JP7259236B2 - 設定装置、処理装置及び設定方法 - Google Patents

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Description

本発明は、分散処理を行う処理装置に関する。
近年人工知能やビッグデータの普及により、あらゆる産業で、コンピュータの処理性能の高性能化への要求が高まっている。しかし、CPU(Central Processing Unit)の性能向上が緩やかなため、CPUの性能向上によるサーバの処理能力向上は困難である。
そのため、サーバにGPGPU(General-purpose computing on graphics processing units)等の補助演算器を実装して計算処理能力を増強する手法が用いられる。
一方、設備投資を抑えるために、サーバの設置面積あたりの性能を高めるニーズが高い。そのため、高性能と高密度の二つのニーズを充足するためにラックマウント型サーバにGPGPU等のカードを横置きに設置して、高密度実装するサーバが増えている。
GPGPU等のカードを横置きにする場合、標準的なラックでは、カードを横に3枚しか並べられない。そこで、カードの実装数を4枚以上にするためには、縦列にカードを実装することになる。
ここで、カードの冷却がサーバのファンにより行われるパッシブ型のカードの場合、吸気口に近い前段のカードは良好に冷却される。一方、前段のカードの後段に設置されたカードは前段のカードにより加熱された空気により冷却される。そのため、後段のカードは冷却されにくくなり、前段のカードよりも温度が高くなる。GPGPU等のカードはCPUと同等に消費電力が大きく、発熱も大きい。
そこで、パッシブ型のカードは、一定以上の温度になると、高温になり過ぎないように、動作率を下げて発熱を抑えるスロットリング動作を行うのが一般的である。スロットリング動作としては、動作周波数を下げる、コア数を間引いて処理する、命令の発行レートを抑える等の動作を行う場合が想定される。そして、温度の上昇に対してより精度の高い制御を行うために、スロットリング動作に複数のレベルが設定される場合が多い。
ここで、特許文献1は、自装置における拡張カードの実装状態についての属性を拡張カードスロットごとに判定し、拡張カードの実装状態についての属性に応じて冷却部の冷却度を制御する電子装置を開示する。
また、特許文献2は、個々のグリッドの温度に基づいて、発熱源上で並列化されたデバイスの動作を変更することにより発熱源を集中又は分散させるとともに、発生する発熱量に対応させて冷却制御を行う冷却システムを開示する。
特開2018-018340号公報 特開2014-165303号公報
しかしながら、スロットリング動作のレベルを高くすると、発熱は抑えられても、計算処理性能が低下する。例えば4枚のカードがMPI(Message Passing Interface)で協調して並列処理を行う場合に、前段のカードに対して後段のカードはより高いスロットリングレベルになる場合が多い。そのため、後段のカードは、協調して行われる並列処理のシステムのボトルネックになり、当該システムが十分な処理能力を発揮できないという課題がある。
本発明は、各分散処理部に温度差が生じる場合の処理性能を向上させ得る設定装置等の提供を目的とする。
本発明の設定装置は、各々が、互いに処理能力が略等しく、共通の処理についての分散処理を行い、少なくとも二つは温度に差が生じる分散処理部からなる分散処理部群に含まれる前記分散処理部の各々の温度のうちの最も高い温度である最高温度を取得する取得部と、対象とする前記分散処理部である対象分散処理部の稼働状況を、前記最高温度の前記分散処理部のものと略等しく、前記最高温度が許容温度を超えないようにできる、調整可能な最高レベルに設定する設定部と、を備える。
本発明の設定装置等は、各分散処理部に温度差が生じる場合の処理性能を向上させ得る。
本実施形態の配置構造の構成例を表す概念図である。 本実施形態のサーバの構成例を表すブロック図である。 本実施形態のサーバの構成例を表す概念図である。 カードの構成例を表す概念図である。 スロットリングレベル設定のためにCPUが行う処理の処理フロー例を表す概念図である。 カードが行う係数導出処理の処理フロー例を表す概念図である。 実施形態の処理装置の最小限の構成を表すブロック図である。
<第一実施形態>
[構成と動作]
図1は、本実施形態の配置構造の例である配置構造101の構成を表す概念図である。
配置構造101は、例えば、複数の補助演算処理用のカードによる分散処理を行うサーバ等におけるカードの配置構造である。
配置構造101は、筐体151とカード201a乃至201dとを備える。
カード201a乃至201dの各々は、配置構造101を含む図示しないサーバにおいて行われる処理について分散処理を行う分散処理カードである。カード201a乃至201dの各々(各カード)は、例えばGPGPUを備える補助演算処理用カードである。各カードは、また、気流により冷却されるパッシブタイプのカードである。カード201a乃至201dの各々は、筐体151の底面に、同図に表すように設置されている。
筐体151には、開口部906a及び906bが形成されている。開口部906aには、筐体151の外部に設置された図示しないファン等により、気流901aが発生している。気流901aは、カード201a及び201bを冷却することによりカード201a及び201bにより加熱される。加熱された気流は、さらに、カード201c及び201dを冷却することによりカード201c及び201dにより加熱され、気流901bとして、開口部906bから、筐体151の外に排出される。
図2は、本実施形態のサーバの例であるサーバ156の構成を表すブロック図である。
サーバ156は、CPU110と、メモリ群112と、スイッチ111と、カード201a乃至201dとを備える。
カード201a乃至201dは、図1に表すカード201a乃至201dである。カード201a乃至201dの各々は、スイッチ116を介してCPU110に接続されている。スイッチ116は、例えばPCI Express(登録商標)スイッチである。各カードは、そのカードの所定の位置の温度であるカード温度をある時間間隔で計測する。各カードは、自カードのカード温度を、他のカードと共有する。そして、各カードは、自カード又は他のカードのカード温度に応じた処理性能のスロットリングレベルの調整を行う。
