KR102468286B1 - 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치 및 방법 - Google Patents

대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치는, 전력 제한값과 전력 제한 모드에 상응하도록 시스템의 전력 소모량을 제한하는 전력 관리부, 부하의 자원 사용률 및 QoS 설정값을 이용하여 생성한 부하별 QoS 프로필을 관리하는 QoS 프로필 관리부, 그리고 상기 전력 제한 모드가 스마트 전력 제한 모드이고, 상기 전력 소모량이 상기 전력 제한값보다 큰 경우, 각각의 상기 부하를 상기 부하별 QoS 프로필에 상응하도록 코어프로세서에 할당하는 제어부를 포함한다.

Description

대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POWER LIMITING IN SYMMETRIC MULTIPROCESSING SYSTEM}
본 발명은 전력 제한에 관한 것으로, 특히 대칭형 다중 처리 시스템에서 에너지 효율 및 QoS를 고려하여 각각의 멀티코어 프로세서의 전력을 제한하는 기술에 관한 것이다.
전력 캐핑(Power Capping) 기술은 시스템이 실제로 사용하고 있는 전력 사용량을 사용자 또는 관리자가 설정한 전력 제한 값(캐핑 값)으로 전력 사용량을 제한하는 기술을 의미한다.
주로 전력 캐핑 기술은 대규모 전력을 사용하는 IDC에 있는 서버들을 대상으로 사용되며, 실제로 모든 서버가 한꺼번에 최대로 전력을 소비하는 경우에 최대 전력 소비량이 전력 공급장치가 제공하는 전력량을 초과하지 않도록 제한하는데 적용된다. 또한, 전력 공급장치의 기계적인 결함 등과 같은 이유로 서버가 요구하는 전력 요구량보다 충분한 전력량을 공급하지 못하는 경우에도 전력 캐핑 기술이 적용된다.
그리고 전력 캐핑 기술은 컴퓨팅 시스템에 장착된 전력 공급 유닛에서 전체적인 전력 사용을 제한하는 방법과 중앙처리장치(CPU), 메모리(memory), 입출력 장치(I/O 장치)와 같은 컴퓨팅 시스템에 있는 다양한 장치들의 전력 사용을 제한하는 방법이 있다. 이 중에서 현재 컴퓨팅 시스템에서 가장 많은 전력 소비를 차지하고 있는 중앙처리장치(CPU)에 대한 전력 사용을 제한하는 기술이 가장 많이 적용되고 있다.
기본적인 전력 캐핑 기술의 구조는 시스템이 사용하는 전체 전력량을 측정하고, 사용자가 설정한 전력 사용 값(캐핑 값)과 전체 전력량을 비교한다. 그리고 전체 전력량이 전력 캐핑 값보다 큰 경우, 전력 사용량의 조절이 가능한 컴포넌트들 또는 시스템 전체의 전력 사용량을 제한한다.
그러나, 이러한 기존의 전력 캐핑 방법은 전력 제한 기능을 구동하면, 전력 사용량이 줄어들며, 이로 인하여 성능 저하가 발생한다. 또한, 동시에 실행중인 작업의 처리 시간이 지연된다. 이처럼 기존의 전력 캐핑 방법들은 전력 제한에 따른 성능저하로 인한 작업의 처리 시간 지연을 고려하지 않으므로 더 많은 에너지를 소모하게 되는 경우가 발생한다.
또한, 중앙처리장치의 숫자가 많은 고성능 컴퓨팅 시스템인 SMP(Symmetric Multiprocessing) 시스템의 경우, 기존의 전력 제한 방법은 중앙처리장치를 고려하지 않고, 똑같은 전력 캐핑 값을 설정한다. SMP 시스템에서 중앙처리장치를 고려하지 않고 전력 캐핑 값을 설정하면, 다수의 코어 중에서 일부 코어의 중앙처리장치 사용률만 높은 경우 에너지 효율이 저하될 수 있다. 그리고 시스템에서 수행되는 부하의 종류가 다양하고, 각각의 부하가 서로 다른 서비스의 질(QoS; Quality of Service)을 요구하는 경우, 서비스에 요구되는 QoS를 제공하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, SMP 시스템에서 에너지 효율을 극대화시키고, 서비스에 요구되는 QoS를 제공할 수 있는 새로운 전력 캐핑 기술의 필요성이 절실하게 대두된다.
