JP5496518B2 - 集中電力管理方法、装置側エージェント、集中電力管理コントローラ及び集中電源管理システム - Google Patents

Description

本発明は、集中電力管理方法及びシステム、装置側エージェント及び集中電力管理コントローラに係る。

地球温暖化及びエネルギー不足は、我々が今日直面している最も重要な２つの環境問題である。電力使用量に関して、これらの問題を軽減するために望まれるのは、電気エネルギーを節約し且つ可能な限り電力消費に起因する放熱を減少させることである。

しかし、現代企業の環境では、ますます多くのＩＴ装置が使用されるようになり、それらの殆どの電源は、常時投入されている。従って、これらのＩＴ装置でさえ大量の電気エネルギーを消費するであろう。

特に、近年では、データ・センタ／アプリケーション・システム（分散コンピューティング環境）の電力使用量が、企業のＩＴ環境が直面する第１のインフラストラクチャ問題である。５年前には、１ラック当たりの平均電力消費は、１ｋＷ〜３ｋＷであった。プロセッサ・サイクル、メモリ及びストレージに対する要件が継続的に増大する結果として、各ラックに実装する装置の密度も増加するようになってきた。現在の一般的なラックが、５ｋＷ〜７ｋＷの電力を消費するのに対し、高密度ブレード・サーバの各ラックは、２４ｋＷ〜３０ｋＷの電力を消費するのが普通である。電力消費の劇的な増加に起因して、データ・センタ／アプリケーション・システムの消費電力に係るコストが増大し、その結果、このような大量の電力をＩＴ装置に供給し且つ追加の電力を使用してＩＴ装置を冷却することが、データ・センタ／アプリケーション・システムへの大きな負担になる。データ・センタ／アプリケーション・システムのための電力管理が、なぜそれほど重要であるかを理解するのは簡単である。

これらのＩＴ装置のうちの幾つかは、殆どのＰＣに見られるＡＣＰＩ（Advanced Configuration and Power Interface：拡張構成及び電力インタフェース）のような電力管理能力を有する。

ＡＣＰＩ標準では、ＣＰＵ、ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の、幾つかの種類のＩＴコンポーネント又は装置について、幾つかの種類の電力管理ステータスを定義する。ＡＣＰＩを使用することにより、ＡＣＰＩ標準に準拠する装置は、ハードウェア又はソフトウェア・レベルで、これらの電力管理ステータスをスイッチすることをサポートできる。

しかし、データ・センタ／アプリケーション・システムについては、その幾つかのＩＴ装置がＡＣＰＩを有し且つこれらのＩＴ装置がネットワークに接続可能であるとしても、ＡＣＰＩを利用するためには、これらのＩＴ装置を別々に構成し且つ管理しなければならない。

この理由の要点は、ＡＣＰＩ標準が、低レベルの装置又はコンポーネント用の複雑な電力管理インタフェースを定義することを主眼としているということである。データ・センタ／アプリケーション・システムについては、その何千もの装置が何百種類もの装置タイプに属することがある。一般に、異なるタイプの装置に含まれる資源及びコンポーネントは、完全に同一ではないし、かかる異なるタイプの装置の資源及びコンポーネントと関係する特定のＡＣＰＩ設定も、完全に同一ではない。従って、これらの異なるタイプのＩＴ装置については、それぞれの構成及び管理を別々に行う必要がある。

現状では、データ・センタ／アプリケーション・システム（分散コンピューティング環境）内の消費電力をモニタし且つ管理するための集中式及び自動式電力管理機構は存在しない。

理論上、当分野で望まれていることは、ＡＣＰＩのようなインタフェースを使用して、アプリケーション開発者が、電気エネルギーを節約する目標を達成するためにデータ・センタ／アプリケーション・システムの電力消費を知的に管理可能なアプリケーションを開発できるようにすると同時に、当該アプリケーションの実行中にそれ自体の特定の機能を実装するというものである。しかし、実際上、このことは、大きなデータ・センタ／アプリケーション・システムについては非現実的である。なぜなら、アプリケーション開発者が、データ・センタ／アプリケーション・システム内にある何千もの異なるタイプの装置の電力管理の詳細を完全に理解した上で、アプリケーション開発段階において、アプリケーション稼働中に取られるべき適切な電力管理アクションをこれらの装置用に設定することは殆ど不可能であるからである。

従って、当分野で要請されている電力管理アプローチは、データ・センタ／アプリケーション・システムの電力消費を集中式に管理することができ、しかもアプリケーション稼働中の集中電力管理設計をアプリケーション開発段階に提示することができるように、アプリケーション開発用の電力管理インタフェースを提供することができるというものである。

前述の問題を解決するため、本発明の集中電力管理方法及びシステム、装置側エージェント及び集中電力管理コントローラは、複数の装置の電力管理能力を集中式に登録し且つ前記複数の装置の稼働ステータスをモニタすることにより、前記複数の装置の適切な電力管理ポリシをリアル・タイムで決定し、さらに当該ポリシを使用することにより前記複数の装置の稼働ステータスを制御することを通して、電力を節約するという目標を達成するために前記複数の装置の集中電力管理を実装する。

本発明の１つの側面に従って、集中電力管理方法、装置側エージェント及び集中電力管理コントローラが提供される。前記集中電力管理方法は、（ａ）複数の装置を登録することにより、少なくとも前記各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録するステップと、（ｂ）前記各装置から稼働ステータス・データを収集するステップと、（ｃ）前記稼働ステータス・データを分析することにより、前記各装置用の現在の電力管理ポリシを決定するステップと、（ｄ）前記各装置ごとに、前記各装置について決定した前記現在の電力管理ポリシ及び前記各装置の前記電力管理能力に従って、前記各装置の稼働ステータスを制御するステップとを含む。

本発明では、データ・センタ／アプリケーション・システム内の複数の装置は、クライアント、サーバ、スイッチャ、ストレージ、モニタ、空調装置、照明灯等とすることができる。これらの装置は、基本情報と、電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力と、電力に関連する稼働ステータス・データ及び履歴ステータス・データを有する。

