JP7233513B1 - 情報処理装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
マザーボードMBには、プロセッサ11、ビデオサブシステム13、チップセット21、BIOS(Basic Input Output System)メモリ22、エンベデッドコントローラ31および電源回路33が設置されている。
放熱ファン351は、フィン(羽)を回転させるモータを備え、吸気口81から空気を筐体BD内に流入させる。流入された空気はヒートパイプ352と熱交換されたうえで、排気口83から筐体BDの外に排出される。放熱ファン351の動作は、電力制御部202(後述)により温度センサ353が検出した温度に基づいて制御されうる。
ヒートパイプ352は蒸発部および凝縮部を有する。ヒートパイプ352の蒸発部は例えばプロセッサ11において発生した熱を取り入れることができるように、プロセッサ11に近接または当接するようにして設けられる。ヒートパイプ352の凝縮部は、放熱ファン351の近傍において備えられる。
凝縮部において熱を奪われた作動流体は、凝縮して液相となる。液相となった作動流体は、ウィックに形成された細孔を通じて、毛管力によって蒸発部に向けて流動する。蒸発部に到達した液相の差動流体は、再びプロセッサ11から熱を受け取って蒸発する。以降は、上記の現象が繰り返される。
このようにして、ヒートパイプ352を備える冷却部35によりプロセッサ11を冷却することができる。
情報処理装置1は、プロセッサ11と、メインメモリ12と、ビデオサブシステム13と、ディスプレイ14と、チップセット21と、BIOSメモリ22と、記憶媒体23と、オーディオシステム24と、WLANカード25と、USBコネクタ26と、エンベデッドコントローラ31と、入力部32と、電源回路33と、バッテリ34と、冷却部35(放熱ファン351、温度センサ353を含む)とを備える。
USBコネクタ26は、USBを利用した周辺機器類を接続するためのコネクタである。
また、エンベデッドコントローラ31は、チップセット21を経由してプロセッサ11のクロック周波数の変更等の制御を行うことができる。
情報処理装置1は、制御部200と記憶部210とを備える。上記のハードウェアの一部、例えば、プロセッサ11、チップセット21およびエンベデッドコントローラ31のいずれか1つ、または、いずれかの組み合わせは、上記プログラムに記述された指令で示される処理を実行して、制御部200と記憶部210の機能を実現する。制御部200は、電力制御部202と、モード設定部204とを備える。
一般に、プロセッサ11の消費電力が大きいほど処理能力が高くなり、発熱量が多くなる。プロセッサ11の処理能力の制御パラメータには、第1制限電力と第2制限電力が含まれる。第1制限電力は、定格電力に相当するパラメータであり、PL1(Power Limit 1)または長時間制限電力(Long Term Power Limit)と呼ばれることがある。定格電力は、消費電力の移動平均値が一時的にこの値を超えることを許容するが、定常的に(例えば、数秒~数十秒以上継続して)この値を超えることを制限するための閾値である。移動平均における窓長(消費電力の移動平均に係る観測期間)は、典型的には、例えば、1~10s程度である。第2制限電力は、消費電力の移動平均値が、この値を越えることを制限するための閾値である。第2制限電力は、最大電力に相当するパラメータであり、PL2(Power Limit 2)または短時間制限電力(Short Term Power Limit)と呼ばれることがある。第2制限電力は、プロセッサ11の継続的な消費電力の上限に相当する。記憶部210には、電力制御モードごとの制御パラメータを示す電力制御テーブルが記憶される。電力制御テーブルの具体例については、後述する。
モード設定部204は、プロセッサ11の消費電力が、現在の電力制御モードよりも第1制限電力がより小さい下位の電力制御モードへの遷移条件(本願では、「格下げ条件」と呼ぶことがある)を満足するとき、プロセッサ11の電力制御モードを、遷移先とする下位の電力制御モードに変更する。モード設定部204は、変更した電力制御モードを示す電力制御モード情報を電力制御部202に出力する。
バランスモード(B)は、電力の節約または騒音レベルの低減とプロセッサ11の性能とのバランスを重視した電力制御モードである。バランスモード(B)に係る目標温度はTEM2、騒音上限はSND2、第1制限電力PL1は、PL1b、第2制限電力PL2は、PL2bと設定されている。
