JPWO2015015756A1 - 不揮発性メモリ搭載サーバの省電力制御システム、制御装置、制御方法および制御プログラム - Google Patents

不揮発性メモリ搭載サーバの省電力制御システム、制御装置、制御方法および制御プログラム Download PDF

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Abstract

不揮発性メモリを有するサーバの省電力効果の高いノーマリーオフコンピューティングのために、本省電力制御システムは、CPUコアを複数有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスとを有し、オペレーティングシステムは、プロセスの特性を収集するプロセス特性収集部と、プロセスの特性に基づいてプロセスに対するCPUコアの割り当てを決定するコア割当決定部と、CPUコアの割り当てに基づいてプロセスを実行するプロセススケジューラとを有する。さらに、プロセスの実行に基づいて、CPUコアやメモリの電源のOFF/ONを行うことで、OFF/ONの頻度を下げOFFの時間を長くする。

Description

本発明は、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高める技術に関する。
近年、ユニバーサルメモリ、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)ワークメモリとNANDストレージメモリとを統合した不揮発性メモリの実用化が広がりつつある。これにより、ノーマリーオフコンピューティングと呼ばれる省電力なコンピュータの実用化研究が始まっている。ノーマリーオフコンピューティングでは、ストレージ上のファイルをメモリに展開せずに不揮発性メモリ上でそのまま実行可能とすることで、システムとしては動作中であっても真に動作すべき構成要素以外の電源を積極的に遮断する。
これらの研究では、CPU(Central Processing Unit、中央演算処理装置)やメモリの電源OFFの時間帯をできるだけ長くすることにより、省電力効果を増大させることを目標としている。現在研究が進められている技術では、主にハードウェア層、OS(Operating System)層の技術が中心となっている。
例えば、非特許文献1では、システムとしては動作中であっても、真に動作すべき構成要素以外の電源を積極的に遮断するノーマリーオフを実現するコンピューティング技術が記載されている。
特開2010−160565号公報 特開2010−277171号公報 特開2012−256263号公報 特開2012−212257号公報 特表2005−531860号公報
「コンピュータが消費する電力を1/10にすることを目指すノーマリーオフ技術」 http://news.mynavi.jp/articles/2013/05/08/noff/index.html
非特許文献1によれば、CPU回路やメモリの電源OFF/ONによる消費電力量の増加と、電源OFF期間中のリーク電流の削減による節電量とが相殺する関係にある。そのため、省電力効果を高めるには、できるだけ電源OFF/ONの頻度を下げ、連続的な電源OFFの時間を長くする必要がある。しかしながら、ハードウェア層とOS層の工夫による電力制御を行うだけでは、連続的な電源OFFの時間を長くすることには限界があった。
また、特許文献1には、ノーマリーオフコンピューティングではないが、マルチコアプロセッサシステムにおいて無駄な電力消費を削減する技術が開示されている。これは、アイドル状態となるプロセッサが存在することを検知した場合に、該当するプロセッサへの電源供給をオフさせるスケジューラを備えたタスクスケジューリング装置である。しかしながら、当該タスクスケジューリング装置は、各タスクの仕事量をタスクの処理前に計測する。更に、計測された仕事量に基づいて複数のプロセッサの使用率を予測する。このため、これらのプロセスを行う煩雑さを有し、瞬時の電源OFF/ONを求められるノーマリーオフコンピューティングには適さなかった。
また、関連する技術として特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5が開示されている。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することにある。
本発明の省電力制御システムは、複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有し、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの特性を収集するプロセス特性収集部と、前記プロセスの特性に基づいて前記プロセスに対する前記CPUコアの割り当てを決定するコア割当決定部と、前記割り当てに基づいてプロセスの実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記プロセスの実行に基づいて、前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う。
本発明の省電力制御装置は、複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステム部と、前記オペレーティングシステム部によって稼動する一つ以上のプロセス部と、を有し、前記オペレーティングシステム部は、前記プロセス部の特性を収集するプロセス特性収集部と、前記プロセス部の特性に基づいて前記プロセス部に対する前記CPUコアの割り当てを決定するコア割当決定部と、前記割り当てに基づいてプロセス部の実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記プロセス部の実行に基づいて、前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う。
本発明の省電力制御方法は、複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御方法において、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの特性を収集し、前記プロセスの特性に基づいて前記プロセスに対する前記CPUコアの割り当てを決定し、前記割り当てに基づいて前記プロセスの実行をし、前記プロセスの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONをする。
本発明の省電力制御プログラムは、複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御プログラムにおいて、前記オペレーティングシステムに、前記プロセスの特性を収集する処理と、前記プロセスの特性に基づいて前記プロセスに対する前記CPUコアの割り当てを決定する処理と、前記割り当てに基づいて前記プロセスの実行をする処理と、前記プロセスの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う処理と、を実行させる。
本発明の省電力制御システムは、複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有し、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの負荷特性あるいは前記プロセスの割込み特性を収集するプロセス特性収集部と、前記負荷特性あるいは前記割込み特性に基づいて前記プロセスへの割込みの集約をする割込み集約部と、前記割込みの集約に基づいて割込みの実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記割込みの実行に基づいて、前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う。
本発明の省電力制御装置は、複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステム部と、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセス部と、を有し、前記オペレーティングシステム部は、前記プロセス部の負荷特性あるいは前記プロセス部の割込み特性を収集するプロセス特性収集部と、前記負荷特性あるいは前記割込み特性に基づいて前記プロセス部への割込みの集約をする割込み集約部と、前記割込みの集約に基づいて割込みの実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記割込みの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う。
本発明の省電力制御方法は、複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御方法において、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの負荷特性あるいは前記プロセスの割込み特性を収集し、前記負荷特性あるいは前記割込み特性に基づいて前記プロセスへの割込みの集約をし、前記割込みの集約に基づいて割込みの実行をし、前記割込みの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONをする。
本発明の省電力制御プログラムは、複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御プログラムにおいて、前記オペレーティングシステムに、前記プロセスの負荷特性あるいは前記プロセスの割込み特性を収集する処理と、前記負荷特性あるいは前記割込み特性に基づいて前記プロセスへの割込みの集約をする処理と、前記割込みの集約に基づいて割込みの実行をする処理と、前記割込みの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う処理と、を実行させる。
本発明の省電力制御システムは、CPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有し、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスをスケジューリングするプロセススケジューラと、前記スケジューリングに基づいて前記メモリの電源のON/OFFを行うメモリ電源制御部とを有する。
本発明の省電力制御装置は、CPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステム部と、前記オペレーティングシステム部により稼動する一つ以上のプロセス部と、を有し、前記オペレーティングシステム部は、前記プロセス部をスケジューリングするプロセススケジューラと、前記スケジューリングに基づいて前記メモリの電源のON/OFFを行うメモリ電源制御部とを有する。
本発明の省電力制御方法は、CPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御方法において、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスをスケジューリングし、前記スケジューリングに基づいて前記メモリの電源のON/OFFをする。