ここで、スロットリングレベルは、カードの備える処理部が実行する処理に係る稼働状況を表す情報である。スロットリングレベルは、前記処理部の前記稼働状況を低下させる程度を表すものである。スロットリングレベルが高いほど、前記稼働状況は低下する。スロットリングレベルは、例えば、カードが備える処理部の動作周波数を下げる程度(割合)を表す。前記スロットリングレベルは、あるいは、例えば、カードの処理部が複数の副分散処理部を備える場合において、処理を実行する副処理部の数を抑える程度(割合)を表す。前記スロットリングレベルは、あるいは、例えば、カードの処理部において発行される命令の発行レートを抑える程度(割合)を表す。
スイッチ116は、例えば、PCI ExpressのスイッチLSIである。ここで、PCIは、Peripheral Component Interconnectの略である。
CPU110は、各カード間のメモリライトやメモリリードをスイッチ111に実行させる。以下、CPU110に相当する処理部を「第一処理部」ということもある。
CPU110及びカード201a乃至201dの各々は、メモリ群112に、共通にアクセス可能なメモリ空間を有する。そして、スイッチ111は、ライト又はリードのリクエストの宛先を、当該メモリ空間のアドレスにより指定することができる。
図1は、筐体151の内部に、各カードが気流の向きに対して左右対称に配置されている例であるが一般的には、各カードは、気流の向きに対して左右対称に配置されているとは限らない。
図3は、後段の1枚のカードが前段の3枚のカードの熱の影響を受け得るサーバの例であるサーバ156の構成を表す概念図である。
サーバ156は、筐体151とカード201a乃至201dと電子部品群213とを備える。
カード201a乃至201dの各々は、筐体151の底面に、同図に表すように設置されている。
電子部品群213は、図2に表すCPU110、スイッチ111、メモリ群112や、図示しない電源のような、サーバ156の動作に必要な電子部品を抽象的に表したものである。電子部品群213は、気流の遮蔽物となる。すなわち、電子部品群213に到達した気流は、空気の遮蔽物である電子部品群213により、主に左右に分けられて、開口部906bに向けて進行する。
筐体151には、開口部906a及び906bが形成されている。開口部906aには、筐体151の外部に設置された図示しないファン等により、気流901aが発生している。気流901aは、カード201a乃至201cを冷却する際に、カード201a乃至201cから受ける熱により加熱される。
加熱された気流の一部は、カード201dの近傍を通過し、カード201dによりさらに加熱された上で、開口部906bから筐体151の外へ放出される。カード201dの近傍に到達する気流には、カード201aにより加熱されたものに加えて、カード201bやカード201cにより加熱されたものも、ある程度含まれていることが想定される。
図1又は図3に表すカード配置の場合、各カードが、各カードのカード温度のうちの最も高いカード温度により、そのカードのスロットリングレベルを決定すれば、各カードのスロットリングレベルは等しい値に設定され得る。
上記を式により表現すると次の式1になる。
各カードのスロットリングレベル=FSL(Max(各カードのカード温度))
・・・ 式1
ここで、Max()は、()内の数値の最大値を出力する関数である。
また、FSL()は()内のカード温度に応じてスロットリングレベルを導出する関数である。
カード温度が何度の時にスロットリングレベルをいくつに設定するかの対応情報は、予め、測定により定められている。FSL()は当該対応情報を表す関数である。
式1に代えて、上記動作を次に表す式2により表現することもできる。
各カードのスロットリングレベル=Max(FSL(各カードのカード温度))
・・・ 式2
スロットリングレベルは、カード温度が高いほどより高いものになるので、式1と式2とは、各カードのカード温度に対し、同一のスロットリングレベルを導出する。
以上説明した動作を行うためには、各カード間でカード温度を共有した上で各カードが式1乃至式2に表すスロットリングレベルの導出及び適用を行えば良い。次に、当該動作を行い得るカードの構成について説明する。
図4は、図1乃至図3に表すカード201a乃至201dの各々の例であるカード201の構成を表す概念図である。ここで、カード201a乃至201dの各々は同等の構成と処理性能を有することを前提とする。
カード201は、メモリ群107と、プロセッサ105と、センサ106と、プロセッサ109とを備える。
センサ106は、例えば、プロセッサ105に隣接してプロセッサ105の上部に設置されている。そして、センサ106は、カード温度を表すアナログ信号を、逐次、プロセッサ109へ送付する。
プロセッサ109は、例えば、マイクロコンピュータのように、CPU110とは独立な自立処理動作を行うことが可能である。プロセッサ109は、ローカルなインタフェースでプロセッサ105と接続されている。当該インタフェースは比較的低速なものであっても構わない。
プロセッサ109は、センサ106から送付されるアナログ信号を、デジタルのカード温度情報に変換し、メモリ群107に格納させる。
プロセッサ109は、また、プロセッサ105のスロットリングレベルを導出するために必要なカード温度情報を、メモリ群107から読み込む。当該カード温度情報は、カード201が図1に表すカード201c及び201dのうちのいずれかである場合は、プロセッサ109がメモリ群107に格納させた、そのカードのカード温度情報である。
一方、プロセッサ109が取得するカード温度情報は、カード201が図1に表すカード201a及び201bのうちのいずれかである場合は、カード201c及び201dの各々のカード温度情報である。当該カード温度情報は、そのプロセッサ109が属するカード201(自カード)のプロセッサ105が、他カードのプロセッサ105を介して、メモリリードにより、当該他カードのプロセッサ105のメモリ群107から取得したものである。当該カード温度情報は、自カードのプロセッサ105が、自カードのメモリ群107に格納させている。
