JPH0934601A - コンピュータ・システムの電力を管理する方法およびそのコンピュータ・システム - Google Patents
コンピュータ・システムの電力を管理する方法およびそのコンピュータ・システムInfo
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- JPH0934601A JPH0934601A JP8099597A JP9959796A JPH0934601A JP H0934601 A JPH0934601 A JP H0934601A JP 8099597 A JP8099597 A JP 8099597A JP 9959796 A JP9959796 A JP 9959796A JP H0934601 A JPH0934601 A JP H0934601A
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- G06F1/3209—Monitoring remote activity, e.g. over telephone lines or network connections
Abstract
ムを含むコンピュータ・ネットワークの全電力消費量を
能動的に管理する方法と装置を提供する。 【解決手段】 各コンピュータ・システムは1つまたは
複数のモジュールを備えている。コンピュータ・ネット
ワークの各コンピュータ・システムは、そのネットワー
ク・インタフェースを「活動状態」で完全に作動可能な
状態に保ちながら、電力保存モード、すなわち「休眠」
状態への移行を独立に開始できる。本発明はネットワー
ク全体が常に完全に作動可能な状態にある。そのため、
選択されたモジュールと周辺装置は電源が低下されてい
るが、各コンピュータ・システムのシステム・コントロ
ーラと相互接続とネットワーク・インタフェースが完全
に作動可能状態を保っている。
Description
する。特に、本発明は、数多くのコンピュータ・システ
ムを有するコンピュータ・ネットワークの全電力の保存
に関する。
ディスク・ドライブのようなパワー・ハングリー周辺装
置を搭載するコンピュータ・システムの出現により、コ
ンピュータ・ネットワークにおけるコンピュータ・シス
テムの数が増加し、かつコンピュータ・システムの各の
機能が増加するにつれて、数多くのコンピュータ・シス
テムを具備するコンピュータ・ネットワークの全電力消
費量を減少させることがますます重要になってきてい
る。
技術として、ディスク・ドライブのような周辺入力/出
力(I/O)装置の電源を低下させることや、プロセッ
サ・クロックを停止させることがある。例えば、非駆動
間隔タイマが所定の時間内にキーボード上にキーストロ
ークがないと感知すると、信号がディスク・ドライブ・
コントローラに送られて、節電モードに入る、例えば、
駆動モータの電源を低下させる。そのうえ、プロセッサ
と結合したシステム・クロックが停止する。後で、ユー
ザは、ディスク・ドライブ・コントローラに駆動モータ
の電源を上昇させてシステム・クロックを再びスタート
させるスイッチを押して、コンピュータ・システムを再
始動する。
4,980,836号にバッテリ式ポータブル・コンピ
ュータが開示されており、このコンピュータでは、電力
制御論理回路が、キーボードなど選択された周辺装置を
連続してモニタし、選択した周辺装置の作動が所定の時
間間隔内にない場合に、システム・クロックを停止する
か、またはモデムやディスク・ドライブなど周辺装置の
電源をオフさせるか、あるいはその両方を行っている。
後で、ユーザは、待機スイッチを押し電力制御論理回路
に信号を送って、モデムとディスク・ドライブの電源を
回復させて、システム・クロックを再びスタートさせ
る。
方法の欠点は、コンピュータ・システムの再覚醒または
再始動ためにユーザが介在する必要があること、および
コンピュータ・システムが節電モードすなわち休眠状態
にある時に、入力データを処理できないことにある。例
えば、Carterのコンピュータは、ネットワーク・
パケットがそのネットワーク・インタフェースすなわち
モデムに到着した時に、自動的に電源をオンにしてネッ
トワークの接続を確立することができない。何故なら
ば、コンピュータ・システムが節電モードにある時、モ
デムの電源は切れているからである。その結果、Car
terの電源が低下した時は、ユーザがたとえば、キー
ボードを押して再びそれを覚醒させるまで、そのネット
ワーク・インタフェースにとって休眠しているように見
える。
ュータ・システムを具備するコンピュータ・ネットワー
クにおいて、そのネットワーク内のコンピュータ・シス
テムの1つまたは複数のプロセッサがネットワーク内で
休眠モードに入った時、コンピュータ・ネットワーク全
体は動作状態を保ち、休眠状態のプロセッサを含めて全
てのプロセッサが、常に覚醒状態にあり、I/O動作に
応答できる状態にあり、例えばコンピュータ・ネットワ
ーク内の別のコンピュータ・システムからイーサネット
・パケットを受信できるようにして、なおかつネットワ
ーク全体の電力消費を減少させる方法が必要になる。
た複数のコンピュータ・システムを具備するコンピュー
タ・ネットワークの全電力消費量を能動的に管理する方
法と装置を提供する。各コンピュータ・システムは、1
つまたは複数のプロセッサ・モジュールと1つまたは複
数のI/Oインタフェース・モジュールとを備えてい
る。各コンピュータ・システムのモジュールを結合する
適切な相互接続には、パケット交換相互接続と回路交換
システム・バスが含まれている。ネットワークのコンピ
ュータ・システムを結合する適切なネットワーク接続に
は、高速クラスター接続と、イーサネットなどのローカ
ル・エリア・ネットワーク(LAN)と、非同期転送モ
ード(ATM)などの広域ネットワーク(WAN)が含
まれる。
ークの各コンピュータ・システムは、各ネットワーク・
インタフェースを「活動状態」かつ完全な動作可能に保
