して、情報処理端末内の各種ICの動作電圧を低電圧にすることで消費電力を下げたり、動作の負荷量に応じていくつかの異なる動作モードを設定して、負荷が少ないときには、消費電力を押さえるモードに移行することが考えられてきた。 In response to this problem, the operation voltage of various ICs in the information processing terminal is lowered to reduce power consumption, or several different operation modes are set according to the load amount of the operation to reduce the load. In some cases, it has been considered to shift to a mode for suppressing power consumption.
また、複数の演算処理部で一連の作業を分担して平均化することで、特定の演算処理部のみが高速動作して大量に電力を消費するのを押さえるような処理もされてきている。 In addition, a series of operations are shared and averaged by a plurality of arithmetic processing units, so that only a specific arithmetic processing unit operates at high speed and suppresses a large amount of power consumption.
また、特開2005−202506号公報(特許文献1)に記載のように、ブレードサーバ全体の消費電力が供給電力を超える場合に、各ブレードの動作クロックを制御し、ブレードサーバ全体の消費電力を下げるものもあった。
しかしながら、特許文献1に記載のものは、ブレードサーバ全体の消費電力を下げるなどして、ブレードサーバ全体の消費電力を制御しているが、消費電力による電源の効率については考慮されておらず、特に、勤務時間外などで全体の消費電力が低い場合は、電源の効率が悪くなるという問題があった。
However, although the thing of
そこで、本発明の目的は、複数の電源部により電源供給され、複数の独立した演算処理部で構成される情報処理装置において、演算処理部の動作数に応じて、動作する電源部の数を増減させることにより、電源部の1台あたりの効率を良い状態で動作させる情報処理装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an information processing apparatus that is supplied with power from a plurality of power supply units and includes a plurality of independent processing units. It is an object of the present invention to provide an information processing apparatus that operates with good efficiency per power supply unit by increasing / decreasing the power supply unit.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、代表的なものの概要は、複数の演算処理部と複数の電源部の動作状態を監視する制御部により、演算処理部の動作数を定期的に監視し、動作数に応じて電源部の動作数を変化させるように制御する。 That is, the outline of a typical one is that the number of operations of the arithmetic processing unit is periodically monitored by a control unit that monitors the operation state of the plurality of arithmetic processing units and the plurality of power supply units, and the power supply unit Control to change the number of operations.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、代表的なものによって得られる効果は、電源部の動作数を演算処理部の動作数に応じて変化させることで、電源部の1台あたりの効率を改善し、この改善により装置全体の消費電力を低減させることができる。 That is, the effect obtained by a typical one is that the efficiency per power supply unit is improved by changing the number of operations of the power supply unit according to the number of operations of the arithmetic processing unit. Power consumption can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
図1により、本発明の一実施の形態に係る情報処理装置を使用するシステム全体の構成について説明する。図1は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置を使用するシステム全体の構成を示す構成図である。 With reference to FIG. 1, a configuration of an entire system using an information processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of a system that uses an information processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1において、情報処理装置100は、ラック型ケース101に複数搭載され、システム全体を管理するサーバ102に接続されている。サーバ102はネットワークハブ103を経由して各利用者に割り当てられた端末104に接続されている。
In FIG. 1, a plurality of
各利用者が端末104に対して実施した入力操作がネットワークハブ103、サーバ102を経由して情報処理装置100に伝達され、情報処理装置100で実際の処理が実施される。
Input operations performed by each user on the
処理結果は、端末104に伝達・表示されるため、見かけ上は利用者は独立した1つの端末に見えるが、実際のデータは全て、情報処理装置100が設置されたデータセンタ内にて管理される。
Since the processing result is transmitted and displayed on the
利用者が持ち歩ける端末104で業務を実行すれば、業務を特定の場所にとらわれずに実行できるようになる。また、端末104、サーバ102共に暗号・復号機能を持たせることで、セキュリティの確保された社内ネットワークだけでなく、インターネットを介しての接続も可能となり、社内・社外で同じ業務を遂行でき利用者の利便性を向上できる。
If the business is executed on the
次に、図2〜図4により、本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の構成について説明する。図2は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の構成を示す構成図、図3は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の電源部が使用する各種信号を説明するための説明図、図4は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の演算処理部の構成を示す構成図である。 Next, the configuration of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining various signals used by the power supply unit of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram and FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of an arithmetic processing unit of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