本発明の省電力制御プログラムは、CPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御プログラムにおいて、前記オペレーティングシステムに、前記プロセスをスケジューリングする処理と、前記スケジューリングに基づいて前記メモリの電源のON/OFFを行う処理と、を実行させる。
本発明によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
本発明の第1の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第2、第4、第6、第8の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第2、第4、第6、第8の実施形態の省電力制御システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第3、第5、第7、第9の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第3、第5、第7、第9の実施形態の省電力制御システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第10、第12の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第10、第12の実施形態の省電力制御システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第11、第13の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第11、第13の実施形態の省電力制御システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第14の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第14の実施形態の省電力制御システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第15の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第15の実施形態の省電力制御システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第16、第18の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第16の実施形態の省電力制御システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第17、第19の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第17の実施形態の省電力制御システムの動作を示すフローチャートである。
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の不揮発性メモリ搭載サーバの省電力制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の省電力制御システムは、複数のCPUコア18を有するCPU11とメモリ19とを有する物理マシン1と、物理マシン1で稼動するオペレーティングシステム14と、オペレーティングシステム14で稼動する一つ以上のプロセス150とを有する。オペレーティングシステム14は、プロセス150の特性を収集するプロセス特性収集部141を有する。さらに、プロセス150の特性に基づいてプロセス150に対するCPUコア18の割り当てを決定するコア割当決定部142と、割り当てに基づいてプロセス150の実行をするプロセススケジューラ143とを有する。さらに、プロセス150の実行に基づいて、CPUコア18あるいはメモリ19の電源のOFF/ONを行う。
本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態の不揮発性メモリ搭載サーバの省電力制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の省電力制御システムは、物理マシン1を有する。物理マシン1は、複数個のCPUコア18(図2ではk個、kは2以上の正整数)を有するCPU11、I/Oデバイス12(Input/Outputデバイス)、一個以上のメモリ19(図2ではm個、mは正整数)を有するメモリ部13を有する。また、物理マシン1は、CPU11、I/Oデバイス12、メモリ部13の上で動作するOS14(Operating System)を有する。OS14は、プロセス特性収集部141、コア割当決定部142、プロセススケジューラ143を有する。さらに、OS14の上では、アプリケーションとしてのプロセス151〜15n(nは正整数)が稼働する。
CPU11は、複数のCPUコア18を有し、通常のCPUの処理に加えて、パワーゲーティングと呼ばれるCPUの回路の一部の電源を任意のタイミングで遮断することが可能な機能を持つ。本実施形態では、CPUコア18単位の電源遮断/回復制御が可能である。
I/Oデバイス12は、ネットワークなどの各種デバイスとのデータのやり取りを行うためのインタフェースを備えている。
メモリ部13は、個々のCPUコア18の動作に対応して動作が可能なメモリ19を有する。メモリ19は不揮発性メモリとすることができ、使用されていないメモリ19の電源を遮断することができる。その場合、記憶していたデータは消えることなく、電源回復後にデータを読み出すことができる。
メモリ部13はまた、一つ以上のメモリ領域を有するメモリであってもよい。この場合、メモリ領域は前記のメモリ19に対応する。
不揮発性メモリとしては、ReRAM(Resistive RAM)、MRAM(Magnetoresistive RAM)、STT−MRAM(Spin Transfer Torque−MRAM)、PRAM(Phase change RAM)、FeRAM(Ferroelectric RAM)を使用することができる。また、不揮発性を持つメモリであれば、これらに限定されるものではない。
OS14は、プロセス特性収集部141、コア割当決定部142、プロセススケジューラ143を有しており、CPU11のCPUコア18とメモリ部13のメモリ19の電源遮断による省電力効果を高めるためのプロセス実行制御を行う。
プロセス特性収集部141は、プロセス151〜15nの負荷特性、例えば、CPU使用率、キャッシュヒット率、コンテキストスイッチの頻度などや、リソースの利用特性、例えば、ネットワーク入出力量などの情報を収集する。
コア割当決定部142は、プロセス特性収集部141が収集したプロセス151〜15nの負荷特性やリソースの利用特性から、どのプロセスをどのCPUコア18で実行すべきかの割り当てを決定する。コア割当決定部142は、各プロセスの負荷の高さやリソースの利用頻度の高さを監視し、それらの低いもの同士を集めて、同じCPUコア18に割り当てる。同様に、負荷やリソース利用頻度の高いプロセス同士を同じCPUコア18に集めて割り当てる。この場合、CPUコア18の処理能力の劣化を避けるために、CPUコア18やリソースの上限を超えない範囲で集めて割り当てるものとする。このようにして、負荷の低いプロセスを集めたCPUコア18では、CPUのパワーゲーティングにおける休止時間を長くすることが可能となる。
プロセススケジューラ143は、コア割当決定部142の決定に従って、プロセスの実行をスケジューリングする。
図3は、図2に示した本実施形態の省電力制御システムの省電力制御方法の手順を示すフローチャートである。
プロセス特性収集部141は、物理マシン1上で稼働するプロセス151〜15nの負荷特性やリソースの利用特性を収集する(ステップA1)。
次に、コア割当決定部142は、プロセス特性収集部141が収集したプロセス特性から、どのプロセスをどのCPUコア18で実行すべきかの割り当てを決定する(ステップA2)。
ここでは、各プロセスのCPU使用率を基準として、CPU使用率が高いプロセスから順に、CPU使用率の上限値を超えない範囲で、CPUコア18に割り当てていく。このために、例えば、ビンパッキング問題におけるベストフィットアルゴリズムなどを用いることができるが、特定のアルゴリズムには限定されない。このようにして、負荷の低いプロセスを集めたCPUコア18では、CPU11のパワーゲーティングにおける休止時間を長くすることが可能となる。
また、ここでは、各プロセスの処理時間の計測や仕事量の予測などは行わなくとも、CPU使用率の瞬間値で判定して割り当てていくことができる。これにより、煩雑なプロセスを行うことなく、ノーマリーオフコンピューティングに対応した瞬時の電源OFF/ONに対応することができる。
次に、プロセススケジューラ143は、コア割当決定部142が決定した各プロセスとCPUコア18との対応に従って、プロセスを実行制御する(ステップA3)。
この時、CPUコア18と当該CPUコア18と連動するメモリ19の電源OFF/ONは、CPU11が持つパワーゲーティングの機能によって、自動的に制御される。すなわち、システムとしては動作中であっても、その瞬間に、真に動作すべきCPUコア18やメモリ19などの構成要素以外の構成要素の電源をOFFとし、真に動作すべきCPUコア18やメモリ19などの構成要素の電源をONとすることができる。
また、メモリ部13では不揮発性のメモリ19を使用しているので、メモリ19の電源OFF/ONに際して、当該メモリ19に記憶されているデータを別のメモリに退避させたり、退避させた別のメモリから当該メモリ19に回復させたりする必要がない。そのため、遅延の抑制されたスムーズなノーマリーオフコンピューティングが可能である。
本実施形態の省電力制御装置は、図2の物理マシン1の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図3のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、CPU使用率の低いプロセスが割り当てられたCPUコアはアイドル時間が長くなるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を連続的に長く確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の省電力制御システムは、図2の物理マシン1の内部が、ハイパーバイザ16によって仮想化された物理マシン2であり、ハイパーバイザ16の上で、複数の仮想マシン(Virtual Machine、VM)171〜17nが稼働する点で第2の実施形態の省電力システムと異なる。図4では、ハイパーバイザ16上での稼働するVMに符号171〜17n(nは正整数)を付与して識別している。
図5は、図4に示した本実施形態の省電力制御システムの省電力制御方法の手順を示すフローチャートである。本省電力制御システムでは、VMのスケジューリングの工夫によって、省電力効果を高める。
図4と図5に示すように、VM特性収集部161は、物理マシン2上で稼働するVM171〜VM17nの負荷特性やリソースの利用特性を収集する(ステップB1)。