한국 공개 특허 제10-2010-0071913호, 2010년 06월 29일 공개(명칭: 전기적 부하들에 의해 필요한 전력을 제한하기 위한 방법 및 장치)
본 발명의 목적은 대칭형 다중처리 시스템에서의 에너지 효율적인 전력 제한 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 각각의 멀티코어 프로세서별로 전력을 제한함으로써 기존 전력 캐핑 방법의 한계인 QoS 저하 문제를 해결하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 대칭형 다중처리 시스템의 에너지 절감을 최적화시키고, 에너지 효율성을 높이는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치는, 전력 제한값과 전력 제한 모드에 상응하도록 시스템의 전력 소모량을 제한하는 전력 관리부, 부하의 자원 사용률 및 QoS 설정값을 이용하여 생성한 부하별 QoS 프로필을 관리하는 QoS 프로필 관리부, 그리고 상기 전력 제한 모드가 스마트 전력 제한 모드이고, 상기 전력 소모량이 상기 전력 제한값보다 큰 경우, 각각의 상기 부하를 상기 부하별 QoS 프로필에 상응하도록 코어프로세서에 할당하는 제어부를 포함한다.
이 때, 상기 제어부는, 복수의 멀티코어 프로세서들 중에서 전력을 제한할 전력 제한 멀티코어 프로세서를 선택할 수 있다.
이 때, 상기 제어부는, 상기 QoS 설정값이 임계치 미만인 상기 부하를 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서의 상기 코어프로세서에 할당할 수 있다.
이 때, 상기 제어부는, 상기 QoS 설정값이 상기 임계치 이상인 상기 부하를 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서로 선택되지 않은 상기 멀티코어 프로세서의 상기 코어프로세서에 할당할 수 있다.
이 때, 상기 제어부는, 상기 부하의 자원 사용률을 고려하여 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서에 포함된 하나 이상의 코어프로세스 중에서 상기 부하를 할당할 상기 코어프로세서를 설정 할 수 있다.
이 때, 상기 대칭형 다중 처리 시스템은, 복수의 멀티코어 프로세서들을 포함하고, 상기 멀티코어 프로세서는 하나 이상의 코어프로세서를 포함하며, 상기 멀티코어 프로세서가 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서인 경우, 상기 멀티코어 프로세서에 포함된 상기 하나 이상의 코어프로세서는 상기 제어부로부터 상기 QoS 설정값이 상기 임계치 미만인 상기 부하를 할당 받을 수 있다.
이 때, 상기 전력 관리부는, 상기 전력 제한 모드가 일반 전력 제한 모드이고, 상기 전력 소모량이 상기 전력 제한값보다 큰 경우, 상기 시스템의 전력 소모량을 상기 전력 제한값 이하가 되도록 제어할 수 있다.
이 때, 상기 전력 관리부는, 상기 시스템에 공급되는 전체 전력량을 제한하거나, 상기 시스템에 연결된 중앙처리장치, 메모리, 입출력 장치 중에서 적어도 하나의 장치의 전력 사용을 제한할 수 있다.
이 때, 상기 제어부는, 측정된 상기 시스템의 전력 소모량과 상기 전력 제한값을 주기적으로 비교 할 수 있다.
이 때, 상기 전력 관리부는, 사용자로부터 상기 전력 제한값의 변경을 입력받아 상기 전력 제한값이 변경된 경우, 상기 시스템의 전력 소모량을 재측정하고, 상기 재측정된 전력 소모량과 상기 변경된 전력 제한값을 비교할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치에 의해 수행되는 전력 제한 방법은, 측정된 시스템의 전력 소모량과 기 설정된 전력 제한값을 비교하는 단계, 전력 제한 모드가 스마트 전력 제한 모드이고, 상기 전력 소모량이 상기 전력 제한값보다 큰 경우, 부하별 QoS 프로필을 이용하여 하나 이상의 부하를 정렬하는 단계, 그리고 각각의 상기 부하를 상기 부하별 QoS 프로필에 상응하도록 코어프로세서에 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 대칭형 다중처리 시스템에서의 에너지 효율적인 전력 제한 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 각각의 멀티코어 프로세서별로 전력을 제한함으로써 기존 전력 캐핑 방법의 한계인 QoS 저하 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 대칭형 다중처리 시스템의 에너지 절감을 최적화시키고, 에너지 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제한 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3은 대칭형 다중 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 전력 제한 모드에서의 전력 제한 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 프로필 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 멀티코어 프로세서의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제한 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전력 제한 장치(100)는 전력 관리부(110), QoS 프로필 관리부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
먼저, 전력 관리부(110)는 전력 제한값과 전력 제한 모드에 상응하도록 시스템의 전력 소모량을 제한한다.
