JP5786088B2 - 情報処理システム - Google Patents
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Description
本発明は、情報処理システムに関し、特に、マルチホップネットワークのデータ転送でのデータ転送効率の向上と省電力化に関する。
マルチホップネットワークでのデータ転送における省電力技術として、特許文献1に開示されている技術がある。特許文献1に開示の技術では、各端末は、各端末宛ての起動信号の受信により、スリープ状態から起動状態に遷移してデータを受信し、受信したデータに含まれるデータの宛先を解析する。解析の結果、他の端末宛てのデータであった場合には、次の端末に向けた起動信号を送信する。
特許文献1に開示の技術では、データに含まれる宛先アドレスを確認することで転送先が決定されるため、各端末でデータ転送部の起動を待つ必要がある。したがって、マルチホップネットワークでのデータ転送の場合には、ホップ毎に端末の起動を待つことになり、データ転送能力が低下する。
本発明の情報処理システムは、マルチホップネットワークで接続されている複数の情報処理装置を含む情報処理システムであって、各情報処理装置は、宛先アドレスの情報を含む第1パケットを送受信する第1通信部と、第1通信部よりも高い周波数で通信を行い、ペイロードを含む第2パケットを送受信する第2通信部と、を備え、各情報処理装置は、第1通信部が第1パケットを受信した場合に、第2通信部を起動させることで上述の課題を解決する。
本発明によれば、第2通信部での消費電力を低減しつつ、第2通信部の起動を待つことによるデータ転送能力の低下を抑制することが可能となる。
図1に、本発明の情報処理システムの実施例に含まれる情報処理装置として、処理ノード100と処理ノード101とを示した。図1は、処理ノード100と処理ノード101の内部構成を示すブロック図となっている。
処理ノード100は、各種演算や制御を行うデータ処理部110と、他の処理ノードに送信するペイロードを含むデータパケット300の生成および他の処理ノードとデータパケット300の通信を行うデータ通信部120と、データ通信部120の電力制御を行う電力管理部130と、データパケット300と対となる電力管理パケット400の生成および他の処理ノードと電力管理パケット400の通信を行う電力管理通信部140と、を備える。処理ノード100に接続される処理ノード101や他の処理ノード(図示しない)は、本実施例では、処理ノード100と同じ仕様のものとする。
図7に、本実施例のデータパケット300の構成内容を示す概略図を示す。データパケット300は、信号の開始や転送サイズといったデータ転送内容を示す識別子301、最終的な転送先の処理ノードを示す宛先アドレス302、および実データであるペイロード303を情報として含む。図8は電力管理パケット400の構成内容を示す概略図である。電力管理パケット400は、信号の開始とデータ通信部120の起動、または信号の開始とデータ通信部120の停止といった電力管理要求内容を示す識別子401と、最終的な転送先の処理ノードを示す宛先アドレス402と、を情報として含む。
図1に示したように、処理ノード100のデータ通信部120と処理ノード101のデータ通信部120が伝送路で接続されている。また、処理ノード100の電力管理通信部140と処理ノード101の電力管理通信部140が伝送路で接続されている。処理ノード100に接続されている他の処理ノードも、処理ノード101と同様に接続されている。本実施例では、処理ノード間のデータ通信部120同士の通信は、データを高速にやりとりするために高速シリアル通信で行われる。データ通信部120は、例えば、ギガヘルツ帯の周波数で通信を行うことができる。それに対して、処理ノード間の電力管理通信部140同士の通信は、ペイロード303を含むデータパケット300に対してサイズの小さい電力管理パケット400をやりとりするので高速である必要性は無い。したがって、データ通信部140同士は、データ通信部120同士の通信に比べて低速で、例えばメガヘルツ帯の周波数で通信するものである。したがって、データ通信部120が起動している状態では、パケットの送受信のために用いるクロックの周波数の違いから、データ通信部120のほうが電力管理通信部140に比べて消費電力が大きい。この消費電力の関係から、データ通信部120の高速通信に関係する部分の動作を、例えばクロックの供給を止めて、休止または停止させることで情報処理システムの消費電力を抑えることが可能となる。さらに、データパケット300の転送に対して先行して、データパケット300の転送に必要なデータ通信部120を、電力管理通信部140同士の接続を介して起動させることが可能である。