ちながら、電力保存モード、すなわち「休眠」状態への
移行を独立に開始できる。後で、各コンピュータ・シス
テムは、決定的事象または非同期事象によってトリガさ
れた時に、完全に動作可能な状態、すなわち「動作」状
態に独立に戻ることができる。その結果、コンピュータ
・システムの休眠状態がコンピュータ・ネットワークに
は分からないようになる。
よって内部で生じる事象であり、例えば、毎日のテープ
・バックアップなどハウスキーピング業務を行うために
内部タイマが深夜にコンピュータ・システムを覚醒させ
ることである。逆に、非同期事象の発生源は本質的に外
部にある。非同期事象の例としては、キーボード・コン
トローラからのキーボード割り込みを引き起こす入力/
出力(I/O)動作や、コンピュータ・システムのネッ
トワーク・インタフェース・コントローラに到着するデ
ータ・パケットの到着がある。
ムはパケット交換式であり、コンピュータ・システムの
相互接続はクロスバー交換機である。パッチ・スイッチ
およびそれに関連するパケット交換プロトコルについて
の詳細は、Sun Microsystems,Inc
に譲渡された、当方参照番号P731、「Packet
Switched Cache Coherent
Multiprocessor System」という
名称の相互参照した同時係属の特許出願を参照のこと。
システム・コントローラ(SC)は、パケットの流れを
各コンピュータ・システムの相互接続に向ける制御信号
を提供する。あるいは、SCが提供する制御機構を分散
式にする、すなわち、SCの機能を幾つかのプロセッサ
・モジュールの間に分散させることもできる。システム
・コントローラは、その1つまたは複数のモジュールの
電源が低下している時に覚醒状態を保つ。
ムは、そのプロセッサ・モジュールに対応する適切な状
態/セマフォ・ビットをセットする。カーネル状態情報
を含むプロセッサ・モジュールの重要なデータが安定な
記憶装置に記憶される。プロセッサ・モジュールのキャ
ッシュ・メモリがコンピュータ・システムの主記憶装置
に送られる。最後に、コンピュータ・システムのプロセ
ッサ・モジュールの電源が低下する。セマフォ・ビット
は、電源が低下している間に、プロセッサ・モジュール
がクリティカル・コードを実行している時、プロセッサ
・モジュールの電源上昇を禁止する。
は、決定事象または非同期事象によって覚醒され、SC
は、SCにリセット信号を電源が低下したモジュールへ
送らせる覚醒割込み要求を受信する。リセット信号を受
信すると、電源が低下しているモジュールが電源高シー
ケンスを実行する。次に、プロセッサ・モジュールは、
SCステータス・ビットをポーリングして、リセット信
号の原因を決定する。既に記憶されていた重要なデータ
は、リセット信号の原因が、システム規模の電源オン・
リセットではなく、コンピュータ・システムの覚醒割込
みである場合に回復される。最後に、状態/セマフォ・
ビットがクリアされて、コンピュータ・システムのプロ
セッサ・モジュールがこのとき、電源がオンであること
を示す。コンピュータ・システムは、このれによって上
記それぞれの事象の原因に対処できる。
は、各コンピュータ・システムが、実際に休眠している
間にも連続して覚醒しているように見え、実際には1つ
または複数のコンピュータ・システムが休眠状態にある
時に、コンピュータ・ネットワーク全体が連続して「活
動状態」にあるという幻覚をもたらすことができる。こ
の幻覚が可能になるのは、プロセッサ・モジュールと周
辺装置の電源が低下している間でも、各モジュールのシ
ステム・コントローラと相互接続とネットワーク・イン
タフェースが、完全に動作可能なままであるからであ
る。従って、各プロセッサ・モジュールの電源低下状態
は、コンピュータ・ネットワークの他のコンピュータ・
システムには分からない。
されたモジュールの電源を低下させることによって、コ
ンピュータ・システムが刺激に応答して休眠状態から瞬
時に覚醒できるので、コンピュータ・ネットワークの静
的遮断を必要とせずに、すなわち、コンピュータ・ネッ
トワークの全体的な性能と応答に影響を及ぼさずに、電
力の保存を実現できるので、有利である。
は、次に示す説明から明らかになろう。
らトリガされる事象。 決定事象: コンピュータ・システムによってトリガさ
れる事象、例えば、内部タイマの満了。 休眠状態: その1つまたは複数のモジュールの電源が
低下しているコンピュータ・システムの状態。 覚醒状態: その全てのモジュールの電源が高になって
いるコンピュータ・システムの状態。 覚醒シーケンス: 休眠状態から覚醒状態に移行するた
めに、コンピュータ・システムが実行するシーケンス。 電源高シーケンス: 電源低下状態から電源高状態に移
行するために、モジュールが実行するシーケンス。 電源低下シーケンス: 電源高状態から電源低下状態に
移行するために、モジュールが実行するシーケンス。 I/O_Wakeup_Enableビット: I/O
インタフェース・モジュールに結合されているI/Oバ
スからのDMA要求を禁止する、I/Oインタフェース
・モジュール中の制御ビット。このビットは、I/Oイ
ンタフェース・モジュールに、システム・コントローラ
のための割込み要求(Int_Req)を発行させる。
その後、システム・コントローラは、リセット信号を任
意の電源オフ・モジュールに送って、コンピュータ・シ
ステムを覚醒させる。 S_Sleep_EnterとS_Wakeup_En
ableセマフォ・ビット: システム・コントローラ
のS_Sleep_Enterセマフォ・ビットは、コ
ンピュータ・システムが休眠状態に入りつつあるとの指
示を与え、対応するS_Wakeup_Enableセ
マフォ・ビットがセットされるまで、プロセッサ・モジ
ュールの電源上昇を禁止する。S_Wakeup_En
ableセマフォ・ビットがセットされると、コンピュ
ータ・システムのプロセッサ・モジュールが電源低下シ
ーケンスを完了し、プロセッサ・モジュールの電源上昇