高性能モード(P)は、プロセッサ11の性能を重視した電力制御モードである。高性能モード(P)に係る目標温度はTEM3、騒音上限はSND3、第1制限電力PL1は、PL1p、第2制限電力PL2は、PL2pと設定されている。
騒音上限は、第1制限電力が多い電力制御モードほど高くなる。即ち、SND1<SND2<SND3となる。
第2制限電力は、第1制限電力が多い電力制御モードほど多くなる。即ち、PL2q<PL2b<PL2pとなる。
高性能モード(P)への格上げ条件に係る基準値SP23は、バランスモード(B)への格上げ条件に係る基準値SP12より大きい実数値となる。基準値SP23は、バランスモード(B)での定格電力PL1bより大きい実数値となりうる。基準値SP12は、低騒音モード(Q)での定格電力PL1qより大きい実数値となりうる。継続時間T23は、継続時間T12と共通であってもよいし、独立であってもよい。
(ステップS102)モード設定部204は、プロセッサ11の消費電力を監視(モニタ)し、現在の電力制御モードよりも1段階上位の電力制御モードへの遷移条件を満足しているか否かを判定する。満足していると判定するとき(ステップS102 YES)、ステップS104の処理に進む。満足していないと判定するとき(ステップS102 NO)、ステップS112の処理に進む。
(ステップS104)モード設定部204は、外部電源から電源回路33に電力が供給されないか否かを判定する。電力が供給されない(つまり、バッテリ駆動)と判定されるとき(ステップS104 YES)、ステップS106の処理に進む。電力が供給される(つまり、電源接続)と判定されるとき(ステップS104 NO)、ステップS110の処理に進む。
(ステップS108)モード設定部104は、所定の判定期間におけるプロセッサ11の活性が所定の基準値よりも高いか否かを判定する。高いと判定されるとき(ステップS108 YES)、ステップS110の処理に進む。高くないと判定されるとき(ステップS108 NO)、ステップS112の処理に進む。
(ステップS110)モード設定部204は、プロセッサの電力制御モードを、現在の電力制御モードよりも1段階上位の電力制御モードに変更する。その後、ステップS112の処理に進む。
(ステップS114)モード設定部204は、プロセッサの電力制御モードを、現在の電力制御モードよりも1段階下位の電力制御モードに変更する。その後、ステップS102の処理に戻る。
次に、本実施形態に係る情報処理装置1に対して実施した性能評価について説明する。性能評価は、次の3項目を含む。テスト1では、予め構築しておいたデータベースシステムに、SQLで記述されたクエリを入力し、クエリで指示された検索条件を満たすデータを検索し、検索結果を出力させる処理を反復させた性能の指標値として、クエリの入力から検索結果の出力までの応答時間と実行中の消費電力を測定した。
テスト2、3では、ベンチマークテスト専用のアプリとして、それぞれPC Mark 10 Extended、CBR20を実行させた。実行中における性能を示すスコアと消費電力を測定した。
なお、比較例によるモード設定処理のもとで、情報処理装置1に対してテスト1~3を実行させた。
本実施形態では、第1制限電力が大きい電力制御モードほど、性能が優先されることを示すEPPパラメータが設定されればよい。より具体的には、低騒音モード(Q)、バランスモード(B)、高性能モード(P)のそれぞれに係るEPPパラメータEPPq、EPPb、EPPpについて、EPPq>EPPb>EPPpと設定されればよい。
この構成により、上位の電力制御モードへの遷移条件を満たしていても、モード遷移確認処理が実行されることで、最大電力を低下してプロセッサ11の動作状況に基づいて上位の電力制御モードへの遷移の要否が判定される。上位の電力制御モードへの遷移が最大電力の低下により動作状況に影響する場合に限られるので、動作状況への影響を回避しながら上位の電力制御モードを制限することで消費電力を節約することができる。
この構成により、モード遷移確認処理においてプロセッサ11の動作の活性が基準値より高いとき、現在よりも上位の電力制御モードに変更される。上位の電力制御モードへの遷移がプロセッサ11の動作の活性が高い場合に限られるので、性能を確保したうえで消費電力を節約することができる。
この構成により、プロセッサ11への供給電力が直流であるときに、モード遷移確認処理が実行され、供給電力が交流であるときには、モード遷移確認処理が実行されない。
