JP5815524B2 - 仮想計算機システム、仮想計算機制御方法、及び集積回路 - Google Patents
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Description
<概要>
以下、本発明に係る仮想計算機システムの一実施形態として、4つのプロセッサを備え、これらのプロセッサを用いて複数の仮想計算機を並列に実行する仮想計算機システムについて説明する。
ここでは、仮想計算機システム100の行う動作のうち、特徴的な動作である、システム起動処理と、システム更新処理とについて説明する。
システム起動処理は、仮想計算機システム100がリセットされた場合に、仮想計算機システム100を起動する処理である。
システム更新処理は、各仮想計算機上で動作しているOSが管理する待ち行列のそれぞれに存在するタスクの数の変動に応じて、各プロセッサの属性を動的に変更し、各仮想計算機のプロセッサへの割り当てを動的に変更する処理である。
以下、上述のシステム更新処理について、具体例を用いて説明を補足する。
上述の仮想計算機システム100によれば、仮想計算機が割り当てられていないプロセッサに新たに仮想計算機を割り当てて動作させる必要が生じる場合に、仮想計算機が割り当てられていないプロセッサのうち、”待機”属性として既に起動中のプロセッサに仮想計算機を割り当てて動作させることとなる。
<実施の形態2>
<概要>
以下、本発明に係る仮想計算機システムの一実施形態として、実施の形態1における仮想計算機システム100の一部を変形した変形仮想計算機システムについて説明する。
ここでは、変形仮想計算機システム1900が行う動作のうち、特徴的な動作である、変形システム起動処理と、変形システム更新処理とについて説明する。
変形システム起動処理は、実施の形態1におけるシステム起動処理の一部を変形されたものであり、変形仮想計算機システム1900がリセットされた場合に、変形仮想計算機システム1900を起動する処理である。
変形システム更新処理は、実施の形態1におけるシステム更新処理の一部を変形されたものであり、各仮想計算機上で動作しているOSが管理する待ち行列のそれぞれに存在するタスクの数の変動に応じて、各プロセッサの属性を動的に変更し、各仮想計算機のプロセッサへの割り当てを動的に変更する処理である。
以下、上述の変形システム更新処理について、具体例を用いて説明を補足する。
上述の変形仮想計算機システム1900によれば、省電力プロセッサに割り当てられて動作している仮想計算機のタスク数が第1所定量以上になると、その仮想計算機を省電力プロセッサよりも処理能力の高い高性能プロセッサに割り当てて動作させることができるようになる。
<補足>
以上、本発明に係る仮想計算機システムの一実施形態として、実施の形態1、実施の形態2において、2つの仮想計算機システムの例について説明したが、以下のように変形することも可能であり、本発明は上述した実施の形態で示した通りの仮想計算機システムに限られないことはもちろんである。
(1)実施の形態1において、仮想計算機システム100が4つのプロセッサを備える場合の例について説明したが、複数のプロセッサを備えていれば、プロセッサの数は必ずしも4に限られることはなく、例えば、プロセッサの数が3、10等であっても構わない。
(2)実施の形態2において、各プロセッサは、通常モード時に電源電圧が1.2Vで動作周波数が1GHzで動作し、省電力モード時に電源電圧が1.0Vで動作周波数が500MHzで動作する場合の例について説明したが、必ずしも通常モード時に電源電圧が1.2Vで動作周波数が1GHzで動作し、省電力モード時に電源電圧が1.0Vで動作周波数が500MHzで動作する必要はなく、通常モード時のデータ処理能力が省電力モード時のデータ処理能力以上であって、通常モード時の消費電力が省電力モード時の消費電力以上であれば、例えば、通常モード時に電源電圧が1.5Vで動作周波数が200MHzで動作し、省電力モード時に電源電圧が1.2Vで動作周波数が100MHzで動作するとしても構わない。
(3)実施の形態1において、仮想計算機システム100は、仮想計算機で動作するOSによって管理されるタスク待ち行列に存在するタスクの数に基づいて、プロセッサの属性を変更する場合の例について説明したが、仮想計算機の負荷量を示す指標となり得るものに基づいて、プロセッサの属性を変更することができれば、必ずしもタスクの数に基づいて、プロセッサの属性を変更する必要はなく、例えば、タスクの種類によって重み付けされたタスクの数に基づいて、プロセッサの属性を変更するとしても構わないし、タスクの種類に基づいて、プロセッサの属性を変更するとしても構わない。
(4)実施の形態1において、各仮想計算機が1つのプロセッサに割り当てられて動作する場合の例について説明したが、仮想計算機を実現することができれば、1つの仮想計算機が割り当てられるプロセッサは必ずしも1つである必要はなく、例えば、1つの仮想計算機が2つのプロセッサに割り当てられて動作するとしても構わない。