図2に、本実施例の情報処理システム2000を示す。情報処理システム2000は、複数の情報処理装置を接続したマルチホップネットワーク構成になっている。図中の丸は各処理ノードを、線は処理ノード間の接続を示している。情報処理システム2000は、3次元トーラスネットワークとなっている。各処理ノードには、[x,y,z](x,y,z=0,1,2・・・)で表わされる自処理ノードのアドレスが与えられている。図2には、[1,0,0]の処理ノードの位置を例示した。情報処理システム2000は、3次元トーラスネットワークであるが、本発明はこの構成に制限されるものではなく、メッシュやリングといった各種マルチホップネットワークに適用可能である。
図3に、処理ノード100の内部構成を詳細に示したブロック図を示す。データ処理部110は、中央処理装置(CPU)111と、メモリ112とを備える。CPU111は各種演算や処理ノード100の制御を行う。メモリ112は、CPU111の演算処理の中間結果や最終結果の格納先として、また、送受信データの格納先として利用される。
データ通信部120は、データ転送制御部121と、データ送信部122と、データ受信部123とを備える。また、データ通信部120は、省電力化のために、データ通信電力制御部132からの指示に従い、その全部あるいは一部を低電力状態へ遷移する機能、すなわち、その全部あるいは一部を休止または停止する機能を持つ。ここで、低電力状態とはクロックや電源供給が停止しデータの送受信を行えないが消費電力が低い状態であり、通常状態とはデータの送受信は行えるが消費電力が低電力状態に比べて高い状態である。低電力状態から通常状態への遷移も同様にデータ通信電力制御部132からの指示に従い行われる。低電力状態から通常状態への遷移および通常状態から低電力状態への遷移のそれぞれには、休止なのか停止なのかなどの低電力化の程度にもよるが、例えばクロック・データ・リカバリ(CDR)回路の復帰などのために、短くても数μ秒から数十μ秒の時間が必要である。この遷移に要する時間は、処理ノード間の転送遅延に対して十から百倍程度の長い時間である。
本実施例では、データ通信部120は、データ通信が全くない場合はデータ通信部120の全部を低電力状態へ遷移させることができ、データ通信がある場合においても、そのデータ通信に利用しない送信ポート125や受信ポート127の各ポートを低電力状態にすることができる。本実施例では、各ポートでのクロック供給および電源供給を止めることで各ポートを停止させ、各ポートを低電力状態にする。また、データ通信部120は各ポートについてのタイマを有しており、データ通信部120は、送信ポート125や受信ポート127の各ポートへの最新の起動要求の受信から一定期間、例えば1秒間、該起動要求を受けたポートでのデータ通信が無い場合に、データ通信電力制御部132へ該当箇所の停止要求を行う。これにより、データパケット300の転送に十分な時間データ通信部120の必要な部分を起動させておくことができ、かつ、積極的に停止の命令を外部から発しなくても、データ通信部120での不要な電力の消費を抑えることができる。
データ通信部120は、さらに、送信ポート125にあるポートの全てが低電力状態にある場合に、データ通信電力制御部132へ送信部122の停止要求を行う。同様に、データ通信部120は、受信ポート127にあるポートの全てが低電力状態にある場合に、データ通信電力制御部132へ受信部123の停止要求を行う。さらに、データ通信部120は、送信ポート125および受信ポート127にあるポートの全てが低電力状態にある場合に、データ通信電力制御部132へデータ転送制御部121も含めたデータ通信部120全体の停止要求を行う。
データ転送制御部121は、CPU111からのデータ転送指示を受けてデータパケット300を生成し、生成したデータパケット300をデータ送信部122へ送信する。また、データ転送制御部121は、データ受信部123で他処理ノードから受け取ったデータパケット300に含まれる宛先アドレス302を抽出し、抽出した宛先アドレス302と後述する電力管理部130のメモリ134に格納されている自処理ノードのアドレスとを比較してアドレスの判定を行う。判定の結果、宛先アドレス302が自処理ノードのアドレスと一致した場合には、データ転送制御部121は、識別子301のデコード結果に応じて、メモリ112からのデータの読み出しまたはメモリ112へのペイロード303の書き込みを行う。宛先アドレス302が自処理ノードのアドレスと一致しなかった場合には、データ転送制御部121は、データ送信部122へデータパケット300を送信する。