最大電力の低下により動作状況に影響が生じる可能性があるモード遷移確認処理が、消費電力の必要性が高い場合として、交流電力が供給されない場合に限られることで、モード遷移確認処理による性能の低下を回避することができる。
この構成により、モード遷移確認処理において、プロセッサ11の最大電力を現在の電力制御モードでの定格電力を超える消費電力を許容せずに監視された動作状況に基づいて上位の電力制御モードへの要否を的確に判定することができる。
この構成により、より上位の電力制御モードにおいて電力消費量の瞬間的な増加に応えることで、性能を発揮させることができる。
この構成により、より上位の電力制御モードにおいて性能を発揮し、より下位の電力制御モードにおいてプロセッサ11の消費電力を節約することができる。
また、電力制御モードの段階数、個々の電力制御モードに係る制御パラメータ、個々の遷移条件に係るパラメータの値が異なっていてもよい。電力制御モード間で共通な値、遷移条件間で共通な値は、電力制御テーブルまたはモード遷移テーブルにおいて省略されてもよい。
Claims (7)
- 定格電力が異なる複数段階の電力制御モードをとりうるプロセッサと、
前記プロセッサの消費電力を制御する電力制御部と、
前記消費電力が、前記プロセッサの現在の電力制御モードより定格電力が多い上位の電力制御モードへの遷移条件を満たすとき、
前記プロセッサの最大電力をより低い電力に低下させ、
前記プロセッサの動作状況に基づいて当該プロセッサの電力制御モードを前記上位の電力制御モードに遷移させるか否かを判定するモード遷移確認処理を実行するモード設定部と、を備える
情報処理装置。 - 前記モード設定部は、
前記モード遷移確認処理において、
前記プロセッサの動作状況として、所定の判定期間において当該プロセッサの動作の活性が所定の基準値よりも高いとき、前記上位の電力制御モードに遷移させ、
前記判定期間において当該プロセッサの動作の活性が所定の基準値以下であるとき、前記上位の電力制御モードに遷移させない
請求項1に記載の情報処理装置。 - 電源から供給される供給電力に基づき動作電力を前記プロセッサに供給する電力供給部を備え、
前記モード設定部は、
外部電源から電力が供給されず、前記消費電力が前記遷移条件を満たすとき、前記モード遷移確認処理を実行し、
前記外部電源から電力が供給され、前記消費電力が前記遷移条件を満たすとき、前記モード遷移確認処理を実行せずに電力制御モードを前記上位の電力制御モードに遷移させる
請求項1または請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記プロセッサが定常的に消費できる最大電力は、定格電力が大きい電力制御モードほど大きく、
前記モード設定部は、
前記モード遷移確認処理において、
前記消費電力が前記遷移条件を満たすとき、
現在の電力制御モードにおける最大電力を、より低い電力として当該電力制御モードの定格電力に低下させる
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記モード設定部は、
前記プロセッサが瞬間的に消費できる電力の最大値である瞬間最大電力を設定し、
前記瞬間最大電力は、前記最大電力より大きい
請求項4に記載の情報処理装置。 - 前記モード設定部は、
前記プロセッサの性能と消費電力の節約とのバランスを示す制御パラメータを設定し、
定格電力が大きい電力制御モードに係る前記制御パラメータほど、前記プロセッサの消費電力の節約よりも性能が重視されることを示す
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 定格電力が異なる複数段階の電力制御モードをとりうるプロセッサと、
前記プロセッサの消費電力を制御する電力制御部と、モード設定部と、を備える情報処理装置における制御方法であって、
前記モード設定部が、
前記消費電力が、前記プロセッサの現在の電力制御モードより定格電力が多い上位の電力制御モードへの遷移条件を満たすとき、
前記プロセッサの最大電力をより低い電力に低下させるステップと、
前記プロセッサの動作状況に基づいて当該プロセッサの電力制御モードを前記上位の電力制御モードに遷移させるか否かを判定するステップとを含むモード遷移確認処理を実行する
制御方法。
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