(5)実施の形態1において、仮想計算機システム100は、一部のプロセッサに仮想計算機が割り当てられていない場合に、次に新たなプロセッサに仮想計算機を割り当てる場合に備えて、仮想計算機が割り当てられていないプロセッサのうちの1つのプロセッサに電力を供給して待機状態としておき、その他の仮想計算機が割り当てられていないプロセッサに電力を供給しないという制御を行う例について説明したが、待機状態となるプロセッサが存在していれば、必ずしも待機状態としておくプロセッサの数は1つに限られず、例えば、待機状態となるプロセッサが2つとなるように制御しても構わないし、例えば、午前9時から午後7時までの時刻には待機状態となるプロセッサは2つで、それ以外の時刻には待機状態となるプロセッサが1つとなるように制御するというように、時刻に応じて待機状態となるプロセッサの数が変動するように制御しても構わない。
(6)実施の形態1において、仮想計算機システム100は、”待機”属性のプロセッサが存在する場合において、仮想計算機が割り当てられていたプロセッサに仮想計算機が割り当てられなくなるとき、その新たに仮想計算機が割り当てられなくなるプロセッサを”オフ”属性にする場合の例について説明したが、待機属性のプロセッサが少なくとも1つ存在するように制御できれば、必ずしも新たに仮想計算機が割り当てられなくなるプロセッサを”オフ”属性にする必要はなく、例えば、”待機”属性のプロセッサを”オフ”属性とし、新たに仮想計算機が割り当てられなくなるプロセッサを”待機”属性とするとしても構わない。
(7)実施の形態1において、プロセッサA101とプロセッサB102とプロセッサC103とプロセッサD104と電源制御ブロック111とクロック制御ブロック112とROM113とRAM114とハードディスク装置インターフェース115と出力装置インターフェース116と入力装置インターフェース117と内部バス120とが、1つのシステムLSI110に集積されている例について説明したが、これらの回路が必ずしも1つのLSIに集積されている必要はなく、システムLSI110によって実現される機能を実現することができれば、例えば、各回路がそれぞれ互いに異なる集積回路に集積されている構成であっても構わない。
(8)実施の形態1において、第1所定量が例えば30で、第2所定量が例えば25である場合の例について説明したが、第1所定量が第2所定量以上であれば、第1所定量は必ずしも30である必要はなく、第2所定量は必ずしも25である必要はなく、例えば、第1所定量が100で第2所定量が90であっても構わないし、第1所定量と第2所定量とが共に40であっても構わない。
(9)実施の形態1において、プロセッサは、複数の仮想計算機を動作させる場合に、それぞれの仮想計算機を時分割方式で順番に繰り返し動作させる例について説明したが、複数の仮想計算機を動作させることができれば、必ずしも時分割方式で順番に繰り返し動作させる必要はなく、例えば、プロセッサは、複数のスレッドを並列に動作させることができるマルチスレッド処理機能を有していて、複数の仮想計算機を、そのマルチスレッド処理機能を利用して並列に動作させるとしても構わない。
(10)実施の形態1において、”待機”属性のプロセッサは、電源電圧が1.0Vで、動作周波数が500MHzで動作する例について説明したが、”待機”属性のプロセッサは、動作に必要となる電源電圧が供給されていれば、必ずしも電源電圧が1.0Vである必要はなく、また、必ずしも動作周波数が500MHzで動作している必要はない。
(11)実施の形態2において、省電力プロセッサの数と高性能プロセッサの数とが同じである場合の例について説明したが、省電力プロセッサの数が複数で、高性能プロセッサの数が複数であれば、必ずしも省電力プロセッサの数と高性能プロセッサの数とが同じである必要はない。
(12)実施の形態2において、省電力プロセッサと高性能プロセッサとが同じISAである場合の例について説明したが、必ずしも同じISAである必要はない。
(13)実施の形態2において、仮想計算機管理手段2243は、ハイパーバイザ2240起動時に、実行対象となる仮想計算機を割り当てていくプロセッサの順番を、省電力プロセッサA1901、省電力プロセッサB1902、省電力プロセッサC1903、高性能プロセッサA1904、高性能プロセッサB1905、高性能プロセッサC1906の順とする場合の例について説明したが、順番が一意に決まっていれば、必ずしも、省電力プロセッサA1901、省電力プロセッサB1902、省電力プロセッサC1903、高性能プロセッサA1904、高性能プロセッサB1905、高性能プロセッサC1906の順である必要はない。
(14)実施の形態1において、スイッチ設定レジスタ210のビット数が8ビットである場合の例について説明したが、各プロセッサに供給する電源電圧を設定することができるビット数であれば、必ずしも8ビットである必要はない。
(15)実施の形態1において、セレクタ設定レジスタ310のビット数が8ビットである場合の例について説明したが、各プロセッサに供給するクロック信号の周波数を設定することができるビット数であれば、必ずしも8ビットである必要はない。
(16)以下、さらに本発明の一実施形態に係る仮想計算機システムの構成及びその変形例と各効果について説明する。