図4に、データ送信部122およびデータ受信部123を詳細に示したデータ通信部120のブロック図を示す。データ送信部122は、転送先選択部124と、通信ポートである送信ポート125とを含む。転送先選択部124は、データ転送制御部121から送信されたデータパケット300を、処理ノード100に接続されている処理ノードの内のどの処理ノードに転送するかを選択し、送信ポート125を介してデータパケット300を選択された処理ノードへ送信する。送信ポート125の各ポートは、ギガヘルツ帯の周波数で通信可能な高速シリアル伝送のトランシーバを含む。したがって、送信ポート125の各ポートの消費電力は、供給されるクロックが高いために大きい。送信ポート125の各ポートは、接続されている他の処理ノードの受信ポート127へそれぞれ接続されている。
転送先選択部124は、図5に示す電力管理パケット転送履歴テーブル200と図12に示すルーティングテーブル1200と図11に示すテーブル1100を利用して、データパケット300の送信先の選択を行う。電力管理パケット転送履歴テーブル200は、後述のように、電力管理部130のメモリ134に格納されるものであり、電力管理パケット400が、その宛先アドレス402で示される処理ノードへ向けて転送される際に、自処理ノードの送信ポート145のどのポートを利用したかをエントリ情報として記憶したテーブルである。なお、後述のテーブル1100に示すように自処理ノードの送信ポート145のどのポートを利用したかは、自処理ノードに接続される他処理ノードの内のどの処理ノードを利用して転送されたかに対応する。ルーティングテーブル1200は、電力管理部130のメモリ134に格納されるものであり、データパケット300あるいは電力管理パケット400が、宛先アドレス302、402で示される処理ノードへ向けて転送される際に、次の転送先アドレスを示すテーブルである。図12のルーティングテーブル1200は、xが一致していなければx,yが一致していなければy,zが一致していなければzの順で宛先アドレス302、402へアドレスを近づけるように、転送先のアドレスを選択するポリシに基づいて作成されているが、データパケット300、電力管理パケット400の転送によるネットワークの混雑状況に応じて動的にポリシを変更した再作成が可能である。例えば、x方向の通信でネットワークが混雑している処理ノード間では、y,z,xの順やz,y,xの順に宛先アドレス302、402へアドレスを近づけるポリシへの変更が行われ、ルーティングテーブル1200へ反映される。テーブル1100は、電力管理部130のメモリ134に格納されており、送信ポート125、受信ポート127、送信ポート145、および受信ポート147のポート番号と接続先処理ノードとの関係を示すテーブルである。図11のテーブル1100では、各ポートのポート番号を一致させている。
転送先選択部124は、まず、データ転送制御部121から送信されたデータパケット300の宛先アドレス302と電力管理パケット転送履歴テーブル200にあるエントリの宛先アドレスとの一致判定を行う。転送先選択部124は、判定の結果、一致するアドレスがある場合は、送信ポート125のポートの内の、一致判定されたエントリの示すポートに対応するポートを介して、データパケット300を転送する。後述のように、電力管理パケット転送履歴テーブル200にあるエントリの宛先アドレスに対応するポートを含む通信経路は起動済みであるため、低電力状態から通常状態への遷移を待つことなくデータパケット300の転送が行われる。また、必要に応じたポートの起動が行われるので、情報処理システム2000の消費電力を抑えることができる。
一方、一致するアドレスが無かった場合は、転送先選択部124は、ルーティングテーブル1200を参照して転送先を選択し、テーブル1100を参照して選択した転送先への転送のために起動が必要な送信ポート125のポートの情報を得て、電力管理部130のデータ通信電力制御部132に必要なポートの起動要求と宛先アドレス302とを送信する。転送選択部124は、起動要求と宛先アドレス302の送信後,起動完了を受けて宛先アドレス302と電力管理パケット転送履歴テーブル200の宛先アドレスの一致判定を再実行する。