を開始しても安全であることを示す。 Wakeup_Resetビット: リセット信号の原
因が、システム規模の電源オン・リセットではなく、コ
ンピュータ・システムの覚醒であることを示すための、
システム・コントローラの状況ビット。
るように、種々の細部について説明する。これらの細部
には、コンピュータ・システムの「休眠」状態をコンピ
ュータ・ネットワークの残りの部分には分からないよう
にする、コンピュータ・ネットワーク用の効率的な能動
的電力管理方式を構築する際に設計者を支援する、機能
ブロックと例示的コンピュータ・ネットワークが含まれ
る。電力管理方式が具体的実施形態を用いて例示してあ
るが、本発明は多種多様なネットワーク構成と環境に適
用できる。他の例では、周知の回路、構造、プログラム
・コードは、必要以上に本発明を不明確にしないため
に、詳細には述べていない。したがって、本発明の原理
を示すために不可欠な要素でない、実施上の細部を与え
るために、同時係属出願の引例を含めてある。
ク図に示すように、この電力管理方式を実施するための
コンピュータ・ネットワーク100は、ローカル・エリ
ア・ネットワーク(LAN)192と複数のコンピュー
タ・システム110、120、...170を含んでい
る。LAN 192は、コンピュータ・システム11
0、120、...170間の高速データ・リンクを提
供する。当業者には周知のように、コンピュータ・シス
テムは、高速ローカル・バス、イーサネットなどのロー
カル・エリア・ネットワーク(LAN)、非同期転送モ
ード(ATM)などの広域ネットワーク(WAN)、お
よびそれぞれの組合せを含めた、多種多様なネットワー
キング・トポロジで互いに結合できる。この実施例で
は、コンピュータ・システム110、120、...1
70は類似のものであり、したがって以下に示すコンピ
ュータ・システム110の説明がコンピュータ・システ
ム120、...170にも適用できる。
システム110は、複数のモジュール111a、111
b、...111zと、相互接続(IC)112と、シ
ステム・コントローラ(SC)114と、主記憶装置1
15とを備えている。モジュール111a、111
b、...111zは相互接続112に個々に結合して
いる。主記憶装置115も相互接続112に結合してい
る。制御線が、システム・コントローラ114を、モジ
ュール111a、111b、...111zの各と相互
接続112、および主記憶装置115に結合している。
複数のモジュール111a、111b、...111z
には、1つまたは複数のプロセッサ・モジュール、およ
び1つまたは複数の入出力(I/O)インタフェース・
モジュールが含まれる。Sun Microsyste
ms,Incに譲渡された、当方参照番号P731、
「Packet Switched Cache Co
herent Multiprocessor Sys
tem」という名称の同時係属の特許出願に、この実施
例のコンピュータ・システム110の詳細な説明があ
る。この例では、モジュール111aがプロセッサ・モ
ジュールであり、モジュール111bがI/Oインタフ
ェース・モジュールであり、モジュール111zがグラ
フィック・インタフェース・モジュールである。モジュ
ール111bは、I/Oバス116とI/Oコントロー
ラ118aを介してLAN 192に結合している。
ム110はパケット交換式であり、相互接続112がデ
ータパス・クロスバーである。モジュール111a、1
11b、...111zの相互接続インタフェースによ
り、モジュールが、相互接続112を介してデータと制
御パケットを互いに交換することができる。コンピュー
タ・システム110はパケット交換式であり、すなわ
ち、回路交換データ回線を必要としないが、本発明の原
理は、他の非パケット交換システムにも適用できる。コ
ンピュータ・システム110によるキャッシュ管理とデ
ータ・パケット転送についての詳細は、Sun Mic
rosystems,Incに譲渡された、当方参照番
号P731、「Packet Switched Ca
che Coherent Multiprocess
or System」という名称の同時係属特許出願を
参照のこと。
例示的プロセッサ・モジュール111aを示す。プロセ
ッサ・モジュール111aは、相互接続インタフェース
111a2とオプションのローカル・キャッシュ・メモ
リ111a1とを搭載している。この実施形態では、コ
ンピュータ・ネットワーク100のプロセッサ・モジュ
ールが構造的に類似しているので、プロセッサ・モジュ
ール111aの動作の説明が、コンピュータ・システム
110、120、...170の他のプロセッサ・モジ
ュールにも同様に適用できる。
例示的にI/Oインタフェース・モジュール111bを
コンピュータ・システム110のI/Oコントローラ1
18a、118b、118c、118dに結合してい
る。I/Oコントローラ118a、118b、118
c、118dは、LAN 192、ハード・ディスク・
ドライブ194などのSCSIデバイス、キーボード1
96、および非覚醒タイマ198に対するインタフェー
スを提供している。I/Oバス116を実施するのに適
したシステム・バスには、SBバスとPCIバスが含ま
れる。コンピュータ・システム110は1個のI/Oイ
ンタフェース・モジュール111bを搭載するものとし
て説明してあるが、追加のI/O機能、例えば、ATM
接続、ISDN接続、およびPCMCIAカードを提供
するために、追加のI/Oインタフェース・モジュール
をコンピュータ・システム110に追加することもでき
る。
示的グラフィック・インタフェース・モジュール111
zを示す。モジュール111zは、グラフィック・コン
トローラ119を介してグラフィック表示装置195に
結合している。追加のグラフィック表示装置をサポート
するために追加のグラフィック・コントローラを追加す
ることもできる。グラフィック・コントローラ119は