次に、コア割当決定部162は、VM特性収集部161が収集したVM特性から、どのVMをどのCPUコア18で実行すべきかの割り当てを決定する(ステップB2)。
ここでは、各VMのCPU使用率を基準として、CPU使用率が高いVMから順に、CPU使用率の上限値を超えない範囲で、少ないCPUコア18に割り当てていく。このために、例えば、ビンパッキング問題におけるベストフィットアルゴリズムなどを用いることができるが、特定のアルゴリズムには限定されない。このようにして、負荷の低いVMを集めたCPUコア18では、CPUのパワーゲーティングにおける休止時間を長くすることが可能となる。
また、ここでは、各プロセスの処理時間の計測や仕事量の予測などは行わなくとも、CPU使用率の瞬間値で判定して割り当てていくことができる。これにより、煩雑なプロセスを行うことなく、ノーマリーオフコンピューティングに対応した瞬時の電源OFF/ONに対応することができる。
次に、VMスケジューラ163は、コア割当決定部162が決定した各VMとCPUコアの対応に従って、VMを実行制御する(ステップB3)。
この時、CPUコア18やメモリ19の電源OFF/ONは、CPU11が持つパワーゲーティングの機能によって、自動的に制御される。すなわち、システムとしては動作中であっても、その瞬間に、真に動作すべきCPUコア18やメモリ19などの構成要素以外の構成要素の電源をOFFとし、真に動作すべきCPUコア18やメモリ19などの構成要素の電源をONとすることができる。
また、メモリ部13では不揮発性のメモリ19を使用しているので、メモリ19の電源OFF/ONに際して、当該メモリ19に記憶されているデータを別のメモリに退避させたり、退避させた別のメモリから当該メモリ19に回復させたりする必要がない。そのため、遅延の抑制されたスムーズなノーマリーオフコンピューティングが可能である。
本実施形態の省電力制御装置は、図4の物理マシン2の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図5のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、CPU使用率の低いVMが割り当てられたCPUコアはアイドル時間が長くなるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を連続的に長く確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。本発明の第4の実施形態は、図2に示す物理マシン1の構成を有する。そして、図2のコア割当決定部142のプロセスの割り当て方式が、利用頻度の高いものを集約するのではなく、利用頻度ができるだけ平準化されるように割り当てる点で、第2の実施形態と異なる。
本実施形態の省電力制御方法の手順を示すフローチャートを、図3を用いて説明する。
図3のステップA1は、第2の実施形態と同じ処理である。
図3のステップA2で、コア割当決定部142は、ステップA1で収集されたプロセス151〜15nの負荷特性やリソースの利用特性から、どのプロセスをどのCPUコア18で実行すべきかの割り当てを決定する。ここでは、各プロセスのCPU使用率を基準として、各CPUコア18に割り当てられたプロセスのCPU使用率のCPUコア18ごとの合計ができるだけ等しくなるように、各プロセスをCPUコア18に割り当てていく。すなわち、CPUコア18ごとのCPU使用率の差ができるだけ小さくなるように、各プロセスをCPUコア18に割り当てていく。
図3のステップA3は、第2の実施形態と同じ処理である。
本実施形態の省電力制御装置は、図2の物理マシン1の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図3のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、各CPUコアには同程度のアイドル時間が生じるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を、全てのCPUコアから平均的に確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。本発明の第5の実施形態は、図4に示す物理マシン2の構成を有する。そして、図4のコア割当決定部162のVMの割り当て方式が、利用頻度の高いものを集約するのではなく、利用頻度ができるだけ平準化されるように割り当てる点で、第3の実施形態と異なる。
本実施形態の省電力制御方法の手順を示すフローチャートを、図5を用いて説明する。
図5のステップB1は、第2の実施形態と同じ処理である。
図5のステップB2で、コア割当決定部162は、ステップB1で収集されたVM171〜17nの負荷特性やリソースの利用特性から、どのVMをどのCPUコア18で実行すべきかの割り当てを決定する。ここでは、各VMのCPU使用率を基準として、CPUコア18に割り当てられたVMのCPU使用率のCPUコア18ごとの合計ができるだけ等しくなるように、各VMをCPUコア18に割り当てていく。すなわち、CPUコア18ごとのCPU使用率の差ができるだけ小さくなるように、各VMをCPUコア18に割り当てていく。
図5のステップB3は、第3の実施形態と同じ処理である。
本実施形態の省電力制御装置は、図4の物理マシン2の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図5のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、各CPUコアには同程度のアイドル時間が生じるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を、全てのCPUコアから平均的に確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。本発明の第6の実施形態は、図2に示す物理マシン1の構成を有する。そして、図2のコア割当決定部142のプロセスの割り当て方式が、利用頻度の高さ、例として、各プロセスのCPU使用率の高さではなく、プロセスのコンテキストスイッチの頻度の高さを基準にする点で、第2の実施形態と異なる。
本実施形態の省電力制御方法の手順を示すフローチャートを、図3を用いて説明する。
図3のステップA1は、第2の実施形態と同じ処理である。
図3のステップA2で、コア割当決定部142は、ステップA1で収集されたプロセス151〜15nの負荷特性やリソースの利用特性から、どのプロセスをどのCPUコア18で実行すべきかの割り当てを決定する。ここでは、各プロセスのコンテキストスイッチの頻度の高さを基準として、コンテキストスイッチの頻度が高いプロセスから順に、コンテキストスイッチの頻度の上限値を超えない範囲で、CPUコア18に割り当てていく。
図3のステップA3は、第2の実施形態と同じ処理である。
本実施形態の省電力制御装置は、図2の物理マシン1の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図3のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、コンテキストスイッチ頻度の低いプロセスが割り当てられたCPUコアはアイドル時間が長くなるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を連続的に長く確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第7の実施形態)
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。本発明の第7の実施形態は、図4に示す物理マシン2の構成を有する。そして、図4のコア割当決定部162のVMの割り当て方式が、利用頻度の高さ、例として、各VMのCPU使用率の高さではなく、VMのコンテキストスイッチの頻度の高さを基準にする点で、第3の実施形態と異なる。
本実施形態の省電力制御方法の手順を示すフローチャートを、図5を用いて説明する。
図5のステップB1は、第3の実施形態と同じ処理である。
図5のステップB2で、コア割当決定部162は、ステップB1で収集されたVM171〜17nの負荷特性やリソースの利用特性から、どのVMをどのCPUコア18で実行すべきかの割り当てを決定する。ここでは、各VMのコンテキストスイッチの頻度の高さを基準として、コンテキストスイッチの頻度が高いVMから順に、コンテキストスイッチの頻度の上限値を超えない範囲で、CPUコア18に割り当てていく。
図5のステップB3は、第3の実施形態と同じ処理である。
本実施形態の省電力制御装置は、図4の物理マシン2の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図5のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、コンテキストスイッチ頻度の低いVMが割り当てられたCPUコアはアイドル時間が長くなるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を連続的に長く確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第8の実施形態)
次に、本発明の第8の実施形態について説明する。本発明の第8の実施形態は、図2に示す物理マシン1の構成を有する。そして、図2のコア割当決定部142のプロセスの割り当て方式が、コンテキストスイッチの頻度の高いものを集約するのではなく、プロセスのコンテキストスイッチの頻度ができるだけ平準化されるように割り当てる点で、第6の実施形態と異なる。
本実施形態の省電力制御方法の手順を示すフローチャートを、図3を用いて説明する。
図3のステップA1は、第6の実施形態と同じ処理である。
図3のステップA2で、コア割当決定部142は、ステップA1で収集されたプロセス151〜15nの負荷特性やリソースの利用特性から、どのプロセスをどのCPUコア18で実行すべきかの割り当てを決定する。ここでは、各プロセスのコンテキストスイッチの頻度の高さを基準として、CPUコア18に割り当てられたプロセスのコンテキストスイッチの頻度のCPUコアごとの合計ができるだけ等しくなるように、各プロセスをCPUコアに割り当てていく。すなわち、CPUコア18ごとのコンテキストスイッチの頻度の差ができるだけ小さくなるように、各プロセスをCPUコアに割り当てていく。
図3のステップA3は、第6の実施形態と同じ処理である。
本実施形態の省電力制御装置は、図2の物理マシン1の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図3のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、各CPUコアには同程度のアイドル時間が生じるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を、全てのCPUコアから平均的に確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第9の実施形態)