図2において、情報処理装置100は、複数の電源部110、接続基板111、制御部112、信号伝達用のバス113、複数の演算処理部114から構成されている。
2, the
複数の電源部110で生成された電力が制御部112、演算処理部114に供給されることにより情報処理装置100は動作しており、動作状態の監視を、バス113を通して制御部112が実施している。
The
図3において、電源部110が使用する各種信号としては、電源に異常が発生したときに制御部112にアラームを上げるための電源異常通知信号120、制御部112に電源の起動/停止を通知する電源状態信号121、制御部112から出力される電源の起動/停止を制御するための電源制御信号122、各種電圧供給をする電圧出力123である。
In FIG. 3, various signals used by the
これら信号は、制御部112に接続されており、本実施の形態での電源動作数制御に使用される。
These signals are connected to the
図4において、演算処理部114は、通常の独立した情報処理装置と同様に、演算処理IC(通常CPUと呼ばれる)130、外部ネットワークと情報のやりとりをする通信インタフェース131、制御部112と情報のやりとりをするその他信号部132、電源部110から電圧供給される電圧入力部133、処理のためのデータを蓄積する主記憶部(通常RAMと呼ばれる)134、大量のデータ保持が可能な補助記憶部(通常HDDと呼ばれる)135、端末104への入力および結果を出力する入出力部(通常I/Oと呼ばれる)136、演算処理部の自己診断機能や初期設定を実施する初期制御プログラム(通常BIOSと呼ばれる)137から構成されている。このような構成から、演算処理部114は通常の情報処理装置1台と同等の電力を消費している。
In FIG. 4, the
次に、図5〜図8により、本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の動作の概要について説明する。図5は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の電源部の出力電力と効率の関係の一例を示す図、図6は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の時間別の消費電力の一例を示す図であり、仮定として40個の独立した演算処理部114を4台の電源部110で動作させた際の電力消費を時間別に示したものであり、情報処理装置100の消費電力を仮定している。
Next, the outline of the operation of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the output power of the power supply unit and the efficiency of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows the time-dependent processing of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of power consumption, and shows the power consumption at the time of operating 40 independent
図7は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の時間別の演算処理部の動作数の一例を示す図であり、仮定として40個の独立した演算処理部114を4台の電源部110で動作させた際の情報処理装置100内の演算処理部114の動作数を時間別に表したものである。図8は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の演算処理部の動作数と電源の動作数の関係の一例を示す図であり、電力消費が最小の際には動作電源数を1台とし、それ以外は4台全ての電源を動作させた際の例を示している。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the number of operations of the time-dependent arithmetic processing unit of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention. Assuming that 40 independent
図5において、この電源部110では出力300Wを境界としてそれ以上であればほぼ一定の効率で出力されるが、それ以下になると極端に効率が悪化している。このことから電源部110を効率的に使うためには、1台の電源部110において効率の良い電源出力で使用する必要があることが分かる。
In FIG. 5, the
図6において、この図から情報処理装置100の時間別消費電力の推移をみることができ、最大消費時と最小消費時の差をみることができる。なお、12:00には休憩時間であるため、特定の処理プログラム(サーバとの一括データ送受信あるいはウィルス駆除プログラム)などが動作するため、消費電力が高くなると想定している。
In FIG. 6, the transition of power consumption by time of the
図7において、図6と並べてみることで、演算処理部114の動作数と消費電力の関連をみることができる。図6と図7の比較から、消費電力は演算処理部114の動作数にほぼ比例しており、消費電力の変化は演算処理部114の動作数に依存していると考えることができる。
In FIG. 7, the relationship between the number of operations of the
このことから、本実施の形態では、演算処理部114の動作数を制御部112で把握することにより、消費電力を推定し、図5に示す電源効率から、電源部110の最適な動作数を割り出し各時間ごとに最適に制御して消費電力の低減を図っている。
Therefore, in the present embodiment, the power consumption is estimated by grasping the number of operations of the
図8において、電力消費が最小の際には動作電源数を1台とし、それ以外は4台全ての電源を動作させている。 In FIG. 8, when the power consumption is minimum, the number of operating power supplies is one, and all the four power supplies are operated otherwise.
電力消費が最低のとき、電源数制御をしない場合、図6に示すように、約200W強の電力需要を4台の電源部110で分担することになり、図5に示すように、25%の効率で電源が動作することとなり、装置全体での消費電力は以下となる。
When the number of power supplies is not controlled when the power consumption is the lowest, as shown in FIG. 6, the power demand of about 200 W or more is shared by the four
50/0.25×4(個の電源)=800(W)
一方、図8に示すような電源数制御を行い約200W強の電力需要を1つの電源で担当することにより、装置全体での消費電力は以下となる。
50 / 0.25 × 4 (one power source) = 800 (W)
On the other hand, by controlling the number of power supplies as shown in FIG. 8 and taking charge of a power demand of about 200 W or more with one power supply, the power consumption of the entire apparatus is as follows.