複数のグラフィック表示装置を制御することもできる。
0の電力管理方式では、LAN 192の電源が高いと
きにコンピュータ・システム110、120、...1
70のプロセッサ・モジュールが他に分からずに休眠状
態に入ったり出たりすることができ、したがってコンピ
ュータ・ネットワーク100は、完全に覚醒可能な状態
を保ちながら、全消費電力を減少させることができる。
これが可能なのは、コンピュータ・ネットワーク100
が休眠状態に入る時、1つまたは複数のプロセッサ・モ
ジュールと選択された周辺装置は電源が低下するが、コ
ンピュータ・システム110、120、...170の
各のI/Oインタフェース・モジュールは電源高の状態
を保持するからである。その理由は、一般に、プロセッ
サ・モジュールがディスク・ドライブやディスプレイ・
モニタなどの周辺装置と共に最も電力を消費するからで
ある。
ルの電源は独立に低下するが、電源が低下しているモジ
ュールは、コンピュータ・システム110の単一のリセ
ット信号によって、電源が上昇する。他の実施形態で
は、個々のモジュールの電源を上昇させるために別々の
リセット信号が使用できる。
システム110は次に示す例示的条件の1つのもとで休
眠状態に入る。第1に、コンピュータ・システム110
は、非覚醒タイマ198からタイムアウト通知を受け取
るたびに休眠状態に入る。非覚醒タイマ198は、キー
ボード196の非覚醒状態やプロセッサ・モジュール1
11a上で実行しているユーザ・プロセスの非覚醒状態
など、種々の基準を使用できる。第2に、コンピュータ
・システム110は、特定の作業の完了時に休眠状態に
入ることができる。例えば、プロセッサ・モジュール1
11aは、定期的な記憶装置のバックアップなどのハウ
スキーピング業務やユーザによるチャージバック調整な
どの発生順作業の完了時に、コンピュータ・システム1
10が休眠状態に入るのを開始させることができる。第
3に、LAN 192を介してネットワーク・マネージ
ャーからコンピュータ・システム110に、休眠状態に
入るのを開始させるネットワーク・メッセージが届くこ
とがある。第4に、コンピュータ・システム110のユ
ーザが待機パワー・スイッチを押して、コンピュータ・
システム110が休眠状態に入るのを開始させることが
できる。第5に、コンピュータ・システム110の節電
/電源異常検出器は、コンピュータ・システム110の
主電源の緊急停電を検出すると、休眠状態に入るのを開
始させる。コンピュータ・ネットワーク100、特にコ
ンピュータ・システム110のトポロジにより、システ
ムの設計者とエンドユーザに、休眠状態に入るための異
なる条件を実施する際に、大きな柔軟性を有利に与えら
れるので、休眠状態に入るための他の条件も可能であ
る。
ータ・システム110が実行するステップを示す流れ図
を示す。最初に、プロセッサ・モジュール111aは、
I/Oインタフェース・モジュール111bのI/O_
Wakeup_Enableステータス・ビットをセッ
トする(ステップ210)。I/O_Wakeup_E
nableビットがセットされると、システム・バス3
90上の全ての直接メモリ・アクセス(DMA)調停が
禁止されて、休止する可能性のある主記憶装置115に
対するDMAを妨げる。したがって、DMAに対するど
んなバス調停要求も、プロセッサ・モジュール111a
の電源を上昇させる割込み要求(Int_Req)をト
リガすることになる。例えば、I/Oインタフェース・
モジュール111bからのDMA要求があると、プロセ
ッサ・モジュール111aの電源を上昇させてDMAを
処理するために、システム・コントローラ114に対す
るInt_Reqが発行される。その後、I/O_Wa
keup_Enableビットがクリアされるまで、シ
ステム・コントローラ114は、相互接続112を介し
てトラフィックを統制し、必要が生じたときにプロセッ
サ・モジュール111aの電源を上昇させる責任を負
う。
_Sleep_Enterセマフォ・ビットがセットさ
れる(ステップ220)。S_Sleep_Enter
ビットをセットすると、電源上昇リセット信号がプロセ
ッサ・モジュール111aに到着しなくてもプロセッサ
・モジュール111aが電源低下シーケンスのクリティ
カル部分を実行できることが保証される。S_Slee
p_Enterビットは、プロセッサ・モジュール11
1aが電源低下の最中であることを示すインジケータ
を、システム・コントローラ114に与え、システム・
コントローラ114の第2のセマフォ・ビットであるS
_Wakeup_Enableビットがプロセッサ・モ
ジュール111aによってセットされて、モジュール1
11aがその電源低下シーケンスを完了し、電源を上昇
できることを示すまで、プロセッサ・モジュール111
aの電源を上昇させるどんな試みも禁止する。休眠セマ
フォを実施するための構成レジスタの説明と、割込み禁
止およびデータ・パケットの説明については、Sun
Microsystems,Incに譲渡された、当方
参照番号P731、「Packet Switched
Cache Coherent Multiproc
essor System」という名称の同時係属特許
出願を参照のこと。
い。例えば、図6に示すように、コンピュータ・システ
ム120の別の実施例では、各モジュールが分散システ
ム・コントローラと分散記憶装置に結合している。例え
ば、モジュール121aは分散システム・コントローラ
124aと分散記憶装置125aに結合している。した
がって、モジュール121a...121zのプロセッ
サ・モジュールは、別々のセマフォ・ビット対、すなわ
ち、各プロセッサ・モジュールごとに提供されるS_S
leep_EnterビットおよびS_Wakeup_
Enableビットによって、個々に電源を低下させる
ことができる。
状態データが、安定した記憶装置、例えば、不揮発性記
憶装置に記憶される(ステップ230)。ローカル・キ