次に、本発明の第9の実施の形態について詳細に説明する。本発明の第9の実施形態は、図4に示す物理マシン2の構成を有する。そして、図4のコア割当決定部162のVMの割り当て方式が、コンテキストスイッチの頻度の高いものを集約するのではなく、VMのコンテキストスイッチの頻度ができるだけ平準化されるように割り当てる点で、第7の実施形態と異なる。
本実施形態の省電力制御方法の手順を示すフローチャートを、図5を用いて説明する。
図5のステップB1は、第7の実施形態と同じ処理である。
図5のステップB2で、コア割当決定部162は、ステップB1で収集されたVM171〜17nの負荷特性やリソースの利用特性から、どのVMをどのCPUコア18で実行すべきかの割り当てを決定する。ここでは、各VMのコンテキストスイッチの頻度の高さを基準として、CPUコア18に割り当てられたVMのコンテキストスイッチの頻度のCPUコアごとの合計ができるだけ等しくなるように、各VMをCPUコア18に割り当てていく。すなわち、CPUコア18ごとのコンテキストスイッチの頻度の差ができるだけ小さくなるように、各VMをCPUコア18に割り当てていく。
図5のステップB3は、第7の実施形態と同じ処理である。
本実施形態の省電力制御装置は、図4の物理マシン2の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図5のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、各CPUコアには同程度のアイドル時間が生じるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を、全てのCPUコアから平均的に確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第10の実施形態)
図6は、本発明の第10の実施形態の不揮発性メモリ搭載サーバの省電力制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の省電力制御システムは、物理マシン1を有し、物理マシン1は、複数のCPUコア18(図6ではk個、kは2以上の正整数)を有するCPU11、I/Oデバイス12、一個以上のメモリ19(図6ではm個、mは正整数)を有するメモリ部13を有する。また、物理マシン1は、CPU11、I/Oデバイス12、メモリ13の上で動作するOS14を有し、OS14は、プロセス特性収集部141、割込み集約部144、プロセススケジューラ143を有する。さらに、OS14の上では、アプリケーションとしてのプロセス151〜15n(nは正整数)が稼働する。
CPU11は、複数のCPUコア18を有し、通常のCPUの処理に加えて、パワーゲーティングと呼ばれるCPUの回路の一部の電源を任意のタイミングで遮断することが可能な機能を持つ。本実施形態では、CPUコア18単位の電源遮断/回復制御が可能である。
I/Oデバイス12は、ネットワークなどの各種デバイスとのデータのやり取りを行うためのインタフェースを備えている。
メモリ部13は、個々のCPUコア18の動作に対応して動作が可能なメモリ19を有する。メモリ19は不揮発性メモリとすることができ、使用されていないメモリ19の電源を遮断することができる。その場合、記憶していたデータは消えることなく、電源回復後にデータを読み出すことができる。
メモリ部13はまた、一つ以上のメモリ領域を有するメモリであってもよい。この場合、メモリ領域は前記のメモリ19に対応する。
不揮発性メモリとしては、ReRAM、MRAM、STT−MRAM、PRAM、FeRAMを使用することができる。また、不揮発性を持つメモリであれば、これらに限定されるものではない。
OS14は、プロセス特性収集部141、割込み集約部144、プロセススケジューラ143を有しており、CPU11のCPUコア18とメモリ部13のメモリ19の電源遮断による省電力効果を高めるためのプロセス実行制御を行う。
プロセス特性収集部141は、プロセス151〜15nの負荷特性、例えば、CPU使用率、キャッシュヒット率、コンテキストスイッチの頻度などや、割込み特性、例えば、デバイスの入出力などによる割込みの頻度などの情報を収集する。
割込み集約部144は、プロセス特性収集部141が収集したプロセス151〜15nの負荷特性と割込み特性から、低負荷特性なプロセスへの割込みを集約する。割込み集約部144は、各プロセスの負荷特性の高さや割込み頻度の高さを監視し、それらの低いプロセスへの割込みを集約する。このようにして、負荷特性や割込み頻度の低いプロセスでは、CPUコア18の連続休止時間を長くすることが可能となる。
プロセススケジューラ143は、割込み集約部144が集約した割込みを実行する。
図7は、図6に示した本実施形態の省電力制御システムの省電力制御方法の手順を示すフローチャートである。
プロセス特性収集部141は、物理マシン1上で稼働するプロセス151〜15nの負荷特性や、割込み特性、すなわちリソースの利用特性、を収集する(ステップC1)。
次に、割込み集約部144は、プロセス特性収集部141が収集したプロセス特性を参照して、負荷の小さいプロセスへの割込みを集約する(ステップC2)。ここでは、各プロセスのCPU使用率と割込み頻度とを基準として、それらが事前に設定された閾値を下回る場合に、割込みを集約する。割込みの集約は、ランダムに発生する割込みをキューに格納し、一定の件数が蓄積されるか、または一定の時間が経過した場合に、完了する。このようにして、負荷や割込み頻度の低いプロセスでは、CPUコア18の連続休止時間を長くすることが可能となる。
次に、プロセススケジューラ143は、割込み集約部144が集約した割込みを実行する(ステップC3)。
この時、CPUコア18やメモリ19の電源OFF/ONは、CPU11が持つパワーゲーティングの機能によって、自動的に制御される。すなわち、システムとしては動作中であっても、その瞬間に、真に動作すべきCPUコア18やメモリ19など以外の構成要素の電源をOFFとし、真に動作すべきCPUコア18やメモリ19などの構成要素の電源をONとすることができる。
また、メモリ部13では不揮発性のメモリ19を使用しているので、メモリ19の電源OFF/ONに際して、当該メモリ19に記憶されているデータを別のメモリに退避させたり、退避させた別のメモリから当該メモリ19に回復させたりする必要がない。そのため、遅延の抑制されたスムーズなノーマリーオフコンピューティングが可能である。
本実施形態の省電力制御装置は、図6の物理マシン1の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図7のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、CPU使用率と割込み頻度が低いプロセスへの割込みが集約されるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を連続的に長く確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第11の実施形態)
図8は、本発明の第11の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の省電力制御システムは、図6の物理マシン1の内部が、ハイパーバイザ16によって仮想化された物理マシン2であり、ハイパーバイザ16の上で、複数の仮想マシン(VM)171〜17nが稼働する点で、第10の実施形態の省電力システムと異なる。図8では、ハイパーバイザ16上での稼働するVMに符号171〜17n(nは正整数)を付与して識別している。
図9は、図8に示した本実施形態の省電力制御システムの省電力制御方法の手順を示すフローチャートである。本省電力制御システムでは、低負荷なVMへの割込みを集約することによって、CPU休止時間を長くして省電力効果を高める。
図8と図9に示すように、VM特性収集部161は、物理マシン2上で稼働するVM171〜VM17nの負荷特性や、割込み特性、すなわちリソースの利用特性、を収集する(ステップD1)。
次に、割込み集約部164は、VM特性収集部161が収集したVM特性から、低負荷特性なVMへの割込みを集約する(ステップD2)。ここでは、各VMのCPU使用率と割込み頻度とを基準として、それらが事前に設定された閾値を下回る場合に、割込みを集約する。割込みの集約は、ランダムに発生する割込みをキューに格納し、一定の件数が蓄積されるか、または一定の時間が経過した場合に、完了する。このようにして、負荷や割込み頻度の低いVMでは、CPUコア18の連続休止時間を長くすることが可能となる。
次に、VMスケジューラ163は、割込み集約部164が集約した割込みを実行する(ステップD3)。
この時、CPUコア18やメモリ19の電源OFF/ONは、CPU11が持つパワーゲーティングの機能によって、自動的に制御される。すなわち、システムとしては動作中であっても、その瞬間に、真に動作すべきCPUコア18やメモリ19など以外の構成要素の電源をOFFとし、真に動作すべきCPUコア18やメモリ18などの構成要素の電源をONとすることができる。
また、メモリ部13では不揮発性のメモリ19を使用しているので、メモリ19の電源OFF/ONに際して、当該メモリ19に記憶されているデータを別のメモリに退避させたり、退避させた別のメモリから当該メモリ19に回復させたりする必要がない。そのため、遅延の抑制されたスムーズなノーマリーオフコンピューティングが可能である。
本実施形態の省電力制御装置は、上述した図8の物理マシン2の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、上述した図9のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、CPU使用率と割込み頻度が低いVMへの割込みが集約されるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を連続的に長く確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第12の実施形態)
次に、本発明の第12の実施形態について説明する。本発明の第12の実施形態は、図6に示す物理マシン1の構成を有する。そして、図6の割込み集約部144の割込み集約が、優先度の低いプロセスへの割込みを集約する点で、第10の実施形態と異なる。
本実施形態の省電力制御方法の手順を示すフローチャートを、図7を用いて説明する。
図7のステップC1は、第10の実施の形態と同じ処理である。ただし、割込み特性として、プロセス優先度を収集する。
図7のステップC2で、割込み集約部144は、ステップC1で収集されたプロセス151〜15nの負荷特性や割込み特性から、プロセス優先度の低いプロセスへの割込みを集約する。プロセス優先度の低いプロセスは、物理マシン1の負荷が高くなった場合に、実行される頻度を落としてもよいため、優先的に割込みを集約しても影響が少ない。
図7のステップC3は、第10の実施の形態と同じ処理である。