プロセッサ105は、他カードのプロセッサ105がメモリリードにより自カードのカード温度情報を取得する際には、その他カードへメモリライトにより自カードのカード温度情報の共有化を図る。プロセッサ105は、当該共有化を図るための図示しない副共有化部を備えている。そして、全カードの前記副共有化部の集合体が、全カードについてのカード温度の共有化を図る、図示しない共有化部である。
プロセッサ105は、図2に表すスイッチ111に接続されている。プロセッサ105は、CPU110の指示とスイッチ111の動作により、CPU110が行う処理の一部を分担するものであり、単独では処理を行わない。
プロセッサ105は、前述のように、他カードのカード温度情報をスイッチ111経由で当該他カードからのスイッチ111経由のメモリリードにより取得し、メモリ群107に格納させる。
プロセッサ105は、また、そのプロセッサ105の属するカードのカード温度情報をスイッチ111経由のメモリライトにより他のカードの各々のプロセッサ105に対応するメモリ群107に格納させる。
プロセッサ109は、プロセッサ105のスロットリングレベルを導出するために必要なカード温度情報により、スロットリングレベルを導出する。そして、プロセッサ109は、導出したスロットリングレベルにより、プロセッサ105の稼働状況に、当該スロットリングレベルに対応して予め定められた内容を適用する。プロセッサ109は、当該適用を行う図示しない適用部を備えている。
プロセッサ109は、自カードが他のいずれのカードよりも温度が高い最高温度カードの場合は、自カードのカード温度等により自カードのスロットリングレベルを設定する。その際に、プロセッサ109は、例えば、自カードカード温度とカード温度の時間変化から、そのカード温度がカードの上限を超えそうな場合は、その自カードのカード温度が前記上限を超えないように、より高いスロットリングレベルを設定する。また、プロセッサ109は、例えば、自カードカード温度とカード温度の時間変化から、そのカード温度が前記上限と比較して過度に低い場合は、スロットリングレベルをより低く設定する。プロセッサ109は、スロットリングレベルの上記設定により、自カードのカード温度が前記上限を超えないようにしつつ、スロットリングレベルを設定可能な最小レベルに設定する。
一方、他のカード(他カード)は、前記最高温度カードのカード温度により、その他カードのスロットリング設定を行う。当該スロットリング設定は、前記最高温度カードにおいて行われる設定とは独立ではあるが、設定の動作は、上記前記最高温度カードの場合と同様である。そのため、他カードのスロットリングレベルは、前記最高温度カードのものと同じ値に設定される。
メモリ群107の各アドレスは、図2に表すメモリ群112の各アドレスと共に、CPU110及び各カードで共通の前述のメモリ空間に含まれている。メモリ群107には、CPU110が動作するためのプログラムや情報を保持する。メモリ群107は、例えば、半導体メモリから構成される。
次に、図4に表すカード201の制御に関する動作の具体例を説明する。
図2に表すサーバ156を起動する際に、CPU110は、BIOS(Basic Input/Output System)が実行させる処理により、以下の各定義を設定するコンフィグファイルを、メモリ群112から読み込む。ここで、定義は、その定義の送付先の各カードが動作を行うために必要な情報である。そして、CPU110は、当該BIOSにより、各カードに対し、以下の定義の設定を行う。コンフィグファイルは、メモリ群112に、予め、例えば、人により格納されたものである。
カード201a用の定義
PCIメモリアドレス2、PCIメモリアドレス3、PCIメモリアドレス4・・・(1)
関数FSL()、メモリアドレス3・・・(2)
カード201b用の定義
PCIメモリアドレス1、PCIメモリアドレス3、PCIメモリアドレス4・・・(1)
関数FSL()、メモリアドレス4・・・(2)
カード201c用の定義
PCIメモリアドレス1、PCIメモリアドレス2、PCIメモリアドレス4・・・(1)
関数FSL()・・・(2)
カード201d用の定義
PCIメモリアドレス1、PCIメモリアドレス2、PCIメモリアドレス3・・・(1)
関数FSL()・・・(2)
上記定義のうち(1)は、あるカードのカード温度情報をPCIメモリライトにより、他のカードへライトする場合に用いられるアドレスである。これらのPCIメモリアドレスは、システム起動時にカードの実装数が変更される場合は、固定値にはできない。その場合、CPU110は、これらのPCIメモリアドレスを、カードの先頭アドレスに対するオフセット値で定義する。それにより、カード201のプロセッサ105は、カードの番号と先頭アドレスから、そのカードのPCIメモリアドレスを導出することが可能である。
一方、(2)の一番目の情報は、スロットリングレベルを導出するための選択関数である。当該選択関数は、そのカードのスロットリングレベルを、そのカードの後段のカードのカード温度情報により設定するカード201a及び201bと、そのカードのカード温度情報により設定するカード201c及び201dとで異なる。
カードのスロットリングレベルを、そのカードの後段のカードのカード温度情報により設定するカード201a及び201bの場合は、その後段のカードのアドレスを、(2)の二番目の情報として加える。ここで定義されるアドレスは、PCIメモリアドレス空間のものではなく、カード201内のローカルアドレスでもよい。
CPU110は、これらの定義情報を、各カードのプロセッサ105に対し、システム起動時に送付する。
[効果]
本実施形態のサーバは、サーバを構成する各カードが、各カードのうち最もカード温度が高いカードのカード温度により、そのカードのスロットリングレベルの設定を行う。そのため、前記サーバは、各カード間でスロットリングレベルを同等にしつつ、そのスロットリングレベルを、カード温度がその許容値以下に収まるようにできる、最小レベルになるように制御することができる。
発明が解決すべき課題の項で説明したように、サーバで行われる処理の一部について分散処理を行う場合は、前記サーバでの処理性能を上げるためには、分散処理を行う各カードのスロットリングレベルを略等しくすることが有効である。