여기서, 전력 제한값은 사용자가 설정한 값이거나 기 설정된 값을 의미한다. 그리고 전력 제한 모드는 종래의 전력 캐핑 기술이 적용되는 일반 전력 제한 모드이거나 각각의 멀티코어 프로세서별 전력 제한값이 설정되는 스마트 전력 제한 모드일 수 있다.
그리고 전력 관리부(110)는 시스템의 전력 소모량이 전력 제한값보다 크고, 전력 제한 모드가 일반 전력 제한 모드인 경우, 시스템의 전력 소모량을 전력 제한값 이하가 되도록 제어한다. 이때, 전력 관리부(110)는 시스템에 공급되는 전체 전력량을 제한하거나, 시스템에 연결된 중앙처리장치(CPU), 메모리, 입출력 장치 중에서 적어도 하나의 장치의 전력 사용을 제한할 수 있다.
반면, 전력 관리부(110)는 시스템의 전력 소모량이 전력 제한값보다 크고, 전력 제한 모드가 스마트 전력 제한 모드인 경우, 제어부(130)가 수행한 각 부하의 코어프로세서 할당에 상응하도록 동작하여 시스템의 전력 소모량을 제한한다.
또한, 전력 관리부(110)는 사용자로부터 전력 제한값의 변경을 입력받아 전력 제한값이 변경된 경우, 재 측정된 시스템의 전력 소모량과 변경된 전력 제한값을 비교한다. 그리고 비교의 결과를 이용하여 전력 제한 여부를 결정한다.
다음으로 QoS 프로필 관리부(120)는 부하의 자원 사용률 및 QoS 설정값을 이용하여 부하별 QoS 프로필을 설정하고, 설정된 부하별 QoS 프로필을 관리한다. 여기서, QoS 프로필은 부하 정보와 부하별 QoS 설정값을 이용하여 생성되며, 부하별 QoS 설정값은 사용자로부터 설정된 것일 수 있다.
마지막으로 제어부(130)는 전력 소모량이 전력 제한값 보다 크고, 전력 제한 모드가 스마트 전력 제한 모드인 경우, 각각의 부하를 부하별 QoS 프로필에 상응하도록 코어프로세서에 할당한다. 제어부(130)는 각 부하의 QoS 프로필을 이용하여 각각의 부하를 코어프로세서에 할당함으로써 시스템의 전체 전력량을 제한할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 복수의 멀티코어 프로세서들 중에서 전력을 제한할 전력 제한 멀티코어 프로세서를 선택할 수 있으며, QoS 설정값이 임계치 미만인 부하를 전력 제한 멀티코어 프로세서의 코어프로세서에 할당한다. 이때, 제어부(130)는 부하의 자원 사용률을 고려하여 전력 제한 멀티코어 프로세서에 포함된 하나 이상의 코어프로세서 중에서 부하를 할당할 코어프로세서를 설정할 수 있다.
그리고 제어부(130)는 QoS 설정값이 임계치 이상인 부하를 전력 제한 멀티코어 프로세서로 선택되지 않은 일반 멀티코어 프로세서에 할당할 수 있다.
설명의 편의상, 제어부(130)는 부하의 QoS 설정값을 임계치와 비교하여 해당 부하를 전력 제한 멀티코어 프로세서 또는 일반 멀티코어 프로세서 중에서 부하를 할당할 멀티코어 프로세서를 설정하는 것으로 설명하였다. 그러나 이에 한정하지 않고, 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템에 포함된 멀티코어 프로세서의 개수에 상응하도록 부하의 QoS 설정값을 분류하여 각각의 멀티코어 프로세서에 부하를 할당할 수도 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 7을 통하여 본 발명의 일실시예에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치의 전력 제한 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
먼저, 전력 제한 장치(100)는 대칭형 다중 처리 시스템의 전력 소모량을 측정한다(S210).