本実施形態の省電力制御装置は、図6の物理マシン1の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、図7のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、プロセス優先度が低いプロセスへの割込みが集約されるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を連続的に長く確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第13の実施形態)
次に、本発明の第13の実施形態について説明する。本発明の第13の実施形態は、図8に示す物理マシン2の構成を有する。そして、図8の割込み集約部164の割込み集約が、優先度の低いVMへの割込みを集約する点で、第11の実施形態と異なる。
本実施形態の省電力制御方法の手順を示すフローチャートを、図9を用いて説明する。
図9のステップD1は、第11の実施の形態と同じ処理である。ただし、割込み特性として、VM優先度を収集する。
図9のステップD2で、割込み集約部164は、ステップD1で収集されたVM171〜17nの負荷特性や割込み特性から、VM優先度の低いVMへの割込みを集約する。VM優先度の低いVMは、物理マシン2の負荷が高くなった場合に、実行される頻度を落としてもよいため、優先的に割込みを集約しても影響が少ない。
図9のステップD3は、第11の実施の形態と同じ処理である。
本実施形態の省電力制御装置は、上述した図8の物理マシン2の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、上述した図9のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、VM優先度が低いVMへの割込みが集約されるため、CPUコアとこれに連動するメモリの電源OFFによる休止時間を連続的に長く確保することができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第14の実施形態)
図10は、本発明の第14の実施形態の不揮発性メモリ搭載サーバの省電力制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の省電力制御システムは、物理マシン1を有し、物理マシン1は、CPU11、I/Oデバイス12、メモリ部13を有する。また、物理マシン1は、CPU11、I/Oデバイス12、メモリ部13の上で動作するOS14を有し、OS14は、プロセススケジューラ143、メモリ電源制御部145を有する。さらに、OS14の上では、アプリケーションであるプロセス151〜15n(nは正整数)が稼働する。
CPU11は、OS14やプロセス151〜15nを実行するCPUである。
I/Oデバイス12は、ネットワークなどの各種デバイスとのデータのやり取りを行うためのインタフェースを備えている。
メモリ部13は、一個以上のメモリ19(図10ではm個、mは正整数)を有する。メモリ19は不揮発性メモリとすることができ、使用されていないメモリ19の電源を遮断することができる。その場合、記憶していたデータは消えることなく、電源回復後にデータを読み出すことができる。
メモリ部13はまた、一つ以上のメモリ領域を有するメモリであってもよい。この場合、メモリ領域は前記のメモリ19に対応する。
不揮発性メモリとしては、ReRAM、MRAM、STT−MRAM、PRAM、FeRAMなどを使用することができる。また、不揮発性を持つメモリであれば、これらに限定されるものではない。
OS14は、プロセススケジューラ143、メモリ電源制御部145を有しており、メモリ部13のメモリ19の電源遮断による省電力効果を高めるためのプロセス実行制御を行う。
プロセススケジューラ143は、プロセス151〜15nをスケジューリングし、これから実行するプロセス15i(iは1〜n)をメモリ電源制御部145に通知し、その後スケジューリングされたプロセス15iを実行する。
メモリ電源制御部145は、プロセススケジューラ143から通知されたプロセス15iのメモリ19の電源をONにして、かつそれまで実行されていたプロセスのメモリ19の電源をOFFにする。
本実施形態によれば、省電力制御システムは、OS14上で稼働するプロセスのメモリ19の電源をONにして、それ以外の実行中でないプロセスのメモリ19の電源をOFFにするため、メモリ部13の電源の遮断範囲を広くすることができ、省電力効果を高めることができる。
また、メモリ部13では不揮発性のメモリ19を使用しているので、メモリ19の電源OFF/ONに際して、当該メモリ19に記憶されているデータを別のメモリに退避させたり、退避させた別のメモリから当該メモリ19に回復させたりする必要がない。そのため、遅延の抑制されたスムーズなノーマリーオフコンピューティングが可能である。
図11は、図10に示した本実施形態の省電力制御システムの省電力制御方法の手順を示すフローチャートである。
プロセススケジューラ143は、物理マシン1上で稼働するプロセス151〜15nの中から実行すべきプロセス15iを決定する(ステップE1)。実行すべきプロセス15iの選択は、一般的なスケジューラのスケジューリングアルゴリズムを想定しており、ここでは特定のアルゴリズムに限定しない。
プロセススケジューラのアルゴリズムには、実行可能キューへの到着順に実行するFIFO(First In、First Out)や、各プロセスを一定の順序で実行するラウンドロビンを使用することができる。また、優先度の高いプロセスから順に一定時間だけ優先的に実行する優先度プリエンプティブを使用することもできる。プロセススケジューラのアルゴリズムは、これらに限定されるものではない。
プロセススケジューラ143は、実行すべきプロセス15iをメモリ電源制御部145に通知する(ステップE2)。
メモリ電源制御部145は、プロセス15iにおいて動作させるメモリ19の電源をONにする(ステップE3)。
メモリ電源制御部145は、これまで実行していたプロセスにおいて動作させていたメモリ19の電源をOFFにする(ステップE4)。このとき、これまで実行していたプロセスにおいて動作させていたメモリ19が、これから実行するプロセス15iにおいて動作させるメモリ19と重複する場合、これまで実行していたプロセスにおいて動作させていたメモリ19の電源はONのままとする。
プロセススケジューラ143は、実行すべきプロセス15iを実行する(ステップE5)。
本実施形態の省電力制御装置は、上述した図10の物理マシン1の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、上述した図11のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、上述のプロセス実行制御とメモリ電源制御により、実行すべきプロセスのメモリの電源をONにして、それ以外の実行中でないプロセスのメモリの電源をOFFにするため、メモリの電源の遮断範囲を広くすることができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第15の実施形態)
図12は、本発明の第15の実施形態の省電力制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の省電力制御システムは、図10の物理マシン1の内部が、ハイパーバイザ16によって仮想化された物理マシン2であり、ハイパーバイザ16の上で、複数の仮想マシン(VM)171〜17nが稼働する点で、第14の実施形態の省電力システムと異なる。図12では、ハイパーバイザ16上での稼働するVMに符号171〜17n(nは正整数)を付与して識別している。
本実施形態では、実行中のVMのメモリ19の電源をONとし、それ以外の実行中でないVMのメモリ19の電源をOFFにすることによって、メモリ部13の電源の遮断範囲を広くすることができ、省電力効果を高めることができる。
また、メモリ部13では不揮発性のメモリ19を使用しているので、メモリ19の電源OFF/ONに際して、当該メモリ19に記憶されているデータを別のメモリに退避させたり、退避させた別のメモリから当該メモリ19に回復させたりする必要がない。そのため、遅延の抑制されたスムーズなノーマリーオフコンピューティングが可能である。
図13は、図12に示した本実施形態の省電力制御システムの省電力制御方法の手順を示すフローチャートである。
図12、図13に示すように、VMスケジューラ163は、物理マシン2上で稼働するVM171〜17nの中から実行すべきVM17i(iは1〜n)を決定する(ステップF1)。実行すべきVM17iの選択は、一般的なVMスケジューラのスケジューリングアルゴリズムを想定しており、ここでは特定のアルゴリズムに限定しない。
VMスケジューラのアルゴリズムには、実行可能キューへの到着順に実行するFIFOや、各VMを一定の順序で実行するラウンドロビンを使用することができる。また、優先度の高いVMから順に一定時間だけ優先的に実行する優先度プリエンプティブを使用することもできる。VMスケジューラのアルゴリズムは、これらに限定されるものではない。
VMスケジューラ163は、実行すべきVM17iをメモリ電源制御部165に通知する(ステップF2)。
メモリ電源制御部165は、VM17iにおいて動作させるメモリ19の電源をONにする(ステップF3)。
メモリ電源制御部165は、これまで実行していたVMにおいて動作させていたメモリ19の電源をOFFにする(ステップF4)。このとき、これまで実行していたVMにおいて動作させていたメモリ19が、これから実行するVM17iにおいて動作させるメモリ19と重複する場合、これまで実行していたVMにおいて動作させていたメモリ19の電源はONのままとする。
VMスケジューラ163は、実行すべきVM17iを実行する(ステップF5)。
本実施形態の省電力制御装置は、上述した図12の物理マシン2の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、上述した図13のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、上述のVM実行制御とメモリ電源制御により、実行すべきVMのメモリの電源をONにして、それ以外の実行中でないVMのメモリの電源をOFFにするため、メモリの電源の遮断範囲を広くすることができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第16の実施形態)
次に、本発明の第16の実施形態について説明する。本発明の第16の実施形態は、図14に示す物理マシン3の構成を有する。本実施形態の物理マシン3の構成は、図10に示すOS14に、キャッシュ情報収集部146が追加されたOS15を有する点で、第14の実施形態と異なる。その他の構成は、第14の実施形態の構成と同様である。
図15は、図14に示す省電力制御システムの処理手順を示すフローチャートである。
キャッシュ情報収集部146は、CPU11がキャッシュに保持しているメモリ19のページの情報を収集する(ステップG1)。この情報は、キャッシュの更新と同期して収集されるものとする。
プロセススケジューラ143は、物理マシン3上で稼働するプロセス151〜15nの中から実行すべきプロセス15i(iは1〜n)を決定する(ステップG2)。実行すべきプロセス15iの選択は、一般的なスケジューラのスケジューリングアルゴリズムを想定しており、ここでは特定のアルゴリズムに限定しない。