各装置の基本情報は、装置ＩＤ、アドレス、装置記述等を含む。電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力は、各装置内部の電力消費に関連する資源及びコンポーネントと、当該資源及びコンポーネントの他の制御可能なステータスを意味する。異なるタイプの装置については、それぞれの電力管理能力は異なっている。例えば、ＰＣについては、その内部に含まれるＣＰＵ、ディスク、メモリ、ファン等の内部資源又はコンポーネントに依存して、当該ＰＣの電力管理能力は、電源のオン／オフ、ＣＰＵの制御可能なクロック周波数、ディスクの制御可能な使用量、メモリの制御可能な使用量、ファンのオン／オフ等を含むことがある。照明灯については、その電力管理能力は、電源のオン／オフのみを含むことがある。各装置の電力管理能力は、各装置内のコンポーネントと通信して当該コンポーネントのステータスを取得することができる、ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバによって各装置から収集することが好ましい。

各装置の電力に関連する稼働ステータス・データ及び履歴ステータス・データは、各装置のタイプ及び各装置の内部にある資源及びコンポーネントに依存する。かかる稼働ステータス・データ及び履歴ステータス・データは、資源の使用量、ロード・ステータス、コンポーネントの温度、ＣＰＵ速度等を含む。具体的には、前記資源の使用量は、ＣＰＵ及びメモリの使用率、ディスクＩ／Ｏ、モニタ、ＣＤ−ＲＯＭ、キーボード及びマウスのステータス、ネットワーク・トラフィック等を含むことがある。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳述する。

先ず、第１の実施形態に従った集中電力管理方法を説明する。

図１は、第１の実施形態に従った集中電力管理方法のフローチャートである。図１に示すように、データ・センタ／アプリケーション・システムに関する集中電力管理を行うために、最初に、データ・センタ／アプリケーション・システム内のどの装置について集中電力管理を行う必要があるかを明らかにしなければならない。従って、ステップ１０５では、データ・センタ／アプリケーション・システム内の装置のうち集中電力管理を行う必要がある装置を登録する。

具体的には、登録に際し、これらの装置の各々ごとに、各装置の基本情報に加えて、少なくとも各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録する。各装置の登録は、複数の態様で実装することができる。すなわち、かかる登録は、手動的に実装することができるし、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に応答して各装置の側で能動的に開始することができるし、又は特定の種類のオート・ディスカバリ機構を使用することにより実装することができる。

ステップ１１０では、各装置の電力管理能力に基づき、各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する。

複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方は、各装置の電力消費ステータスの管理を実装するように、各装置の稼働ステータスを設定するために使用する。

各装置の電力消費は、各装置内の複数の資源及びコンポーネントの稼働ステータスの結果であるから、各装置の電力消費を管理するためには、各装置内の電力消費に関連するこれらの資源及びコンポーネントの稼働ステータスを管理することが必要である。従って、ステップ１１０では、各装置ごとに、各装置用に事前設定した複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を機能させて各装置の電力消費ステータスを設定するように、複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方をイネーブルする。その結果、各装置内の電力消費に関連する複数の資源及びコンポーネントの稼働ステータスについて、特定の電力消費ステータスに対応する設定が実装される。

ステップ１１０では、各装置ごとに、各装置の登録済みの電力管理能力に基づき、複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する。

例えば、ＰＣについては、当該ＰＣが特定の電力消費ステータスに留まるようにするためには、当該ＰＣ用に事前設定した複数の電力管理ポリシの各々又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方は、当該ＰＣの電源のオン／オフ、ＣＰＵのクロック周波数、ディスク使用量、メモリ使用量、ファンのオン／オフ等のための対応する設定を含まなければならない。

また、ステップ１１０では、各装置用の複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する動作は、電力と関係する履歴データに基づき、実装することが好ましい。この特定のプロセスは、次の通りである。先ず、各装置ごとに、各装置内のコンポーネントと通信することができるＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用することにより、各装置から電力に関連する履歴ステータス・データを抽出（mine）する。次に、この履歴ステータス・データを分析することにより、各装置用の電力管理ポリシ設計の最良事例（best practice）を要約する。最後に、当該要約した電力管理ポリシ設計の最良事例に基づき、各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する。さらに、要約した電力管理ポリシ設計の最良事例を使用して、１つ以上の装置用の既存の電力管理ポリシを最適化することができる。

ステップ１１５では、各装置から稼働ステータス・データを収集する。各装置用の継続的な集中電力管理を実装するため、ステップ１１５では、ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用することにより、各装置から稼働ステータス・データを周期的に収集する。

各装置から稼働ステータス・データを収集する期間は、非常に短く設定することができる。この期間は、各装置に関する集中電力管理をリアル・タイムで行うために、各装置からの稼働ステータス・データを殆どリアル・タイムで収集するように設定することが好ましい。具体的には、ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用して各装置内のコンポーネントと通信することにより、各装置の稼働ステータスを指示する、当該コンポーネントのステータスを取得することができる。

この点を説明するため、特定の例を以下に示す。

何百もの装置を所有する大きなオフィス環境では、何人かの所員は、当該所員が使用する装置の電源を切らずに、席を離れることがある。この場合、これらの装置の各々は、次の１つ以上のステータスにあることがある。
各装置のキーボード及びマウスが、長い間操作されていない。
モニタが閉じられているか、又は休止ステータスに入っている。
ＣＰＵ又はメモリの使用率が、低くなる。

そのような装置については、ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用して当該装置内のＣＰＵ、メモリ、ディスクＩ／Ｏ、モニタ、ＣＤ−ＲＯＭ、キーボード及びマウスのようなコンポーネントと通信することにより、当該装置が使用されていないことを指示することがある、前述のステータスに対応する稼働ステータス・データを収集する。かかる稼働ステータス・データの収集は、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って稼働ステータス・データを能動的に収集し且つ報告する各装置によって実装することができるし、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って各装置にその稼働ステータス・データを照会することによっても実装することができる。