前記下流のカードのスロットリングレベルの最大値は、当該下流のカードのカード温度に依存する。そこで、前記サーバは、上述のように、前記上流のカード温度が低く処理能力に余裕のあるカードのスロットリングレベルを前記下流の温度が高く処理能力に余裕がないカードのカード温度で調整する。それにより、前記サーバは、前記上流のカード温度の低いカードのスロットリングレベルを前記下流のカード温度の高いカードのスロットリングレベルと同等にしつつそのスロットリングレベルを最大にすることが可能になる。そのため、前記サーバは、処理性能を最大に設定し得る。
<第二実施形態>
第二実施形態の各カードの配置例、サーバの構成例及びカードの構成例は、図1乃至図4に表す第一実施形態のものと同じである。以下、主として、第二実施形態のサーバの第一実施形態のサーバと異なる点について説明する。なお、第一実施形態の説明と以下の説明が矛盾する場合は、以下の説明を優先する。
第一実施形態の例の場合は、各カードのスロットリングレベルが等しく、かつ、最もカード温度等が高いカードのカード温度が許容値以下に収まるようにしつつ、スロットリングレベルを最小値になるように設定する。しかしながら、同場合において、スロットリングレベルが上記のように設定されるまでに時間を要する場合がある。ここで、「カード温度等」は、前述の式1によりスロットリングレベルを導出する場合はカード温度をいう。また、「カード温度等」は、前述の式2によりスロットリングレベルを導出する場合はFSL(カード温度)をいう。
上記の理由は、カード温度の最大値等を導出する際に対象とするカード温度の数が多く、さらに各カードが独立にスロットリングレベルの導出を行うためである。
この課題は、各カードが、スロットリングレベルの導出に用いるカード温度等の数を少なく絞る絞込みを行うことにより解決し得る。
例えば、図1に表す配置構造101においては、カード201c及び201dの各々は、カード201a及び201bの各々の、気流901aの向きについての下流に位置することが分かっている。そのため、カード201c及び201dの各々はカード201a及び201bの各々の発熱の影響を受ける。一方、カード201a及び201bの各々は、カード201c及び201dの各々の発熱の影響を受けない。さらに、カード201c及び201dの各々がカード201a及び201bの各々から受ける発熱の影響は、カード201a及び201bが相手方から受ける発熱の影響より大きい。
以上により、そのため、各カードは、スロットリングレベルを導出する際に、各カードのうち最もカード温度が高くなる可能性があるカード201c及び201dの各々のカード温度等によりスロットリングレベルを決定すればよい。すなわち、カード201a及び201bの各々は、式1や式2によりスロットリングレベルを導出する際に、カード201a及び201bのカード温度等を用いる必要はないことになる。
上記動作を式で表すと以下のようになる。
各カードのスロットリングレベル=FSL[Max{(カード201cの温度)、(カード201dの温度)}] ・・・ 式3
ここで、Max()は、()内の数値の最大値を出力する関数である。
また、FSL()は()内のカード温度に応じてスロットリングレベルを導出する関数である。
カード温度とその変化率との組合せに対して設定すべきスロットリングレベルを表す対応情報は、例えば、予め、測定により定められている。FSL()は当該対応情報を表す関数である。
当該対応情報は、例えば、図2に表すサーバ156のメモリ群112が予め保持する。その場合、サーバ156の起動時に、CPU110が、当該対応情報を各カードへ送付する。
式3に代えて、上記動作を次に表す式4により表現することもできる。
各カードのスロットリングレベル=Max[FSL(カード201cの温度)、FSL(カード201dの温度)] ・・・ 式4
スロットリングレベルは、カード温度が高いほどより高いものになるので、式3と式4とは、いずれも、同一のスロットリングレベルを導出し得る。
一方、図3に表す場合は、気流の向きを考慮すると、カード温度が最も高いものはカード201dである。従い、いずれのカードもカード201dのカード温度等により、スロットリングレベルを調整する。
当該動作を式で表すと次の式5又は式6になる。
各カードのスロットリングレベル=FSL[Max{(カード201cの温度)、(カード201dの温度)}] ・・・ 式5
各カードのスロットリングレベル=Max[FSL(カード201cの温度)、FSL(カード201dの温度)] ・・・ 式6
[効果]
第二実施形態のサーバの各カードは、そのスロットリングレベルを導出する際に用いる各カードのカード温度のうちの最も高いカード温度に係るカード温度等を導出する対象とするカード温度を、各カードの配置により絞り込む。そのため、前記サーバは、各カードのスロットリングレベルが、最も高いカード温度が許容値以内に収まる最小値に等しく設定されるまでの時間を短縮することができる。
<第三実施形態>
第三実施形態の各カードの配置例、サーバの構成例及びカードの構成例は、図1乃至図4に表す第一実施形態及び第二実施形態のものと同じである。第三実施形態のサーバは、以下の説明が第一実施形態及び第二実施形態のサーバと異なる。なお、第一実施形態及び第二実施形態の説明と以下の説明が矛盾する場合は、以下の説明を優先する。
第二実施形態は、各カードは、予め各カードの配置が分かっている場合に、気流から考えて、最もカード温度が高い可能性があるカードのカード温度等から、そのカードのスロットリングレベルを導出する。しかしながら、カードの枚数が多い場合や気流が複雑な場合等、又は、そもそも各カードの配置が分からない場合は、見ただけでは、どのカードの温度が最も高くなり得るかが分からない場合があり得る。その場合は、各カード間の熱依存関係を調べる。そして、各カードは、そのカードの熱の影響がある単数又は複数のカードのカード温度等の最大値から、そのカードのスロットリングレベルを導出する。
上記動作に対応する処理の例は、例えば以下のようなものである。
各カードは、独立したスロットリングレベル設定のための関数を保持し得る。それらの関数についてのデフォルト関数は、予め、図2に表すメモリ群112が保持している。そして、サーバ156のシステム起動時に、各カードのプロセッサ105のドライバがメモリ群112から読み込む。
前記デフォルトの関数は、例えば、以下のものである。