이때, 전력 소모량은 시스템의 외부 또는 내부에서 측정된 전력 측정 정보를 의미하고, 대칭형 다중 처리(SMP; symmetric multiprocessing) 시스템은 두 개 이상의 프로세서가 한 개의 공유된 메모리를 사용하는 다중 프로세서 컴퓨터 아키텍처를 의미한다.
도 3은 대칭형 다중 처리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3과 같이, 대칭형 다중 처리(SMP) 환경의 시스템(Symmetric Multiprocessor System)은 하나의 시스템 내에 동일한 형태의 멀티코어 프로세서가 복수개 탑재된다. 그리고, 복수의 멀티코어 프로세서들은 하나의 메인 메모리와 입출력 장치, 시스템 버스를 공유하며, 하나의 운영체제(OS)가 모든 프로세서를 관리한다.
이러한 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템은 대규모 병렬 프로세서(MPP; Massively Parallel Processor)에 비하여 병렬 프로그램이 용이하고, 프로세서간 작업 분산(workload balance)이 용이하다. 그리고 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템은 많은 사용자가 동시에 데이터 베이스에 접근하여 일을 처리하는 OLTP(online transaction processing) 작업에서도 훨씬 효과적이다.
다음으로 전력 제한 장치(100)는 측정된 전력 소모량과 전력 제한값을 비교한다(S220).
전력 제한값은 사용자가 정한 값이거나 시스템상에 기 설정되어 있는 값일 수 있으며, 전력 제한 장치(100)는 사용자로부터 전력 제한값의 변경을 입력받아 전력 제한값을 수정할 수도 있다.
전력 제한 장치(100)는 전력 소모량과 전력 제한값을 비교하여 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템에 전력 캐핑 기술이 적용되어야 하는지 여부를 판단한다. 이때, 전력 소모량이 전력 제한값보다 큰 경우, 전력 제한 장치(100)는 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템을 일반 전력 제한 모드 또는 스마트 전력 제한 모드 중에서 어느 하나의 전력 제한 모드로 설정하고, 전력 캐핑 기술을 적용할 수 있다.
전력 소모량과 전력 제한값의 비교 결과, 전력 소모량이 전력 제한값 이하인 경우, 전력 제한 장치(100)는 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템에 전력 캐핑 기술을 적용하지 않을 수 있다. 그리고 전력 제한 장치(100)는 주기적으로 S210 단계를 수행하여 시스템의 전력 소모량을 측정할 수 있다.
반면, 전력 소모량이 전력 제한값보다 큰 경우, 전력 제한 모드가 스마트 전력 제한 모드인지 여부를 판단한다(S230).
스마트 전력 제한 모드인지 여부는 전력 제한 장치(100)가 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템에 기 설정된 전력 제한 모드를 이용하여 판단하거나, 사용자로부터 입력받은 전력 제한 모드를 이용하여 판단할 수 있다.
전력 제한 장치(100)는 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템이 스마트 전력 제한 모드로 설정되어 있는 경우, QoS에 따라 각각의 부하를 코어프로세서에 할당한다(S240).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 전력 제한 모드에서의 전력 제한 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 전력 제한 장치(100)는 QoS 프로필을 이용하여 각각의 부하를 분류한다(S410).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 프로필 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5와 같이, 전력 제한 장치(100)는 부하정보와 사용자로부터 설정된 부하별 QoS 설정값을 이용하여 각각의 부하별 부하 QoS 프로필을 생성한다. 그리고 생성된 QoS 프로필을 이용하여, 부하들을 QoS에 따라 분류하고, 정렬한다.
다음으로, 전력 제한 장치(100)는 전력 제한 멀티코어 프로세서를 선택한다(S420).