データ受信部123は、調停部126と、通信ポートである受信ポート127とを含む。受信ポート127の各ポートは、ギガヘルツ帯の周波数で通信可能な高速シリアル伝送のレシーバを含む。したがって、受信ポート127の各ポートの消費電力は、供給されるクロックが高いために大きい。データ受信部123は、他の処理ノードから送信されたデータパケット300を受信ポート127で受信し、調停部126で受信ポート127の各ポートから転送されたデータパケット300の調停を行い、データ転送制御部121へ受信したデータパケット300を送信する。受信ポート127の各ポートは、処理ノード100に接続されている他の処理ノードの送信ポート125にそれぞれ接続されている。
電力管理部130は、データ通信状態観測部131と、データ通信電力制御部132と、電力管理パケット履歴制御部133と、メモリ134とを備える。以下、各部について説明する。
データ通信状態観測部131は、データ通信部120の動作状態の情報をデータ通信部120の各部と通信して取得するものであり、データ通信部120の全体、データ送信部122の全体、データ受信部123の全体、送信ポート125の各ポート、および受信ポート127の各ポートについて低電力状態であるか通常状態であるかの情報を取得することができる。
データ通信電力制御部132は、CPU111、データ通信部120、後述する電力管理パケット送信部142や、電力管理パケット受信部143からの要求を受け、データ通信部120の全体、データ送信部122の全体、データ受信部123の全体、送信ポート125の各ポート、および受信ポート127の各ポートそれぞれに対して低電力状態であるか通常状態であるかの動作状態を変更するとともに、電力管理パケット履歴制御部133へ電力管理パケット転送履歴テーブル200の更新指示を行う。また、データ通信電力制御部132は、送信ポート125の各ポートを通常状態に変更する場合に、データ送信部122の全体やデータ転送制御部121も低電力状態にあれば、データ送信部122の必要な部分やデータ転送制御部121も通常状態に変更する。また、データ通信電力制御部132は、受信ポート127の各ポートを通常状態に変更する場合に、データ受信部123の全体やデータ転送制御部121も低電力状態にあれば、データ受信部123の必要な部分やデータ転送制御部121も通常状態に変更する。また、データ通信電力制御部132は、CPU111からデータの送信の要求を受け付けた場合は、電力管理パケット制御部141へ電力管理パケット400の生成を要求する。
電力管理パケット履歴制御部133は、データ通信電力制御部132の指示に基づいて、電力管理パケット転送履歴テーブル200を更新する。電力管理パケット転送履歴テーブル200は、後述のように、電力管理パケット400が、その宛先アドレス402で示される処理ノードへ向けて転送される際に、自処理ノードの送信ポート145のどのポートを利用したか、すなわち自処理ノードに接続されている他処理ノードの内のどの処理ノードへ転送されたかをエントリ情報として有するテーブルである。電力管理パケット転送履歴テーブル200は、電力管理パケット400の識別子401、宛先アドレス402、および転送に利用した送信ポート145のポート番号の情報に基づきエントリへの登録または削除が行われる。電力管理パケット履歴制御部133は、識別子401が起動要求の場合、電力管理パケット転送履歴テーブル200に宛先アドレス402と一致するアドレスが無ければ、新規のエントリとして電力管理パケット転送履歴テーブル200に登録を行い、一致するアドレスがあれば、一致するアドレスを持つエントリへの上書き更新を行う。識別子401が停止要求の場合、宛先アドレス402と一致するアドレスを持つエントリが削除される。
メモリ134には、自処理ノードのアドレスの情報と、電力管理パケット転送履歴テーブル200と、テーブル1100と、ルーティングテーブル1200とが格納される。
電力管理通信部140は、電力管理パケット制御部141と、電力管理パケット送信部142と、電力管理パケット受信部143とを備える。電力管理パケット制御部141は、データ通信電力制御部132からの指示により、電力管理パケット400を生成し、生成した電力管理パケット400を電力管理パケット送信部142へ転送する。また、電力管理パケット制御部141は、電力管理パケット受信部143から受信した電力管理パケット400に含まれる宛先アドレス402を抽出し、抽出したアドレス402と電力管理部130のメモリ134に格納されている自処理ノードのアドレスとを比較してアドレスの判定を行う。判定の結果、宛先アドレス402が自処理ノードのアドレスと一致した場合には電力管理パケット送信部142へ電力管理パケット400を送信せず、一致しなかった場合には電力管理パケット送信部142へ電力管理パケット400を送信する。