また、ステップ１１５では、各装置から収集した稼働ステータス・データをフィルタして、不安定なステータスを除去することが好ましい。このようにすると、転送すべきデータのサイズを縮小することができる。

ステップ１２０では、前述の稼働ステータス・データを分析して、各装置が使用中又はアイドルの何れであるかのような、各装置の現在の稼働ステータス及び当該ステータスの期間を決定する。

ステップ１２５では、現在の温度又は現在の時間或いはその両方のような、各装置が置かれている環境の現在の条件、すなわち現在の環境条件をモニタする。

ステップ１３０では、現在の環境条件が、予定のしきい値に達したか否かを決定する。もし、現在の環境条件が予定のしきい値に達していれば、ステップ１３５で、温度変更イベント又は時間変更イベント或いはそれらの両方のような、対応する環境イベントをトリガする。各環境条件ごとに複数のしきい値が設定される場合は、各しきい値ごとに一の対応する環境イベントを設定する。

ステップ１４０では、各装置用の現在の電力管理ポリシを決定する。

１つの実施形態では、ステップ１４０において、各装置ごとに、ステップ１２０における各装置の稼働ステータス・データに関する分析の結果又はステップ１３５においてトリガした対応する環境イベント或いはそれらの両方に基づき、ステップ１１０において各装置用に事前設定した複数の電力管理ポリシから、各装置用の現在の稼働ステータス又は現在の環境条件或いはそれらの両方に適切な一の電力管理ポリシを、各装置用の現在の電力管理ポリシとして選択する。

他の実施形態では、ステップ１４０において、各装置ごとに、ステップ１２０における各装置の稼働ステータス・データに関する分析の結果又はステップ１３５においてトリガした対応する環境イベント或いはそれらの両方に基づき、ステップ１１０において各装置用に事前設定したポリシ・チューニング・アルゴリズムを使用して、各装置の元の電力管理ポリシを調整することにより、各装置の現在の電力管理ポリシ又は現在の環境条件或いはそれらの両方に適応させる。

以下、幾つかの例に沿って、この点を具体的に説明する。

ステップ１２０において、特定の装置のマウス又はキーボードが比較的長い時間にわたって操作されていないというステータスに従って、当該装置が現に使用されていないと決定する場合、ステップ１４０では、当該装置内のコンポーネントが低電力消費又は電力消費なしの非作業ステータスにスイッチすることを可能にする、一の電力管理ポリシを当該装置用に決定しなければならない。

ステップ１２０において、特定の装置が比較的長い時間にわたって使用されていなかった後に、当該装置のマウス又はキーボードが再び操作されるか又は特定のプログラム（例えば、電子メールのチェック又はアプリケーションのダウンロード）が起動するというステータスに従って、当該装置が或る期間中にアイドルであった後に再び使用中になると決定する場合、ステップ１４０では、当該装置内のコンポーネントが高電力消費の作業ステータスにスイッチすることを可能にする、一の電力管理ポリシを当該装置用に決定しなければならない。

ステップ１４５では、各装置ごとに、ステップ１４０で決定した現在の電力管理ポリシ及び各装置の電力管理能力に従って、各装置の稼働ステータスを制御する。

具体的には、ステップ１４５では、各装置ごとに、各装置内のコンポーネントと通信することができるＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用することにより、前述のように決定した現在の電力管理ポリシにおける各装置内の対応するコンポーネントの作業ステータス用の設定及び各装置の電力管理能力に従って、これらの対応するコンポーネントの作業ステータスを制御する。例えば、これらの対応するコンポーネントを他のステータスにスイッチさせる。

前述の内容は、本実施形態の集中電力管理方法の詳細な説明である。本実施形態では、各装置の電力管理能力を集中的に登録し、各装置の現在の稼働ステータス及び各装置が位置する環境の現在の条件（例えば、現在の温度又は現在の時間或いはそれらの両方）をモニタし、各装置用の適切な現在の電力管理ポリシをリアル・タイムで決定し、これらの電力管理ポリシを使用することにより、各装置の現在の稼働ステータスを制御する。このようにして実装された複数の装置用の集中電力管理は、電気エネルギーを節約するという目標を達成することができる。

また、本実施形態の電力管理方法は、前述のように複数の装置が存在することを想定して説明したが、本実施形態は、これに制限されないことに留意すべきである。本実施形態は、単一の装置だけが存在する場合でも、実施することができるからである。

また、他の実施形態では、ステップ１１０を省略することができる。すなわち、各装置ごとに、複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定する代わりに、ステップ１４０において、各装置ごとに、その現在の稼働ステータス又は現在の環境条件或いはそれらの両方に基づき、各装置用の適切な現在の電力管理ポリシを直接的に構築することができるからである。

次に、第２の実施形態に従った集中電力管理方法を説明する。

図２は、第２の実施形態に従った集中電力管理方法のフローチャートである。図２に示すように、ステップ２０５では、データ・センタ／アプリケーション・システム内の複数の装置を登録する。

具体的には、登録に際し、各装置の基本情報に加えて、少なくとも各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録する。

ステップ２１０では、各装置の電力管理能力に基づき、複数の装置を管理するための一のトポロジを定義する。

具体的には、本実施形態では、データ・センタ／アプリケーション・システムは、単一の仮想電力管理ユニットと見なされ、そしてデータ・センタ／アプリケーション・システム内の複数の装置は、複数レベルの階層構造を介して編成され且つ管理される。本明細書では、当該複数レベルの階層構造をトポロジと称する。本実施形態では、次の４種類の要素をトポロジのために定義する。