전력 제한 장치(100)는 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템에서 사용하는 전력 사용량이 전력 제한값을 초과하지 않도록 전력 제한 멀티코어 프로세서의 전력 제한값을 설정할 수 있다. 이때, 전력 제한 장치(100)는 멀티코어 프로세서의 개수 또는 전력 제한 멀티코어 프로세서의 개수에 상응하도록 전력 제한 멀티코어 프로세서의 전력 제한값을 설정할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 7은 멀티코어 프로세서의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전력 제어 장치(100)의 전력 관리부는 QoS 프로필 관리부가 생성한 부하별 QoS 프로필을 이용하여 부하를 코어프로세서에 할당할 수 있다. 이때, 전력관리부는 운영체제 커널을 통하여 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템의 복수의 멀티코어 프로세서들에 전력 캐핑 기술을 적용할 수 있으며, 운영체제 커널은 전력 관리부뿐 아니라 기타 하드웨어(HW) 장치, 복수의 멀티코어 프로세서, QoS 프로필 관리부 등과 통신을 수행할 수 있다.
그리고 도 7에 나타낸 바와 같이, 멀티코어 프로세서는 복수의 코어프로세서로 구성된 중앙처리장치(CPU)를 의미한다. 또한, 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템은 스마트 전력 제한 모드로 동작이 가능한 복수의 멀티코어 프로세서로 구성되어 있다.
다음으로, 전력 제한 장치(100)는 부하를 코어프로세서에 할당한다(S430).
전력 제한 장치(100)는 부하를 코어프로세서에 할당하여 피닝(pinning)함으로써, 멀티코어 프로세서 내의 복수의 코어프로세서 중에서 해당 부하를 수행할 코어프로세서를 지정한다.
예를 들어, 멀티코어 프로세서(MP)가 2개인 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템에서, 각각의 멀티코어 프로세서는 두 개의 코어프로세서(P)를 포함한다고 가정한다. 그리고 제1 멀티코어 프로세서인 MP1은 P11, P12 코어프로세서를 포함하고, 제2 멀티코어 프로세서인 MP2는 P21, P22 코어프로세서를 포함한다. 또한, 프로세스 큐(Q)에는 각 부하(Jn(X,Y))별로 부하의 자원 사용률(X, max=10)과 QoS 설정값(Y,Y=y|n)을 갖는 부하가 포함되어 있다고 가정한다.
이 때, 전력을 제한할 멀티코어 프로세서가 2개 이므로, QoS 설정값은 y와 n전력 두 종류로 구분될 수 있다. 여기서, y는 제한을 하지 않고, 실시간으로 높은 QoS를 보장해야 하는 부하를 의미하고, n은 QoS가 낮아 전력 제한이 가능한 부하를 의미한다.
그리고 프로세스 큐(Q)에 포함된 복수의 부하들은 QoS 설정값으로 분류하여 정렬될 수 있으며, 프로세스 큐는 Q={J1(7,y), J2(4,y), J3(3,y), ... J8(6,n), J9(5,n), J10(2,n), ...}와 같이 부하들을 포함할 수 있다.
전력 제한 장치(100)는 프로세스 큐 Q에 포함된 복수의 부하들을 각각의 코어프로세서(P)에 피닝(Pinning)한다.
그리고 전력 제한 장치(100)는 프로세스 큐가 비었는지 확인한다(S440).
프로세스 큐가 비었다는 것은, 코어프로세서에 할당할 부하가 없다는 것을 의미한다. 반면, 프로세스 큐에 부하가 존재하는 경우, 전력 제한 장치(100)는 S430 단계를 통하여 프로세스 큐에 존재하는 부하를 코어프로세서에 할당할 수 있다.
그 결과, P11={J1(7,y), ...}, P12={J2(4,y), J3(3,y), ...}, P21={J8(6,n), ...}, P22={J9(5,n), J10(2,n), ...}과 같이 각각의 코어프로세서(P)에 부하들이 할당될 수 있다.
설명의 편의상, 전력 제한 장치(100)가 복수의 부하를 QoS 설정값으로 분류하고, 부하의 자원 사용률을 내림차순으로 정렬한 후 코어프로세서에 할당하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않고, 전력 제한 장치(100)는 부하의 정보와 QoS 정보를 이용하여 다양한 방법으로 부하를 분류 및 정렬하여 코어프로세서에 할당할 수 있다.