ャッシュ・メモリ111a1の内容が、主記憶装置11
5に送られる(ステップ240)。任意選択で、主記憶
装置115のDRAMの電源オフがサポートされる場
合、主記憶装置115の内容を、ハード・ドライブ19
4にコピーすることができる(ステップ245)。
ジュール、プロセッサ・モジュール111aが、コンピ
ュータ・システム110の共有資源、例えば、ディスク
・ドライブ194やグラフィック表示装置195などの
周辺装置の電源低下を開始する責任を負っている(ステ
ップ250)。例えば、グラフィック・コントローラ1
19は、垂直/水平同期信号を休止し、表示装置195
に対するビデオ信号をブランクにすることができる。あ
るいは、表示装置195の電源を低下させることもでき
る。
_Wakeup_Enableビットがセットされる
(ステップ260)。S_Wakeup_Enable
ビットがセットされると、プロセッサ111aがその電
源オフ・シーケンスを終了したことを示すインジケータ
が提供される。システム・コントローラ114は、この
とき、プロセッサ・モジュール111aの電源を上昇さ
せるためのリセット信号を生成することができる。
サ・モジュール111aによって実行されて、コンピュ
ータ・システム110が休眠状態に入るのが完了する
(ステップ270)。プロセッサ・モジュール、例え
ば、プロセッサ・モジュール111aの電源が低下する
と、プロセッサ・モジュール111aの内部クロック
が、基礎となる半導体技術と整合する形で非覚醒状態に
なる。例えば、CMOS技術では、内部プロセッサ・ク
ロックを停止して、電力消費量を最小限にできて有利で
ある。この実施形態では、プロセッサ・モジュール11
1aの電源が低下すると、コンピュータ・システム11
0の主システム・クロックは覚醒し続けるが、プロセッ
サ・モジュール111aの内部プロセッサ・クロックは
プロセッサ・モジュール111aによって内部で抑制さ
れる。
・システム110が休眠状態にある時に、コンピュータ
・システム110は、他のコンピュータ・システム12
0、...170にとって覚醒しているように見える。
この幻覚が可能となるのは、システム・コントローラ1
14と相互接続112とI/Oインタフェース・モジュ
ール111bが電源高の状態を保っているからである。
電源高の状態を保つことによって、I/Oインタフェー
ス・モジュール111bがデータ・パケットをLAN
192から連続して受信できる状態になる。従って、デ
ータ・パケットがLAN 192からI/Oコントロー
ラ118aに到着すると、I/Oインタフェース・モジ
ュール111bが、システム・コントローラ114のた
めにInt_Reqを生成して、コンピュータ・システ
ム110を覚醒状態に入らせる。
ネットワーク・レベルで廃棄される、すなわち、システ
ム・コントローラ114によって無視されることがあ
る。一部のネットワーク・レベル・パケットは失われる
かも知れないが、TCPのような堅固な高レベルのプロ
トコルは、ネットワーク接続を失わずに、このような消
失から回復することができ、そのためコンピュータ・ネ
ットワーク100上で実行しているユーザ・アプリケー
ションによって伝送されたデータ・パケットの終端間の
完全性が維持される。本発明のこの有利な形態は、実際
には休眠状態にあるのに「覚醒している」ように見える
幻覚をコンピュータ・システム110、120、...
170に与える。他の実施形態では、着信したデータ・
パケットは、データ・パケットの同期の宛先、例えば、
プロセッサ・モジュール111aの電源が上昇するま
で、I/Oインタフェース・モジュール111bでバッ
ファされる。
ータ・システム110が休眠状態にある時、コンピュー
タ・システム110は、事象と呼ばれる所定の条件のも
とで覚醒できる。事象には2つのクラス、すなわち、決
定事象と非同期事象がある。決定事象と非同期事象に関
する次の定義は、コンピュータ・システム110の異な
る事象に応答した休眠状態から覚醒状態への移行が類似
しているので、種々の事象をよりよく例示するために示
したものであることに留意されたい。
0によって内部でトリガされる事象である。決定事象の
例は、コンピュータ・システム110がハード・ディス
クの内容を毎日磁気テープにバック・アップするなどの
ハウスキーピング業務を実行する必要がある時、内部タ
イマが、例えば、深夜に満了する時である。このような
事象は、コンピュータ・システム110が、事象の始動
源であり、ハウスキーピング業務の開始と終了を制御す
るので決定事象である。同様に、プロセッサ・モジュー
ル111aがデータ構造の「書込み可能な」オーナであ
り、そのデータ構造の最新のコピーがプロセッサ・モジ
ュール111aのローカル・キャッシュ111a1に記
憶され、コンピュータ・システム110の第2のプロセ
ッサ・モジュールがそのデータ構造を読み取って重ね書
きする必要がある時に、第2のプロセッサ・モジュール
によって開始されるデータ構造の読取りも、コンピュー
タ・システム110に対して決定事象である。
テム110の外部の発生源によってトリガされる事象で
ある。非同期事象の一例は、コンピュータ・システム1
10のプロセッサ・モジュールを宛先とするネットワー
ク・パケットの、ネットワーク・コントローラ118a
への到着である。非同期事象の別の例は、ユーザがキー
ボード196のキーを押し下げる、またはコンピュータ
・システム110の待機ボタンを押し下げることであ
る。
定事象の処理を示す流れ図である。図10は、休眠状態
から覚醒状態に移行するために、コンピュータ・システ
ム110が実行する覚醒シーケンスを示す流れ図であ
る。図1は、コンピュータ・システム110を覚醒させ
るためのリセット信号の対を示すコンピュータ・システ
ム110の実施形態を示す。リセット信号は、電源高で
あるモジュール、例えばI/Oインタフェース・モジュ
ール111bの状態を保ちながら、モジュール111
a、111c、...111zのうちで電源が低下した