101 プロセッサA
102 プロセッサB
103 プロセッサC
104 プロセッサD
110 システムLSI
111 電源制御ブロック
112 クロック制御ブロック
113 ROM
114 RAM
115 ハードディスク装置インターフェース
116 出力装置インターフェース
117 入力装置インターフェース
120 内部バス
130 ハードディスク装置
131 出力装置
132 入力装置
Claims (11)
- 電力が供給されて動作する第1の状態と、前記第1の状態より少ない電力が供給されて動作する第2の状態と、電力が供給されずに停止する第3の状態とのうちのいずれかの状態となる複数のプロセッサを有し、複数の仮想計算機を動作させる仮想計算機システムであって、
前記複数のプロセッサは、複数の第1種プロセッサと、第1種プロセッサよりも処理能力と消費電力とが低い複数の第2種プロセッサとを含み、
電力を供給されているプロセッサに仮想計算機を割り当てる割当手段と、
前記割当手段が、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていない第1種プロセッサに仮想計算機を割り当てる場合において前記第3の状態にある第1種プロセッサが複数存在するとき、前記第3の状態にある第1種プロセッサのうちの一部のプロセッサに電力を供給して前記第2の状態とし、前記第3の状態にある第1種プロセッサのうちの前記一部のプロセッサ以外のプロセッサに電力を供給しない状態を維持し、前記割当手段が、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていない第2種プロセッサに仮想計算機を割り当てる場合において前記第3の状態にある第2種プロセッサが複数存在するとき、前記第3の状態にある第2種プロセッサのうちの一部のプロセッサに電力を供給して前記第2の状態とし、前記第3の状態にある第2種プロセッサのうちの前記一部のプロセッサ以外のプロセッサに電力を供給しない状態を維持する電力供給手段とを備え、
前記割当手段は、前記仮想計算機の割り当てを、プロセッサに割り当てられている仮想計算機のそれぞれについて、当該仮想計算機の処理対象とする処理が所定条件を満たすようになる場合に、割り当てるプロセッサのプロセッサ種を変更するように行う
ことを特徴とする仮想計算機システム。 - プロセッサのうち、電力を供給されているプロセッサに限ってクロック信号を供給するクロック供給手段を備える
ことを特徴とする請求項1記載の仮想計算機システム。 - 前記第1の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられているプロセッサに供給するクロック信号の周波数の方が、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていないプロセッサに供給するクロック信号の周波数よりも高くなるように、電力を供給されているプロセッサに供給するクロック信号を制御するクロック制御手段を備える
ことを特徴とする請求項2記載の仮想計算機システム。 - 前記第1の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられているプロセッサの電源電圧の方が、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていないプロセッサの電源電圧よりも高くなるように、電力を供給されているプロセッサの電源電圧を制御する電圧制御手段を備える
ことを特徴とする請求項1記載の仮想計算機システム。 - 前記電力供給手段は、さらに、前記第1の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていたプロセッサが仮想計算機を割り当てられていない状態となった場合に、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていないプロセッサのうちの、少なくとも1つのプロセッサの電力供給を停止する
ことを特徴とする請求項1記載の仮想計算機システム。 - 前記割当手段は、前記仮想計算機の割り当てを、第1仮想計算機を割り当てられている第1プロセッサに当該第1仮想計算機以外の仮想計算機が割り当てられている場合において当該第1仮想計算機の処理対象とする処理が所定条件を満たすようになるとき、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていない第2プロセッサが存在すれば、前記仮想計算機を、前記第1プロセッサから前記第2プロセッサに変更して割り当てるように行う
ことを特徴とする請求項1記載の仮想計算機システム。 - 前記割当手段は、前記仮想計算機の割り当てを、第1仮想計算機を割り当てられている第1プロセッサに当該第1仮想計算機以外の仮想計算機が割り当てられていない場合において当該第1仮想計算機の処理対象とする処理が第1の所定条件を満たすようになるとき、処理対象とする処理が第2の所定条件を満たす仮想計算機を割り当てられている第2のプロセッサが存在すれば、前記第1仮想計算機を、前記第1プロセッサから前記第2プロセッサに変更して割り当てるように行う