또한, 전력 제한 모드가 일반 전력 제한 모드로 설정되어 있는 경우, 전력 제한 장치(100)는 전력 소모량을 전력 제한값 이하가 되도록 제어한다(S250).
전력 제한 장치(100)는 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템에 장착된 전력 공급 유닛의 전체 전력 사용을 제한하거나, 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템의 중앙처리장치(CPU), 메모리, 입출력 장치 등의 전력 사용을 제한하여 전력 소모량을 전력 제한값 이하가 되도록 제어 할 수 있다.
그리고 전력 제한 장치(100)는 전력 제한값이 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다(S260). 전력 제한값이 변경된 경우에는 상기 S210 단계를 수행하여 전력 소모량을 재 측정하고, 재 측정된 전력 소모량과 변경된 전력 제한값을 비교하여 전력 캐핑 기술의 적용 여부를 판단할 수 있다.
설명의 편의상, 전력 제한값이 변경된 경우 S210 단계를 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않고, 전력 제한 장치(100)는 S220 단계를 수행하여 기 측정된 전력 소모량과 S260 단계에서 변경된 것으로 확인된 전력 제한값을 비교할 수도 있다.
또한, 전력 제한 장치(100)는 S260 단계에서 전력 제한값이 변경되지 않은 경우, 스마트 전력 제한 모드 또는 일반 전력 제한 모드로 동작하여 시스템을 수행할 수 있다(S270).
전력 제한 장치(100)는 S240 단계 또는 S250 단계를 통하여 시스템의 전체 전력 소모량을 제한하면서 시스템이 동작되도록 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치 및 방법을 이용함으로써, 기존의 전력 제한 기술에서 고려하지 않은 대칭형 다중 처리(SMP) 시스템에서 에너지 효율적으로 전력을 제한할 수 있다. 또한, 복수의 멀티코어 프로세서들의 전력 제한을 각각 설정함으로써 기존 전력 제한 방법의 한계인 QoS 저하 문제를 극복할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치
110: 전력 관리부
120: QoS 프로필 관리부
130: 제어부

Claims (20)

  1. 전력 제한값과 전력 제한 모드에 상응하도록 시스템의 전력 소모량을 제한하는 전력 관리부,
    부하의 자원 사용률 및 QoS 설정값을 이용하여 생성한 부하별 QoS 프로필을 관리하는 QoS 프로필 관리부, 그리고
    상기 전력 제한 모드가 스마트 전력 제한 모드이고, 상기 전력 소모량이 상기 전력 제한값보다 큰 경우, 각각의 상기 부하를 상기 부하별 QoS 프로필에 상응하도록 코어프로세서에 할당하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 부하들을 QoS 설정값으로 분류하여 정렬하고, 상기 정렬된 부하들을 각각의 코어프로세서에 피닝(Pinning)하고, 상기 코어프로세서에 할당할 부하가 있는지 확인하고, 상기 할당할 부하가 있으면 상기 부하를 상기 코어프로세서에 할당하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 멀티코어 프로세서 중에서 전력을 제한할 전력 제한 멀티코어 프로세서를 선택하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 QoS 설정값이 임계치 미만인 상기 부하를 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서의 상기 코어프로세서에 할당하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 QoS 설정값이 상기 임계치 이상인 상기 부하를 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서로 선택되지 않은 상기 멀티코어 프로세서의 상기 코어프로세서에 할당하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 부하의 자원 사용률을 고려하여 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서에 포함된 하나 이상의 코어프로세서 중에서 상기 부하를 할당할 상기 코어프로세서를 설정하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 대칭형 다중 처리 시스템은,
    복수의 멀티코어 프로세서를 포함하고, 상기 멀티코어 프로세서는 하나 이상의 코어프로세서를 포함하며,
    상기 멀티코어 프로세서가 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서인 경우, 상기 멀티코어 프로세서에 포함된 상기 하나 이상의 코어프로세서는 상기 제어부로부터 상기 QoS 설정값이 임계치 미만인 상기 부하를 할당받는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    상기 전력 제한 모드가 일반 전력 제한 모드이고, 상기 전력 소모량이 상기 전력 제한값보다 큰 경우, 상기 시스템의 전력 소모량을 상기 전력 제한값 이하가 되도록 제어하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    상기 시스템에 공급되는 전체 전력량을 제한하거나, 상기 시스템에 연결된 중앙처리장치, 메모리, 입출력 장치 중에서 적어도 하나의 장치의 전력 사용을 제한하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    측정된 상기 시스템의 전력 소모량과 상기 전력 제한값을 주기적으로 비교하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    사용자로부터 상기 전력 제한값의 변경을 입력받아 상기 전력 제한값이 변경된 경우, 상기 시스템의 전력 소모량을 재측정하고, 상기 재측정된 전력 소모량과 상기 변경된 전력 제한값을 비교하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치.