図6に、電力管理パケット送信部142および電力管理パケット受信部143を詳細に示した電力管理通信部140のブロック図を示す。電力管理パケット送信部142は、転送先選択部144と、送信ポート145とを有する。送信ポート145の各ポートは処理ノード100に接続されている他の処理ノードの受信ポート147へ接続されている。送信ポート145の各ポートおよび受信ポート147の各ポートの接続関係は、テーブル1100としてメモリ134に格納されている。
転送先選択部144は、電力管理パケット制御部141から送信された電力管理パケット400に対し、ルーティングテーブル1200を参照して、処理ノード100に接続されている処理ノードの内のどの処理ノードに電力管理パケット400を転送するかを選択し、テーブル1100を参照して送信ポート145を介して電力管理パケット400を送信する。また、転送先選択部144は、電力管理パケット400の識別子401をデコードし、デコードの結果が起動要求の場合には、テーブル1100を参照して、送信ポート145の内の電力管理パケット400の転送に利用したポートに対応する送信ポート125の内のポートの起動要求を、宛先アドレス402の情報および送信ポート145の内の電力管理パケット400の転送に利用したポートの番号の情報と併せて、データ通信電力制御部132へ送信する。転送先選択部144は、デコードの結果が停止要求の場合には、テーブル1100を参照して、送信ポート145の内の電力管理パケット400の転送に利用したポートに対応する送信ポート125の内のポートの停止要求を、宛先アドレス402の情報および送信ポート145の内の電力管理パケット400の転送に利用したポートの番号の情報と併せて、データ通信電力制御部132へ送信する。この際、データ送受信を1セットとして、起動要求または停止要求がなされた送信ポート125のポートに対応する受信ポート127のポートの起動要求または停止要求が併せて行われるが、よりきめの細かい電力制御を行うためにデータ送信部122とデータ受信部123の起動または停止を独立に制御することもできる。
電力管理パケット受信部143は、調停部146と受信ポート147とを有する。受信ポート147の各ポートは処理ノード100に接続されている他の処理ノードの送信ポート145に接続されている。受信ポート147の各ポートおよび送信ポート145の各ポートの接続関係は、テーブル1100としてメモリ134に格納されている。電力管理パケット受信部143は、他の処理ノードから送信された電力管理パケット400を受信ポート147で受信し、調停部146で各ポートから転送された電力管理パケット400の調停と識別子401のデコードを行うとともに電力管理パケット400を電力管理パケット制御部141へ送信する。識別子401のデコード結果が起動要求であった場合には、電力管理パケット受信部143は、テーブル1100を参照して、受信に利用した受信ポート147の内のポートに対応する受信ポート127の内のポートの起動要求をデータ通信電力制御部132へ送信する。識別子401のデコード結果が停止要求であった場合には、電力管理パケット受信部143は、テーブル1100を参照して、受信に利用した受信ポート147の内のポートに対応する受信ポート127の内のポートの停止要求をデータ通信電力制御部132へ送信する。この際、データ送受信を1セットとして、起動要求または停止要求がなされた受信ポート127のポートに対応する送信ポート125のポートの起動要求または停止要求も併せて行われるが、よりきめの細かい電力制御を行うためにデータ送信部122とデータ受信部123の起動または停止を独立に制御することもできる。
次に、実施例のマルチホップ転送について、処理ノード100から処理ノード101および処理ノード102を経由して処理ノード103へデータを転送する図9に示す転送を例として挙げ、図10に示すシーケンス図を用いてその動作を説明する。なお、処理ノード100がアドレス[3,6,5]に、処理ノード101がアドレス[4,6,5]に、処理ノード102がアドレス[4,5,5]に、処理ノード103がアドレス[4,4,5]にそれぞれ対応しているとする。各処理ノードのデータ通信部120は、初期状態で全体が低電力状態にあるとする。
まずステップ100で、処理ノード100では、処理ノード103へデータを転送するにあたり、処理ノード100のCPU111が、データ通信電力制御部132に最終宛先を処理ノード103としたデータ送信を要求する。また、CPU111は、データ通信状態観測部131にデータ通信部120の状態の情報を要求する。要求を受けたデータ通信状態観測部131は、データ通信部120の状態を調べ、データ通信部120の全体が低電力状態であることをCPU111に通知する。通知を受けたCPU111は、データ通信電力制御部132からの起動完了通知を待つ。