任意のモジュールの電源を上昇させる。システム・コン
トローラ114が使用する2つのリセット信号は、UP
A_Reset信号とUPA_Arb_Reset信号
であり、UPA_Arb_Reset信号は、電源が低
下していないモジュール、例えばI/Oインタフェース
・モジュール111bに送られ、UPA_Reset信
号は、電源が低下しているモジュール、例えばプロセッ
サ・モジュール111aとグラフィック・モジュール1
11zに送られる。選択されたプロセッサ・モジュール
だけが電源低下状態にある他の実施形態では、UPA_
Arb_Reset信号は、電源高の状態を保っている
プロセッサ・モジュールに送られる。
ステム110が非同期事象、例えば、電源が低下してい
るプロセッサ・モジュール111a用のI/Oバス11
6にネットワーク・パケットが到着したことを検出する
と(ステップ310)、I/Oバス116は、その非同
期事象から生じた任意のDMA要求をドロップする(ス
テップ320)。対応する割込み要求(Int_Re
q)が、システム・コントローラ(SC)114用のI
/Oインタフェース・モジュール111bによって生成
される(ステップ325)。システム・コントローラ1
14は、I/Oインタフェース・モジュール111bか
らのInt_ReqをNACK(否定応答)する(ステ
ップ330)。システム・コントローラ114は、次
に、Wakeup_Resetビットをセットし、また
Reset_Callビットをアサートして、コンピュ
ータ・システム110の覚醒シーケンスを開始する(ス
テップ340)。その間、I/Oインタフェース・モジ
ュール111bは、Int_ReqをSC114に再び
送り続ける(ステップ350)。SC 114は、コン
ピュータ・システム110が覚醒シーケンスを完了する
まで(ステップ360)、再びNACKして応答する
(ステップ370)。この実施形態では、I/O_Wa
keup_Enableビットがクリアされて、コンピ
ュータ・システム110のプロセッサ・モジュールが今
や電源高の状態にある、例えば、プロセッサ・モジュー
ル111aが今や電源高の状態であり、Int_Req
の原因を処理できることを示している。リセット信号と
ACK/NACKプロトコルについての詳細な説明は、
Sun Microsystems,Incに譲渡され
た、当方参照番号P731、「Packet Swit
ched Cache Coherent Multi
processor System」という名称の同時
係属特許出願を参照のこと。
コントローラ114は、ACKをI/Oインタフェース
・モジュール111bに送り、対応する割込みパケット
をプロセッサ・モジュール111aに送る(ステップ3
80)。プロセッサ・モジュール111aは、このとき
電源が高になっており、SC 114からの割込みパケ
ットを処理することができる(ステップ390)。コン
ピュータ・システム110はこのとき覚醒状態である。
ム110が決定事象、例えば、タイマの満了を検出する
と、システム・コントローラ114に対するInt_R
eqが生成される(ステップ322)。システム・コン
トローラ114は、Int_ReqをNACKする(ス
テップ332)。次に、システム・コントローラ114
は、Wakeup_Resetビットをセットし、また
Reset_Callビットをアサートして、コンピュ
ータ・システム110の覚醒シーケンスを開始する(ス
テップ340)。覚醒シーケンスが完了すると(ステッ
プ360)、システム・コントローラは、対応する割込
みパケットをプロセッサ・モジュール111aに送る
(ステップ382)。プロセッサ・モジュール111a
は、電源が高になっており、割込みパケットを処理する
ことができる、例えば、タイマの満了に対処ことができ
る(ステップ392)。コンピュータ・システム110
はこのとき覚醒状態である。
ステム110の覚醒シーケンスを更に詳細に説明する。
この実施例では、リセット信号が下記の方式でプロセッ
サ・モジュール111aに送られる。最初に、システム
・コントローラ114が、システム・バス490のマス
タになりたいとの要求をアリートする。システム・コン
トローラ114にシステム・バス490が許可される
と、SC 114は、電源がオンのモジュール用のUP
A_Arb_Reset信号、および電源がオフのモジ
ュール用、例えば、I/Oインタフェース・モジュール
111bとプロセッサ・モジュール111a用のUPA
_Reset信号をアサートする(ステップ341)。
UPA_Arb_Reset信号により、電源高のモジ
ュールはその内部調停状態を同期させる、すなわち、そ
の全ての内部状態を完全にクリアせずに、調停状態を選
択的にクリアすることができる。システム・コントロー
ラ114は、UPA_Reset信号と同じ期間、UP
A_Arb_Reset信号をローに保持する。UPA
_Arb_Reset信号のアサートを解除する前に、
SC 114は、そのシステム・バス490に対する要
求のアサートを解除し、それ自体の内部調停状態をリセ
ットして、プロセッサ・モジュール111aと111c
のそれぞれのステータス・ビットを更新することに留意
されたい。
電源上昇ブート・シーケンスを実行する(ステップ34
2)。ブート・シーケンス・コードは、ブートPROM
など適切な不揮発性記憶装置内にある。
keup_Resetビットが、リセット信号の原因を
決定するためにポーリングされる(ステップ343)。
コンピュータ・システム110の電源が低下しているモ
ジュール、例えば、プロセッサ・モジュール111aに
UPA_Reset信号が与えられている時に、モジュ
ール111aは、リセット信号の出所または原因につい
て知らない、すなわち、UPA_Reset信号が覚醒
シーケンスによって生じたのか、それともコンピュータ
・システム110のシステム規模の電源上昇シーケンス
によって生じたのか知らない。したがって、Wakeu