  11. 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 장치에 의해 수행되는 전력 제한 방법에 있어서,
    측정된 시스템의 전력 소모량과 기 설정된 전력 제한값을 비교하는 단계,
    전력 제한 모드가 스마트 전력 제한 모드이고, 상기 전력 소모량이 상기 전력 제한값보다 큰 경우, 부하의 자원 사용률 및 QoS 설정값을 이용하여 생성한 부하별 QoS 프로필을 이용하여 하나 이상의 부하를 정렬하는 단계, 그리고
    각각의 상기 부하를 상기 부하별 QoS 프로필에 상응하도록 코어프로세서에 할당하는 단계를 포함하고,
    각각의 상기 부하를 상기 부하별 QoS 프로필에 상응하도록 코어프로세서에 할당하는 단계는,
    상기 부하들을 QoS 설정값으로 분류하여 정렬하고, 상기 정렬된 부하들을 각각의 코어프로세서에 피닝(Pinning)하고, 상기 코어프로세서에 할당할 부하가 있는지 확인하고, 상기 할당할 부하가 있으면 상기 부하를 상기 코어프로세서에 할당하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    복수의 멀티코어 프로세서 중에서 전력을 제한할 전력 제한 멀티코어 프로세서를 선택하는 단계를 더 포함하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 각각의 부하를 상기 부하별 QoS 프로필에 상응하도록 코어프로세서에 할당하는 단계는,
    상기 QoS 설정값이 임계치 미만인 상기 부하를 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서의 상기 코어프로세서에 할당하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 QoS 설정값이 상기 임계치 이상인 상기 부하를 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서로 선택되지 않은 상기 멀티코어 프로세서의 상기 코어프로세서에 할당하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 부하의 자원 사용률을 고려하여 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서에 포함된 하나 이상의 코어프로세서 중에서 상기 부하를 할당할 상기 코어프로세서를 설정하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 대칭형 다중 처리 시스템은,
    복수의 멀티코어 프로세서를 포함하고, 상기 멀티코어 프로세서는 하나 이상의 코어프로세서를 포함하며,
    상기 멀티코어 프로세서가 상기 전력 제한 멀티코어 프로세서인 경우, 상기 멀티코어 프로세서에 포함된 상기 하나 이상의 코어프로세서는 상기 QoS 설정값이 임계치 미만인 상기 부하를 할당받는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 전력 제한 모드가 일반 전력 제한 모드이고, 상기 전력 소모량이 상기 전력 제한값보다 큰 경우, 상기 시스템의 전력 소모량을 상기 전력 제한값 이하가 되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 시스템의 전력 소모량을 상기 전력 제한값 이하가 되도록 제어하는 단계는,
    상기 시스템에 공급되는 전체 전력량을 제한하거나, 상기 시스템에 연결된 중앙처리장치, 메모리, 입출력 장치 중에서 적어도 하나의 장치의 전력 사용을 제한하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 측정된 시스템의 전력 소모량과 기 설정된 전력 제한값을 비교하는 단계는,
    측정된 상기 시스템의 전력 소모량과 상기 전력 제한값을 주기적으로 비교하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 전력 제한값의 변경을 입력받는 단계를 더 포함하며,
    상기 전력 제한값이 변경된 경우, 상기 시스템의 전력 소모량을 재측정하고, 상기 재측정된 전력 소모량과 상기 변경된 전력 제한값을 비교하는 대칭형 다중 처리 시스템에서의 전력 제한 방법.
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