プロセススケジューラ143は、実行すべきプロセス15iをメモリ電源制御部145に通知する(ステップG3)。
メモリ電源制御部145は、プロセス15iで動作させるメモリ19のうち、キャッシュに載っているページの情報をキャッシュ情報収集部146から取得する(ステップG4)。
メモリ電源制御部145は、プロセス15iのメモリのうち、キャッシュに載っているページを有するメモリ19の電源をONにする(ステップG5)。
メモリ電源制御部145は、これまで実行していたプロセスで動作させていたメモリ19の電源をOFFにする(ステップG6)。このとき、これまで実行していたプロセスにおいて動作させていたメモリ19が、これから実行するプロセス15iにおいて動作させるメモリ19と重複する場合、これまで実行していたプロセスにおいて動作させていたメモリ19の電源はONのままとする。
プロセススケジューラ143は、実行すべきプロセス15iを実行する(ステップG7)。
本実施形態の省電力制御装置は、上述した図14の物理マシン3の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、上述した図15のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、プロセス実行制御とメモリ電源制御により、実行すべきプロセスのメモリのうち、キャッシュに載っているページの電源をONにして、キャッシュされていないページのメモリと、それ以外の実行中でないプロセスのメモリの電源を遮断する。このため、メモリの電源の遮断範囲を広くすることができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第17の実施形態)
次に、本発明の第17の実施形態について説明する。本発明の第17の実施形態は、図16に示す物理マシン4の構成を有する。本実施形態の物理マシン4の構成は、図12に示すハイパーバイザ16に、キャッシュ情報収集部166が追加されたハイパーバイザ17を有する点で、第15の実施形態と異なる。その他の構成は、第15の実施形態の構成と同様である。
図17は、図16に示す省電力制御システムの処理手順を示すフローチャートである。
キャッシュ情報収集部166は、CPU11がキャッシュに保持しているメモリ19のページの情報を収集する(ステップH1)。この情報は、キャッシュの更新と同期して収集されるものとする。
VMスケジューラ163は、物理マシン4上で稼働するVM171〜17nの中から実行すべきVM17i(iは1〜n)を決定する(ステップH2)。実行すべきVM17iの選択は、一般的なVMスケジューラのスケジューリングアルゴリズムを想定しており、ここでは特定のアルゴリズムに限定しない。
VMスケジューラ163は、実行すべきVM17iをメモリ電源制御部165に通知する(ステップH3)。
メモリ電源制御部165は、VM17iで動作させるメモリ19のうち、キャッシュに載っているページの情報をキャッシュ情報収集部166から取得する(ステップH4)。
メモリ電源制御部165は、VM17iのメモリのうち、キャッシュに載っているページを有するメモリ19の電源をONにする(ステップH5)。
メモリ電源制御部165は、これまで実行していたVMで動作させていたメモリ19の電源をOFFにする(ステップH6)。このとき、これまで実行していたVMにおいて動作させていたメモリ19が、これから実行するVM15iにおいて動作させるメモリ19と重複する場合、これまで実行していたVMにおいて動作させていたメモリ19の電源はONのままとする。
VMスケジューラ163は、実行すべきVM17iを実行する(ステップH7)。
本実施形態の省電力制御装置は、上述した図16の物理マシン4の構成を有する省電力制御装置である。また、本実施形態の省電力制御プログラムは、上述した図17のフローチャートを実行させる省電力制御プログラムである。
本実施形態によれば、VM実行制御とメモリ電源制御により、実行すべきVMのメモリのうち、キャッシュに載っているページの電源をONにして、キャッシュされていないページのメモリと、それ以外の実行中でないVMのメモリの電源を遮断する。このため、メモリの電源の遮断範囲を広くすることができる。これにより、省電力効果を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第18の実施形態)
次に、本発明の第18の実施形態について説明する。本発明の第18の実施形態は、第16の実施形態と同じ、図14に示す物理マシン3の構成を有する。
第16の実施形態では、図14に示す物理マシン3において、キャッシュ情報収集部146は、CPU11がキャッシュに保持しているメモリ19のページの情報を収集する(ステップG1)。さらに、メモリ電源制御部145は、プロセス15iで動作させるメモリ19のうち、キャッシュに載っているページの情報をキャッシュ情報収集部146から取得する(ステップG4)。さらに、メモリ電源制御部145は、プロセス15iのメモリのうち、キャッシュに載っているページを有するメモリ19の電源をONにし(ステップG5)、これまで実行していたプロセスで動作させていたメモリ19の電源をOFFにする(ステップG6)。
それに対して、本実施形態では、図14に示す物理マシン3において、キャッシュ情報収集部146は、CPU11のキャッシュのリード/ライトの比率を収集する。さらに、メモリ電源制御部145は、プロセス15iで動作させるメモリ19のうち、CPU11のキャッシュのリード/ライトの比率の情報をキャッシュ情報収集部146から取得する。さらに、メモリ電源制御部145は、プロセス15iのメモリのうち、CPU11のキャッシュのリード/ライトの比率のライトの比率が閾値を下回ったら、そのキャッシュに対応するメモリ19の電源をOFFにする。
本実施形態の他の動作は、第16の実施形態と同様である。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
(第19の実施形態)
次に、本発明の第19の実施形態について説明する。本発明の第19の実施形態は、第17の実施形態と同じ、図16に示す物理マシン4の構成を有する。
第17の実施形態では、図16に示す物理マシン4において、キャッシュ情報収集部166は、CPU11がキャッシュに保持しているメモリ19のページの情報を収集する(ステップH1)。さらに、メモリ電源制御部165は、VM17iで動作させるメモリ19のうち、キャッシュに載っているページの情報をキャッシュ情報収集部166から取得する(ステップH4)。さらに、メモリ電源制御部165は、VM17iのメモリのうち、キャッシュに載っているページを有するメモリ19の電源をONにし(ステップH5)、これまで実行していたVMで動作させていたメモリ19の電源をOFFにする(ステップH6)。
それに対して、本実施形態では、図16に示す物理マシン4において、キャッシュ情報収集部166は、CPU11のキャッシュのリード/ライトの比率を収集する。さらに、メモリ電源制御部165は、VM17iで動作させるメモリ19のうち、CPU11のキャッシュのリード/ライトの比率の情報をキャッシュ情報収集部166から取得する。さらに、メモリ電源制御部165は、VM17iのメモリのうち、CPU11のキャッシュのリード/ライトの比率のライトの比率が閾値を下回ったら、そのキャッシュに対応するメモリ19の電源をOFFにする。
本実施形態の他の動作は、第17の実施形態と同様である。
以上のように、本実施形態によれば、不揮発性メモリを搭載したサーバにおいて省電力効果を高めたノーマリーオフコンピューティングを実現することができる。
上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載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有し、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの特性を収集するプロセス特性収集部と、前記プロセスの特性に基づいて前記プロセスに対する前記CPUコアの割り当てを決定するコア割当決定部と、前記割り当てに基づいて前記プロセスの実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記プロセスの実行に基づいて、前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う、省電力制御システム。
(付記2)
前記メモリは不揮発メモリである、付記1記載の省電力制御システム。
(付記3)
前記プロセスの特性は、前記プロセスの負荷特性、あるいは、リソースの利用特性である、付記1または2記載の省電力制御システム。
(付記4)
前記プロセスの負荷特性は、CPU使用率、あるいは、キャッシュヒット率、あるいは、コンテキストスイッチの頻度である、付記3記載の省電力制御システム。
(付記5)
前記リソースの利用特性は、ネットワーク入出力量である、付記3記載の省電力制御システム。
(付記6)
前記コア割当決定部は、前記CPU使用率の高い順に前記CPUコアに割り当てる、付記4記載の省電力制御システム。
(付記7)
前記コア割当決定部は、前記CPU使用率が平準化するように前記CPUコアに割り当てる、付記4記載の省電力制御システム。
(付記8)
前記コア割当決定部は、前記コンテキストスイッチの頻度の高い順に前記CPUコアに割り当てる、付記4記載の省電力制御システム。
(付記9)
前記コア割当決定部は、前記コンテキストスイッチの頻度が平準化するように前記CPUコアに割り当てる、付記4記載の省電力制御システム。
(付記10)
前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、付記1から9の内の1項記載の省電力制御システム。
(付記11)
複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステム部と、前記オペレーティングシステム部によって稼動する一つ以上のプロセス部と、を有し、前記オペレーティングシステム部は、前記プロセス部の特性を収集するプロセス特性収集部と、前記プロセス部の特性に基づいて前記プロセス部に対する前記CPUコアの割り当てを決定するコア割当決定部と、前記割り当てに基づいてプロセス部の実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記プロセス部の実行に基づいて、前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う、省電力制御装置。
(付記12)
前記メモリは不揮発メモリである、付記11記載の省電力制御装置。
(付記13)
前記プロセス部の特性は、前記プロセス部の負荷特性、あるいは、リソースの利用特性である、付記11または12記載の省電力制御装置。
(付記14)
前記プロセス部の負荷特性は、CPU使用率、あるいは、キャッシュヒット率、あるいは、コンテキストスイッチの頻度である、付記13記載の省電力制御装置。
(付記15)
前記リソースの利用特性は、ネットワーク入出力量である、付記13記載の省電力制御装置。
(付記16)