カード201aのスロットリングレベル=Max[FSL(カード201aのカード温度×係数11)、FSL(カード201bのカード温度×係数12)、
FSL(カード201cのカード温度×係数13)、FSL(カード201dのカード温度×係数14)] ・・・ 式7
カード201bのスロットリングレベル=Max[FSL(カード201bのカード温度×係数21)、FSL(カード201aのカード温度×係数22)、
FSL(カード201cのカード温度×係数23)、FSL(カード201dのカード温度×係数24)] ・・・ 式8
カード201cのスロットリングレベル=Max[FSL(カード201cのカード温度×係数31)、FSL(カード201aのカード温度×係数32)、
FSL(カード201bのカード温度×係数33)、FSL(カード201dのカード温度×係数34)] ・・・ 式9
カード201dのスロットリングレベル=Max[FSL(カード201dの温度×41)、FSL(カード201aのカード温度×係数42)、
FSL(カード201bの温度×係数43)、FSL(カード201cのカード温度×係数44)] ・・・ 式10
ここで、関数Max[]及び関数FSL()の説明は、実施形態1で述べた通りである。
式7乃至式10における各係数は、0又は1の値である。係数が0の場合は、その係数が乗算されたカード温度はそのカードのスロットリングレベルの導出に用いられないことを意味する。一方、係数が1の場合は、その係数が乗算されたカード温度はそのカードのスロットリングレベルの導出に用いられることを意味する。
例えば、図3に表すサーバ156の場合、カード201aのプロセッサ109は、カード201aの発熱のカード201b及び201cのカード温度への影響がほとんどないことを判定する。カード201aの発熱のカード201b及び201cのカード温度への影響がほとんどない理由は、カード201b及び201cはカード201aの風下にないためである。なお、各カード間の熱依存関係を調べる具体的な方法は、図5及び図6を参照して後述する。この場合、プロセッサ109は、式7の係数12及び係数13を0に設定する。
また、カード201aのプロセッサ109は、カード201aの発熱のカード201dのカード温度への影響が大きいことを判定する。カード201aの発熱のカード201dのカード温度への影響が大きい理由は、カード201dが、カード201aの風下にあるためである。なお、各カード間の熱依存関係を調べる具体的な方法は、図5及び図6を参照して後述する。この場合、プロセッサ109は、式7の係数14を1に設定する。
さらに、カード201aのプロセッサ109は、式7の係数14を1に設定したことを受けて、式7の係数11を0に設定する。これは、カード201dのカード温度がカード201aの発熱の影響によりカード201aのカード温度より高いことが分かったので、スロットリングレベルの導出の際にカード201aのカード温度を考慮する必要がないためである。
また、カード201bのプロセッサ109は、カード201bの発熱のカード201a及び201cのカード温度への影響がほとんどないことを判定する。カード201bの発熱のカード201a及び201cのカード温度への影響がほとんどない理由はカード201a及び201cが、カード201bの風下にないためである。なお、各カード間の熱依存関係を調べる具体的な方法は、図5及び図6を参照して後述する。この場合、プロセッサ109は、式7の係数21及び係数23を0に設定する。
また、カード201bのプロセッサ109は、カード201bの発熱のカード201dのカード温度への影響が大きいことを判定する。カード201bの発熱のカード201dのカード温度への影響が大きい理由は、カード201dがカード201bの風下にあるためである。なお、各カード間の熱依存関係を調べる具体的な方法は、図5及び図6を参照して後述する。この場合、プロセッサ109は、式8の係数24を1に設定する。
さらに、カード201bのプロセッサ109は、式8の係数14を1に設定したことを受けて、式8の係数22を0に設定する。これは、カード201dのカード温度がカード201bの発熱の影響によりカード201bのカード温度より高いことが分かったので、スロットリングレベルの導出の際にカード201bのカード温度を考慮する必要がないためである。
また、カード201cのプロセッサ109は、カード201cの発熱のカード201a及び201bのカード温度への影響がほとんどないことを判定する。カード201cの発熱のカード201a及び201bのカード温度への影響がほとんどない理由は、カード201a及び201bがカード201cの風下にないためである。なお、各カード間の熱依存関係を調べる具体的な方法は、図5及び図6を参照して後述する。この場合、プロセッサ109は、式9の係数21及び係数22を0に設定する。
また、カード201cのプロセッサ109は、カード201cの発熱のカード201dのカード温度への影響が大きいことを判定する。カード201cの発熱のカード201dのカード温度への影響が大きい理由は、カード201dがカード201cの風下にあるためである。なお、各カード間の熱依存関係を調べる具体的な方法は、図5及び図6を参照して後述する。この場合、プロセッサ109は、式9の係数34を1に設定する。
さらに、カード201bのプロセッサ109は、式9の係数34を1に設定したことを受けて、式9の係数32を0に設定する。これは、カード201dのカード温度がカード201cの発熱の影響によりカード201cのカード温度より高いことが分かったので、スロットリングレベルの導出の際にカード201cのカード温度を考慮する必要がないためである。
また、カード201dのプロセッサ109は、カード201dの発熱のカード201a乃至201cのカード温度への影響がほとんどないことを判定する。カード201dの発熱のカード201a乃至201cのカード温度への影響がほとんどない理由は、カード201dがカード201a乃至201cの風下にあるためである。なお、各カード間の熱依存関係を調べる具体的な方法は、図5及び図6を参照して後述する。この場合、プロセッサ109は、式10の係数41、係数42及び係数43をいずれも0に設定する。
また、カード201bのプロセッサ109は、式10の係数21、係数22及び係数23をいずれも0に設定したことを受けて、式10の係数44を1に設定する。これは、カード201dの発熱の影響を受けるカードが他にないので、カード201dのカード温度が、カード温度の最大値になるためである