p_Resetビットがセットされていない場合に、コ
ンピュータ・システム110はシステム規模の電源上昇
シーケンスを実行する(ステップ345)。逆に、Wa
keup_Resetビットがセットされている場合
は、コンピュータ・システム110は覚醒シーケンスの
実行を続行する。
醒にあると決定されると、周辺装置など、電源が低下し
ている任意の共有資源の電力が回復される(ステップ3
46)。重要なデータが安定した記憶装置から回復され
る(ステップ347)。最後に、システム・コントロー
ラ114のS_Sleep_Enableビット、S_
Wakeup_Enableビット、およびWakeu
p_Resetビットがクリアされ(ステップ34
8)、それと共にI/Oインタフェース・モジュール1
11bのI/O_Wakeup_Enable制御ビッ
トもクリアされ(ステップ349)、コンピュータ・シ
ステム110がその覚醒シーケンスを完了したことを示
す。制御ビットとセマフォ・ビットのクリアの順序は、
プロセッサ・モジュール111aが電源上昇リセット
と、システム規模の電源上昇リセットとを区別するため
に重要である。コンピュータ・システム110はこのと
き覚醒状態にあり、プロセッサ・モジュール111aは
事象の原因を処理できる状態にある。
施形態では、追加の状態、例えば、「保留」状態や「待
機」状態が提供される。保留状態は、休眠レベルよりも
準備終了レベルが低い。保留状態では、コンピュータ・
システム110はネットワークから使用可能ではない、
すなわち、コンピュータ・ネットワーク100の残りの
部分にとって休眠しているように見える。コンピュータ
・システム110の主電源は低電力の「待機」モードに
ある。バックアップ・バッテリが、コンピュータ・シス
テム110を覚醒させるために、警報タイマに電力を与
える。警報タイマの満了時に、主電源は再び作動可能に
なり、コンピュータ・システム110を覚醒させる。更
に、キーボード196の「パワー」キーまたはメイン・
オン/オフ・パワー・スイッチを押し下げると、コンピ
ュータ・システム110が再始動する。保留状態は、
「ネットワークが活動状態」にある、すなわち、常に覚
醒状態に見えることを必要としないコンピュータ・シス
テムにとって効果的である。
は、休眠状態と覚醒状態との間の準備レベルを有する。
待機状態では、全てのプロセッサ・モジュールは、覚醒
状態を保ち、非活動状態の周辺装置、例えば、ディスク
・ドライブや表示装置がオフになり、または低電力モー
ドに入る。
ならびに追加が可能である。例えば、各コンピュータ・
システム内部のプロセッサ・モジュールの総数を増減す
ることできる。さらに、各コンピュータ・システムのシ
ステム・コントローラによって提供される制御機能を各
コンピュータ・システムのモジュールの間で分散でき
る。プロセッサ・モジュールの他のコンピュータ・ネッ
トワーク構成および混成も可能である。例えば、マルチ
モジュール・コンピュータ・システムのクラスタは、高
速バスを含めた種々の手段を用いて互いに結合できる。
一部のプロセッサ・モジュールが連続して電源高状態を
保ち、磁気テープ・ドライブやレーザ・ディスク・ドラ
イブなどの受動装置だけを制御する一部のI/Oインタ
フェース・モジュールの電源を低下させることも可能で
ある。従って、本発明の範囲は頭記の特許請求の範囲か
ら決定されるものである。
いに結合した複数のコンピュータ・システムを含むコン
ピュータ・ネットワークを示すブロック図である。
ステムの1つを示す図である。
ステムの、例示的プロセッサ・モジュールを示す図であ
る。
ステムの、例示的I/Oインタフェース・モジュールを
示す図である。
テムの、例示的グラフィック・モジュールを示す図であ
る。
ステムの別の1つを示す図である。
状態への移行を示す流れ図である。
醒状態への移行を示す流れ図である。
を保ちながら、プロセッサ・モジュールの電源をオンに
するためのリセット信号を示す、4モジュール・コンピ
ュータ・システムのブロック図である。
N)
Claims (12)
- 【請求項1】 複数のコンピュータ・システムとネット
ワーク接続手段を備え、前記各コンピュータ・システム
がプロセッサ・モジュールと入力/出力(I/O)イン
タフェース・モジュールと主記憶装置を具備し、その各
I/Oインタフェース・モジュールが前記ネットワーク
接続手段に結合されているコンピュータ・ネットワーク
の電力を管理する方法において、 第1のコンピュータ・システムの覚醒状態から休眠状態
への移行に対応して、前記第1のプロセッサ・モジュー
ルの電源低下を指示するために、前記第1のコンピュー
タ・システムの前記第1のプロセッサ・モジュールに対
応するインジケータをセットするステップと、 前記第1のプロセッサ・モジュールの状態情報を含むデ
ータを、前記第1のコンピュータ・システムの前記第1
の主記憶装置に記憶するステップと、 前記第1のコンピュータ・システムの前記第1のI/O
インタフェース・モジュールを電源高の状態に保ちなが
ら、前記第1のプロセッサ・モジュールの電源を低下さ
せ、それによって前記コンピュータ・ネットワークの電
力消費量を減少させるステップとを含む方法。 - 【請求項2】 事象を検出するステップと、 リセット信号を前記第1のプロセッサ・モジュールに送
るステップと、 前記第1のプロセッサ・モジュールの電源を上昇させる
ステップとを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記第1のI/Oインタフェース・モジ
ュールの調停状態を選択的にリセットする調停リセット
信号を前記第1のI/Oインタフェース・モジュールに
送るステップを更に含む請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 複数のコンピュータ・システムとネット
ワーク接続手段を備え、前記各コンピュータ・システム
がプロセッサ・モジュールと入力/出力(I/O)イン