200/0.7×1(個の電源)=285(W)
これにより、本実施の形態では、消費電力が最低の場合には、約500Wの電力消費の低減を図ることが可能である。
200 / 0.7 × 1 (one power source) = 285 (W)
Thereby, in this Embodiment, when power consumption is the lowest, it is possible to aim at reduction of power consumption of about 500W.
次に、図9および図10により、本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の動作について説明する。図9は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の動作を示すフローチャート、図10は本発明の一実施の形態に係る情報処理装置の動作中の動作電源部数と動作演算処理部数の状態を説明するための説明図であり、短時間で電源部110の動作数の増加・減少が繰り返し起きないように電源部110の動作数の増加・減少の判断基準をそれぞれ異なる演算処理部114の動作数を元に判断するよう制御することを示している。
Next, the operation of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is the state of the number of operation power supply units and the number of operation calculation processing units during operation of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the increase / decrease in the number of operations of the
まず、制御部112は、バス113を通して、電源部110の電源状態信号121を確認し、それぞれの電源部110の動作状態(On/Off)を確認して、現在の電源部110の動作数を確認する(S100)。
First, the
そして、S100で確認された電源部110の電源動作数が4台か否かを判断する(S101)。
Then, it is determined whether the number of power supply operations of the
S101で電源動作数が4台であると判断された場合は、制御部112は、搭載されている演算処理部114のそれぞれについてバス113を通して、演算処理部114のその他信号部132に接続し、演算処理部114の動作状態(On/Off)を確認して、現在の演算処理部114の動作数を確認する(S102)。
If it is determined in S101 that the number of power supply operations is four, the
そして、演算処理部114の動作数が規定値N(電源部110の動作効率等から算出)以下であるか否かを判断する(S103)。
Then, it is determined whether or not the number of operations of the
S103で演算処理部114の動作数が規定値N以下でないと判断された場合は、S100に戻り、S103で演算処理部114の動作数が規定値N以下であると判断された場合は、電源部110の動作数を1台に変更する方が省電力化が図れると判断できるため、バス113を通じて電源部110の電源制御信号122で1台を残して他の3台をOff状態に移行さる(S104)。
If it is determined in S103 that the number of operations of the
そして、現在の演算処理部114の動作数を確認し(S105)、演算処理部114の動作数が規定値M(電源部110の動作効率等から算出)より小さいか否か、または、規定値Nより大きいか否かを判断する(S106)。
Then, the current number of operations of the
S106で演算処理部114の動作数が規定値Mより小さくない、または規定値Nより大きくないと判断された場合はS105に戻り、S106で演算処理部114の動作数が規定値Mより小さい、または規定値Nより大きいと判断された場合はS100に戻る。
If it is determined in S106 that the number of operations of the
また、S101で電源動作数が4台でないと判断された場合は、制御部112は、搭載されている演算処理部114のそれぞれについてバス113を通して、演算処理部114のその他信号部132に接続し、演算処理部114の動作状態(On/Off)を確認して、現在の演算処理部114の動作数を確認する(S107)。
If it is determined in S101 that the number of power supply operations is not four, the
そして、演算処理部114の動作数が規定値M(電源部110の動作効率等から算出)以上か否かを判断する(S108)。
Then, it is determined whether or not the number of operations of the
S106で演算処理部114の動作数が規定値M以上でないと判断された場合は、S100に戻り、演算処理部114の動作数が規定値M以上であると判断された場合は、電源部110の動作数を4台に変更しないと消費電力が供給できない可能性があり、かつ、電源部110の動作数を4台に変更する方が省電力化が図れると判断できるため、バス113を通じて電源部110の電源制御信号で4台全てをOn状態に移行させ(S109)、S105に移行する。
If it is determined in S106 that the operation number of the
以上の動作により、演算処理部114の動作数が、規定値N以下になった場合は、電源部110の動作数が1台になり、その時点で、演算処理部114の動作数が規定値M以上であっても、電源部110の動作数は1台のままを維持し、演算処理部114の動作数が規定値Mより小さくなった後に、演算処理部114の動作数が規定値M以上になった場合に、電源部110の動作数が4台になる。
As a result of the above operation, when the number of operations of the
また、演算処理部114の動作数が、規定値M以上になった場合は、電源部110の動作数が4台になり、その時点で、演算処理部114の動作数が規定値N以下であっても、電源部110の動作数は4台のままを維持し、演算処理部114の動作数が規定値Nより大きくなった後に、演算処理部114の動作数が規定値N以下になった場合に、電源部110の動作数が1台になる。
In addition, when the number of operations of the
また、電源部110の動作数が1台になった後、演算処理部114の動作数が規定値Mより小さくなる前に、演算処理部114の動作数が規定値Nより大きくなった場合も、電源部110の動作数が4台になる。
In addition, after the number of operations of the
また、電源部110の動作数が4台になった後、演算処理部114の動作数が規定値Nより大きくなる前に、演算処理部114の動作数が規定値Mより小さくなった場合も、電源部110の動作数が1台になる。
In addition, after the number of operations of the
ここで、規定値N、Mについて説明する。演算処理部114の動作数の判断で使用される規定値N、Mは、図5に示すような電源部110の効率、図6に示すような消費電力の推移、図7に示すような演算処理部114の動作数などから規定されている。
Here, the prescribed values N and M will be described. The prescribed values N and M used in determining the number of operations of the
規定値M、Nの決定は、例えば、以下のようにして決定する。 The predetermined values M and N are determined as follows, for example.