以上により、図3に表すサーバ156の場合は、式7乃至10はいずれも式4に等しくなる。
以上の動作を行うためには、各カードのプロセッサ109は、他のカードのカード温度が自カードの発熱の影響を有意に受けるかを判定する必要がある。
そのために、各カードのプロセッサ109は、例えば、他の各カードのプロセッサ105が実行する前記分散処理を実行する。そして、各カードのプロセッサ109は、自カードのプロセッサ105が前記分散処理を停止し、他カードのカード温度の、自カードのプロセッサ105が前記分散処理を行わない状態からの変化量を測定する。そして、各カードのプロセッサ109は、その変化量の大小を判定することにより行う。
次に、当該判定を行うための処理の例について説明する。
図5は、スロットリングレベルの設定のために図2に表すCPU110が行う処理フロー例を表す概念図である。以下の処理は、図2に表すメモリ群112が予め保持する所定のプログラムがCPU110に実行させるものである。
CPU110は、例えば、CPU110の起動の完了を判定することにより図5に表す処理を開始する。
そして、CPU110は、S101の処理として、スロットリングレベルの設定を各カードに実行させるかについての判定を行う。CPU110は、当該判定を、例えば、各カードに指示している単位時間当たりの処理の量が、予め設定された閾値を超えたことを判定することにより行う。処理量が多いときの方が、あるカード発熱の他のカードのカード温度の影響が顕著に現るため、当該影響の有無についての判定が容易になるためである。S101の処理は、各カードの単位時間当たりの処理量がある程度多いときにスロットリングレベルの調整を行うために行うものである。
CPU110は、S101の処理による判定結果がyesの場合は、S102の処理を行う。
一方、CPU110は、S101の処理による判定結果がnoの場合は、S101の処理を再度行う。
CPU110は、S102の処理を行う場合は、同処理として、カードの識別子であるカード番号nに1を代入する。カードの総数がm枚であるとした場合、nは1以上m以下の整数である。
そして、CPU110は、S103の処理として、カード番号がnのカードに、第一通知を行う。当該第一通知は、カード番号がnのカードに、後述の図6に表すS202の処理を行わせる時間を確保する趣旨で行われるものである。
そして、CPU110は、S104の処理として、S103の処理が終了してから時間T1が経過したかについての判定を行う。S104の処理は、後述の図6に表すS202の処理が完了するのを待つ趣旨で行われるものである。
CPU110は、S104の処理による判定結果がyesの場合は、S105の処理を行う。
一方、CPU110は、S104の処理による判定結果がnoの場合は、S104の処理を再度行う。
CPU110は、S105の処理を行う場合は、同処理として、カード番号がnのカードに第二通知を行う。当該第二通知は、カード番号がnのカードに、後述の図6に表すS204乃至S206の処理を行わせるための時間を確保する趣旨で行われるものである。
CPU110は、S106の処理による判定結果がyesの場合は、S107の処理を行う。
一方、CPU110は、S106の処理による判定結果がnoの場合は、S106の処理を再度行う。
CPU110は、S107の処理を行う場合は、同処理として、カード番号nを一つ増やす。
そして、CPU110は、S108の処理として、カード番号nは、カードの枚数でありカード番号の最大値であるカード番号mを超えたかについての判定を行う。
CPU110は、S108の処理による判定結果がyesの場合は、図5に表す処理を終了する。
一方、CPU110は、S108の処理による判定結果がnoの場合は、S103の処理を再度行う。
図6は、図4に表す各カードのプロセッサ109が行う係数導出処理の処理フロー例を表す概念図である。
プロセッサ109は、例えば、起動完了を表す信号を図2に表すCPU110からプロセッサ105経由で受領することにより、図6に表す処理を開始する。
そして、プロセッサ109は、S201の処理として、前述の第一通知が送付されたかについての判定を行う。当該指示は、図5に表すS103の処理によりCPU110が自カードに対して行うものである。
プロセッサ109は、S201の処理による判定結果がyesの場合はS202の処理を行う。
一方、プロセッサ109は、S201の処理による判定結果がnoの場合は、S201の処理を再度行う。
プロセッサ109は、S202の処理を行う場合は、同処理として、他の各カードのカード温度を、メモリ群107に格納させる。当該格納は、プロセッサ109が行う、カード温度情報のメモリ群107への通常の格納とは区別された格納である。
そして、プロセッサ109は、S203の処理として、CPU110から、第二通知が送付されたかについての判定を行う。
プロセッサ109は、S203の処理による判定結果がyesの場合はS204の処理を行う。
一方、プロセッサ109は、S203の処理による判定結果がnoの場合は、S203の処理を再度行う。
プロセッサ109は、S204の処理を行う場合は、同処理として、プロセッサ105に分散処理を停止させる。
そして、プロセッサ109は、S205の処理として、S204の処理が終了してから時間T3が経過したかについての判定を行う。ここで、時間T3は同処理のために予め設定された時間である。同処理は、自カードの分散処理を停止して自カードの温度が下がった影響が他カードに現れるのを待つ趣旨で行われるものである。
プロセッサ109は、S205の処理による判定結果がyesの場合はS206の処理を行う。
一方、プロセッサ109は、S205の処理による判定結果がnoの場合は、S205の処理を再度行う。
プロセッサ109は、S206の処理を行う場合は、同処理として、閾値Tth以上カード温度が下がった他カードがあるかについての判定を行う。プロセッサ109は、当該判定の際に、同処理の時点での各他カードのカード温度を特定し、各他カードについてS202の処理で格納したカード温度との差を求る。そして、プロセッサ109は、その差が閾値Tth以上のものがあるかを判定する。閾値Tthは、S206の処理のために予め定められたカード温度についての閾値である。