タフェース・モジュールと主記憶装置を具備し、前記各
I/Oインタフェース・モジュールが前記ネットワーク
接続手段に結合しているコンピュータ・ネットワークの
電力を管理する方法において、 前記第1のコンピュータ・システムの前記第1のプロセ
ッサ・モジュールの電源が低下していても、前記第1の
コンピュータ・システムの第1のI/Oインタフェース
・モジュールが電源高の状態を保つ休眠状態に前記第1
のコンピュータ・システムを入らせるステップと、 事象を検出するステップと、 リセット信号を前記第1のプロセッサ・モジュールに送
るステップと、 前記第1のプロセッサ・モジュールの電源を上昇させる
ステップと、 ブート・シーケンスを前記第1のプロセッサ・モジュー
ルによって実行するステップと、 前記第1の主記憶装置から前記第1のプロセッサ・モジ
ュールの状態情報を含むデータを復元するステップとを
含む方法。 - 【請求項5】 コンピュータ・ネットワークとともに使
用され、プロセッサ・モジュールと入力/出力(I/
O)インタフェース・モジュールと主記憶装置を具備
し、そのI/Oインタフェース・モジュールが前記コン
ピュータ・ネットワークに結合しているコンピュータ・
システムの電力を管理する方法において、前記コンピュ
ータ・システムの覚醒状態から休眠状態への移行に対応
して、前記プロセッサ・モジュールの電源低下を指示す
るために、前記プロセッサ・モジュールに対応するイン
ジケータをセットするステップと、 前記プロセッサ・モジュールの状態情報を含むデータを
前記主記憶装置に記憶するステップと、 前記I/Oインタフェース・モジュールを電源高の状態
に保ちながら、前記プロセッサ・モジュールの電源を低
下させ、それによって前記コンピュータ・システムの電
力消費量を減少させるステップとを含む方法。 - 【請求項6】 事象を前記I/Oインタフェース・モジ
ュールによって検出するステップと、 リセット信号を前記プロセッサ・モジュールに送るステ
ップと、 前記プロセッサ・モジュールの電源を上昇させるステッ
プとを含む請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記第1のI/Oインタフェース・モジ
ュールの調停状態を選択的にリセットする調停リセット
信号を前記第1のI/Oインタフェース・モジュールに
送るステップを更に含む請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 コンピュータ・ネットワークとともに使
用され、プロセッサ・モジュールと入力/出力(I/
O)インタフェース・モジュールと主記憶装置を具備
し、そのI/Oインタフェース・モジュールが前記コン
ピュータ・ネットワークに結合しているコンピュータ・
システムの電力を管理する方法において、 前記プロセッサ・モジュールの電源が低下していても、
前記I/Oインタフェース・モジュールが電源高の状態
を保つ休眠状態に、前記コンピュータ・システムを入ら
せるステップと、 事象を検出するステップと、 リセット信号を前記プロセッサ・モジュールに送るステ
ップと、 前記プロセッサ・モジュールの電源を上昇させるステッ
プと、 ブート・シーケンスを前記プロセッサ・モジュールによ
って実行するステップと、 前記主記憶装置から前記プロセッサ・モジュールの状態
情報を含むデータを復元するステップとを含む方法。 - 【請求項9】 前記I/Oインタフェース・モジュール
の調停状態を選択的にリセットする調停リセット信号を
前記第1のI/Oインタフェース・モジュールに送るス
テップを更に含む請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 複数のコンピュータ・システムとネッ
トワーク接続手段を有するコンピュータ・ネットワーク
のコンピュータ・システムにおいて、 プロセッサ・モジュールと、 前記ネットワーク接続手段に結合され、ネットワーク・
パケットを受信する入力/出力(I/O)インタフェー
ス・モジュールと、 前記プロセッサ・モジュールの状態情報を含むデータを
記憶する主記憶装置と、 前記コンピュータ・システムの覚醒状態から休眠状態へ
の移行に対応して、前記プロセッサ・モジュールの電源
低下を指示する前記プロセッサ・モジュールに対応する
インジケータとを備えており、 前記I/Oインタフェース・モジュールを電源高の状態
にして、前記プロセッサ・モジュールの前記電源を低下
させ、それによって前記コンピュータ・ネットワークの
電力消費量を減少させるコンピュータ・システム。 - 【請求項11】 プロセッサ・モジュールと、 ネットワーク接続手段に結合された、ネットワーク・パ
ケットを受信する入力/出力(I/O)インタフェース
・モジュールと、 前記プロセッサ・モジュールの状態情報を含むデータを
記憶する主記憶装置と、 前記コンピュータ・システムの覚醒状態から休眠状態へ
の移行に対応して、前記プロセッサ・モジュールの電源
低下を指示する前記プロセッサ・モジュールに対応する
インジケータとを備え、 前記I/Oインタフェース・モジュールが電源高の状態
にして、前記プロセッサ・モジュールの前記電源を低下
させ、それによって前記コンピュータ・システムの電力
消費量を減少させるコンピュータ・システム。 - 【請求項12】 プロセッサ・モジュールと、ネットワ
ーク接続手段に結合した入力/出力(I/O)モジュー
ルとを具備するコンピュータ・システムに使用されるイ
ンジケータであって、前記プロセッサ・モジュールの電
源低下を指示する前記インジケータが、前記コンピュー
タ・システムの覚醒状態から休眠状態への移行に対応し
ており、前記コンピュータ・システムが休眠状態にある
時に、前記I/Oインタフェース・モジュールは、電源
高の状態にとどまり、それによって前記コンピュータ・
システムの電力消費量を減少させるインジケータ。
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