アトミック・コンポーネント（最下位レベル）：各装置のＣＰＵ、ＣＤ−ＲＯＭ等のような、最小の完全な電力管理ユニット。各装置のアトミック・コンポーネントは、ステップ２０５で各装置ごとに登録した電力管理能力に基づき、決定することができる。
装置（中間レベル）：一般に、一の装置は、空調装置、サーバ、ストレージ、モニタ、ネットワーク・スイッチ等のような、特定の機能を実現するために共同で作用する、１つ以上のアトミック・コンポーネントからなる。
装置グループ（中間レベル）：特定のグループ化ポリシに従って複数の装置をクラスタ化することにより構成されたグループ。一の装置グループは、１つ以上の装置及びより小さな１つ以上の装置グループの両方を含むことがある。
データ・センタ／アプリケーション・システム（最上位レベル）：全ての装置及び装置グループのルート。

本実施形態では、実際のシナリオに依存して、各装置の電力管理能力に基づき、各装置の機能、位置、アプリケーション、電力消費、管理の容易性、環境に対する影響、性能に対する影響及び編成構造のそれぞれについての１つ以上の異なるビューから、複数の装置用の１つ以上のトポロジを、電力管理コンポーネント／装置編成構造として定義することができる。

図３〜図５は、トポロジの幾つかの典型的な編成アプローチを示す。図３は、データ・センタ内にある複数の装置の位置に基づき、当該複数の装置について定義したトポロジを例示する。図４は、データ・センタ内にある複数の装置の機能に基づき、当該複数の装置について定義したトポロジを例示する。図５は、データ・センタ内にある複数の装置のアプリケーションに基づき、当該複数の装置について定義したトポロジを例示する。図３〜図５に示す、これらの異なるトポロジは、複数の装置に関する異なる電力管理ビューをそれぞれ表す。実際の実装では、他の所望の電力管理ビューから対応するトポロジを定義することができる。

ステップ２１５では、前述のトポロジに関して、その各要素ごとに、電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを事前に生成する。

ステップ２１５では、履歴データに基づき、トポロジ内の各要素ごとに複数の電力管理プロファイルを事前に生成することが好ましい。このプロセスについて具体的に説明する。先ず、各装置ごとに、各装置内のコンポーネントと通信することができるＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用することにより、各装置から履歴ステータス・データを抽出する。次に、当該履歴ステータス・データを分析することにより、トポロジ内の各要素ごとに電力管理ポリシ設計の最良事例を要約する。最後に、当該要約した電力管理ポリシ設計の最良事例に基づき、トポロジ内の各要素ごとに電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを事前に生成する。要約した電力管理ポリシ設計の最良事例を使用すると、トポロジ内の１つ以上の要素用の既存の電力管理プロファイルを最適化することができる。

また、ステップ２１５では、トポロジ内の最下位レベルにある各要素（すなわち、各アトミック・コンポーネント）ごとに、電力管理プロファイルを生成するプロセスの間に、各装置の電力管理能力に基づき、当該各要素用の複数の電力管理プロファイルを定義することができる。トポロジ内の中間レベル又は最上位レベルにある各要素（すなわち、装置、装置グループ又はデータ・センタ／アプリケーション・システム）については、トポロジ内に含まれる下位レベル要素の電力管理プロファイルの組み合わせに基づき、複数の電力管理プロファイルを生成することができる。

図３に例示するトポロジに従って、具体的に説明する。例えば、図３のトポロジを参照すると、「サーバ２」は、１セットのＣＰＵ、ディスク及びモニタを含むことが分かる。従って、「サーバ２」については、その電力管理プロファイルは、それが含むコンポーネントのそれぞれの電力管理プロファイルによって構成することができる。例えば、以下の表１は、「サーバ２」の電力管理プロファイルを例示する。

同様に、図３のトポロジ内の装置グループ「サブ・ルーム２.１」については、その電力管理プロファイルは、それが含むコンポーネントのそれぞれの電力管理プロファイルによって構成することができる。例えば、以下の表２は、「サブ・ルーム２.１」の電力管理プロファイルを例示する。

ステップ２２０では、各装置から稼働ステータス・データを収集する。具体的には、ステップ２２０では、ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用することにより、各装置から稼働ステータス・データを周期的に収集する。各装置から収集した稼働ステータス・データをフィルタして、不安定なステータスを除去することが好ましい。

ステップ２２５では、前述の稼働ステータス・データを分析することにより、各装置が使用中又はアイドルの何れであるかのような、各装置の現在の稼働ステータス及び当該ステータスの期間を決定する。

ステップ２３０では、複数の装置が置かれている環境の現在の条件、すなわち現在の環境条件（例えば、現在の温度又は現在の時間或いはそれらの両方）をモニタする。

ステップ２３５では、現在の環境条件が、予定のしきい値に達したか否かを決定する。もし、現在の環境条件が予定のしきい値に達していれば、ステップ２４０では、対応する環境イベント（例えば、温度変更イベント又は時間変更イベント或いはそれらの両方）をトリガする。

ステップ２４５では、トポロジ内の各要素ごとに、現在の電力管理プロファイルを決定する。

実施形態では、ステップ２４５において、トポロジ内の各要素ごとに、ステップ２２５における各装置の稼働ステータス・データに関する分析の結果又はステップ２４０においてトリガした対応する環境イベント或いはそれらの両方に基づき、各要素に含まれるコンポーネント（アトミック・コンポーネントについてはそれ自体）の現在の稼働ステータス又は現在の環境条件或いはそれらの両方に適切な一の電力管理プロファイルを、各要素の現在の電力管理ポリシとして、ステップ２１５で各要素用に事前設定した複数の電力管理プロファイルから選択する。

他の実施形態では、ステップ２４５において、トポロジ内の各要素ごとに、ステップ２２５における各装置の稼働ステータス・データに関する分析の結果又はステップ２４０においてトリガした対応する環境イベント或いはそれらの両方に基づき、各要素の元の電力管理ポリシを調整することにより、各要素に含まれるコンポーネント（アトミック・コンポーネントについてはそれ自体）の現在の電力管理ポリシ又は現在の環境条件或いはそれらの両方に適応させる。