前記コア割当決定部は、前記CPU使用率の高い順に前記CPUコアに割り当てる、付記14記載の省電力制御装置。
(付記17)
前記コア割当決定部は、前記CPU使用率が平準化するように前記CPUコアに割り当てる、付記14記載の省電力制御装置。
(付記18)
前記コア割当決定部は、前記コンテキストスイッチの頻度の高い順に前記CPUコアに割り当てる、付記14記載の省電力制御装置。
(付記19)
前記コア割当決定部は、前記コンテキストスイッチの頻度が平準化するように前記CPUコアに割り当てる、付記14記載の省電力制御装置。
(付記20)
前記オペレーティングシステム部はハイパーバイザであり、前記プロセス部は仮想マシンである、付記11から19の内の1項記載の省電力制御装置。
(付記21)
複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御方法において、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの特性を収集し、前記プロセスの特性に基づいて前記プロセスに対する前記CPUコアの割り当てを決定し、前記割り当てに基づいてプロセスの実行をし、前記プロセスの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONをする、省電力制御方法。
(付記22)
前記メモリは不揮発メモリである、付記21記載の省電力制御方法。
(付記23)
前記プロセスの特性は、前記プロセスの負荷特性、あるいは、リソースの利用特性である、付記21または22記載の省電力制御方法。
(付記24)
前記プロセスの負荷特性は、CPU使用率、あるいは、キャッシュヒット率、あるいは、コンテキストスイッチの頻度である、付記23記載の省電力制御方法。
(付記25)
前記リソースの利用特性は、ネットワーク入出力量である、付記23記載の省電力制御方法。
(付記26)
前記コア割当ての決定は、前記CPU使用率の高い順に前記CPUコアに割り当てる、付記24記載の省電力制御方法。
(付記27)
前記コア割当ての決定は、前記CPU使用率が平準化するように前記CPUコアに割り当てる、付記24記載の省電力制御方法。
(付記28)
前記コア割当ての決定は、前記コンテキストスイッチの頻度の高い順に前記CPUコアに割り当てる、付記24記載の省電力制御方法。
(付記29)
前記コア割当ての決定は、前記コンテキストスイッチの頻度が平準化するように前記CPUコアに割り当てる、付記24記載の省電力制御方法。
(付記30)
前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、付記21から29の内の1項記載の省電力制御方法。
(付記31)
複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御プログラムにおいて、前記オペレーティングシステムに、前記プロセスの特性を収集する処理と、前記プロセスの特性に基づいて前記プロセスに対する前記CPUコアの割り当てを決定する処理と、前記割り当てに基づいてプロセスの実行をする処理と、前記プロセスの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う処理と、を実行させる省電力制御プログラム。
(付記32)
前記メモリは不揮発メモリである、付記31記載の省電力制御プログラム。
(付記33)
前記プロセスの特性は、前記プロセスの負荷特性、あるいは、リソースの利用特性である、付記31または32記載の省電力制御プログラム。
(付記34)
前記プロセスの負荷特性は、CPU使用率、あるいは、キャッシュヒット率、あるいは、コンテキストスイッチの頻度である、付記33記載の省電力制御プログラム。
(付記35)
前記リソースの利用特性は、ネットワーク入出力量である、付記33記載の省電力制御プログラム。
(付記36)
前記コア割当てを決定する処理は、前記CPU使用率の高い順に前記CPUコアに割り当てる、付記34記載の省電力制御プログラム。
(付記37)
前記コア割当てを決定する処理は、前記CPU使用率が平準化するように前記CPUコアに割り当てる、付記34記載の省電力制御プログラム。
(付記38)
前記コア割当てを決定する処理は、前記コンテキストスイッチの頻度の高い順に前記CPUコアに割り当てる、付記34記載の省電力制御プログラム。
(付記39)
前記コア割当てを決定する処理は、前記コンテキストスイッチの頻度が平準化するように前記CPUコアに割り当てる、付記34記載の省電力制御プログラム。
(付記40)
前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、付記31から39の内の1項記載の省電力制御プログラム。
(付記41)
複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有し、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの負荷特性あるいは前記プロセスの割込み特性を収集するプロセス特性収集部と、前記負荷特性あるいは前記割込み特性に基づいて前記プロセスへの割込みの集約をする割込み集約部と、前記割込みの集約に基づいて割込みの実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記割込みの実行に基づいて、前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う、省電力制御システム。
(付記42)
前記メモリは不揮発メモリである、付記41記載の省電力制御システム。
(付記43)
前記負荷特性は、CPU使用率、あるいは、キャッシュヒット率、あるいは、コンテキストスイッチの頻度である、付記41または42記載の省電力制御システム。
(付記44)
前記割込み特性は、デバイスへの入出力による割込み頻度、あるいは、前記プロセスの優先度である、付記41から43の内の1項記載の省電力制御システム。
(付記45)
前記割込み集約部は、前記負荷特性あるいは前記割込み特性の低いプロセスへの割込みを集約する、付記41から44の内の1項記載の省電力制御システム。
(付記46)
前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、付記41から45の内の1項記載の省電力制御システム。
(付記47)
複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステム部と、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセス部と、を有し、前記オペレーティングシステム部は、前記プロセス部の負荷特性あるいは前記プロセス部の割込み特性を収集するプロセス特性収集部と、前記負荷特性あるいは前記割込み特性に基づいて前記プロセス部への割込みの集約をする割込み集約部と、前記割込みの集約に基づいて割込みの実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記割込みの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う、省電力制御装置。
(付記48)
前記メモリは不揮発メモリである、付記47記載の省電力制御装置。
(付記49)
前記負荷特性は、CPU使用率、あるいは、キャッシュヒット率、あるいは、コンテキストスイッチの頻度である、付記47または48記載の省電力制御装置。
(付記50)
前記割込み特性は、デバイスへの入出力による割込み頻度、あるいは、前記プロセスの優先度である、付記47から49の内の1項記載の省電力制御装置。
(付記51)
前記割込み集約部は、前記負荷特性あるいは前記割込み特性の低いプロセス部への割込みを集約する、付記47から50の内の1項記載の省電力制御装置。
(付記52)
前記オペレーティングシステム部はハイパーバイザであり、前記プロセス部は仮想マシンである、付記47から51の内の1項記載の省電力制御装置。
(付記53)
複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御方法において、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの負荷特性あるいは前記プロセスの割込み特性を収集し、前記負荷特性あるいは前記割込み特性に基づいて前記プロセスへの割込みの集約をし、前記割込みの集約に基づいて割込みの実行をし、前記割込みの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONをする、省電力制御方法。
(付記54)
前記メモリは不揮発メモリである、付記53記載の省電力制御方法。
(付記55)
前記負荷特性は、CPU使用率、あるいは、キャッシュヒット率、あるいは、コンテキストスイッチの頻度である、付記53または54記載の省電力制御方法。
(付記56)
前記割込み特性は、デバイスへの入出力による割込み頻度、あるいは、前記プロセスの優先度である、付記53から55の内の1項記載の省電力制御方法。
(付記57)
前記割込み集約は、前記負荷特性あるいは前記割込み特性の低いプロセスへの割込みを集約する、付記53から56の内の1項記載の省電力制御方法。
(付記58)
前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、付記53から57の内の1項記載の省電力制御方法。
(付記59)
複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御プログラムにおいて、前記オペレーティングシステムに、前記プロセスの負荷特性あるいは前記プロセスの割込み特性を収集する処理と、前記負荷特性あるいは前記割込み特性に基づいて前記プロセスへの割込みの集約をする処理と、前記割込みの集約に基づいて割込みの実行をする処理と、前記割込みの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う処理と、を実行させる省電力制御プログラム。
(付記60)
前記メモリは不揮発メモリである、付記59記載の省電力制御プログラム。
(付記61)
前記負荷特性は、CPU使用率、あるいは、キャッシュヒット率、あるいは、コンテキストスイッチの頻度である、付記59または60記載の省電力制御プログラム。
(付記62)
前記割込み特性は、デバイスへの入出力による割込み頻度、あるいは、前記プロセスの優先度である、付記59から61の内の1項記載の省電力制御プログラム。
(付記63)
前記割込みの集約をする処理は、前記負荷特性あるいは前記割込み特性の低いプロセスへの割込みを集約する、付記59から62の内の1項記載の省電力制御プログラム。
(付記64)
前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、付記59から63の内の1項記載の省電力制御プログラム。
(付記65)
CPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有し、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスをスケジューリングするプロセススケジューラと、前記スケジューリングに基づいて前記メモリの電源のON/OFFを行うメモリ電源制御部と、を有する、省電力制御システム。