次にステップS101で、データ通信電力制御部132は、CPU111からの要求に基づき、電力管理パケット制御部141へ、処理ノード103を宛先とする識別子401が起動要求の電力管理パケット400の生成を指示する。電力管理パケット制御部141で生成された電力管理パケット400は、電力管理パケット送信部142へ送信され、転送先選択部144による中継先の選択の結果、処理ノード101へ転送される。また、転送先選択部144は、電力管理パケット400の識別子401をデコードし、デコードの結果が起動要求なので、テーブル1100を参照して、送信ポート145の内の転送に利用したポートに対応する送信ポート125のポート番号1のポートの起動要求をデータ通信電力制御部132へ送信する。
次にステップS102で、転送先選択部144からの起動要求に基づいて、処理ノード100のデータ通信電力制御部132は、データ転送制御部121、転送先選択部124、送信ポート125のポート番号1のポート、調停部126、および送信ポート125の起動対象ポートに対応する受信ポート127のポート番号1のポートの起動を開始する。また、電力管理パケット転送履歴テーブル200のエントリに、処理ノード103を示す宛先アドレスと送信ポート145のうち処理ノード101へ接続されているポートのポート番号である「1」とが登録される。
次にステップS103で、処理ノード101では、処理ノード100から送信された電力管理パケット400が受理され、電力管理パケット制御部141で宛先アドレス402と自処理ノードのアドレスの一致判定が行われる。判定結果が不一致であるため、電力管理パケット400は電力管理パケット送信部142へ送信される。転送先選択部144では転送先として処理ノード102が選択され、処理ノード102へ電力管理パケット400が転送される。
次にステップS104では、S103で処理ノード102が選択された結果がデータ通信電力制御部132へ通知されることで、データ転送制御部121、転送先選択部124、電力管理パケット400の送信に利用される送信ポート145に対応する送信ポート125、調停部126、送信ポート125の起動対象ポートに対応する受信ポート127の起動が処理ノード101で開始される。また、電力管理パケット転送履歴テーブル200のエントリに、処理ノード103を示す宛先アドレスと送信ポート145のうち処理ノード102へ接続されているポートのポート番号が登録される。また、S103での宛先アドレス402の一致判定と並行して、調停部146では電力管理パケット400の識別子401のデコードが行われ、起動要求であることが確認される。起動要求であることがデータ通信電力制御部132へ通知されることで、電力管理パケット400の受信に利用される受信ポート147に対応する受信ポート127および受信ポート127の起動対象のポートに対応する送信ポート125の起動が開始される。
次に、ステップS105で、処理ノード102では、処理ノード101から送信された電力管理パケット400が受理され、電力管理パケット制御部141で宛先アドレス402と自処理ノードのアドレスの一致判定が行われる。判定結果が他処理ノード宛であるため、電力管理パケット400は電力管理パケット送信部142へ送信される。転送先選択部144では転送先として処理ノード103が選択され、処理ノード103へ電力管理パケット400が転送される。
次に、ステップS106では、S105の結果がデータ通信電力制御部132へ通知されることで、データ転送制御部121、転送先選択部124、電力管理パケット400の送信に利用される送信ポート145に対応する送信ポート125、調停部126、送信ポート125の起動対象ポートに対応する受信ポート127の起動が処理ノード102で開始される。また、電力管理パケット転送履歴テーブル200のエントリに、処理ノード103を示す宛先アドレスと送信ポート145のうち処理ノード103へ接続されているポートのポート番号が登録される。また、S105の宛先アドレス402の一致判定と並行して、調停部146では電力管理パケット400の識別子401のデコードが行われ、起動要求であることが確認される。起動要求であることがデータ通信電力制御部132へ通知されることで、電力管理パケット400の受信に利用される受信ポート147に対応する受信ポート127および受信ポート127の起動対象のポートに対応する送信ポート125の起動が開始される。