ステップ２５０では、ステップ２４５においてトポロジ内の各要素ごとに決定した電力管理プロファイルに従って、各装置の稼働ステータスを制御する。

具体的には、ステップ２５０では、トポロジ内の各要素の電力管理プロファイルに従って、各装置ごとに、各装置内のコンポーネントと通信することができるＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用することにより、各装置内の対応するコンポーネントの作業ステータスを制御する。例えば、これらの対応するコンポーネントを他のステータスにスイッチさせる。

ステップ２５５では、ユーザが、トポロジ内の要素の電力管理プロファイルをチェック又は変更することを可能にする。

本実施形態では、ユーザがトポロジ内の各要素の電力管理プロファイルをチェック又は変更することを可能にする、幾つかのＡＰＩが設けられる。アプリケーション開発者は、アプリケーション開発プロセス中にアプリケーションを開発するのと同時に、かかるＡＰＩを使用して電力管理設計を行うことができる。例えば、アプリケーション開発者は、アプリケーションの実際の実行プロセス中に生じるような当該アプリケーションの実行条件に基づき、対応するＡＰＩを使用してトポロジ内の関係する要素の現在の電力管理プロファイルを他の電力管理プロファイルへスイッチすることにより、当該アプリケーション実行プロセス中の電力消費を節約することができる。

以下の表３は、本実施形態において設けられる幾つかのＡＰＩの詳細な記述をリストする。

前述の内容は、本実施形態に従った集中電力管理方法の詳細な説明である。本実施形態では、第１の実施形態のように複数の装置のための集中電力管理を実装することに加えて、一のトポロジ及び当該トポロジ用に設定した複数の電力管理プロファイルを使用してこれらの装置を管理するとともに、当該電力管理プロファイルをチェック又は変更することができるＡＰＩを提供するようにしたので、ユーザは、種々の装置の複雑な電力管理細目がカプセル化されている簡潔な電力管理プロファイルをチェックすることができ、またアプリケーション開発者は、アプリケーション開発段階中に電力管理設計を容易に検討することができるから、実行プロセス中の特定の機能を実装するのと並行して、複数の装置の電力管理を考慮したアプリケーションを開発することができる。

同じ発明概念の下で、本発明は、集中電源管理システムを提供する。以下、図面を参照して、この集中電源管理システムを説明する。

図６は、実施形態に従った集中電源管理システムのブロック図である。図６に示すように、本実施形態の集中電源管理システム６０は、複数の装置側エージェント７０及び集中電力管理コントローラ８０を含む。

各装置側エージェント７０は、データ・センタ／アプリケーション・システム内の一の装置に関連し、当該装置の内部に設けられるか又は当該装置に接続される。各装置側エージェント７０は、関連する装置からステータス・データを収集し且つこれらのステータス・データを集中電力管理コントローラ８０に報告するとともに、集中電力管理コントローラ８０が関連する装置について決定した現在の電力管理ポリシに従って当該装置の稼働ステータスを制御する。

図７を参照して、装置側エージェント７０を詳述する。図７は、実施形態に従った装置側エージェントのブロック図である。図７に示すように、本実施形態の装置側エージェント７０は、ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバ７１、装置能力収集ユニット７２、登録ユニット７３、装置ステータス収集ユニット７４、ステータス報告ユニット７５及び電力管理コントローラ７６を含む。

ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバ７１は、装置能力収集ユニット７２及び装置ステータス収集ユニット７４からの命令に従って関連する装置内のコンポーネントと通信するための低レベルのドライバであって、当該装置の電力管理の制御可能なステータス、稼働ステータス等を取得するとともに、電力管理コントローラ７６の命令に従って当該装置内の諸コンポーネントを他のステータスにスイッチさせる。

装置能力収集ユニット７２は、ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバ７１を介して、関連する装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を収集するように構成される。

登録ユニット７３は、装置側エージェント７０に関連する装置を集中電力管理コントローラ８０に登録するように構成される。その場合、当該装置の基本情報に加えて、少なくとも装置能力収集ユニット７２が収集した当該装置の電力管理能力を、集中電力管理コントローラ８０に登録する。

実施形態では、装置能力収集ユニット７２及び登録ユニット７３は、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って、これらのユニットに関連する装置の電力管理能力を収集し且つ当該電力管理能力を集中電力管理コントローラ８０に能動的に登録するように実装される。他の実施形態では、装置能力収集ユニット７２及び登録ユニット７３は、集中電力管理コントローラ８０の命令に従って、これらのユニットに関連する装置の電力管理能力を収集し且つこれを集中電力管理コントローラ８０に登録するように実装される。

装置ステータス収集ユニット７４は、ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバ７１を介して、関連する装置から諸コンポーネントの稼働ステータス・データを周期的に収集するように構成される。

ステータス報告ユニット７５は、関連する装置から装置ステータス収集ユニット７４が収集した稼働ステータス・データを、集中電力管理コントローラ８０へ報告するように構成される。ステータス報告ユニット７５は、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って、関連する装置の稼働ステータス・データを収集し且つこれを集中電力管理コントローラ８０へ能動的に報告することができる。また、ステータス報告ユニット７５は、集中電力管理コントローラ８０からの照会命令に従って、関連する装置の稼働ステータス・データを収集し且つこれを集中電力管理コントローラ８０へ報告することができる。

電力管理コントローラ７６は、関連する装置について集中電力管理コントローラ８０が決定した現在の電力管理ポリシ及び当該装置の電力管理能力に従って、ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバ７１を介して、当該装置の稼働ステータスを制御するように構成される。

また、本実施形態の装置側エージェント７０は、装置ステータス収集ユニット７４が収集した稼働ステータス・データをフィルタして、不安定なステータスを除去するためのステータス・フィルタリング・ユニット７７を含むことができる。

図６に戻って説明を続ける。集中電力管理コントローラ８０は、各装置側エージェント７０から当該エージェントが関連する各装置の稼働ステータス・データを集中的に受信し、各装置について適切な電力管理ポリシを決定するとともに、各装置側エージェント７０を介して各装置の稼働ステータスをそれぞれ制御するように構成される。

図８及び図９を参照して、集中電力管理コントローラ８０を詳述する。図８は、第１の実施形態に従った集中電力管理コントローラのブロック図である。図９は、第２の実施形態に従った集中電力管理コントローラのブロック図である。