プロセッサ109は、S206の処理による判定結果がyesの場合はS207の処理を行う。
一方、プロセッサ109は、S206の処理による判定結果がnoの場合は、S209の処理を行う。
プロセッサ109は、S207の処理を行う場合は、同処理として、S206の処理の過程でカード温度が閾値Tth以上下がったことを判定したカードについての係数を1にする。
そして、プロセッサ109は、S208の処理として、自カードについての係数を0にする。そして、プロセッサ109は、図6に表す処理を終了する。
プロセッサ109は、S209の処理を行う場合は、同処理として、自カードについての係数を1にする。そして、プロセッサ109は、図6に表す処理を終了する。
[効果]
第三実施形態のサーバは、第二実施形態のサーバと同様に、そのスロットリングレベルを導出する際に用いる各カードのカード温度のうちの最も高いカード温度に係るカード温度等を導出する対象とするカード温度を、各カードの配置により絞りこむ。従い、第三実施形態のサーバは、第二実施形態のサーバと同様の効果を奏する。
第三実施形態のサーバは、前記絞りこみを、各カードにおいて、自カードの発熱の他カードのカード温度への影響が有意であるかを判定することにより行う。そのため、第三実施形態のサーバは、カードの枚数が多い場合や気流が複雑な場合等、又は、各カードの配置が分からない場合においても、第二実施形態のサーバと同様の効果を奏する。
以上の説明においては、各カード間のカード温度差は風により生じる場合の例を説明した。しかしながら、当該カード温度差が生じる原因は、他のものであっても構わない。当該原因は、例えば、あるカードの近傍に他の発熱体が存在する等であっても構わない。
以上の説明においては、分散処理部であるプロセッサ105ごとにその分散処理部のスロットリングレベルの設定を、そのプロセッサ105が属するカードのプロセッサ109により行う場合の例を説明した。しかしながら、各分散処理部のスロットリングレベルの設定を行う部分の数と位置は任意である。
図7は、実施形態の設定装置の最小限の構成である設定装置109xの構成を表す概念図である。
設定装置109xは、取得部109axと、設定部109bxとを備える。
取得部109axは、分散処理部群に含まれる分散処理部の各々の温度のうちの最も高い温度である最高温度を取得する。前記分散処理部群は、各々が、互いに処理能力が略等しく、共通の処理についての分散処理を行い、少なくとも二つは温度に差が生じる前記分散処理部からなる。
設定部109bxは、対象とする前記分散処理部である対象分散処理部の稼働状況を、前記最高温度の前記分散処理部のものと略等しく、前記最高温度が許容温度を超えない調整可能な最高レベルに設定する。
発明が解決すべき課題の項で説明したように、サーバ等の処理性能を上げるためには、各分散処理部のスロットリングレベル等の稼動状況を略等しくし、その稼働状況を可能な限り高くすることが重要である。設定装置109xは、各分散処理部のスロットリングレベル等の稼動状況を略等しくし、その稼働状況を可能な限り高く設定するので、前記分散処理部群を備えるサーバ等は、処理性能を向上させる。
そのため、設定装置109xは、各分散処理部に温度差が生じる場合の処理性能を向上させ得る。
そのため、設定装置109xは、前記構成により、[発明の効果]の項に記載した効果を奏する。
なお、設定装置109xは、例えば、図4に表すプロセッサ109である。また、取得部109axは、例えば、プロセッサ109の、分散処理部群に含まれる分散処理部の各々の温度のうちの最も高い温度である最高温度を取得する部分である。また、設定部109bxは、例えば、プロセッサ109の、対象とする前記分散処理部である対象分散処理部の稼働状況を、前記最高温度の前記分散処理部のものと略等しく、前記最高温度が許容温度を超えないようにできる、調整可能な最高レベルに設定する部分である。また、前記分散処理部は、例えば、図4に表すカード201又はプロセッサ105である。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
(付記1)
各々が、互いに処理能力が略等しく、共通の処理についての分散処理を行い、少なくとも二つは温度に差が生じる分散処理部からなる分散処理部群に含まれる前記分散処理部の各々の温度のうちの最も高い温度である最高温度を取得する取得部と、
対象とする前記分散処理部である対象分散処理部の稼働状況を、前記最高温度の前記分散処理部のものと略等しく、前記最高温度が許容温度を超えないようにできる、調整可能な最高レベルに設定する設定部と、
を備える設定装置。
(付記2)
前記設定部は、前記設定を、すべての前記分散処理部の前記温度から最も高い前記温度を選択することにより行う、付記1に記載された設定装置。
(付記3)
前記設定部は、前記設定を、すべての前記分散処理部の前記温度から調整した前記稼働状況のうち最も低いものを選択することにより行う、付記1に記載された設定装置。
(付記4)
前記温度は、前記分散処理部の所定の部分のものである、付記1乃至付記3のうちのいずれか一に記載された設定装置。
(付記5)
前記設定部は、前記分散処理部の各々について、その前記分散処理部について前記設定が行われた前記稼働状況を適用する適用部を備える、付記1乃至付記4のうちのいずれか一に記載された設定装置。
(付記6)
前記設定部は前記分散処理部と独立に動作し得る、付記1乃至付記5のうちのいずれか一に記載された設定装置。
(付記7)
前記設定部の各々は、前記分散処理部の各々の前記温度を共有することにより前記設定を行う、付記1乃至付記6のうちのいずれか一に記載された設定装置。
(付記8)
前記共有に係る共有化を行う共有化部をさらに備える、付記7に記載された設定装置。
(付記9)
前記共有化部は、前記分散処理部の各々について、その前記分散処理部の前記温度についての前記共有化を行う副共有化部を備える、付記8に記載された設定装置。
(付記10)
前記分散処理部の各々の近傍に温度センサをさらに備え、前記副共有化部は前記温度センサにより前記温度を取得する、付記9に記載された設定装置。
(付記11)
前記稼働状況を表す情報が、スロットリングレベルである、付記1乃至付記10のうちのいずれか一に記載された設定装置。
(付記12)