(付記66)
前記メモリは不揮発メモリである、付記65記載の省電力制御システム。
(付記67)
前記プロセススケジューラは、前記スケジューリングに基づいて前記プロセスを実行する、付記65または66記載の省電力制御システム。
(付記68)
前記メモリ電源制御部は、前記プロセススケジューラが実行する前記プロセスに関わる前記メモリの電源をONする、付記65から67の内の1項記載の省電力制御システム。
(付記69)
前記メモリ電源制御部は、前記プロセススケジューラが実行する前記プロセスに関わる前記メモリ以外の前記メモリの電源をOFFする、付記65から68の内の1項記載の省電力制御システム。
(付記70)
前記オペレーティングシステムは、前記CPUがキャッシュに保持しているメモリのページ情報を収集する、キャッシュ情報収集部を有し、前記メモリ電源制御部は、前記キャッシュ情報収集部から前記ページ情報を取得し、前記ページ情報に基づいて前記メモリの電源をONする、付記65から69の内の1項記載の省電力制御システム。
(付記71)
前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、付記65から70の内の1項記載の省電力制御システム。
(付記72)
CPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステム部と、前記オペレーティングシステム部により稼動する一つ以上のプロセス部と、を有し、前記オペレーティングシステム部は、前記プロセス部をスケジューリングするプロセススケジューラと、前記スケジューリングに基づいて前記メモリの電源のON/OFFを行うメモリ電源制御部と、を有する、省電力制御装置。
(付記73)
前記メモリは不揮発メモリである、付記72記載の省電力制御装置。
(付記74)
前記プロセススケジューラは、前記スケジューリングに基づいて前記プロセス部を実行する、付記72または73記載の省電力制御装置。
(付記75)
前記メモリ電源制御部は、前記プロセススケジューラが実行する前記プロセス部に関わる前記メモリの電源をONする、付記72から74の内の1項記載の省電力制御装置。
(付記76)
前記メモリ電源制御部は、前記プロセススケジューラが実行する前記プロセス部に関わる前記メモリ以外の前記メモリの電源をOFFする、付記72から75の内の1項記載の省電力制御装置。
(付記77)
前記オペレーティングシステム部は、前記CPUがキャッシュに保持しているメモリのページ情報を収集する、キャッシュ情報収集部を有し、前記メモリ電源制御部は、前記キャッシュ情報収集部から前記ページ情報を取得し、前記ページ情報に基づいて前記メモリの電源をONする、付記72から76の内の1項記載の省電力制御装置。
(付記78)
前記オペレーティングシステム部はハイパーバイザであり、前記プロセス部は仮想マシンである、付記72から77の内の1項記載の省電力制御装置。
(付記79)
CPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御方法において、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスをスケジューリングし、前記スケジューリングに基づいて前記メモリの電源のON/OFFをする、省電力制御方法。
(付記80)
前記メモリは不揮発メモリである、付記79記載の省電力制御方法。
(付記81)
前記プロセスのスケジューリングは、前記スケジューリングに基づいて前記プロセスを実行する、付記79または80記載の省電力制御方法。
(付記82)
前記メモリの電源のON/OFFは、前記スケジューリングに基づいて実行される前記プロセスに関わる前記メモリの電源をONする、付記79から81の内の1項記載の省電力制御方法。
(付記83)
前記メモリの電源のON/OFFは、前記スケジューリングに基づいて実行される前記プロセスに関わる前記メモリ以外の前記メモリの電源をOFFする、付記79から82の内の1項記載の省電力制御方法。
(付記84)
前記オペレーティングシステムは、前記CPUがキャッシュに保持しているメモリのページ情報を収集し、前記メモリの電源の制御は、前記ページ情報を取得し、前記ページ情報に基づいて前記メモリの電源をONする、付記79から83の内の1項記載の省電力制御方法。
(付記85)
前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、付記79から84の内の1項記載の省電力制御方法。
(付記86)
CPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御プログラムにおいて、前記オペレーティングシステムに、前記プロセスをスケジューリングする処理と、前記スケジューリングに基づいて前記メモリの電源のON/OFFを行う処理と、を実行させる省電力制御プログラム。
(付記87)
前記メモリは不揮発メモリである、付記86記載の省電力制御プログラム。
(付記88)
前記プロセスをスケジューリングする処理は、前記スケジューリングに基づいて前記プロセスを実行する、付記86または87記載の省電力制御プログラム。
(付記89)
前記メモリの電源のON/OFFを行う処理は、前記スケジューリングに基づいて実行される前記プロセスに関わる前記メモリの電源をONする、付記86から88の内の1項記載の省電力制御プログラム。
(付記90)
前記メモリの電源のON/OFFを行う処理は、前記スケジューリングに基づいて実行される前記プロセスに関わる前記メモリ以外の前記メモリの電源をOFFする、付記86から89の内の1項記載の省電力制御プログラム。
(付記91)
前記オペレーティングシステムに、前記CPUがキャッシュに保持しているメモリのページ情報を収集する処理を実行させ、前記メモリの電源のON/OFFを行う処理は、前記ページ情報を取得し、前記ページ情報に基づいて前記メモリの電源をONする、付記86から90の内の1項記載の省電力制御プログラム。
(付記92)
前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、付記86から91の内の1項記載の省電力制御プログラム。
本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものである。
この出願は、2013年8月2日に出願された日本出願特願2013−161302、2013年8月2日に出願された日本出願特願2013−161303、および、2013年8月2日に出願された日本出願特願2013−161304を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
本発明は、不揮発性メモリを搭載したサーバにおけるノーマリーオフコンピューティング技術において、省電力効果を高める技術として利用が可能である。
1、2、3、4 物理マシン
11 CPU
12 I/Oデバイス
13 メモリ部
14、15 OS
141 プロセス特性収集部
142 コア割当決定部
143 プロセススケジューラ
144 割込み集約部
145 メモリ電源制御部
146 キャッシュ情報収集部
150、151〜15n プロセス
16、17 ハイパーバイザ
161 VM特性収集部
162 コア割当決定部
163 VMスケジューラ
164 割込み集約部
165 メモリ電源制御部
166 キャッシュ情報収集部
171〜17n 仮想マシン(VM)
18 CPUコア
19 メモリ

Claims (10)

  1. 複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有し、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの特性を収集するプロセス特性収集部と、前記プロセスの特性に基づいて前記プロセスに対する前記CPUコアの割り当てを決定するコア割当決定部と、前記割り当てに基づいて前記プロセスの実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記プロセスの実行に基づいて、前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う、省電力制御システム。
  2. 前記メモリは不揮発メモリである、請求項1記載の省電力制御システム。
  3. 前記プロセスの特性は、前記プロセスの負荷特性、あるいは、リソースの利用特性である、請求項1または2記載の省電力制御システム。
  4. 前記プロセスの負荷特性は、CPU使用率、あるいは、キャッシュヒット率、あるいは、コンテキストスイッチの頻度である、請求項3記載の省電力制御システム。
  5. 前記コア割当決定部は、前記CPU使用率の高い順に前記CPUコアに割り当てる、請求項4記載の省電力制御システム。
  6. 前記コア割当決定部は、前記コンテキストスイッチの頻度の高い順に前記CPUコアに割り当てる、請求項4記載の省電力制御システム。
  7. 前記オペレーティングシステムはハイパーバイザであり、前記プロセスは仮想マシンである、請求項1から6の内の1項記載の省電力制御システム。
  8. 複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステム部と、前記オペレーティングシステム部によって稼動する一つ以上のプロセス部と、を有し、前記オペレーティングシステム部は、前記プロセス部の特性を収集するプロセス特性収集部と、前記プロセス部の特性に基づいて前記プロセス部に対する前記CPUコアの割り当てを決定するコア割当決定部と、前記割り当てに基づいてプロセス部の実行をするプロセススケジューラと、を有し、前記プロセス部の実行に基づいて、前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う、省電力制御装置。
  9. 複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御方法において、前記オペレーティングシステムは、前記プロセスの特性を収集し、前記プロセスの特性に基づいて前記プロセスに対する前記CPUコアの割り当てを決定し、前記割り当てに基づいてプロセスの実行をし、前記プロセスの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONをする、省電力制御方法。
  10. 複数のCPUコアを有するCPUとメモリとを有する物理マシンと、前記物理マシンで稼動するオペレーティングシステムと、前記オペレーティングシステムで稼動する一つ以上のプロセスと、を有する省電力制御システムの省電力制御プログラムにおいて、前記オペレーティングシステムに、前記プロセスの特性を収集する処理と、前記プロセスの特性に基づいて前記プロセスに対する前記CPUコアの割り当てを決定する処理と、前記割り当てに基づいてプロセスの実行をする処理と、前記プロセスの実行に基づいて前記CPUコアあるいは前記メモリの電源のOFF/ONを行う処理と、を実行させる省電力制御プログラムを記録する記録媒体。
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