図８に示すように、第１の実施形態に従った集中電力管理コントローラ８０は、装置管理ユニット８１、装置能力リポジトリ８２、ポリシ事前設定ユニット８３、電力管理ポリシ・リポジトリ８４、ステータス受信ユニット８５、装置ステータス・リポジトリ８６、ステータス分析ユニット８７、イベント・モニタリング・ユニット８８及び電力管理ユニット８９を含む。

装置管理ユニット８１は、各装置側エージェント７０によってその関連する装置について行われた登録を受信するように構成される。この場合、少なくとも各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力が、装置能力リポジトリ８２に記録される。

実施形態では、装置管理ユニット８１は、オート・ディスカバリ機構を使用することにより、複数の装置側エージェント７０のうち１つ以上の装置側エージェント７０がそれらの関連する装置の登録を開始するように実装される。

ポリシ事前設定ユニット８３は、装置能力リポジトリ８２に格納した各装置の電力管理能力に基づき、ユーザが各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定することを可能にするように構成される。

電力管理ポリシ・リポジトリ８４は、各装置用の複数の電力管理ポリシ又はポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を格納するように構成される。

ステータス受信ユニット８５は、各装置側エージェント７０によってその関連する装置から収集した稼働ステータス・データを受信し且つこれを装置ステータス・リポジトリ８６に格納するように構成される。

実施形態では、ステータス受信ユニット８５は、予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って、各装置側エージェント７０に対しその関連する装置の稼働ステータス・データを照会するように実装される。

ステータス分析ユニット８７は、ステータス受信ユニット８５が各装置側エージェント７０から受信した稼働ステータス・データを分析することにより、各装置側エージェント７０に関連する装置の現在の稼働ステータスを決定するように構成される。

イベント・モニタリング・ユニット８８は、規定された環境イベント（例えば、現在の温度が予定のしきい値に達するときの温度変更イベント又は現在の時間が予定のしきい値に達するときの時間変更イベント或いはそれらの両方）をモニタし且つそのような環境イベントが検出される場合は、当該イベントを電力管理ユニット８９に通知するように構成される。

電力管理ユニット８９は、ステータス分析ユニット８７による稼働ステータス・データに関する分析の結果又はイベント・モニタリング・ユニット８８がモニタした規定された環境イベントに基づき、各装置ごとに、各装置用に電力管理ポリシ・リポジトリ８４内に事前に格納した複数の電力管理ポリシから適切な一の電力管理ポリシを選択するか、又はポリシ・チューニング・アルゴリズムを使用することにより各装置の元の電力管理ポリシを各装置の現在の電力管理ポリシとして調整し、そして当該現在の電力管理ポリシを対応する装置側エージェント７０に通知するように構成される。

図９に示すように、第２の実施形態に従った集中電力管理コントローラ８０は、装置管理ユニット８１、装置能力リポジトリ８２、ポリシ事前設定ユニット９３、電力管理プロファイル・リポジトリ９４、ステータス受信ユニット８５、装置ステータス・リポジトリ８６、ステータス分析ユニット８７、イベント・モニタリング・ユニット８８、電力管理ユニット９９、トポロジ生成ユニット１００、トポロジ・リポジトリ１０１及び電力管理ＵＩ１０２を含む。

図９の装置管理ユニット８１、装置能力リポジトリ８２、ステータス受信ユニット８５、装置ステータス・リポジトリ８６、ステータス分析ユニット８７及びイベント・モニタリング・ユニット８８は、図８の装置管理ユニット８１、装置能力リポジトリ８２、ステータス受信ユニット８５、装置ステータス・リポジトリ８６、ステータス分析ユニット８７及びイベント・モニタリング・ユニット８８とそれぞれ同一である。従って、これらのユニットについては、説明を省略する。

また、本実施形態のトポロジ生成ユニット１００は、各装置側エージェント７０が登録した各装置用のトポロジをユーザが定義することを可能にするように構成される。このようにすれば、各装置の機能、位置、アプリケーション、電力消費、管理の容易性、環境に対する影響、性能に対する影響及び各装置の編成構造の少なくとも１つに従って、各装置を管理することができる。

トポロジ・リポジトリ１０１は、トポロジを格納するように構成される。

ポリシ事前設定ユニット９３は、各装置の電力管理能力に基づき、トポロジ内に含まれる各要素用の電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを、ユーザがトポロジのために生成することを可能にするように構成される。

電力管理プロファイル・リポジトリ９４は、各装置の複数の電力管理プロファイルを格納するように構成される。

電力管理ユニット９９は、ステータス分析ユニット８７による稼働ステータス・データに関する分析の結果又はイベント・モニタリング・ユニット８８がモニタした規定された環境イベントに基づき、トポロジ内の各要素ごとに、電力管理プロファイル・リポジトリ９４内に格納した当該各要素用の複数の電力管理プロファイルから適切な一の電力管理プロファイルを選択するか、又は当該各要素の元の電力管理プロファイルをその現在の電力管理ポリシとして調整し、そして当該現在の電力管理ポリシを対応する装置側エージェント７０に通知するように構成される。

電力管理ＵＩ １０２は、ユーザ（例えば、データ・センタ／アプリケーション・システムのオペレータ又はアプリケーション開発者）が、トポロジ内の各要素の電力管理プロファイルをチェック又は変更することを可能にするように構成される。

電力管理ＵＩ １０２は、ユーザに対しＡＰＩを提供することにより、ユーザが当該ＡＰＩを通してトポロジ内の各要素の電力管理プロファイルをチェック、変更又はスイッチすることを可能にするのが好ましい。

前述の内容は、本実施形態の集中電力管理システムの詳細な説明である。本実施形態では、装置側エージェント７０及びそのコンポーネント、並びに集中電力管理コントローラ８０及びそのコンポーネントは、特別に設計された回路又はチップによって実装するか、又は対応するプログラムを実行するコンピュータ（プロセッサ）によって実装することができる。