演算処理部114の安定動作時の消費電力を30Wと定義し、200Wを切換のポイントと規定した場合、電源部110の動作数を4台から1台に切り換えるための規定値Nは、以下の式として求められる。
When the power consumption during the stable operation of the
N=200W/30W=約7台(6.6台)
また、電源数を1台から4台に戻すための規定値Mは、頻繁な切換が発生して動作が不安定になるのを防止するのため安定動作時の消費電力を多めに設定し、演算処理部114の動作数が増加する際、増加する演算処理部114の消費電力を60Wと定義し、以下の式として求められる。
N = 200W / 30W = Approx. 7 units (6.6 units)
The specified value M for returning the number of power supplies from 1 to 4 is set to a large amount of power consumption during stable operation in order to prevent frequent switching and unstable operation. When the number of operations of the
M=200W/60W=約4台(3.3台)
なお、本実施の形態では、電源部110の台数を4台と1台で切り換えているが、切り換える電源部110の台数はこの組み合わせに限られたものではなく、演算処理部114の動作状態に応じて、台数の設定を変更することは可能である。
M = 200W / 60W = about 4 units (3.3 units)
In the present embodiment, the number of
なお、本実施の形態では、使用する電源部110の効率を同一の効率特性と仮定して説明しているが、使用する電源部110の効率に合わせて動作させる電源部110の数を調整しても良いし、あるいは効率が異なる電源部110(例えば、少ない消費電力のときでも高効率で動作する電源など)を組み合わせて情報処理装置100を構成し、それぞれの電源部110の効率が最適になるように組み合わせて、あるいは切り換えて使用するようにしても良い。
In this embodiment, the efficiency of the
また、消費電力や演算処理部114の動作数などは、適用する環境に応じて異なり、例えば、時差勤務や2交代、3交代での勤務などでは、本実施の形態で示したように特定の時間に集中するのではなく分散することになるが、動作電源数の設定を細かく設定することで、消費電力低減の最適化をすることで対応可能である。
In addition, the power consumption and the number of operations of the
さらに、制御部112内に時間ごとの動作状態を細かく監視、記録する機能を持たせることで、実際の動作状態と過去の動作状態を組み合わせて、事前に動作数変化を予測してより細かい設定をして消費電力低減することも可能である。
In addition, by providing the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
本発明は、複数の電源部と複数の独立した演算部を有する情報処理装置に関し、その電源効率の改善を行う装置などに適用可能である。 The present invention relates to an information processing apparatus having a plurality of power supply units and a plurality of independent calculation units, and can be applied to an apparatus for improving the power supply efficiency.
100…情報処理装置、101…ラック型ケース、102…サーバ、103…ネットワークハブ、104…端末、110…電源部、111…接続基板、112…制御部、113…バス、114…演算処理部、120…電源異常通知信号、121…電源状態信号、122…電源制御信号、123…電圧出力、130…演算処理IC、131…通信インタフェース、132…その他信号部、133…電圧入力部、134…主記憶部、135…補助記憶部、136…入出力部、137…初期制御プログラム。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記演算処理部の動作数の情報に基づいて、前記演算処理部の動作数が予め設定された第1の基準値以下のときに、前記複数の電源部を予め設定された動作数分だけ動作させる制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記演算処理部の動作数に基づいて、前記演算処理部の動作数が予め設定された前記第1の基準値よりも小さい第2の基準値以上のときに、前記複数の電源部を全て動作させる制御を行うことを特徴とする情報処理装置。 An information processing apparatus having a plurality of power supply units and a plurality of independent arithmetic processing units,
Based on information on the number of operations of the arithmetic processing unit, when the number of operations of the arithmetic processing unit is equal to or less than a preset first reference value, the plurality of power supply units are operated by the preset number of operations. A control unit for performing control ,
The control unit, based on the number of operations of the arithmetic processing unit, when the number of operations of the arithmetic processing unit is equal to or greater than a second reference value smaller than the first reference value set in advance, An information processing apparatus that performs control to operate all power supply units.
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