次に、ステップS107で、処理ノード103では、処理ノード102から送信された電力管理パケット400を受理し、電力管理パケット制御部141で宛先アドレス402と自処理ノードのアドレスの一致判定が行われる。判定結果が一致、すなわち電力管理パケット400は自処理ノード宛であるため、他処理ノードへの電力管理パケット400の転送は行われない。また、調停部146では電力管理パケット400の識別子401のデコードが行われ、起動要求であることが確認される。起動要求であることがデータ通信電力制御部132へ通知されることで、電力管理パケット400の受信に利用される受信ポート147に対応する受信ポート127および受信ポート127の起動対象のポートに対応する送信ポート125の起動が開始される。
ステップS108、S109、S110で、各処理ノードは、データ通信部120の送受信部の起動が完了しデータ通信が可能になったことを、電力管理パケット400の送信元処理ノードへ通知する。
ステップS111で、処理ノード100のCPU111は、データ転送制御部121からの起動完了通知を受け、処理ノード103を宛先とするデータ転送をデータ転送制御部121へ要求する。なお、ステップS100ですでに起動済みであった場合には、ステップS100で要求が行われる。
次に、ステップS112で、データ転送制御部121ではデータパケット300が生成され、生成されたデータパケット300は転送先選択部124へ送信される。転送先選択部124では、宛先アドレス302と電力管理パケット転送履歴テーブル200のエントリとの一致判定の結果、ステップS102で登録されたエントリが一致するため、転送先として処理ノード101が選択され、処理ノード101へデータパケット300が送信される。
次に、ステップS113で、処理ノード101では、処理ノード100から送信されたデータパケット300が受理され、データ転送制御部121で宛先アドレス302と自処理ノードのアドレスの一致判定が行われる。判定結果は、不一致、すなわち他処理ノード宛のパケットであるため、データパケット300はデータ送信部122へ送信される。転送先選択部124では、宛先アドレス302と電力管理パケット転送履歴テーブル200の一致判定の結果、ステップS104で登録したエントリが一致するため、転送先として処理ノード102が選択され、処理ノード102へデータパケット300が転送される。
ステップS114で、ステップS113でのデータパケット300の受理が完了すると、処理ノード100へ転送受理が通知される。
ステップS115で、処理ノード102では、処理ノード101から送信されたデータパケット300が受理され、データ転送制御部121で宛先アドレス302と自処理ノードのアドレスの一致判定が行われる。判定結果は、不一致、すなわち他処理ノード宛のパケットであるため、データパケット300はデータ送信部122へ送信される。転送先選択部124では、宛先アドレス302と電力管理パケット転送履歴テーブル200の一致判定の結果、ステップS106で登録したエントリが一致するため、転送先として処理ノード103が選択され、処理ノード103へデータパケット300が転送される。
ステップS116で、ステップS115でのデータパケット300の受理が完了すると、処理ノード101へ転送受理が通知される。
次に、ステップS117で、処理ノード103では、処理ノード102から送信されたデータパケット300が受理され、データ転送制御部121で宛先アドレス302と自処理ノードのアドレスの一致判定が行われる。判定結果は、一致、すなわち自処理ノード宛のパケットであるため、識別子301のデコードが行われ、メモリ112へペイロード303が転送される。
ステップS118で、ステップS117でのデータパケット300の受理が完了すると、処理ノード102へ転送受理が通知される。
以上のように、本実施例の情報処理システム2000では、各処理ノードが電力管理パケット400の送受信によって、そのデータ通信部120の起動・停止を制御できるようにしたので、データパケット300の送受信のために起動されている箇所以外は、データ通信部120の全部または部分を低電力状態に遷移させておくことができる。従って、各処理ノードの省電力化を図ることができる。また、本実施例の情報処理システム2000では、データ通信部120の起動を待つことなく宛先の処理ノードまで電力管理パケット400の送受信を行い、各処理ノードのデータ通信部120を並行して起動でき、さらに、各処理ノードのデータ通信部120のうち、電力管理パケット400の送受信に基づいて先行して起動された箇所を用いてデータパケット300の送受信が行われるため、低電力状態から通常状態への遷移に起因するデータ転送の待ち時間を削減することができる。したがって、低電力状態の利用によるデータ転送性能の低下を抑えることができる。