以上では、幾つかの実施形態を参照して、本発明の集中電力管理方法及びシステム、装置側エージェント及び集中電力管理コントローラを詳述したが、これらの実施形態は、網羅的ではなく、当業者は、本発明の精神及び範囲内で種々の変形及び修正を施すことができる。従って、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その範囲は、請求項によってのみ定義されるものである。

第１の実施形態に従った集中電力管理方法のフローチャートである。 第２の実施形態に従った集中電力管理方法のフローチャートである。 複数の装置の位置に基づき、当該複数の装置について定義したトポロジの例である。 複数の装置の機能に基づき、当該複数の装置について定義したトポロジの例である。 複数の装置のアプリケーションに基づき、当該複数の装置について定義したトポロジの例である。 実施形態に従った集中電源管理システムのブロック図である。 実施形態に従った装置側エージェントのブロック図である。 第１の実施形態に従った集中電力管理コントローラのブロック図である。 第２の実施形態に従った集中電力管理コントローラのブロック図である。

Claims (19)

1. 以下のステップの各々をコンピュータに実行させる、集中電力管理方法であって、
   （ａ）複数の装置を登録することにより、少なくとも前記各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録するステップと、
   （ｂ）前記各装置から稼働ステータス・データを収集するステップと、
   （ｃ）前記稼働ステータス・データを分析することにより、前記各装置用の現在の電力管理ポリシを決定するステップと、
   （ｄ）前記各装置ごとに、前記各装置について決定した前記現在の電力管理ポリシ及び前記各装置の前記電力管理能力に従って、前記各装置の稼働ステータスを制御するステップと、
   （ｅ）前記複数の装置を管理するために一のトポロジを定義するステップとを含み、
   前記トポロジが、複数レベルの階層構造として編成されて、この階層構造を介しての管理として、各装置ごとに記録された電力管理能力に基づき、アトミック・コンポーネント（最下位レベル）、装置（中間レベル）、装置グループ（中間レベル）、データ・センタ／アプリケーション・システム（最上位レベル）において、４種類の要素が定義されていて、各要素ごとに電力管理プロファイルが生成されて、その要素を含む前記トポロジ内の上位レベルにおいて組み合わせられ管理のために使用される、階層構造である、
   集中電力管理方法。
2. 前記トポロジが、前記複数の装置の機能、位置、アプリケーション、電力消費、管理の容易性、環境に対する影響、性能に対する影響及び編成構造の少なくとも１つに従って定義される、請求項１に記載の集中電力管理方法。
3. 前記ステップ（ｂ）が、
   ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用することにより、前記各装置から前記稼働ステータス・データを周期的に収集するステップを含む、請求項１に記載の集中電力管理方法。
4. 前記ステップ（ａ）が、
   前記各装置が予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従ってそれ自体を能動的に登録するか、又はオート・ディスカバリ機構を使用することにより前記各装置がそれ自体を登録するように前記各装置をトリガするステップを含み、
   前記ステップ（ｂ）が、
   前記各装置が予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従ってその稼働ステータス・データを能動的に収集し且つ報告するか、或いは予定のポリシ又は環境ステータスの変更に従って前記各装置からその稼働ステータス・データを照会するステップを含む、請求項１に記載の集中電力管理方法。
5. 前記各装置の前記電力管理能力に基づき、前記各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定するステップをさらに含む、請求項１に記載の集中電力管理方法。
6. 前記事前設定するステップが、
   前記各装置用の履歴ステータス・データを抽出するステップと、
   前記履歴ステータス・データを分析することにより、前記各装置用の電力管理ポリシ設計の事例を要約するステップと、
   前記各装置について要約した電力管理ポリシ設計の前記事例に基づき、前記各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定するステップとを含む、請求項５に記載の集中電力管理方法。
7. 前記ステップ（ｃ）が、
   前記稼働ステータス・データを分析することにより、前記各装置用の前記現在の稼働ステータスを決定するステップと、
   前記各装置ごとに、その現在の稼働ステータスに基づき、前記各装置用に事前設定した前記複数の電力管理ポリシから前記各装置用の現在の電力管理ポリシとして適切な一の電力管理ポリシを選択するか、又は前記各装置用に事前設定した前記ポリシ・チューニング・アルゴリズムを使用することによりその元の電力管理ポリシを調整するステップとを含む、請求項５又は６に記載の集中電力管理方法。
8. 前記トポロジのために、当該トポロジ内に含まれる各要素用の電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイル（各要素に含まれるコンポーネント（アトミック・コンポーネントについてはそれ自体）の現在の稼動ステータス又は現在の環境条件或いはそれらの両方に適切な電力管理ポリシ）を事前に生成するステップをさらに含み、
   前記複数の装置の前記電力管理能力に基づき、前記トポロジ内の最下位レベルにおける前記要素の前記複数の電力管理プロファイルが生成され、前記トポロジ内に含まれる前記要素の前記電力管理プロファイルの組み合わせに基づき、前記トポロジ内の中間レベル及び最上位レベルにおける前記要素の前記複数の電力管理プロファイルが生成される、請求項２に記載の集中電力管理方法。
9. 前記複数の電力管理プロファイルを事前に生成するステップが、
   前記各装置用の履歴ステータス・データを抽出するステップと、
   前記履歴ステータス・データを分析することにより、前記トポロジ内の各要素用の電力管理ポリシ設計の事例を要約するステップと、
   前記トポロジ内の各要素について要約した電力管理ポリシ設計の前記事例に基づき、前記トポロジ内の各要素用の電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを生成するステップとを含む、請求項８に記載の集中電力管理方法。