ことを特徴とする請求項1記載の仮想計算機システム。 - 前記電力供給手段は、さらに、前記第1の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていた第1種プロセッサが仮想計算機を割り当てられていない状態となった場合に、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていない第1種プロセッサのうちの、少なくとも1つの第1種プロセッサの電力供給を停止し、前記第1の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていた第2種プロセッサが仮想計算機を割り当てられていない状態となった場合に、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていない第2種プロセッサのうちの、少なくとも1つの第2種プロセッサの電力供給を停止する
ことを特徴とする請求項1記載の仮想計算機システム。 - 電力が供給されて動作する第1の状態と、前記第1の状態より少ない電力が供給されて動作する第2の状態と、電力が供給されず動作しない第3の状態とのうちのいずれかの状態となる複数のプロセッサを有し、複数の仮想計算機を動作させる集積回路であって、
前記複数のプロセッサは、複数の第1種プロセッサと、第1種プロセッサよりも処理能力と消費電力とが低い複数の第2種プロセッサとを含み、
電力を供給されているプロセッサに仮想計算機を割り当てる割当手段と、
前記割当手段が、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていない第1種プロセッサに仮想計算機を割り当てる場合において前記第3の状態にある第1種プロセッサが複数存在するとき、前記第3の状態にある第1種プロセッサのうちの一部のプロセッサに電力を供給して前記第2の状態とし、前記第3の状態にある第1種プロセッサのうちの前記一部のプロセッサ以外のプロセッサに電力を供給しない状態を維持し、前記割当手段が、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていない第2種プロセッサに仮想計算機を割り当てる場合において前記第3の状態にある第2種プロセッサが複数存在するとき、前記第3の状態にある第2種プロセッサのうちの一部のプロセッサに電力を供給して前記第2の状態とし、前記第3の状態にある第2種プロセッサのうちの前記一部のプロセッサ以外のプロセッサに電力を供給しない状態を維持する電力供給手段とを備え、
前記割当手段は、前記仮想計算機の割り当てを、プロセッサに割り当てられている仮想計算機のそれぞれについて、当該仮想計算機の処理対象とする処理が所定条件を満たすようになる場合に、割り当てるプロセッサのプロセッサ種を変更するように行う
ことを特徴とする集積回路。 - 電力が供給されて動作する第1の状態と、前記第1の状態より少ない電力が供給されて動作する第2の状態と、電力が供給されず動作しない第3の状態とのうちのいずれかの状態となる複数のプロセッサを有し、複数の仮想計算機を動作させる仮想計算機システムを制御する制御方法であって、
前記複数のプロセッサは、複数の第1種プロセッサと、第1種プロセッサよりも処理能力と消費電力とが低い複数の第2種プロセッサとを含み、
電力を供給されているプロセッサに仮想計算機を割り当てる割当ステップと、
前記割当ステップが、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていない第1種プロセッサに仮想計算機を割り当てる場合において前記第3の状態にある第1種プロセッサが複数存在するとき、前記第3の状態にある第1種プロセッサのうちの一部のプロセッサに電力を供給して前記第2の状態とし、前記第3の状態にある第1種プロセッサのうちの前記一部のプロセッサ以外のプロセッサに電力を供給しない状態を維持し、前記割当ステップが、前記第2の状態にあり、かつ、仮想計算機を割り当てられていない第2種プロセッサに仮想計算機を割り当てる場合において前記第3の状態にある第2種プロセッサが複数存在するとき、前記第3の状態にある第2種プロセッサのうちの一部のプロセッサに電力を供給して前記第2の状態とし、前記第3の状態にある第2種プロセッサのうちの前記一部のプロセッサ以外のプロセッサに電力を供給しない状態を維持する電力供給ステップとを備え、
前記割当ステップは、前記仮想計算機の割り当てを、プロセッサに割り当てられている仮想計算機のそれぞれについて、当該仮想計算機の処理対象とする処理が所定条件を満たすようになる場合に、割り当てるプロセッサのプロセッサ種を変更するように行う
ことを特徴とする制御方法。 - 前記割当手段は、前記仮想計算機が前記第2プロセッサを専有して動作させるよう割り当てる
ことを特徴とする請求項6記載の仮想計算機システム。
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