100〜103:処理ノード、110:データ処理部、111:CPU、112:メモリ、120:データ通信部、121:データ転送制御部、122:データ送信部、123:データ受信部、124:(データ送信部の)転送先選択部、125:(データ送信部の)送信ポート、126:(データ受信部の)調停部、127:(データ受信部の)受信ポート、130:電力管理部、131:データ通信状態観測部、132:データ通信電力制御部、133:電力管理パケット履歴制御部、134:メモリ、140:電力管理通信部、141:電力管理パケット制御部、142:電力管理パケット送信部、143:電力管理パケット受信部、144:(電力管理パケット送信部の)転送先選択部、145:(電力管理パケット送信部の)送信ポート、146:(電力管理パケット受信部の)調停部、147:(電力管理パケット受信部の)受信ポート、200:電力管理パケット転送履歴テーブル、300:データパケット、301:(データパケットの)識別子、302:(データパケットの)宛先アドレス、303:(データパケットの)ペイロード、400:電力管理パケット、401:(電力管理パケットの)識別子、402:(電力管理パケットの)宛先アドレス、1200:ルーティングテーブル、2000:情報処理システム。
Claims (9)
- マルチホップネットワークで接続されている複数の情報処理装置を含む情報処理システムであって、
各情報処理装置は、
宛先アドレスの情報を含む第1パケットを送受信する第1通信部と、
前記第1通信部よりも高い周波数で通信を行い、前記宛先アドレスへのペイロードを含む第2パケットを送受信する第2通信部と、を備え、
各情報処理装置は、
前記第1通信部が前記第1パケットを受信した場合に、前記第2通信部を起動させることを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1に記載の情報処理システムにおいて、
各情報処理装置は、
メモリを有し、
前記メモリに前記第1パケットの転送先の情報を格納し、
前記転送先の情報に基づいて前記第2パケットを転送することを特徴とする情報処理システム。 - 請求項2に記載の情報処理システムにおいて、
各情報処理装置の前記メモリには、さらに、ルーティングテーブルと各情報処理装置のアドレスの情報とが格納され、
各情報処理装置は、前記宛先アドレスと前記各情報処理装置のアドレスの一致判定を行い、判定結果が不一致の場合には、前記ルーティングテーブルに基づいて前記第1パケットを転送することを特徴とする情報処理システム。 - 請求項2に記載の情報処理システムにおいて、
前記第2通信部は、前記複数の情報処理装置の内の接続先の情報処理装置毎に通信ポートを有し、前記転送先の情報と対応させて各通信ポートの起動と、休止または停止とを行うことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項4に記載の情報処理システムにおいて、
前記第2通信部の各通信ポートは、前記第1通信部が前記第1パケットを受信した場合の起動後所定の時間の経過の後に、休止または停止することを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1に記載の情報処理システムにおいて、
前記第1パケットを伝送する第1伝送路と、
前記第2パケットを伝送する第2伝送路と、を備えることを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1に記載の情報処理システムにおいて、
前記マルチホップネットワークは、3次元トーラスネットワークであることを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1に記載の情報処理システムにおいて、
前記第2通信部は、高速シリアル伝送によって通信を行うことを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1に記載の情報処理システムにおいて、
前記第1通信部はメガヘルツ帯で通信を行い、
前記第2通信部はギガヘルツ帯で通信を行うことを特徴とする情報処理システム。
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