10. 前記ステップ（ｃ）が、
    前記稼働ステータス・データを分析することにより、前記各装置の前記現在の稼働ステータスを決定するステップと、
    前記トポロジ内の各要素ごとに、前記各装置の前記現在の稼働ステータスに基づき、前記各要素用に予め生成した前記複数の電力管理ポリシから前記各装置用の現在の電力管理ポリシとして適切な一の電力管理ポリシを選択するか、又は電力管理ポリシを保持するその元の電力管理プロファイルを調整するステップとを含む、請求項８に記載の集中電力管理方法。
11. 規定された環境イベントをモニタするステップと、
    規定された一の環境イベントが検出される場合、当該規定された環境イベントに基づき、前記各装置用の現在の電力管理ポリシを決定するステップとをさらに含む、請求項１に記載の集中電力管理方法。
12. 前記ステップ（ｄ）が、
    ＡＣＰＩ／デバイス・ドライバを使用することにより、前記各装置の前記現在の稼働ステータスを制御するステップを含む、請求項１に記載の集中電力管理方法。
13. 装置側エージェント（７０）であって、
    前記装置側エージェントに関連する一の装置を集中電力管理コントローラ（８０）に登録することにより、少なくとも前記装置の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を前記集中電力管理コントローラに登録するための登録ユニット（７３）と、
    前記装置から収集した稼働ステータス・データを前記集中電力管理コントローラに報告するためのステータス報告ユニット（７５）と、
    前記集中電力管理コントローラが前記装置について決定した現在の電力管理ポリシ及び前記装置の前記電力管理能力に従って、前記装置の稼働ステータスを制御するための電力管理コントローラ（７６）とを備え、
    登録のために接続されている前記集中電力管理コントローラ（８０）の側では、前記複数の装置を管理するために一のトポロジを定義するためのトポロジ生成ユニット（１００）を備え、
    前記トポロジが、複数レベルの階層構造として編成されて、この階層構造を介しての管理として、各装置ごとに記録された電力管理能力に基づき、アトミック・コンポーネント（最下位レベル）、装置（中間レベル）、装置グループ（中間レベル）、データ・センタ／アプリケーション・システム（最上位レベル）において、４種類の要素が定義されていて、各要素ごとに電力管理プロファイルが生成されて、その要素を含む前記トポロジ内の上位レベルにおいて組み合わせられ管理のために使用される、階層構造である、
    装置側エージェント（７０）。
14. 前記登録ユニット、前記ステータス報告ユニット又は前記電力管理コントローラからの命令に従って前記装置内のコンポーネントと通信することにより、当該コンポーネントの電力管理能力又は稼働ステータスを取得するか、或いは当該コンポーネントがステータスをスイッチすることを可能にするためのＡＣＰＩ／デバイス・ドライバをさらに備える、請求項１３に記載の装置側エージェント。
15. 集中電力管理コントローラ（８０）であって、
    複数の装置（７０）の各々ごとに、前記各装置と関係する一の装置側エージェントが実行する前記各装置の登録を受理することにより、少なくとも前記各装置の電力管理の制御可能なステータスに関連する電力管理能力を記録するための装置管理ユニット（８１）と、
    前記各装置と関係する前記装置側エージェントが前記各装置から収集した稼働ステータス・データを、前記各装置ごとに、分析するためのステータス分析ユニット（８７）と、
    前記ステータス分析ユニットによる前記稼働ステータス・データの分析の結果に基づき、前記各装置用の現在の電力管理ポリシを決定し且つ当該現在の電力管理ポリシを前記各装置と関係する前記装置側エージェントに通知するための電力管理ユニット（８９、９９）と、
    前記複数の装置を管理するために一のトポロジを定義するためのトポロジ生成ユニット（１００）とを備え、
    前記トポロジが、複数レベルの階層構造として編成されて、この階層構造を介しての管理として、各装置ごとに記録された電力管理能力に基づき、アトミック・コンポーネント（最下位レベル）、装置（中間レベル）、装置グループ（中間レベル）、データ・センタ／アプリケーション・システム（最上位レベル）において、４種類の要素が定義されていて、各要素ごとに電力管理プロファイルが生成されて、その要素を含む前記トポロジ内の上位レベルにおいて組み合わせられ管理のために使用される、階層構造である、
    集中電力管理コントローラ。
16. 前記各装置の前記電力管理能力に基づき、前記各装置用の複数の電力管理ポリシ又は一のポリシ・チューニング・アルゴリズム或いはその両方を事前設定するためのポリシ事前設定ユニット（８３、９３）をさらに備え、
    前記電力管理ユニットが、前記ステータス分析ユニットによる前記稼働ステータス・データの分析の結果に基づき、前記各装置ごとに、前記各装置用に事前設定した前記複数の電力管理ポリシから適切な一の電力管理ポリシを選択するか、又は前記各装置用に事前設定した前記ポリシ・チューニング・アルゴリズムを使用することにより前記各装置の元の電力管理ポリシを前記各装置用の現在の電力管理ポリシとして調整する、請求項１５に記載の集中電力管理コントローラ。
17. 前記トポロジ内の各要素用の電力管理ポリシを保持する複数の電力管理プロファイルを事前に生成するためのポリシ事前設定ユニット（８３、９３）とをさらに備え、
    前記電力管理ユニットが、前記ステータス分析ユニットによる前記稼働ステータス・データの分析の結果に基づき、前記トポロジ内の各要素ごとに、前記各要素用に生成した前記複数の電力管理プロファイルから適切な一の電力管理プロファイルを選択するか、又は前記各要素の元の電力管理プロファイルを前記現在の電力管理ポリシとして調整する、請求項１５に記載の集中電力管理コントローラ。
18. 規定された環境イベントをモニタするためのイベント・モニタリング・ユニット（８８）をさらに備え、
    前記イベント・モニタリング・ユニットが規定された一の環境イベントをモニタする場合、前記電力管理ユニットが、当該規定された環境イベントに基づき、前記各装置用の前記現在の電力管理ポリシを決定する、請求項１５ないし請求項１７の何れか１項に記載の集中電力管理コントローラ。
19. 集中電源管理システムであって、
    請求項１３又は請求項１４に記載の装置側エージェントを複数個備え、
    請求項１５ないし請求項１８の何れか１項に記載の集中電力管理コントローラをさらに備える、集中電源管理システム。

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