前記スロットリングレベルは、前記分散処理における、動作周波数を下げる程度、前記分散処理を実行する副分散処理部の数を抑える程度、及び、前記分散処理において発行される命令の発行レートを抑える程度、のうちの、少なくともいずれかを表す、付記11に記載された設定装置。
(付記13)
前記分散処理部の各々はカード状のものに設置されている、付記1乃至付記12のうちのいずれか一に記載された設定装置。
(付記14)
前記分散処理部の各々はGeneral-purpose computing on graphics processing unitに含まれている、付記1乃至付記13のうちのいずれか一に記載された設定装置。
(付記15)
前記分散処理を行わせる第一処理部をさらに備える、付記1乃至付記14のうちのいずれか一に記載された設定装置。
(付記16)
前記分散処理に係る分散を行うスイッチをさらに備える、付記15に記載された設定装置。
(付記17)
前記差が、気流に関する前記分散処理部の位置の違いにより生じる、付記1乃至付記16のうちのいずれか一に記載された設定装置。
(付記18)
前記分散処理部からなる第一処理部群を冷却した前記気流が、他の前記分散処理部からなる第二処理部群を冷却し、前記第二処理部群を冷却した前記気流は、前記第一処理部群を冷却しない場合において、
前記第一処理部群に属する前記分散処理部の前記稼働状況を、前記第二処理部群に属する前記分散処理部の前記稼働状況と略等しくする、付記17に記載された設定装置。
(付記19)
付記1乃至付記18のうちのいずれか一に記載された設定装置と前記対象分散処理部とを備える処理装置。
(付記20)
各々が、互いに処理能力が略等しく、共通の処理についての分散処理を行い、少なくとも二つは温度に差が生じる分散処理部からなる分散処理部群に含まれる前記分散処理部の各々の温度のうちの最も高い温度である最高温度を取得し、
対象とする前記分散処理部である対象分散処理部の稼働状況を、前記最高温度の前記分散処理部のものと略等しく、前記最高温度が許容温度を超えないようにできる、調整可能な最高レベルに設定する、
設定方法。
(付記21)
前記設定を、すべての前記分散処理部の前記温度から最も高い前記温度を選択することにより行う、付記20に記載された設定方法。
(付記22)
前記設定を、すべての前記分散処理部の前記温度から最も高い前記温度の前記分散処理部の候補となる候補分散処理部を選ぶ第一の選択を行い、さらに、前記候補分散処理部から前記温度が最も高い前記分散処理部を選ぶ第二の選択を行うことにより行う、付記20に記載された設定方法。
(付記23)
前記第一の選択を、前記分散処理部の各々の配置から行う、付記22に記載された設定方法。
(付記24)
前記第一の選択を、前記分散処理部の各々の他の前記分散処理部への熱的影響が有意であるかを判定することにより行う、付記22に記載された設定方法。
(付記25)
前記第一の選択を、前記分散処理部が前記分散処理を停止した場合の、他の前記分散処理部の前記温度の低下の程度により行う、付記24に記載された設定方法。
101 配置構造
105、109 プロセッサ
106 センサ
109ax 取得部
109bx 設定部
109x 設定装置
110 CPU
111 スイッチ
107、112 メモリ群
151 筐体
156 サーバ
201、201a、201b、201c、201d カード
213 電子部品群
901a、901b 気流
906a、906b 開口部

Claims (8)

  1. 各々が、分散処理部群に含まれ、互いに処理能力が略等しく、共通の処理についての分散処理を行い、少なくとも二つは温度に差が生じる複数の分散処理部の各々の温度のうちの最も高い温度である最高温度を取得する取得部と、
    前記複数の分散処理部のうちで前記最高温度である分散処理部の第一の稼働状況を、前記最高温度が前記複数の分散処理部の許容温度を超えない最高レベルに設定し、前記複数の分散処理部のうちで前記最高温度ではない分散処理部の第二の稼働状況を、前記最高温度である分散処理部の前記第一の稼働状況と略等しく設定する設定部と、
    を備える設定装置。
  2. 前記第一、第二の稼働状況は、前記分散処理部の前記稼働状況を低下させる程度を表すスロットリングレベルで表わされる請求項1に記載された設定装置。
  3. 前記設定部は、前記複数の分散処理部の各々の前記稼働状況を、設定した前記第一または前記第二の稼働状況に設定する適用部を備えた、請求項1または2に記載された設定装置。
  4. 前記設定部は前記複数の分散処理部と独立に動作し得る、請求項1乃至請求項3のうちのいずれか一に記載された設定装置。
  5. 前記設定部は、
    前記複数の分散処理部の各々の温度の情報を取得することにより、自分散処理部の温度が前記最高温度か否かを判定し、
    前記最高温度である場合は、前記第一の稼働状況を、前記最高温度が前記自分散処理部の許容温度を超えない最高レベルに設定し、
    前記最高温度ではない場合は、前記第二の稼働状況を、前記最高温度の分散処理部の前記第一の稼働状況と略等しく設定する、請求項1乃至請求項4のうちのいずれか一に記載された設定装置。
  6. 請求項1乃至請求項5のうちのいずれか一に記載された設定装置と前記複数の分散処理部とを備える処理装置。
  7. 各々が、互いに処理能力が略等しく、共通の処理についての分散処理を行い、少なくとも二つは温度に差が生じる複数の分散処理部からなる分散処理部群に含まれる前記複数の分散処理部の各々の温度のうちの最も高い温度である最高温度を取得し、
    前記複数の分散処理部のうちで前記最高温度である分散処理部の第一の稼働状況を、前記最高温度が前記複数の分散処理部の許容温度を超えない最高レベルに設定し、前記複数の分散処理部のうちで前記最高温度ではない分散処理部の第二の稼働状況を、前記最高温度である分散処理部の前記第一の稼働状況と略等しく設定する、
    設定方法。
  8. 前記設定を、前記複数の分散処理部の前記温度から最も高い前記温度の前記分散処理部の候補となる候補分散処理部を選ぶ第一の選択を行い、さらに、前記候補分散処理部から前記温度が最も高い前記分散処理部を選ぶ第二の選択を行うことにより行う、請求項に記載された設定方法。
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